客运专线基础设施维修基地大机维修效率评价*

马良民，王孟钧

(1.中南大学土木工程学院，湖南 长沙 4100751;2.广州客运专线基础设施维修基地，广东 广州 510100)

根据铁道部有关精神，大型养路机械归上海、北京、广州和武汉四大客运专线基础设施维修基地统一管理，负责各管内各线的大修和集中修等工作。大型养路机械(以下简称大机)主要是指养护、维修、整修铁路线路的机械设备，主要包括线路道砟清筛、线路道砟捣固密实、线路道床震动稳定和线路道床整形等设备［1］。其中捣固车主要进行铁路线路的新线建设、旧线大修清筛和运营线路维修作业，包括轨道的拨道、起道抄平、道砟捣固及道床肩部道砟的夯实等作业;道砟清筛机是清筛道床中道砟的作业机械，可将脏污的道砟从轨枕下挖出，进行清筛并将清洁道砟回填至道床，同时将筛出的污土清除到线路外;钢轨打磨车主要是进行消除钢轨周期性和非周期性短波不平顺的作业，可以及时消除钢轨的表面伤损，利于钢轨使用寿命的延长，可极大提高轨道平顺性和旅客乘车舒适度。

大机在铁路线路提速及日常养修中，以无可比拟的优势，发挥着越来越重要的作用，已成为工务系统提高线路质量的依赖、列车提速及运输安全的保障［2］。近年来，大机维修在发挥优质、安全和高效等优势的同时也暴露出了诸多效率损失的问题。因而如何更科学合理地分析评价大机维修效率，从而提高大机维修效率迫在眉睫。

1 大机维修效率的内涵及指导思想

1.1 大机维修效率的内涵

效率通常是指一定的投入量所产生的有效成果，或者是单位时间完成的工作量［3］。大机维修，主要包括线路和道岔捣固、道砟清筛、钢轨和道岔打磨等工作。大机维修效率是指在一定的时间内，铁路线路固定设备维修过程中资金、人力、机械设备、各类材料等的投入所取得的线路固定设备状态恢复的效果。提高大机维修效率就是要在尽可能少的投入下取得更好的维修效果。

从国家和社会宏观层面看，应提倡建立资源节约型社会，提高大机维修效率能够减少资源的浪费，有效节约资源，是响应国家这一号召的积极表现，可以为社会的可持续发展做出一定的有益贡献。

从客专维修基地中观层面看，基地的管理更加注重综合效益的提升。大机维修效率的提高意味着可以较少的投入取得尽可能好的效果，能够为客专维修基地带来更为可观的效益，也能制定更好的措施来提高大机维修效率，从而形成良性循环机制。

从大型养路机械自身层面看，提高维修效率能够增加大机设备的利用率。大型养路机械只能在一定的寿命周期内工作，如何提高其在寿命周期内的使用价值呢?通过提高维修工作的效率来增加其利用率是一个有效可行的策略。既能保证大机得到足够的保养，又能高效地完成线路维修任务。

1.2 大机维修的指导思想

我国铁路配备大机的主要原则是“先进、成熟、经济、适用、可靠”［4］。在此基础上，总结近年来大机维修的情况，提出大机维修的指导思想包括以下3个方面。

(1)精干高效

我国实现铁路维修现代化以来，逐步运用大型养路机械取代人工工作，大机维修克服了人工劳动强度大，维修效率低，施工质量可靠性差的缺陷［5］。大机维修应该充分运用自身优势，本着用人少，速度快，质量好的精干高效理念，在天窗时间内及时迅速地完成铁路养护维修工作，确保铁路运输的畅通快捷。

(2)经济适用

现阶段我国大型养路机械多为国外进口机械设备，设备仪表较为精密，造价昂贵，且保养工作量大。因而在机械设备的整个寿命期内要本着适度的原则充分利用大机，在保证按时保量完成维修工作的前提下尽量降低成本，做到经济节约;同时大机维修要与我国的国情和路情相适应，与现有的铁路线路固定设备的修程修制相协调，使大机维修完全适用我国铁路现代化发展要求。

(3)安全可靠

在以人为本的理念指导下，安全是所有施工过程中首当其冲的问题，大机维修施工也不例外。大机维修作业应按照规范的流程进行，并且应制定相关应急措施，确保各种条件下的施工安全，在确保施工人员安全的前提下避免由于操作不当等原因对线路固定设备的破坏对铁路运输系统的影响;另外大机维修应该采用科学的方法提高维修精度，在确保施工质量可靠的基础上尽量节约时间和提高效率。

2 基于DEA的大机维修效率评价模型构建

2.1 数据包络分析法概述

数据包络分析，简称DEA(Data Envelopment A-nalysis)，它是运筹学的一个新研究领域。由Charnes，Cooper和Rhodes(1978)创建并发展而来，是一种确定有效生产前沿面及评估决策单元(DMU)相对有效性的非参数方法［6］。它以相对效率概念作为基础，可采用多指标输入和多指标输出，对同一类型的单位或部门(即决策单元，DMU)进行相对有效性或效益评价。

DEA的基本模型是C2R和BC2模型，随着研究的深入国内外学者提出了很多扩展模型，可适应越来越多的领域。本文仅对C2R模型进行研究，采用WinQSB(Quantitative Systems for Business的缩写)运筹学软件进行运算，得出技术效率值，以分析评价大机维修效率的情况。

2.2 数据包络分析法评价的步骤

参照DEA方法评价绩效的一般做法，应用DEA方法对客运专线维修基地大机维修效率进行评价的步骤如下:

(1)明确问题阶段

1)明确评价的目标——为客专维修基地大机维修效率的提高提出措施建议;2)确定大机维修效率各种因素的性质，并考虑因素间可能的定性与定量关系;3)对结果进行定性的分析和预测。

(2)建模计算阶段

1)建立合理且较为全面的评价指标体系;2)选择具有相同的目标、任务、外部环境和输入输出指标的DMU参考集;3)收集和整理客观且具有广泛性的数据;4)选择C2R模型，应用WinQSB运筹学软件进行计算，根据DEA方法的基本原理，建立数据矩阵，进行相关运算，得到大机维修效率的技术效率值并进行大小排序［7］。

(3)结果分析阶段

1)比较技术效率的计算结果，分析查找DMU无效的原因;2)提出提高维修效率的措施与建议。

2.3 基于DEA的大机维修效率评价模型

通过对大机维修技术效率的测度，评价客专维修基地在不同线路上的大机维修效率，选取DEA投入型模型进行分析，这里采用改进了的C2R线性模型，构建的模型如下。

设有 n 个决策单元 DMUj，(j=1，2，…，n)，每个DMUj都是以m种投入生产s种产品。

令xij表示DMUj第i种输入的投入量，xij＞0;

yrj表示DMUj第r种输出的产出量，yrj＞0;

i=1，2，…，m;r=1，2，…，s。

则基于DEA的大机维修效率评价模型如式1:

3 广州客专维修基地大机维修效率评价

广州客专维修基地位于广州市番禺区，是铁路“十一五”规划的全路首批4大区域性客专维修基地之一。该基地于2009年2月组建，已先后承担起武广高铁的钢轨、道岔打磨，广深城际铁路、海南东环铁路的线路捣固和华南地区既有线的线路清筛、捣固、换枕、换轨等大修和维修任务，并陆续引进96磨头钢轨打磨车、三枕连续式捣固稳定车、大型清筛车等先进大型养路机械［8］。

3.1 大机维修效率评价指标体系建立

大机维修效率的评价指标体系能比较全面反映客专基地大机维修的效率情况，可对大机维修管理过程中的计划和实际执行情况进行比较和评估，为管理者在大机维修方面的决策提供参考。根据广州客专维修基地大机维修管理的现状及发展趋势，依据评价指标体系的构建原则，建立广州客专维修基地大机维修效率评价指标体系，如表1所示。

为了保证结果的客观性，从广州客专维修基地在2010年承揽维修工作的线路中选择8个比较典型的线路，以其线路捣固维修数据作为样本进行设备维修效率评价分析，如表2所示。

表1 大机维修效率评价指标体系Table 1 Evaluation index system to maintenance efficiency of tamping machines

表2 大机维修投入产出数据Table 2 The input－output data of tamping machines

3.2 大机维修效率评价运算过程

将表2的数据代入公式1，运用WinQSB软件来执行C2R模型，计算上述8个线路的技术效率，并对结果进行比较和分析。由于C2R模型本身的复杂性，每运算一个数据，都需要调整输入的数据，重新书写数据矩阵，因此要得到8个样本线路的技术效率的数值，需要运算8次。为了说明运算的过程，下面举HK线2010年线路捣固的数据为例进行说明，其余线路的计算过程类似，不再一一说明。

为了计算HK线2010年线路捣固的技术效率，将表2带入公式1，建立C2R模型，在WinQSB软件中，建立数据矩阵如式2:

即得出目标规划如式3:

运行后，得 mind=0.9753

同理，可以建立求解其他7个样本线路2010年度的技术效率，分别执行运算，得到结果如表3所示。

表3 大机维修的技术效率计算结果Table 3 The calculation results of tamping machines’technical efficiency

3.3 大机维修效率评价结果分析

从表3可以看出，JG线、JJ线、GS线的技术效率均为1，并列排名第1。由于技术效率=纯技术效率×规模效率，因此技术效率值为1的线路无论纯技术效率还是规模效率都为1，说明其维修效率达到最优，反映了这些线路维修的计划执行情况、管理能力与其维修投入相匹配，投入与产出达到最佳匹配点，而其他线路的相对效率都有不同程度的损失。其中XG线的DEA技术效率为最低，以其为例进行分析。根据DEA有效性的经济意义，在不减少XG线大机维修各项产出前提下，依据表4的最优解λ*，构造新的投入产出相对较优的XG线投入产出情况。将表2和表4的数据代入式4，得到新的XG线投入产出值，见表5。

表4 计算XG线技术效率时的最优解λ*Table 4 The optimal solution of technical efficiency for line XG

表5 XG线大机维修投入产出对比分析表Table 5 Contrast analysis to input－output of tamping machines for line XG

从表5可以看出，X1和X2的投入量分别冗余33.53 和905.88，X3 的投入量节约5.96，Y1 的产出量增多0.01，Y2表明产出量减少11.69。这表明XG线大机维修的投入冗余量很大，并出现了产出不足，说明2010年XG线线路捣固大机维修在投入的两项指标上均相对其产出存在过剩现象，因而维修效率相对较低。

依据上述XG线评价结果，从业务管理、设备管理和现场管理3个方面对基地大机维修的实际情况进行分析，找出大机维修效率损失的主要原因如下。

(1)业务管理

1)施工计划性方面。表现为工务段与大机施工单位沟通不及时，大机施工车队工作被动。施工计划的不合理，施工计划的随意性大，机组来回挂运影响效率，造成大机资源的极度浪费。由于各工务段提报计划与集团运输和调度所的联系协调力度不够，上级领导指令性计划较多，施工计划不能做到统筹安排，致使施工调动频繁，施工生产不连贯。

2)车间、车队施工管理方面。车间、车队施工管理下滑，车间、车队参与维修计划制定主动性不够，不能根据日施工要点提前部署，制定详细日施工方案。此外后勤保障也不能做到及时和全面。

(2)设备管理

1)设备配置方面。由于铁道部调配及新线建设造成机组能力不足，一些机组厂家设计缺陷，不能完全适应线路的现状，另外因配件配置不及时也导致实际施工机组相对较少。

2)新设备技术消化方面。新技术引进时间短，操作手及技术人员紧缺，车队新手太多，技术消化不足，造成故障应急处理能力不强。

3)设备故障方面。设备故障频发，故障率高，相应的材料配件紧缺，车队配件库存少或为零，不能及时对设备进行维修，造成施工进度受影响。

(3)现场管理

1)施工给点情况。集中修重视程度高，天窗点比较理想。而非集中修作业区段给点不理想，机组辅助时间不足，不能发挥设备效率，大大浪费了机组能力。

2)施工配合方面。部分工务段配合不到位且提供曲线资料错误造成机组返工影响施工进度。现场曲线桩点标注模糊、错误浪费作业时间。线路板结严重地段没有按照要求进行人工处理，造成大机作业效果不到位。大部分工务段没有安排固定专人跟大机联系协调工作，对于计划提报沟通不够，且配合也不到位。此外电务部门未按要求对不能作业地段进行拆除及捆扎而浪费封锁时间。

3.4 提高大机维修效率的措施建议

(1)统筹安排施工计划，科学合理地安排大机施工。及时与工务处沟通，排定维修计划数量、施工地段和施工计划时间，施工计划不得随意变动，须经集团公司书面批准方可变更，严格按排定的计划组织施工。

(2)增加维修机组配置。及时淘汰落后设备，更新设备的技术装备，同时依据作业任务量情况合理配备相应的机械设备，确保大机能充分利用又不出现紧缺情况。

(3)加强施工配合，确保做到质量、效率两不误。各工务段做好、做足施工前各项准备工作。工务部门每组大机安排专人全程负责大机现场作业协调，计划提报，提报日计划并提前跟车间或车队沟通，提高计划兑现率和作业效率。基地车队不断优化日施工组织模式，实行对标作业。制定每种车型，每个施工项目在不同作业条件下的日施工组织细化方案，编制施工流程图，重点盯控安全卡控要点。集团协调电务、车辆部门将线上设备拆除或捆扎防护到位，提高作业质量及效率。

(4)加强人员培训及技术消化。加强作业人员的技术和业务培训，加快新设备技术的消化。同时加强车、队长级施工负责人培训，特别是应急处置能力培训。不断增强车间驾驭安全生产的能力、提高现场作业车队施工负责人管理水平及应急处理能力。

(5)加强设备检修和保养，确保设备状态良好。机械队在施工任务重的情况下必须保持设备状态，加强检修和保养，确保施工质量;加强大机设备救援演练，争取能在更短的时间里处理完突发故障。加大应急配件库存，减少故障处理时间。

(6)争取更好的外部环境，改善一线的生产条件。尽量为一线争取更好更多的外部环境，如尽快落实宿营车奇缺问题。依据维修基地生产成本，提高捣固单价，让基地有能力突破配件的零库存恶性状态。

4 结语

采用数据包络分析法评价相对效率简便易行，能够比较客观全面得反映客专维修基地大机维修效率，据此可以更有针对性得分析效率损失的原因，从而为管理决策提供可靠依据，对实践具有一定的指导和借鉴意义。

现阶段我国铁路线路固定设备大机维修整体效率仍有较大的提升空间，需在科学的维修指导思想下，准确评价维修效率，充分分析效率低的原因，逐步改善和优化大机维修效率。良好的大机维修效率是我国铁路客货安全畅通运输组织的重要保障，必将成为我国铁路事业可持续发展的坚实后盾。

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