高速铁路线路工程维修技术发展新方向

高速铁路线路工程维修技术发展新方向

1、国内外线路养护维修概况

（1）日本。日本的线路维修养护全面贯彻预防性修理的指导思想，设定预防性维修极限值，在该阶段内实施修理，对特殊情况进行事后修理。新干线由日本客运公司进行管理，公司设立线路检查中心，采用综合试验车来检查线路的状态。检查结果直接输入综合数字通信网（ISDN），以及指导有关部门实施维修。

（2）法国。法国铁路将轨道、车辆及其相互作用与轨道维修作为一个系统来考虑。轨道状态通过步行和驾驶室目视检查，用MOZAN轨检车动态检查线路几何状态，检查结果作为制定短期和中期维修作业计划的依据。

（3）德国。德国对高速铁路线路的日常检查以轨检车为主，只是对道岔和需对轨检车的检查结果做复核的地段进行人工检查。同时采用先进的轨道维修管理技术，根据轨道实际状态制定维修计划，进行日常保养、预防性计划维修和紧急补修。

（4）中国。我国铁路线路养护维修主要是贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的维修原则，按照设备技术状态的各种变化不同程度地进行相应的维修工作。线路检测以人工每月检查为主，轨道检查车主要负责线路的动态检查。铁路线路的养护维修按周期有计划地进行，分为综合维修、经常保养和临时维修。

2、国内外线路养护维修差异性分析

2.1线路养护维修核心内容

高速铁路线路养护维修的主要特点是按设备的状态进行必要的适度维修，即“状态修”。线路“状态修”是以线路设备运用状态为基础，通过监测手段来掌握线路设备的工作状态，对照状态标准分析确定线路设备是否处于正常状态，在线路设备状态临近失效控制线但尚未出现故障时，进行适当和必要的维修，做到既不失修也不过剩修，避免养护维修中的盲目性，使设备始终处于可靠受控状态。

2.2线路的检测

线路的检测是获得线路设备技术状态信息、掌握线路设备变化规律、编制维修作业计划和分析设备病害的主要依据。近年来，随着计算机和检测技术的发展，轨道检查车为线路的“状态修”提供了技术支持，其动态检测资料为线路的养护维修提供了科学的依据。目前，轨道检查车广泛应用于日本、法国、德国等国家高速铁路线路的检测，线路的检查以综合轨检车为主，以营业列车和人工巡道为辅。检测的结果则是通过专用的网络传输到有关部门，并建立相应的管理系统来处理检测的数据，指导线路的维修工作。我国的线路检测依然是以人工每月检查为主。轨检车、车载添乘仪所测得的线路质量信息要经过工区检查、车间汇总、报段整理后才能用于指导养护维修，时效性低、误差多，不能满足设备综合分析的需要。因此如何做到线路状态信息检测工作的定性监测与定量检测相结合，加快信息传递是我国客运专线线路检测应该重点考虑的问题。随着计算机的应用和普及，利用计算机技术对线路状态进行实时监控已成为现实，地理信息系统就是一个有效的工具。用地理信息系统将轨检车和车载添乘仪自动生成的设备数据与线路平面图连接，做到实时监控线路状态。深入分析每次检测数据，同时将生成的数据与历史数据进行对比，找出重点病害对象。建立综合信息传输网，注意信息质量和信息的共享，以便有关部门及时制定检修对策。用轨检车检查线路，用管理信息系统管理线路设备数据，指导养护维修工作是发展趋势。标准的界定是线路检测的关键。在标准的制订上各国都有自己的特点，如德国坚持大修施工的“复旧思想”；法国将轨道的质量状态分为四级（目标值、警告值、干预值和限速值），用于指导线路的养护维修；日本针对具体设备给出具体的标准。我国和日本的做法大致相似。随着客运专线的发展，我国对线路养护维修标准的要求也越来越高，因此要在吸取国外经验的基础上，结合我国的特点，使线路的养护维修做到灵活和统一。

2.3线路养护维修修程修制

国内外线路养护维修的基本内容主要包括路基、道床、轨枕和钢轨的养护维修，连接部件和轨道加强设备的更换养护，道岔的养护维修，道口及一些标志的

维修和更换。线路的修程主要是指线路的修理类型、修理周期和具体的修理内容。由于国内外线路在基本结构、运行状态等方面存在差异，所以在修理类型和具体的施工作业方法上也有所不同，但是在养护维修基本的内容和维修的周期上差异不大。应用“状态修”维修模式是客运专线线路养护维修工作中应重点考虑的问题。目前国内外“状态修”在线路养护维修方面的应用还不是很成熟。因此，结合“状态修”的特点，借助现代化的技术手段，使“状态修”在线路养护维修方面的技术日趋成熟。

2.4线路养护维修体制

目前，我国线路养护维修是铁道部—铁路局—基层站段的三级运营管理模式，线路的养护维修的组织管理可分为“修养分开”和“修养合一”两种形式。“修养分开”主要有三种组织形式：一是机械化线路维修段负责综合维修，工务段配合，负责经常保养和临时补修；二是工务段直接领导的机械化维修队负责综合维修，养路领工区配合；三是养路领工区下设的机械化工队负责综合维修，保养工区配合。“修养合一”与“修养分开”最主要的区别就是“修养合一”由机械化工队或养路工区负责全面线路养护维修工作。国外的“修养分开”与我国在工作组织上存在很大不同。日本新干线的维修工作均是由非铁路部门的专业承包商以承包的方式进行作业。主要维修设备产权属各铁路客运公司，租借给承包商，小型维修机具由承包商自行购置。因此铁路客运公司基层养护维修部门的主要业务是工程发包管理、维修检查等。这种管理模式为提高维修质量以及发展维修技术提供了一个良好的平台。我国线路养护维修组织管理应该以实现彻底的“修养分开”为目标，鼓励专业维修公司的发展，注重线路维修质量以及维修新技术的应用，以适应客运专线的养护维修。

3、国外高速铁路工务维修模式

从1964年日本修建了世界上第一条高速铁路起，德国和法国的高速铁路也得到快速发展，发达国家高速铁路的运营、维护和管理的成套经验为我国高速铁路运营维护管理体系模式的建立提供了重要参考。

日本高速铁路属于典型的“管、检、修”分离模式，日本铁路公司只负责设备管理发包检查和验收，检测与维修作业均外包。法国和德国高速铁路为“管、检、修”部分分离模式，大部分大修和部分计划修为业务外委。从“管、检、修”分离的程度看，完全分离模式有利于管理上相互制约，维修专业化，是高速铁路运营管理的必然趋势。

高速铁路维修管理机构采取的分级管理模式与公司的历史沿革以及所管辖的范围有关。日本高速铁路公司中东日本和西日本公司采取三级管理体制，而东海和九州公司则采用两级管理体制；法国高速铁路是总局、地区局、综合维修段三级管理体制；而德国采用路网公司、基层维护单位两级机构管理体制。对于三级管理体制，一级管理机构如总公司（总局）维修管理部门主要负责维修技术标准、技术政策的制定和管理以及总公司中长期维修规划的编制等工作；二级管理机构如分公司（地区局）维修管理部门主要负责辖区范围内的维修计划编制和管理；三级管理机构如法国和德高速铁路基层维修机构，主要负责大型维修施工作业的管理、发包、检查和验收、及线路的日常养护和小型维修等作业，而日本新干线的基层维修机构也是管理机构，固定设备的检查维修工作全部由协作公司承担。随着装备技术改进和信息化水平的提高，日本、德国和法国高速铁路维修管理层次也不断向扁平化模式发展，二级维修管理模式将是今后高速铁路发展的必然趋势。

日本、法国和德国三个国家的高速铁路基本管理范围不超过150km，在综合工区这个层面上间隔30～100km不等。由于各国客货运量不同，相关基础设施状态、运量、维修工作量、修程修制和检查、检测标准体系不同，维修管理职责也不尽相同，因此，各国维修管理检测人员结构配置也各具特点。

日本、法国和德国高速铁路维修均采用“天窗”修方式，高速铁路维修天窗时间一般设置5～6h，且重点安排在列车停止运行的午夜至凌晨时间段。此外，法国TGV城际客运专线在白天列车运行间隔安排l.0～1.5h的检查天窗时间，该时间为2列TGV列车的间隔时间。

4、中国高速铁路工务维修管理模式

目前，我国既有铁路线路、接触网、通信信号的养护维修体制主要按专业分类，集“管、检、修”于一身，铁道部设置各专业管理部，铁路局下设相应的各业务处和各专业站段，各专业站段又下设车间或领工区，领工区下设各专业工区的5级管理机构。这种体制对加强线路养护维修、保持基础设施稳定和维持一个相对较好的运输安全状况起到较大作用，但同时也带来维修管理机构庞大、运营成本较高、经济效益低下的弊端，这种“大而全、小而全”的维修方式与观念，已不适应高速铁路基础设施维修的要求。

4.1工务维修体制的基本模式

铁路基础设施的养护维修一般涉及管理、检测、养护和修理4部分工作。我国高速铁路基础设施养护维修体制依照作业内容的不同可以分为管理维护、检测和修理（简称“管、检、修”）。将“管、检、修”作为基础设施维修体系的3个基本环节。总结国外高速铁路管理经验可以看出，“检、养、修”分开的管理方式具有专业性强，分工明确，管理经验成熟的特点，有利于高速铁路的检养修管理，也有利于新技术、新材料、新工艺的推广应用。

借鉴国外高速铁路维修经验，结合我国实际情况，研究适合我国高速铁路的基础设施养护维修的几种模式。

1）管检修合一模式。指管、检、修高度集中，高速铁路基础设施的技术状态全部由一个部门负责。此种模式优点是检修工作的协调性强，可避免不同管理机构间的利益冲突，同时此种模式与既有线的管理模式基本类似，有现成的管理人员和经验可以借鉴；缺点是大型设备的利用率较低，缺乏必要的监督机制，公正性难以保证。

2）检与管修分离模式。管修合一、检与管修分离模式是把检测工作独立出来，委托外部公司独立承担检测工作，管修仍由同一个部门负责。此种模式的优点是大型检测设备的利用率较高，有利于行业标准的统一管理，有利于监督机制

的形成，有助于专业水平的提高，检测结果的公正性得以保证；缺点是检修工作由不同机构负责，协调性不够好。

3）管、检、修分离模式。指“管、检、修”由不同部门负责，基础设施的主管部门根据设备设施状态与外部的检测公司签订合同，委托检测公司根据合同对设备进行检测，检测项目包括线路、牵引供电、接触网和通信信号固定设备等，需提交检测信息和对设备设施的修理建议。同时，主管部门和外部的维修公司签订合同，委托维修公司根据合同承担设备设施的维修任务，并与主管部门进行维修质量验交和财务清算。此种模式的优点是可以使管、检、修三方的责权利清晰分明。主管部门是设备的责任单位，负责设备的全面管理和运用，对设备安全和效益承担全部责任。检测、维修公司按照合同承担任务、交验结果和进行财务清算。但是，这种模式需要检测维修公司具有一定的规模且在高速铁路沿线有分散的派驻点，另外主管部门和检测、维修公司之间必须有密切和默契的配合。

我国高速铁路维修管理应在充分考虑国情、路情的条件下，以实行属地化管理和“管、检、修”分开的管理体制为原则，体现“专业强化、管理集中、资源综合”和“精干高效”的养修理念。目的是建立高效率、低成本、少用人、现代化、信息化和先进适用的综合维修管理技术体系。

4.2工务维修体制建立的基本原则

根据既有国内外工务维修管理经验，制定高速铁路基础设施养护维修体制的基本原则可依据以下几点：

1）高度体现以人为本原则。

2）创造良好的社会效益。

3）对异常情况具有快速反应及预警应急处理能力。

4）具备不断创新的活力。

5、高速铁路工务综合维修管理体系模式探索

5.1“管、检、修”系统分离模式特点

基础设施的管、检、修子系统分开的本质主要体现在维修体系中实现各系统的部门化和专业化。从经济管理学的角度分析，管、检、修是否分开主要考虑管、检、修各系统部门设置的规模经济性和工作的相依性。

1）高速铁路基础设施的管、检、修专业规模经济性

高速铁路基础设施的日常维护工作同既有线一样，作业项目繁多，每项工作的重复性低，工作内容受外界环境的影响较大，标准化程度低。因此，在技术体系上具有单件生产特征，不具有专业规模经济性，但同区域的各专业综合一起可以利用共有资源，因此适合按区域组织生产。

高速铁路基础设施的检测与既有线差别很大。既有铁路基础设施的建设标准和维修标准较低，对检测的要求也低，在检测上以工区的手工静态检查为主，检测工具落后，标准不高；高速铁路养修标准提高、“天窗”修的限制和运营时间对检测提出了更高的要求，要求检测必须动态、高效、精确，传统分散的检测方式已不能适应新设备、新技术的要求，必须进行高速综合检测。高速综合检测车自动进行数据采集和输出，一次性投入大，作业效率高，对专业人员的要求较高，属于连续生产的技术体系，因此具有专业规模经济的特征。

高速铁路基础设施的修理工作与既有线差异较大。既有线路修理作业以手工或小型机械为主，作业分散，本专业聚合在一起，效率提高并不明显。由于工具的技术含量不高，需要的专业技术人员不多，在专业上没有规模优势。由于作业标准的提高，只有大型养路机械才能适应高速铁路基础设施维修作业的需要，而大型养路机械必须具备一定的规模成本较多的技术和后勤支持，因此具有规模经济的效应。

2）高速铁路基础设施的管检修具有相依性

在高速铁路基础设施维修系统中，管、检、修三个子系统分工各不相同，但管、检、修系统属于一个基础设施维修系统，各子系统之间存在着大量的物质和信息的交换，交互相依，只有既分工又合作才能很好地完成任务。同时高速铁路

基础设施本身的技术特点和运营特点也进一步强化了这种相依性，如高速铁路的高标准大大地增强了管理维修系统对检测系统的依赖。

因此，高速铁路基础设施管理维护工作不具有专业规模经济性，但适合于区域的组织生产，检测和修理工作则能形成专业规模经济。同时，高速铁路的管、检、修三体系间又存在着大量的物质和信息的交换，交互相依，只有相互配合，才能实现工务维修管理体系的良好运转。

5.2委外维修可行性分析

日本、法国和德国高速铁路公司负责专业管理，检测和维修以合同形式承包委托外协公司完成，其委外的方式是国外高速铁路维修体制的主要特征。

按照委外理论的相关研究成果，委外决策主要考虑四方面因素：自制成本、交易成本、资源依赖和企业核心竞争力。企业内部生产成本高的业务应选择委外，规模经济是决定生产成本的主要因素。外部市场有众多有规模的厂家，不具备技术优势、规模经济性不强的业务、生产成本相对较高的业务均宜选择外委。交易成本高的业务应纳入企业内部管理，决定交易成本的关键因素是资产的专用性、交易的不确定性和交易频率。交易所需资产的专用性程度低、交易频率低、交易不确定性低的业务应该外委；交易频率较低，但资产专用性程度较高的业务应该外委或从市场上购买。资源依赖性强的业务应该选择外委。如果企业对环境中的关键资源存在依赖，那么有必要与外界的行业建立某种形式的合作，以获取资源。形成企业核心竞争力的业务不应委外，核心竞争力的相关理论认为，关系企业核心竞争力的业务应该掌控在企业内部。对高速铁路基础设施维修单位而言，经济的维修策略、科学的维修方法、高效的维修组织、整合基础设施维修供应链的能力，是形成基础设施维修企业核心竞争力的主要因素。随着高速铁路的发展，对线路养护维修标准的要求也越来越高，因此要在吸取国外经验的基础上，结合我国高速铁路自身的特点，线路的养护维修需要灵活和统一。

我国相继开发了系列的综合检测车，已基本构建形成了较为完善的检测体系；在推进机械化集中修、科学安排“天窗”、优化修程修制改革、强化设备科

技含量等方面也进行了多方面的论证，在此基础上，对于高速铁路的运营维护管理，工务部门应树立“安全、舒适、有序、经济”的理念，坚持“预防为主、防治结合、重检慎修”的维护原则，保持工务设备的高可靠性、高平顺性和高稳定性。

通过对已开通运营的京津城际、武广、郑西、沪宁、沪杭、京沪、合宁和合武等高速铁路工务维护管理经验的探索和总结，为日后我国高速铁路建立与之适应的基础设施综合维修管理体系提供了宝贵经验和参考依据。

5.3高速铁路工务维修管理

针对我国高速铁路工务维修管理现状，高速铁路工务运营维护应实行属地化管理和“管、检、修”分开的管理体制，工务机构设置和人员生产设施配备应遵循以下基本原则：

1）属地化管理工务设施由铁路局按就近管辖的原则实行属地化管理，工务段属地化延伸管理。

2）专业强化工务电务和供电分专业管理，工务线路和路基、桥梁、隧道分专业管理。

3）管理集中。高速铁路的工务设备集中管理。管辖高速铁路的铁路局和工务段设专门管理机构。

4）资源综合。工务、电务和供电专业管理分开，但办公生活等后勤保障设施集中管理、综合使用。

5）精干高效。应按精干高效原则配备高速铁路工务管理技术人员和技能骨干，并纳入定编，主要负责线桥设备检查、影响安全和秩序的临时补修和故障处理工作，辅助和后勤保障等适应性工作由辅助和后勤人员负责。计划维修、专业性强的修理和其他辅助工作由工务段成立专业队伍按合同或预算受托修理，必要时委托其他有资质的单位进行修理。

6）专业化维护。工务段可成立曲线道岔钢轨等专业化修理队伍，负责受托的高速铁路修理工作。

7）管检修分开。按照“管、检、修”分开的管理体制，设备的主要检查和修理工作由专门部门或机构承担。

8）大机区域化作业。大型修理机械和检测车实行区域化作业，由专门机构承担。

5.4高速铁路工务维修检查

国外高速铁路维修政策均以设备状态的检测诊断与评定为基础，这是一切维修工作的先决条件。这种检测诊断通过先进的综合检测车探伤车和作业人员使用小型设备以及目测巡视来完成。经过检测诊断，要对设备状况、轨道几何不平顺状况等做出科学的评估。根据检测数据和评估结果，将设备的各种参数进行分级管理，并做出相应的维修计划，对于严重影响高速行车平稳与安全的局部设备缺陷采取紧急补修和列车减速措施。一切维修的目标要达到目标质量等级，并保证维修后的各种设备具有较长时间的稳定性。为达到这一目标世界各国高速铁路均使用大型养路机械开“天窗”进行维修作业，并将基础设施几何状态的检查作为指导维修的重要依据。

我国高速铁路基础设施检查应完善检查监控体系，建立完备的检测手段，完善信息处理分析机制，以保证设备质量有序可控，全面落实高速铁路“重检慎修、方案修”的原则，实施标准化作业。

5.5高速铁路工务维修作业

推行“管、检、修”分开维修新体制，要求做到综合维修由工务机械段负责完成大型养路机械作业项目；工务段车间组建机械化养路工区和专业维修队伍负责完成经常保养、大机配合（或大机覆盖不到的综合维修）、以及曲线、道岔、钢轨焊接接头专业维修项目；工区负责临时补修和设备巡查等项目；工务段成立检查监控车间（或线桥车间下设工区）负责设备检查监控工作。工作中要注重将

“管、检、修”分开与资源整合工作相结合，做强做大车间，完善各项管理制度，实现检查与维修的异体监督。

1）基础设施的专业化维修。

当今社会发展的一个重要特点就是社会分工越来越细，铁路运输也是如此。专业化生产可以提供专业的服务和精细的作业品质。因此，线路维修走专业维修的道路，是适应铁路提速重载运输的必然方向

2）三维精确定位系统的建立。

线路速度的提高，传统手工的作业方式已不能适应高速铁路的养护维修的需要，作业的测量精度成为制约提升高速铁路线路质量和提高作业效率的瓶颈。要做到精养细修，线路平纵断面精准的定位是首要前提，通过采用线路三维精确定位系统，将工务系统传统的测量相对误差变为测量绝对误差，达到对线路平纵断面的精确定位，线路养护由经验过渡到精确。三维精确定位系统的建立，为工务精检细修提供了数据依据。

3）大机精确作业。

大型养路机械是有砟轨道线路维修、病害整治的主要手段，但如果没有在大机作业前对线路平纵断面进行精确测量、没有对线路存在问题进行认真分析和调查，这样的大机作业等于无效劳动，顽症依旧存在，质量不会持久。因此，大机作业前要认真分析线路平纵断面定期观测数据、曲线道岔三维精确定位系统观测数据，以及各种综合检测、专业检测、车载式检查的检查数据，为大机作业制订详尽的作业方案提供准确依据。大机作业过程中，要加强对大机作业的控制，捣固车作业时要严格控制夹持时间，限制捣固频次，对薄弱区段应采用双插双捣，低速重稳。要发挥大型养路机械自检系统的作用，将每次作业后自检系统检测的数据作为验收依据。

4）“状态修”和“天窗修”的推广运用。

20世纪70年代以前，各国铁路大多是按预定的周期进行计划维修，一些国家在高速铁路线路的养护维修方面进行了大量的探索和实践实践证明：在通过总重、平均轴重、行车速度等运输条件相同，轨道结构自然环境也相同的情况下，由于路基的离散性、刚度的不均匀性、初始平顺性差异等因素，同一条铁路的不同区段，甚至仅相邻数公里、数百米的里程段落，轨道平顺状态的差异很大。其中恶化率较大的地段若任其发展，便会在较短的时间内，变成幅值较大的不平顺，甚至会变成影响舒适性和安全性的不平顺，这种轨道恶化的差异性成为世界各国铁路放弃定期修的重要原因。因此，为适应铁路运输的发展，许多发达国家相继进行轨道维修体制的改革，其中最重要的内容之一就是根据轨道实际状态实施预防性计划维修体制：即根据区段轨道不平顺的评价指标判断轨道的质量状态，在轨道质量状态已经开始发生恶化，但尚未严重不良之前适时采取维修措施改善状态质量，效果良好。

我国从20世纪90年代开始，铁路工务管理部门逐步推行“状态修”，利用TQI指数作为预防性计划维修的技术指标指导养护维修，取得了较好的应用效果。工务管理部门多年的经验表明，通过对TQI的比较分析便于轨道维修人员及时掌握区段轨道状态的改善和恶化情况及预测轨道状态的发展趋势，TQI可作为轨道状态的宏观管理和质量控制的依据，用于编制轨道维修计划，以提高线路质量均衡性，指导养护维修作业。随着我国铁路的不断发展，TQI今后会在进一步促进修程修制的改革，合理使用维修力量和费用，提高轨道科学管理水平中发挥更为重要的作用。

考虑到维修工作对运输组织和人身安全的影响，开展“状态修”的前提必须有足够的不影响行车组织和运输安全的综合维修时间，即“维修天窗”时间。从而确保行车顺畅、维修施工安全的目标。根据既有线维修天窗的运用经验，高速铁路综合维修天窗的设置不同于客货列车共线的既有铁路，需要综合考虑各种因素决定。

6、结语

铁路系统的改革和重组使得铁路企业迫切需要一套灵活的、高效的、集中的管理系统来适应不断变化的业务流程。我国传统体制下的列检所、车辆段的检修模式也有可能发生根本性的改变。通过对国内外高速铁路工务维修管理技术综合分析和运用经验的提炼，结合我国高速铁路建设和维修运用自身特点，以列车安全运输为前提，以提高高速铁路工务维修水平和基础设施质量为目标，在高速铁路工务维修体制革新的情况下，摸索一条适合我国高速铁路工务维修管理技术的模式，是高速铁路线路工程维修管理技术的发展新方向。

参考文献

[1].陈东生等.中国高速铁路工务维修管理模式研究[J].铁道建筑,2012(5)

[2].刘国强等.国内外高速铁路线路养护维修分析[J].中国铁路,2006(10)

[3].高文等.高速铁路检测_维修管理信息化研究[J].企业家天地,2009(10)