合理設置寧啟鐵路分段矩形天窗研究

葉良偉 上海鐵路局調度所

合理設置寧啟鐵路分段矩形天窗研究

葉良偉 上海鐵路局調度所

根據寧啟鐵路運營實際，通過對比分析矩形、V型、分段矩形天窗的優缺點，選定了寧啟線的天窗類型；通過分析列車開行方案及施工維修作業需求等因素，確定了寧啟線的天窗設置時段。將運輸需求與天窗設置進行協同優化，從而合理設置寧啟鐵路的施工維修作業天窗。

合理；設置 ；寧啟；天窗

寧啟鐵路（高里至南通站間）全長268 km，銜接京滬、新長線，2016年6月完成雙線電化改造以后，成為以客運為主，兼顧貨運的快速通道，線路允許速度提升為200 km/h。南京至南通站間增開200 km/h動車組列車后，原有的單線天窗設置滿足不了設備設施的維修需求，寧啟線的天窗需要重新設置。受本線列車種類多、速差大，銜接線路（京滬線、新長線）運行圖框架及能力制約，寧啟鐵路列車開行方案無法進行較大調整，只有將寧啟線運輸實際需求與天窗設置進行協同優化，才能重新合理設置寧啟鐵路天窗。

寧啟鐵路是上海鐵路局第一條全程運營200 km/h高速動車、普速旅客列車及貨車的線路，其天窗設置沒有經驗借鑒。研究寧啟鐵路天窗的合理設置，對后續同類型線路具有示范意義。

1 天窗的開設類型及優缺點

1.1 天窗開設類型

天窗的開設方式主要有“V”型和矩形兩種基本形式，在此基礎上相互組合可演化出各種不同的天窗開設形式，以滿足不同線路的綜合施工維修作業需求。

（1）矩形天窗

矩形天窗是同一維修區段的上、下行線路同時封鎖同時開通，嚴格區分線路、接觸網、通信信號等設備的行車時間和維修時間，綜合維修時不受列車運行的影響，能滿足對車站咽喉道岔區段的渡線道岔、連鎖、接觸網等設施的同步維修作業，維修作業效率和質量相對較高，行車和施工安全能夠得到保障。矩形天窗如圖 1所示 。

圖1 矩形天窗示意圖

矩形天窗主要應用于高速客專鐵路。高速客專鐵路運輸服務主要于6：00至第二日0：00前完成。夜間0：00至6：00基本沒有行車需求，可以在夜間封鎖線路，安排施工維修作業。

（2）V形天窗

V形天窗是在運行圖中分別沿上、下行列車運行方向各安排一定的時間帶，供上、下行線路、接觸網等固定設備進行維修的天窗。采用 V形天窗作業時，一線維修的同時另一線仍可正常行車，線路通過能力得到釋放。在我國普速（運行160 km/h及以下列車）鐵路上均采用V型天窗修。V形天窗如圖 2所示。

圖2 V形天窗示意圖

（3）分段矩形天窗

分段矩型天窗是在一定時間段內，將某段線路按照區間劃分為若干段，各自開設垂直矩型天窗。開設分段垂直矩型天窗的關鍵是各垂直矩型天窗斜度的確定，由線路的列車實際開行方案決定傾斜度的大小。可應用于單線及非繁忙雙線鐵路。分段矩型天窗如圖3所示。

圖3 分段矩形天窗示意圖

1.2 不同形式天窗的優缺點分析

（1）矩形天窗

矩形天窗可以保證上、下行區間同時封鎖施工維修，真正做到施工不行車，行車不施工，維修作業安全質量高，施工和行車安全均能得到最大限度的滿足。但是無法滿足在天窗時間段的行車需求，對列車運行和線路通過能力有一定影響。由圖1可見，在矩形天窗前、后的三角區內，只能鋪畫近距離列車和部分跨線列車運行線，從而造成線路通過能力的一定損失。對高鐵、客專等無夜間行車需求的線路，矩形天窗在保證天窗維修作業質量和安全的基礎上，又能滿足高鐵的行車需求，因而被普遍采用。

（2）V型天窗

V行天窗能夠滿足一線施工維修的同時另一線正常行車，最大限度的用足線路通過能力，但根據《鐵路技術管理規程》規定，為保證維修作業人員、機具及臨線行車安全，一線封鎖施工維修作業時，另一線需限速160 km/h運行。普速列車運行速度不高于160 km/h，能夠滿足規章要求，因而普速鐵路普遍采用V行天窗。對于運行200 km/h及以上速度的高鐵、客專等線路，如果采用 V形天窗，高速列車在通過臨線有維修天窗的區段時需要限速運行，造成維修天窗期間的列車運行圖和列車運行調整計劃都需要重新編制，施工和運輸、客運等部門的安全壓力都比較大，不利于作業安全。寧啟鐵路運行200 km/h動車組列車，不宜采用V型天窗設置。

（3）分段垂直矩型天窗

分段垂直矩型天窗優點同矩型天窗，即線路進行綜合維修時不受列車運行的影響，維修作業的安全度相對較高，并且能根據不同等級列車開行的傾斜度以單個或幾個區間為單位設置，方式可以靈活多樣，能有效降低對列車開行方案的限制，增加列車開行方案的靈活性，提高特定線路的實際運輸效率。缺點是對反向列車運行的影響范圍較大。適用于非繁忙雙線及單線鐵路，既能保證列車開行方案的實施，又能保證維修作業質量和施工及行車安全。適合寧啟鐵路列車開行種類多、對數少，并且有特定時間需求（寧啟線動車組列車晚上零點前需進庫維修）的運營實際。

2 寧啟鐵路天窗設置選擇分析

2.1 寧啟鐵路及銜接線路運輸現狀

寧啟鐵路雙線電化改造完成后，圖定日均開行列車39對，其中動車24對（動檢車3對），普速客車11對，貨車4對。旅客列車時刻分布區間為6：00-12：00間16對，12：00-23：30間19對。受銜接的京滬線南京長江大橋通過能力及200km區段普速貨車與動車組列車在區間不能交匯和機車乘務員一次作業勞動時間（雙班單司機一次值乘時間不超14h）等因素的制約，寧啟線的動車和貨車匹對開行能力已經飽和。

銜接寧啟鐵路的京滬線林場至南京站間，圖定開行列車136對，其中旅客列車95對，貨物列車39對，動檢車2對，區間通過能力利用率100%，已經達到飽和。新長線為單線半自動閉塞線路，圖定開行列車21.5對，其中客車14對，貨車7對，班列1列。

2.2 影響寧啟鐵路天窗設置的因素分析

（1）列車開行方案

寧啟鐵路雙線電化改造后，既有列車的開行時刻受銜接線路和外局運行圖框架等因素的制約，無法進行重新鋪畫，只能在既有列車的開行框架上通過微調來增加動車組列車的開行。寧啟線新增的動車組列車根據客流需求均要求在白天開行，新增動車組的開行時間范圍在6：00-23：30之間，夜間0：00-6：00間無動車組運行。

（2）施工維修作業時間需求

寧啟鐵路的綜合天窗維修作業主要包括工務、電務、供電、通信、房建、車輛等設備管理單位對各自管轄范圍內的設備進行定期檢查維修。因寧啟線運行200 km/h動車組及普速列車和貨車，其天窗可以按客專線路設置，也可以按普速線路設置。根據規章規定，客專線路天窗設置不少于240 min，普速線路天窗不少于180 min。為保證設備維修作業質量，滿足渡線道岔及接觸網渡線等設備的檢修作業，保證列車運行安全，設備管理部門要求每日垂直電化維修作業時間不少于120 min。按運輸能力最大化的原則，為最大限度滿足運輸需求的同時保證維修作業時間，寧啟鐵路綜合維修天窗按既有線標準設置，即雙線單邊綜合維修作業時間不少于180 min，并且垂直天窗修時間為120 min。

（3）銜接線路的天窗時段設置

寧啟線銜接的京滬線林場至南京站間的V型天窗設置在白天，上行9：53-12：40，下行14：27-17：27，高里至永寧鎮站間京滬B線垂直天窗時段為23：30-2：30（寧啟線往合肥以遠的跨線旅客列車此區段均經京滬B線運行）。

圖4 寧啟鐵路天窗最終設置方案

3 寧啟鐵路天窗設置比選結果根據上述列車開行和設備維修作業需求等條件，寧啟鐵路天窗設置時段應安排在夜間，根據銜接線路天窗時段順延節約線路通過能力的原則，寧啟線的天窗時段應跟高里至永寧鎮站間京滬B線垂直天窗保持銜接，即寧啟線高里至浦口北站間的天窗應安排在夜間23：30-2：30左右，寧啟線其余區段的天窗時段由此順延，并根據天窗前上、下行最后一列旅客列車運行線的斜度在一定范圍內順延調整。

寧啟鐵路應選擇分段矩形天窗形式安排施工維修作業，在保證施工維修作業安全和質量的前提下，既滿足雙線單邊180 min，又滿足垂直電化120 min的維修作業時間要求。寧啟鐵路最終的天窗設置方案如圖4所示。

4 結束語

天窗的設置受本線及跨線列車開行方案、列車種類及施工維修作業自身的需求等諸多條件的限制，合理設置的前提是在滿足運輸需求的基礎上，根據自身線路的運營實際和檢修需求，對影響天窗設置的限制條件進行實際分析，綜合篩選，合理比較才能因地制宜的設置。

[1]趙鵬.雙線電氣化鐵路綜合維修“天窗”開設相關問題研究[D].成都：西南交通大學,2008：6.

[2]韓調.線路維修作業組織方式及“天窗”的設置[J]．鐵道運輸與經濟．2006.

責任編輯：萬寶安

來稿日期：2017-02-27