高速鐵路無砟軌道精調作業綜合評價方法研究

陳勛

（上海鐵路局合肥鐵路辦事處，安徽 合肥230012）

高速鐵路無砟軌道精調作業綜合評價方法研究

陳勛

（上海鐵路局合肥鐵路辦事處，安徽 合肥230012）

軌道精調是實現列車運行高品質的一項重要工作，現今對軌道精調質量的評價主要采用軌道質量指數(TQI)，對精調作業經濟投入、經濟投入與TQI改善量關系的研究不多。為實現精調高效率、投入低成本的目標，引入精調作業總投入、精調作業投入產出比等經濟指標，評價精調綜合效果，引入波士頓矩陣圖分析法對精調作業進行總體評價，在杭長高速鐵路浙江段精調作業應用實踐中表明，杭長高速鐵路浙江段的精調作業效果良好，69.8%的區段投入相應的費用都能取得相應的TQI改善量，有17.8%的區段甚至投入較少的費用能取得較大的TQI改善量，而只有12.4%的區段投入較高的費用卻取得較低的TQI改善量。

無砟軌道；軌道精調；綜合評價；波士頓矩陣圖

根據建設任務及運營維護要求，高速鐵路在開通前需要通過軌道精調，精確控制軌道平面和高程線型以及軌向、高低、軌距、水平及變化率等參數指標，確保無砟軌道結構健康、直線準直、曲線圓順[1-5]。軌道精調是施工階段實現線路高平順性的重要途徑，是確保按期開展靜態驗收與聯調聯試的基礎與關鍵，提高軌道精調質量對于高速鐵路順利開通及運營維護有著至關重要的作用。

目前對軌道精調作業的評價僅局限于以軌道質量指數（TQI）為主的軌道質量評價，評價體系中未加入經濟性評價指標，而鐵路運營必須講求經濟效益，現有的精調作業評價體系評價指標單一，具有一定的局限性，無法全面準確的評價高速鐵路精調作業水平。因此，為完善軌道精調作業評價體系，必須引入相應經濟評價指標，本文從經濟投入和TQI改善量分布規律研究入手，引入精調作業投入產出比[1-2]概念，不僅可以評價精調作業效果，還可以通過分析精調經濟投入與TQI改善量的關系，預測為達到一定TQI改善量所需的經濟投入，為精調工程預算提供參考。引入波士頓矩陣圖[6-8]分析精調作業，將精調作業結果分成四種產品，通過分析四種產品占比，可以直觀看出評價精調作業效果。該評價體系在杭長高速鐵路浙江段軌道精調作業中得到了很好的應用。

1 評價指標

1.1 經濟投入分析指標

軌道精調基于精密測量的結果制定精細調整方案，并通過更換軌下墊板、微調墊板、軌距塊和軌距擋板等部件實現軌距、水平、高低、軌向和三角坑的修正。因此，精調過程意味著大量的人工和材料投入。

為此，將精調作業經濟投入定義為人工費和材料費兩個部分，以1 km為單元長度計算每公里軌道精調中投入的人工費和材料費之和。其中每公里人工費與工人工資、總人工數、作業里程數有關，計算公式見（1）式。

每公里精調作業的材料費投入由每公里內各測點所需更換的扣配件數量及其單價計算得到，計算公式見（2）式。

1.2 質量改善量分析指標

軌道質量指數（TQI）是評價200 m單元區段的線路平順性指標，經濟投入分析指標為每公里的經濟投入，為與其計算長度對應，取每公里5個TQI值的平均值作為該公里的線路質量評價指標TQI公里，如公式（3）所示。

將精調前后的TQI公里差值定義為線路質量因軌道精調作業而得到的改善量TQI改善量，每公里內的質量改善量TQI改善量見公式（4）。

1.3 投入產出比

為進一步分析軌道精調作業過程中經濟投入與質量改善量之間的關系，引入投入產出比概念，以每公里的經濟投入作為投入，以每公里的 TQI改善量作為產出，見公式（5）。

2 波士頓矩陣圖評價模型

波士頓矩陣圖依據銷售增長率和市場占有率將企業產品分為四種不同性質的產品類型，形成不同的產品發展前景：① 銷售增長率和市場占有率“雙高”的產品群（明星類產品），這類產品能帶來較高的利潤；②銷售增長率和市場占有率“雙低”的產品群（瘦狗類產品），這類產品無法給企業帶來明顯受益；③銷售增長率高、市場占有率低的產品群（問題類產品），這類產品前景不明朗；④銷售增長率低、市場占有率高的產品群（現金牛類產品），這類產品是非常有競爭力的。如圖1所示。

將波士頓矩陣圖分析法引入精調作業中，將銷售增長率和市場占有率替換為精調作業中的經濟和TQI改善量，以單公里經濟投入平均值及TQI改善量平均值為界可以劃分為高投入高產出，高投入低產出，低投入低產出，低投入高產出四個區域，如圖2所示。

圖1 波士頓矩陣圖圖Fig.1 Boston matrix

圖2 精調作業的波士頓矩陣圖Fig.2 Boston matrix of fine adjustment operations

高投入高產出意味著較大的精調投入可以取得較大的TQI改善量，可以產生穩定的產出，對應現金牛產品；高投入低產出意味著較大的精調投入TQI卻沒有得到明顯改善，精調效果很差，對應瘦狗類產品；低投入低產出意味著較小的精調投入TQI改善量也較小，增大投資TQI改善量是否也會隨之增大并不明確，對應問題類產品；低投入高產出意味著較小的經濟投入卻產生了較大的TQI改善量，精調效果最好，屬于明星類產品。

將各公里依據各自的經濟投入和TQI改善量對應相應的區域，繪制波士頓矩陣圖和各種類型產品所占比重扇形圖，可以直觀看出精調作業水平。

3 應用實例

根據上述方法，對杭長高速鐵路浙江段精調作業進行經濟性評價。新建杭長高速鐵路浙江段東起杭州東站（含），途經蕭山、諸暨、義烏、金華、龍游、衢州、江山進入江西玉山，施工里程DK000+000至DK270+ 262。正線全長259.007 km，鋪設Ⅱ型軌道板，WJ-8型扣件，杭長高速鐵路浙江段的精調作業由7個作業隊來完成。

3.1 杭長高速鐵路精調經濟投入分析

人工費方面，單個工人的工資按500元/人/天（包含住宿、交通費用）計算，則人工費可按式（1）計算，材料費按式（2）計算，將每公里的人工費投入和材料費投入相加即可得到每公里的精調作業總投入。按0.1萬元劃分區間將精調作業總投入分成若干區間，計算全線202 km中落入每個區間的頻數，得到精調作業總投入頻數分布圖如圖3所示。

由圖3可知，精調作業總投入分布在7.2～9.2萬元之間，單公里總投入最小值為7.2～7.3萬元，最大值為9.1～9.2萬元。

3.2 杭長高速鐵路精調質量改善量分析

綜合全線單公里TQI改善量情況，按0.2的間隔TQI改善量分成若干區間，計算全線202 km中落入每個區間的頻數，得到TQI改善量頻數分布圖如圖4所示。

圖3 精調作業總投入頻數分布圖Fig.3 Total input frequency distribution of fine adjustment operation

圖4 TQI改善量頻數分布圖Fig.4 TQI improvement frequency distribution

由圖4可知，TQI改善量的分布圖與經濟投入的分布圖相似，TQI改善量分布在1.0～4.8 mm之間，單公里TQI改善量最小值為1.0～1.2 mm，最大值為4.6～4.8 mm。

3.3 杭長高速鐵路精調投入產出比分析

以每公里的經濟總投入為橫坐標、TQI改善量為縱坐標，繪制每公里經濟投入與TQI改善量的散點圖如圖5所示。

圖5 經濟投入與TQI改善量分布散點圖Fig.5 Scatter plot of total investment and TQI improvement

由圖5可知，經濟總投入與TQI改善分布大多分布在直線與直線包絡范圍內。

按式 （5）計算每公里的精調作業的投入產出比，得到投入產出比隨經濟投入變化圖和投入產出比與經濟投入分布圖如圖6、圖7所示。

從圖6、圖7可以看出，隨著經濟投入的增大投入，產出比有減小的趨勢，且投入產出比集中于2.0～5.5范圍內，占比接近90%。在軌道精調作業中，可以據此預測為達到一定TQI改善量所需的經濟投入，為精調工程預算提供參考。

圖6 投入產出比隨經濟投入變化圖Fig.6 Variation diagram of input-output ratio with economic investment

圖7 投入產出比占比分布圖Fig.7 Distribution curve of input-output ratio

3.4 波士頓矩陣圖分析

將各公里依據各自的經濟投入和TQI改善量對應相應的區域，繪制波士頓矩陣圖和各種類型產品所占比重扇形圖如圖8、圖9所示。

圖8 精調作業的波士頓矩陣圖Fig.8 Boston matrix of fine adjustment operation

圖9 各種類型產品所占比重扇形圖Fig.9 Pie chart of all types of products

可以看出，杭長高鐵浙江段202 km的精調作業中，有41.6%的區段為低投入低產出，有28.2%的區段為高投入高產出。這2類產品投入相應的費用便能取得相應的TQI改善量，產出與投入成正比，屬于正常精調作業水平。有17.8%的區段為低投入高產出，表明投入較少的費用可以取得較高的TQI改善量，精調水平較高；有12.4%的區段為高投入低產出，這類產品投入較高的費用卻取得較低的TQI改善量，精調水平較低。

4 結論

1）引入經濟評價指標“精調作業總投入”，“精調作業投入產出比”可以彌補原有評價體系評價指標單一的不足，對完善高速鐵路精調作業評價體系，綜合評價高速鐵路精調作業具有重要意義。

2）通過精調作業的波士頓矩陣圖可以直觀的顯示精調作業的精調水平；通過投入產出比隨經濟投入變化圖可以預測為達到一定TQI改善量所需的經濟投入，為精調工程預算提供參考。

3）杭長高速鐵路浙江段的精調作業效果良好，69.8%的區段投入相應的費用都能取得相應的TQI改善量，有17.8%的區段甚至投入較少的費用能取得較大的TQI改善量，而只有12.4%的區段投入較高的費用卻取得較低的TQI改善量。

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Comprehensive Evaluation on Ballastless Track Fine Adjustment of High-Speed Railway

Chen Xun
（Hefei Railway Branch，Shanghai Railway Administration，Hefei 230012，China）

Track fine adjustment is an important work for high-quality train operation.At present,track quality index (TQI)is mainly used for evaluation of track quality,while there are seldom researches on economic invest ment of rail fine adjustment and the relationship between economic investment and TQI improvement.To achieve the goals of high efficiency and low cost of fine adjustment,economic indicators such as total investment and in put-output ratio of fine adjustment are introduced for comprehensive effect evaluation,and Boston matrix diagram is applied for overall evaluation.The operation practice in the section of Zhejiang of Hang-Chang Highspeed Railway shows that the performance of fine adjustment in Hang-Chang High-speed Railway is favorable; 69.8%of the section investment can obtain corresponding TQI improvement and 17.8%of the section can cost less while obtaining larger TQI improvement;only 12.4%of the section get relatively low TQI improvement with high cost.

ballastless track;track fine adjustment;comprehensive evaluation;Boston matrix diagram

U233

A

1005-0523（2016）06-0072-05

（責任編輯 王建華）

2016－02－28

鐵道部科技研究開發計劃（2011G021-E）

陳勛(1965—)，男，高級工程師，研究方向為軌道工務。