合理设置宁启铁路分段矩形天窗研究

2017-06-28叶良伟上海铁路局调度所

上海铁道增刊 2017年1期

叶良伟上海铁路局调度所

合理设置宁启铁路分段矩形天窗研究

叶良伟上海铁路局调度所

根据宁启铁路运营实际，通过对比分析矩形、V型、分段矩形天窗的优缺点，选定了宁启线的天窗类型；通过分析列车开行方案及施工维修作业需求等因素，确定了宁启线的天窗设置时段。将运输需求与天窗设置进行协同优化，从而合理设置宁启铁路的施工维修作业天窗。

合理；设置；宁启；天窗

宁启铁路（高里至南通站间）全长268 km，衔接京沪、新长线，2016年6月完成双线电化改造以后，成为以客运为主，兼顾货运的快速通道，线路允许速度提升为200 km/h。南京至南通站间增开200 km/h动车组列车后，原有的单线天窗设置满足不了设备设施的维修需求，宁启线的天窗需要重新设置。受本线列车种类多、速差大，衔接线路（京沪线、新长线）运行图框架及能力制约，宁启铁路列车开行方案无法进行较大调整，只有将宁启线运输实际需求与天窗设置进行协同优化，才能重新合理设置宁启铁路天窗。

宁启铁路是上海铁路局第一条全程运营200 km/h高速动车、普速旅客列车及货车的线路，其天窗设置没有经验借鉴。研究宁启铁路天窗的合理设置，对后续同类型线路具有示范意义。

1 天窗的开设类型及优缺点

1.1 天窗开设类型

天窗的开设方式主要有“V”型和矩形两种基本形式，在此基础上相互组合可演化出各种不同的天窗开设形式，以满足不同线路的综合施工维修作业需求。

（1）矩形天窗

矩形天窗是同一维修区段的上、下行线路同时封锁同时开通，严格区分线路、接触网、通信信号等设备的行车时间和维修时间，综合维修时不受列车运行的影响，能满足对车站咽喉道岔区段的渡线道岔、连锁、接触网等设施的同步维修作业，维修作业效率和质量相对较高，行车和施工安全能够得到保障。矩形天窗如图 1所示。

图1 矩形天窗示意图

矩形天窗主要应用于高速客专铁路。高速客专铁路运输服务主要于6：00至第二日0：00前完成。夜间0：00至6：00基本没有行车需求，可以在夜间封锁线路，安排施工维修作业。

（2）V形天窗

V形天窗是在运行图中分别沿上、下行列车运行方向各安排一定的时间带，供上、下行线路、接触网等固定设备进行维修的天窗。采用 V形天窗作业时，一线维修的同时另一线仍可正常行车，线路通过能力得到释放。在我国普速（运行160 km/h及以下列车）铁路上均采用V型天窗修。V形天窗如图 2所示。

图2 V形天窗示意图

（3）分段矩形天窗

分段矩型天窗是在一定时间段内，将某段线路按照区间划分为若干段，各自开设垂直矩型天窗。开设分段垂直矩型天窗的关键是各垂直矩型天窗斜度的确定，由线路的列车实际开行方案决定倾斜度的大小。可应用于单线及非繁忙双线铁路。分段矩型天窗如图3所示。

图3 分段矩形天窗示意图

1.2 不同形式天窗的优缺点分析

（1）矩形天窗

矩形天窗可以保证上、下行区间同时封锁施工维修，真正做到施工不行车，行车不施工，维修作业安全质量高，施工和行车安全均能得到最大限度的满足。但是无法满足在天窗时间段的行车需求，对列车运行和线路通过能力有一定影响。由图1可见，在矩形天窗前、后的三角区内，只能铺画近距离列车和部分跨线列车运行线，从而造成线路通过能力的一定损失。对高铁、客专等无夜间行车需求的线路，矩形天窗在保证天窗维修作业质量和安全的基础上，又能满足高铁的行车需求，因而被普遍采用。

（2）V型天窗

V行天窗能够满足一线施工维修的同时另一线正常行车，最大限度的用足线路通过能力，但根据《铁路技术管理规程》规定，为保证维修作业人员、机具及临线行车安全，一线封锁施工维修作业时，另一线需限速160 km/h运行。普速列车运行速度不高于160 km/h，能够满足规章要求，因而普速铁路普遍采用V行天窗。对于运行200 km/h及以上速度的高铁、客专等线路，如果采用 V形天窗，高速列车在通过临线有维修天窗的区段时需要限速运行，造成维修天窗期间的列车运行图和列车运行调整计划都需要重新编制，施工和运输、客运等部门的安全压力都比较大，不利于作业安全。宁启铁路运行200 km/h动车组列车，不宜采用V型天窗设置。

（3）分段垂直矩型天窗

分段垂直矩型天窗优点同矩型天窗，即线路进行综合维修时不受列车运行的影响，维修作业的安全度相对较高，并且能根据不同等级列车开行的倾斜度以单个或几个区间为单位设置，方式可以灵活多样，能有效降低对列车开行方案的限制，增加列车开行方案的灵活性，提高特定线路的实际运输效率。缺点是对反向列车运行的影响范围较大。适用于非繁忙双线及单线铁路，既能保证列车开行方案的实施，又能保证维修作业质量和施工及行车安全。适合宁启铁路列车开行种类多、对数少，并且有特定时间需求（宁启线动车组列车晚上零点前需进库维修）的运营实际。

2 宁启铁路天窗设置选择分析

2.1 宁启铁路及衔接线路运输现状

宁启铁路双线电化改造完成后，图定日均开行列车39对，其中动车24对（动检车3对），普速客车11对，货车4对。旅客列车时刻分布区间为6：00-12：00间16对，12：00-23：30间19对。受衔接的京沪线南京长江大桥通过能力及200km区段普速货车与动车组列车在区间不能交汇和机车乘务员一次作业劳动时间（双班单司机一次值乘时间不超14h）等因素的制约，宁启线的动车和货车匹对开行能力已经饱和。

衔接宁启铁路的京沪线林场至南京站间，图定开行列车136对，其中旅客列车95对，货物列车39对，动检车2对，区间通过能力利用率100%，已经达到饱和。新长线为单线半自动闭塞线路，图定开行列车21.5对，其中客车14对，货车7对，班列1列。

2.2 影响宁启铁路天窗设置的因素分析

（1）列车开行方案

宁启铁路双线电化改造后，既有列车的开行时刻受衔接线路和外局运行图框架等因素的制约，无法进行重新铺画，只能在既有列车的开行框架上通过微调来增加动车组列车的开行。宁启线新增的动车组列车根据客流需求均要求在白天开行，新增动车组的开行时间范围在6：00-23：30之间，夜间0：00-6：00间无动车组运行。

（2）施工维修作业时间需求

宁启铁路的综合天窗维修作业主要包括工务、电务、供电、通信、房建、车辆等设备管理单位对各自管辖范围内的设备进行定期检查维修。因宁启线运行200 km/h动车组及普速列车和货车，其天窗可以按客专线路设置，也可以按普速线路设置。根据规章规定，客专线路天窗设置不少于240 min，普速线路天窗不少于180 min。为保证设备维修作业质量，满足渡线道岔及接触网渡线等设备的检修作业，保证列车运行安全，设备管理部门要求每日垂直电化维修作业时间不少于120 min。按运输能力最大化的原则，为最大限度满足运输需求的同时保证维修作业时间，宁启铁路综合维修天窗按既有线标准设置，即双线单边综合维修作业时间不少于180 min，并且垂直天窗修时间为120 min。

（3）衔接线路的天窗时段设置

宁启线衔接的京沪线林场至南京站间的V型天窗设置在白天，上行9：53-12：40，下行14：27-17：27，高里至永宁镇站间京沪B线垂直天窗时段为23：30-2：30（宁启线往合肥以远的跨线旅客列车此区段均经京沪B线运行）。