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時(shí)間：2022-12-17 07:55:08
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關(guān)鍵詞：水泥改良土；動(dòng)力特性；高速鐵路；路基填料
Key words： cement improved soil；dynamic characteristics；high-speed railway；roadbed filler
中圖分類號(hào)：U213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）19-0100-02
0 引言
鐵路路基基床而言，除了承受上部結(jié)構(gòu)的靜荷載外，還要受到列車東荷載的反復(fù)作用，因此，在高速鐵路路基基床底層改良土的設(shè)計(jì)中，不應(yīng)局限于傳統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)設(shè)計(jì)，只分析靜態(tài)指標(biāo)，還應(yīng)考慮其在列車動(dòng)載荷作用下的動(dòng)態(tài)特性。本論文研究了水泥改良土作為高速鐵路路基填料時(shí)，其在列車動(dòng)荷載作用下的動(dòng)態(tài)特性，探討了水泥改良土作為鐵路路基基床填料的可行性。
1 試驗(yàn)方案
1.1 試驗(yàn)設(shè)備和工作原理 本試驗(yàn)儀器為DDS-70型振動(dòng)三軸儀，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括壓力室、激振設(shè)備和量測(cè)設(shè)備三個(gè)部分組成。
動(dòng)三軸試驗(yàn)原理是將一定密度和含水率的試樣在固結(jié)穩(wěn)定后在不排水條件下作振動(dòng)試驗(yàn)。設(shè)定某一等幅動(dòng)應(yīng)力作用于試樣進(jìn)行持續(xù)振動(dòng)，直到試樣的應(yīng)變值或孔壓值達(dá)到預(yù)定的破壞標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)終止。記錄試驗(yàn)中的動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)變和孔壓值隨振動(dòng)周次的變化過程線。采用多個(gè)試樣得到動(dòng)應(yīng)力和破壞周數(shù)的關(guān)系曲線，即動(dòng)強(qiáng)度曲線。
1.2 試驗(yàn)參數(shù)選擇 鐵路荷載是一種動(dòng)荷載，我們?cè)谠囼?yàn)中用正弦波來模擬，加載的頻率與列車的長度、軸距及運(yùn)行速度有關(guān)，本次試驗(yàn)正弦波的頻率取5HZ，即按列車時(shí)速為160km/h考慮。
1.3 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)土樣取自洛湛鐵路永州至岑溪段，土樣深度為地表以下2～5m。土樣定名為粉砂，填料類型為C類。對(duì)土樣加入5%的水泥進(jìn)行改良。改良土的干密度為1.68g/cm3，含水量為17.6%，黏聚力151KPa，內(nèi)摩擦角35.5°。
1.4 試驗(yàn)方法
1.4.1 試樣的制備和養(yǎng)護(hù) 試樣按照《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》（TB10102-2010）制備，試樣直徑39.1mm，高度80mm，具體方法按照該規(guī)程第18.3.3條的規(guī)定進(jìn)行。
1.4.2 試驗(yàn)過程 試樣在儀器內(nèi)安裝固定后，先向壓力室內(nèi)施加一等向圍壓σ3，然后再在軸向施加靜壓力σ1，待試樣固結(jié)穩(wěn)定后，軸向施加等幅正弦動(dòng)荷載±σd。本次試驗(yàn)加載的正弦波頻率為5HZ。本試驗(yàn)是在不排水條件下進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
1.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 水泥土的動(dòng)應(yīng)力（σd）-動(dòng)應(yīng)變（εd）關(guān)系，見圖1。
如圖1所示，水泥混合土的動(dòng)應(yīng)變隨動(dòng)應(yīng)力的增大而增加，開始時(shí)，動(dòng)應(yīng)變隨動(dòng)應(yīng)力的增加，增大的幅度較大，隨著動(dòng)應(yīng)力的增加，動(dòng)應(yīng)變?cè)黾拥姆茸冃?。隨圍壓的增加，臨界動(dòng)應(yīng)力值的增加幅度較大，相應(yīng)的應(yīng)變值減小。初始變形以彈性變形為主，后塑性應(yīng)變逐漸累積，曲線斜率逐漸增大，動(dòng)應(yīng)力愈大，同一圍壓下，動(dòng)應(yīng)變也愈大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，σ3為50KPa時(shí)，臨界動(dòng)應(yīng)力值約為140KPa；σ3為100KPa時(shí)，臨界動(dòng)應(yīng)力值約為210KPa；σ3為150KPa時(shí)，臨界動(dòng)應(yīng)力值為約400KPa。
2 結(jié)論
高速鐵路路基基床表層頂面動(dòng)荷載幅值的大小為100KPa，根據(jù)國內(nèi)外既有鐵路的實(shí)測(cè)結(jié)果表明，基床底層頂面的動(dòng)應(yīng)力幅值為50～85KPa。
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，即使是在圍壓為50KPa的時(shí)候，水泥改良土土的臨界動(dòng)應(yīng)力達(dá)到140KPa，可以滿足路基基床表層及路基基床底層及以下路堤填土的強(qiáng)度要求。而且本次試驗(yàn)采用的試件養(yǎng)護(hù)期為7d，水泥土后期強(qiáng)度增長緩慢，但增長量很大，所以臨界動(dòng)強(qiáng)度還有提高的空間，約為30%～40%。所以對(duì)于摻入5%水泥的改良土，從動(dòng)力學(xué)方面來說，完全可以滿足設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號(hào)：U412文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1引言
鐵路的發(fā)展必須以安全性、可靠性、舒適性等為前提，以線路的高平順性和軌下基礎(chǔ)的穩(wěn)定性作保證。高速鐵路的建設(shè)不可避免地會(huì)遇到不同軌下基礎(chǔ)連接處的過渡段，這些地段恰恰是高速鐵路線路的薄弱環(huán)節(jié)，由于強(qiáng)度、剛度、沉降等差異的存在必然會(huì)引起鋼軌的彎折變形，致使不平順的產(chǎn)生。為了保證高速鐵路線路的高平順性，必須對(duì)線路剛度有突變的區(qū)域進(jìn)行過渡段的設(shè)置。
2國外軌道過渡段的研究現(xiàn)狀
隨著高速鐵路的修建并成功投入運(yùn)營，國外在高速鐵路的修建過程中，一直非常注重過渡段部位，并對(duì)過渡段的處理措施做過專門的研究。90年代初德國Gobel和Weisemann等人在室內(nèi)模擬時(shí)速160km的列車作用下，由土工格柵加固后路堤承載力的增加和沉降量減小的問題。意大利國家鐵路公司曾經(jīng)應(yīng)用雙向土工格柵加固鐵路路堤，在不同的橫斷面上安裝測(cè)試原件，以確定不同類型車輛經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)。美國TTCI研究人員CharityD.Sasaoka和David Davis為解決大軸重對(duì)軌道過渡段的影響，利用NUCARSTM和GeotrackTM軟件模擬軌道剛度和阻尼對(duì)過渡段的影響分析，得出提高過渡段區(qū)域軌道結(jié)構(gòu)的阻尼可以使車輪對(duì)軌過渡段的作用衰減30%，此外還認(rèn)為減小橋梁剛度的最好方法是調(diào)整橋上枕下剛度；美國TTCI研究人員Dingqing Li和David Davis對(duì)引起和加速路橋過渡段及軌道過渡段破壞的因素進(jìn)行了研究并得出評(píng)估過渡段和一些減緩過渡段破壞的措施。
對(duì)于路基與橋梁、涵洞、隧道、隧道與橋梁等過渡段的研究國外己有不少，日本在路基與橋梁過渡段設(shè)置碎石填筑段；德國則是加寬路基與橋梁過渡段中路基的寬度，道柞厚度沿橋梁至路基方向逐漸遞減，以使線路剛度逐漸變化；法國是在路基與橋梁過渡段設(shè)置過渡橋臺(tái)等。
3國內(nèi)軌道過渡段的研究現(xiàn)狀
在國內(nèi)，我國鐵道部科學(xué)研究院、西南交通大學(xué)、原上海鐵道大學(xué)等有關(guān)研究者也先后通過模擬試驗(yàn)研究了在列車重復(fù)荷載作用下路基基床的動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)特性，但這些試驗(yàn)和研究一般都是針對(duì)路基而言,而非針對(duì)過渡段。另外，我國在秦沈客運(yùn)專線、遂渝客運(yùn)專線等對(duì)路基與橋梁、涵洞、隧道等過渡段都進(jìn)行過大量試驗(yàn)研究,對(duì)于路基與樁板結(jié)構(gòu)過渡段的研究，我國也己在遂渝線進(jìn)行過研究。石家莊鐵道學(xué)院楊廣慶等進(jìn)行了高速鐵路路基與橋梁過渡段的技術(shù)措施分析,并指出設(shè)置鋼筋混凝土過渡板對(duì)路橋間的剛度平順過渡非常有利,但必須配以其他級(jí)配粗粒料或加筋土路堤結(jié)構(gòu)等處理措施才`能解決路橋間沉降差引起的軌面彎折對(duì)行車的影響。西南交通大學(xué)羅強(qiáng)、蔡英等間等運(yùn)用車輛一軌道一路基相互作用的動(dòng)力學(xué)理論,全面分析了路橋過渡段的軌面彎折變形、軌道基礎(chǔ)剛度的變化、不同的行車速度、車輛進(jìn)出過渡段等情況對(duì)車輛垂向加速度和輪軌垂向力等動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)的影響規(guī)律，并指出路橋結(jié)構(gòu)的工后沉降差引起過渡段軌面彎折變形是影響行車安全與舒適的主要因素,而路橋間的剛度差、列車的行車方向?qū)π熊嚨膭?dòng)力學(xué)性能指標(biāo)影響不顯著，并對(duì)過渡段的變形限值和過渡段長度的確定方法進(jìn)行了一些研究。
西南交通大學(xué)王于等以有碎和無碎軌道的過渡段為例，進(jìn)行了車輛一軌道垂向動(dòng)態(tài)相互作用的仿真研究，指出了在確定軌道過渡段長度時(shí)，應(yīng)考慮動(dòng)力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，并提出了確定軌道過渡段長度的“臨界長度法”。西南交通大學(xué)王其昌、蔡成標(biāo)等對(duì)高速鐵路路橋過渡段的軌道折角限值進(jìn)行了分析，試提出了高速鐵路路橋過渡段軌道折角容許的限值，確定了一套軌道過渡段動(dòng)力特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了由基礎(chǔ)沉降差引起的鋼軌初始變形及行車方向、行車速度對(duì)輪軌系統(tǒng)動(dòng)力性能的影響，提出了確定路橋過渡段長度應(yīng)根據(jù)最高行車速度、基礎(chǔ)沉降差，由動(dòng)力學(xué)評(píng)判指標(biāo)來確定。西南交通大學(xué)翟婉明等應(yīng)用動(dòng)力學(xué)理論建立了車輛一軌道禍合模型，詳細(xì)研究了過渡段長度對(duì)高速列車與過渡段軌道動(dòng)態(tài)相互作用性能的影響情況，確定了高速鐵路不同類型過渡段在不同速度等級(jí)下的最小長度理論建議值。華東交通大學(xué)雷曉燕等建立軌道過渡段基礎(chǔ)剛度突變的軌道振動(dòng)微分方程，進(jìn)行了軌道剛突變對(duì)軌道振動(dòng)的影響性分析，提出了軌道過渡段的整治原則。
孔祥仲、劉偉平等從靜力學(xué)角度對(duì)板式軌道與普通軌道之間設(shè)置軌道剛度漸變的板式軌道過渡段提出了剛度設(shè)計(jì)方法,并建議采用不同厚度的瀝青混凝土道床寬軌枕軌道結(jié)構(gòu)作為有柞與無柞軌道過渡段型式。中南大學(xué)陳雪華[28]基于無柞軌道路一橋一隧過渡段禍合動(dòng)力學(xué)理論，應(yīng)用高速鐵路路一橋一隧過渡段與無柞軌道相互作用的動(dòng)力學(xué)模型，研究了輪重、車速、不平順和材料特性對(duì)無柞軌道過渡段結(jié)構(gòu)系統(tǒng)相互作用的響應(yīng)特征。施光夏運(yùn)用動(dòng)力學(xué)分析程序ANSYS/LS-DYNA在二維模型里面模擬了直結(jié)式軌道與普通有柞軌道過渡段中鋼軌和軌床(道床板)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),既而討論了軌下膠墊剛度對(duì)過渡段的影響,認(rèn)為適當(dāng)提高軌下膠墊的剛度可以有效地降低鋼軌的變形,最后討論了軌枕共振、軌枕間距、支承剛度與行車速度之間的關(guān)系，認(rèn)為軌枕間距越大、支承剛度越大則列車的臨界速度越高。
綜上所述,目前路橋過渡段的分析是高速鐵路過渡段分析的重點(diǎn)，分析的方法仍是基于車輛與線路相互作用的動(dòng)力學(xué)理論，一般采用理論建模、數(shù)值求解與試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法。首先對(duì)車輛一軌道相互作用中的具體問題建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)物理模型，進(jìn)而尋求有效的數(shù)學(xué)分析方法以獲取系統(tǒng)響應(yīng)，再將動(dòng)力學(xué)關(guān)鍵指標(biāo)(如輪軌力、車體加速度等)的試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證并改進(jìn)理論模型。
4結(jié)論
從國內(nèi)外的過渡段研究現(xiàn)狀可以知道，目前研究的工作大多數(shù)集中在路橋、路隧過渡段上,絕大多數(shù)針對(duì)的是路基、橋梁或者隧道，可以說以往研究的過渡段包括秦沈客運(yùn)專線上有碎與無柞軌道(線路上部結(jié)構(gòu))的過渡段都是放在了基礎(chǔ)(線路下部結(jié)構(gòu))的過渡段上，由此不論是從施工設(shè)計(jì)還是實(shí)際運(yùn)營來看都帶來了許多問題,而系統(tǒng)研究路基上有柞軌道與無碎軌道過渡段的幾乎空白。
參考文獻(xiàn)：
1. 干料團(tuán)現(xiàn)象
高速鐵路板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿(Cement and emulsified asphalt mortar, CA 砂漿)是由乳化瀝青、水泥、細(xì)骨料、水和外加劑經(jīng)特定工藝攪拌制得的具有特定性能的砂漿，分為CRTS（ChinaRailway Track System, 中國軌道系統(tǒng)）Ⅰ型和Ⅱ型兩種[1, 2]。水泥乳化瀝青砂漿采用灌注施工的方法，厚度為30~60mm，起支撐、調(diào)節(jié)、吸振等作用，是高速鐵路系統(tǒng)的關(guān)鍵功能材料之一[3-7]。
新拌CA砂漿為具有較強(qiáng)流動(dòng)能力、均勻分散的介穩(wěn)懸浮體[8]。論文格式。其原料采用乳化瀝青加干料的雙組分模式，即液相原材料均添加于乳化瀝青中，而固相的原料均添加于干粉砂漿中，此外，需加入一定量的水以調(diào)節(jié)砂漿的流動(dòng)度。由于其含氣量、分離度、工作時(shí)間等方面的要求，CA砂漿需用特定的攪拌裝置并采用特定的攪拌工藝進(jìn)行拌制。
CA砂漿一般的攪拌工藝為：先加入液料和水，攪拌一定時(shí)間；再加入干料；干料加完后高速攪拌一定時(shí)間；然后再慢速攪拌一定時(shí)間；再取樣檢測(cè)；檢測(cè)合格后卸料?？晒P者在施工過程中發(fā)現(xiàn)，施工一段時(shí)間之后，原先均勻砂漿中出現(xiàn)了一些小“疙瘩”，將“疙瘩”破碎后可看到灰白色未被潤濕的干料，如圖1所示。
圖1 新拌CA砂漿中出現(xiàn)的干料團(tuán)
未被攪散的干料團(tuán)將對(duì)CA砂漿的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。首先，它使砂漿實(shí)際的配合比受到影響，因?yàn)楦闪系木植考袑?dǎo)致其他漿體中干料數(shù)量過少；另外，它將影響砂漿的力學(xué)性能，其力學(xué)的均勻性將因干料局部集中而改變，整體力學(xué)性能也將受到影響；此外，它將嚴(yán)重影響砂漿的體積穩(wěn)定性和耐久性，未被分散的干料團(tuán)在后期水化導(dǎo)致的體積變化將嚴(yán)重砂漿的體積穩(wěn)定性，進(jìn)而對(duì)砂漿耐久性產(chǎn)生影響。
2. 原因分析
由于此前并未出現(xiàn)過該現(xiàn)象，基本可以排除這是因攪拌時(shí)間不夠?qū)е碌模涣硗?，通過對(duì)原材料進(jìn)行篩分和肉眼觀察等，發(fā)現(xiàn)原材料中干料并沒有因受潮而出現(xiàn)成團(tuán)現(xiàn)象。在將這些因素排除后，筆者對(duì)砂漿攪拌車進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)干料加料口粘料和攪拌機(jī)攪拌臂粘料是導(dǎo)致出現(xiàn)干料團(tuán)的原因，如圖2、3所示。
在圖2中，干料加料口位于攪拌主機(jī)上方，當(dāng)攪拌機(jī)載高速攪拌時(shí)，所飛濺起來的漿體將落至干料的加料口，并附在加料口表面。當(dāng)攪拌下一盤CA砂漿，已通過計(jì)量的干粉被螺旋輸送至加料口，粘在飛濺起來的CA砂漿表面，并沒有完全落入攪拌主機(jī)內(nèi)。隨后，隨著攪拌導(dǎo)致的振動(dòng)等，部分干料才落入攪拌主機(jī)，但由于這部分干料攪拌時(shí)間不夠，因此呈干料團(tuán)狀態(tài)。在早期，由于加料口較為潔凈、平滑，口直徑也較大，干料即使被粘住也很快落入攪拌主機(jī)中，但隨著干料的越積越多，表面變粗糙，口直徑也變?。▓D2），干料將很難短時(shí)間掉入攪拌機(jī)內(nèi)。
在圖3中，攪拌機(jī)采用三加一的葉片模式，葉片在繞攪拌中間的葉片軸轉(zhuǎn)動(dòng)外，還有主機(jī)的中心軸公轉(zhuǎn)。論文格式。在加料時(shí)，由于葉片經(jīng)過干料的加料口，部分料粘在攪拌臂上，隨著攪拌臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，部分干料才逐漸落入攪拌機(jī)內(nèi)，而導(dǎo)致分散不均勻，出現(xiàn)干料團(tuán)。同樣在早期，由于攪拌臂較為潔凈、平滑，且直徑較小，不會(huì)出現(xiàn)干料團(tuán)現(xiàn)象，但隨著砂漿在攪拌上的積累與粘附，攪拌臂變粗、變粗糙，而導(dǎo)致了干料團(tuán)現(xiàn)象。論文格式。
3. 防治措施
在經(jīng)過干料團(tuán)出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析后，我們對(duì)砂漿攪拌機(jī)的加料口和攪拌工藝進(jìn)行了改進(jìn)，有效的防止了新拌CA砂漿中干料團(tuán)，如圖4、5所示。
在圖4中，筆者對(duì)加料口用橡皮套進(jìn)行了延長，這樣做有三個(gè)好處，首先，可以避免砂漿飛濺入加料口，而使加料干料結(jié)塊，粘料甚至堵塞加料口（現(xiàn)場(chǎng)時(shí)有發(fā)生）；另外橡皮套伸至剛好與攪拌臂保持一定的接觸，這樣攪拌臂轉(zhuǎn)至橡皮套時(shí)，可以拍打橡皮套，而使橡皮套的粘料落下，而不是在攪拌快完成時(shí)落下；此外，當(dāng)橡皮套的永久性結(jié)料至一定厚度而影響使用時(shí)，只需將其換掉即可，不耽誤工期，而不像原先的加料口，當(dāng)料積至一定厚度必須全部清除才能繼續(xù)生產(chǎn)。
圖5為筆者進(jìn)行二次高壓進(jìn)水改進(jìn)后的攪拌臂，從圖5可看出，改進(jìn)后的攪拌臂上已經(jīng)看不到會(huì)灰白色的干料。所謂二次高壓進(jìn)水，是指開始只加入少許水進(jìn)行拌合，當(dāng)干料加料完成后，再次加入一定量的水（已通過計(jì)量），并以高壓的形式加入，以對(duì)攪拌主機(jī)葉片等進(jìn)行清洗，這樣可以有效地避免攪拌臂、葉片等部位粘料，起到了較好的效果。
此外，當(dāng)干料因受潮等原因出現(xiàn)結(jié)塊時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)干料團(tuán)現(xiàn)象，但此時(shí)以上的改進(jìn)措施將很難防止干料團(tuán)的出現(xiàn)。在結(jié)塊程度較輕的情況下，可考慮降低加料速率、延長攪拌時(shí)間的方法。若結(jié)塊程度較嚴(yán)重，廢料或?qū)⒏闪线^篩，也可起到防止干料團(tuán)出現(xiàn)的作用。但最好的辦法還是應(yīng)對(duì)CA砂漿的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的存放，并縮短干料的存放時(shí)間，以防止干料受潮。
4. 結(jié)語
CA砂漿是高速鐵路的關(guān)鍵功能材料，其好壞關(guān)系到高速鐵路的成敗，盡管目前我國的研究機(jī)構(gòu)和施工單位已對(duì)其有較為深入的了解，但由于其復(fù)雜性、和敏感性，對(duì)其在實(shí)際工程的應(yīng)用尚不能完全掌握，因此應(yīng)在應(yīng)用中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)并加以改進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
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京滬高速鐵路是我國《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中投資規(guī)模最大、技術(shù)含量最高的一項(xiàng)工程。為實(shí)現(xiàn)京滬高速鐵路建設(shè)“五個(gè)一流”、“六個(gè)確保”的目標(biāo)，2008年開工之初項(xiàng)目部按照鐵道部鐵建設(shè)〔2008〕51號(hào)《關(guān)于積極倡導(dǎo)架子隊(duì)管理模式的指導(dǎo)意見》、建設(shè)部建市[2005]131號(hào)《關(guān)于建立和完善勞務(wù)分包制度發(fā)展建筑勞務(wù)企業(yè)的意見》等文件精神進(jìn)行架子隊(duì)的組建工作，做法如下。
1. 建立管理組織機(jī)構(gòu)，制定管理制度
根據(jù)鐵道部鐵建設(shè)〔2008〕51號(hào)《關(guān)于積極倡導(dǎo)架子隊(duì)管理模式的指導(dǎo)意見》，項(xiàng)目部成立了架子隊(duì)管理領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)。領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)架子隊(duì)建設(shè)發(fā)展方向、管理機(jī)制、體制建設(shè)等重大事項(xiàng)的研究和決策。具體實(shí)施由項(xiàng)目部計(jì)財(cái)部進(jìn)行，負(fù)責(zé)架子隊(duì)的選擇、成立、建設(shè)和管理及日常業(yè)務(wù)的指導(dǎo)、監(jiān)督、檢查等。項(xiàng)目部編制了《勞務(wù)用工管理制度》、《勞務(wù)隊(duì)伍管理標(biāo)準(zhǔn)》、《合同管理規(guī)定》及《勞務(wù)用工合同》范本，下發(fā)各工區(qū)，使架子隊(duì)各項(xiàng)管理制度和合同文本標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。
項(xiàng)目部所轄各工區(qū)相應(yīng)成立架子隊(duì)管理機(jī)構(gòu)，項(xiàng)目經(jīng)理親自掛帥，相關(guān)業(yè)務(wù)部門共同參與，貫徹、落實(shí)、執(zhí)行局項(xiàng)目部制定的相關(guān)管理辦法、實(shí)施細(xì)則，切實(shí)抓好本工區(qū)的架子隊(duì)建設(shè)及勞務(wù)用工管理工作。論文大全。
2. 嚴(yán)把入口關(guān)，重視勞務(wù)公司的選擇
要推行真正意義上的勞務(wù)用工和架子隊(duì)管理模式，就必須從勞務(wù)隊(duì)伍選擇的源頭把關(guān)，用制度管理。項(xiàng)目部根據(jù)《勞務(wù)用工管理制度》，明確要求在京滬項(xiàng)目使用的必須是“勞務(wù)公司”，這一點(diǎn)也是建設(shè)部建市[2005]131號(hào)文件所要求的，并且勞務(wù)公司必須持有合法有效的營業(yè)執(zhí)照、資質(zhì)證書、安全許可證、稅務(wù)登記證、組織機(jī)構(gòu)代碼等資質(zhì)證明文件。
首先，由各工區(qū)將無不良記錄擬選的勞務(wù)公司的相關(guān)法律文件在初步審查后上報(bào)二標(biāo)項(xiàng)目部計(jì)財(cái)部，計(jì)財(cái)部對(duì)各工區(qū)上報(bào)的資料予以核實(shí)，對(duì)手續(xù)合法符合要求的勞務(wù)公司給予批復(fù)，準(zhǔn)許工區(qū)使用該勞務(wù)公司，未經(jīng)批準(zhǔn)不得擅自使用。其次，經(jīng)過審批的勞務(wù)公司與使用工區(qū)簽訂經(jīng)項(xiàng)目部制定的統(tǒng)一格式的勞務(wù)合同。勞務(wù)合同范本中明確了雙方的權(quán)利義務(wù)責(zé)任，規(guī)定了勞務(wù)人員的工作內(nèi)容、工資領(lǐng)取發(fā)放、勞動(dòng)保險(xiǎn)等條款。第三，簽訂勞務(wù)合同后，要求勞務(wù)公司必須提供勞務(wù)公司與每一個(gè)勞務(wù)作業(yè)人員簽訂的個(gè)人勞動(dòng)合同復(fù)印件，以保障每一位勞務(wù)作業(yè)人員的合法權(quán)益；同時(shí)勞務(wù)公司提供每一位勞務(wù)作業(yè)人員的身份證明（含姓名、性別、年齡、籍貫、身份證號(hào)等）等資料，據(jù)此，各工區(qū)按規(guī)定對(duì)勞務(wù)作業(yè)人員進(jìn)行了登記造冊(cè)，記錄相關(guān)內(nèi)容。
通過上述措施，杜絕了不良勞務(wù)公司進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，保證了進(jìn)場(chǎng)勞務(wù)隊(duì)基本素質(zhì)。
3. 組建架子隊(duì)，推行架子隊(duì)管理模式
作業(yè)層建設(shè)是建筑施工企業(yè)最根本、最基礎(chǔ)的工作，所有工程從圖紙落實(shí)到實(shí)物都需要作業(yè)層具體操作來實(shí)現(xiàn)，因此作業(yè)層建設(shè)是完成施工任務(wù)的關(guān)鍵因素，而架子隊(duì)建設(shè)的的好壞關(guān)系著作業(yè)層的能力高低，直接影響著工程實(shí)體的質(zhì)量。
3.1 架子隊(duì)的組建
根據(jù)文件規(guī)定每只架子隊(duì)要有以下主要管理技術(shù)人員組成，架子隊(duì)專職隊(duì)長、技術(shù)負(fù)責(zé)人，以及技術(shù)、質(zhì)量、安全、試驗(yàn)、材料、領(lǐng)工員、工班長等“九大員”。以上人員與選擇好的一個(gè)或幾個(gè)勞務(wù)公司的一定數(shù)量勞務(wù)人員組成架子隊(duì)；工區(qū)根據(jù)需要可以分工序、分區(qū)段組建多個(gè)相同人員構(gòu)成的架子隊(duì)。并且以文件的形式明確工區(qū)各業(yè)務(wù)部門及架子隊(duì)“九大員”在架子隊(duì)管理運(yùn)行中的工作職責(zé)。
3.2 架子隊(duì)與工區(qū)的關(guān)系
根據(jù)需要分工序、分區(qū)段組建的架子隊(duì)在實(shí)際施工過程中是受工區(qū)統(tǒng)一管理和指揮的，與工區(qū)是內(nèi)部經(jīng)濟(jì)關(guān)系，組成架子隊(duì)的勞務(wù)公司負(fù)責(zé)勞務(wù)人員的勞動(dòng)關(guān)系和日常管理職責(zé)。施工現(xiàn)場(chǎng)所有勞務(wù)作業(yè)人員納入架子隊(duì)統(tǒng)一集中管理，由架子隊(duì)按照施工組織安排統(tǒng)籌勞務(wù)作業(yè)任務(wù)。工區(qū)對(duì)架子隊(duì)統(tǒng)一進(jìn)行技術(shù)交底、物資供應(yīng)、設(shè)備配置等，從根本上保證原材料的材質(zhì)，從而保證工程質(zhì)量，同時(shí)杜絕了過去管理工作中的管理不到位、勞務(wù)作業(yè)偷工減料的現(xiàn)象。
3.3 落實(shí)檢查防止架子隊(duì)流于形式
為了杜絕文件、現(xiàn)場(chǎng)兩張皮，管理和實(shí)際兩回事的問題，對(duì)每一個(gè)工區(qū)成立的架子隊(duì)項(xiàng)目部加強(qiáng)日常檢查，首先:審,看是否滿足51號(hào)文件精神；第二：查，看架子隊(duì)專職隊(duì)長、技術(shù)負(fù)責(zé)人、技術(shù)、質(zhì)量、安全、試驗(yàn)、材料、領(lǐng)工員、工班長等九大員是不是工區(qū)有相應(yīng)資質(zhì)和作業(yè)技能的正式職工；第三：驗(yàn)，看架子隊(duì)九大員和工區(qū)相關(guān)部門責(zé)任是否清晰。從而最大限度的推行架子隊(duì)管理模式。
3.4 做好培訓(xùn)工作，提高勞務(wù)人員工作技能
高效的學(xué)習(xí)培訓(xùn)是在短時(shí)間內(nèi)提高參建勞務(wù)工的素質(zhì)和技能的最有效手段。為確保勞務(wù)工素質(zhì)、技能符合京滬高速鐵路建設(shè)施工需要，項(xiàng)目部依托技術(shù)業(yè)校，開展大培訓(xùn)工程，做到全員參與，過程覆蓋。重點(diǎn)圍繞高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和分部分項(xiàng)工程施工要求、安全生產(chǎn)培訓(xùn)等，以推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)為主線，將培訓(xùn)與施工生產(chǎn)緊密結(jié)合。達(dá)到全員100%培訓(xùn)，特殊崗位100%持證上崗。
3.5 對(duì)架子隊(duì)及勞務(wù)工實(shí)行動(dòng)態(tài)管理
為了及時(shí)掌握架子隊(duì)的勞務(wù)人員信息，項(xiàng)目部要求對(duì)架子隊(duì)的勞務(wù)人員實(shí)行動(dòng)態(tài)化管理。論文大全。要求各工區(qū)建立架子隊(duì)勞務(wù)人員管理臺(tái)帳，并且每月都要及時(shí)更新，對(duì)離場(chǎng)勞務(wù)人員辦理退場(chǎng)手續(xù)，完工勞務(wù)公司簽定離場(chǎng)協(xié)議，完善相關(guān)手續(xù)，減少法律風(fēng)險(xiǎn)。
4. 用制度保證架子隊(duì)勞務(wù)人員的權(quán)益
4.1 項(xiàng)目部在濟(jì)南建設(shè)銀行開設(shè)勞務(wù)工工資專用賬戶，設(shè)立300萬勞務(wù)工資保證金，以保證勞務(wù)工的利益不受侵害。
4.2 工區(qū)按照進(jìn)場(chǎng)勞務(wù)作業(yè)人員花名冊(cè)和每一位勞務(wù)作業(yè)人員身份證辦理銀行工資卡。根據(jù)合同約定，每月編制勞務(wù)工工資結(jié)算單，按時(shí)足額將勞務(wù)工工資劃撥到銀行，由銀行直接為勞務(wù)工發(fā)放工資，并由銀行返回發(fā)放工資對(duì)賬單（結(jié)算單），以保證勞務(wù)作業(yè)人員工資的及時(shí)足額發(fā)放。
4.3 為了解決廣大勞務(wù)工的后顧之憂，改善勞務(wù)工的待遇，項(xiàng)目部為參建勞務(wù)人員購買了《建筑工程施工人員團(tuán)體人身意外傷害綜合保險(xiǎn)》，維護(hù)了廣大勞務(wù)工的切身利益，為勞務(wù)人員的穩(wěn)定奠定了有力的基礎(chǔ)。
5. 總結(jié)
在推進(jìn)作業(yè)層建設(shè)方面，將所有外部勞務(wù)隊(duì)伍的勞務(wù)工編入由我方九大員控制的“架子隊(duì)”，把有效、合理地使用社會(huì)勞動(dòng)力資源與鐵道部倡導(dǎo)的企業(yè)“架子隊(duì)”管理模式有機(jī)的結(jié)合起來，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)外部勞務(wù)隊(duì)伍使用的規(guī)范和管控，又符合建設(shè)單位對(duì)施工生產(chǎn)組織方式的要求，同時(shí)也滿足了建設(shè)部取消“包工頭”的相關(guān)規(guī)定。
架子隊(duì)是一種經(jīng)實(shí)踐證明較好的施工生產(chǎn)組織方式，較為理想的勞動(dòng)用工管理模式。采用架子隊(duì)管理模式，能充分利用社會(huì)勞動(dòng)力資源，實(shí)現(xiàn)施工企業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)管理層與作業(yè)層銜接和有效運(yùn)作，防止施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全保證體系流于形式，對(duì)確保建設(shè)工程質(zhì)量和施工安全具有重大意義。論文大全。京滬項(xiàng)目部架子隊(duì)管理模式還處在探索總結(jié)完善階段，還有很多不足之處，項(xiàng)目部將繼續(xù)完善架子隊(duì)管理模式，不斷強(qiáng)化勞務(wù)用工管理，進(jìn)一步完善勞務(wù)用工管理，為全面推行架子隊(duì)管理模式奠定基礎(chǔ)。
【參考資料】
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引言
我國是世界上高速鐵路投入商業(yè)運(yùn)營里程最長的國家，目前高速鐵路運(yùn)營里程已經(jīng)突破1.6萬公里，近7年的高速鐵路運(yùn)營實(shí)踐表明：由于環(huán)境條件變化和列車沖擊荷載的反復(fù)作用，局部地段已經(jīng)先后出現(xiàn)了不同程度的路基病害，例如無砟軌道翻漿冒泥，滬寧城際鐵路自2011年底開始常規(guī)檢查以來，共發(fā)現(xiàn)有數(shù)十公里的路基地段發(fā)生了路基翻漿病害，大多數(shù)病害發(fā)生在混凝土支承層的底部附近，嚴(yán)重影響到列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和行車的安全性。
無砟軌道出現(xiàn)冒漿的原因主要基床表層材料性質(zhì)及當(dāng)?shù)貧夂蛴嘘P(guān)，當(dāng)?shù)貧夂驖駶?，降水較多，雨水沿著軌道縫隙滲入支承層與基床表面的縫隙內(nèi)，由于采用的級(jí)配碎石透水性差，縫隙進(jìn)水后，在列車動(dòng)荷載長期作用下，細(xì)顆粒被水沖出，產(chǎn)生冒漿現(xiàn)象。較硬的顆粒在動(dòng)荷載作用下，相互摩擦形成碎屑在動(dòng)水壓力作用下液化并隨著水從裂縫中流出。因此通過檢測(cè)高速鐵路無砟軌道支承層與基床表層脫空、離縫，可以對(duì)翻漿冒泥情況進(jìn)行判斷。
地質(zhì)雷達(dá)具有快速、無損、高精度的優(yōu)點(diǎn)，在工程病害檢測(cè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。文章以滬寧城際鐵路某段無砟軌道翻漿冒泥病害檢測(cè)為實(shí)例，在整治處理前，對(duì)無砟軌道翻漿冒泥病害情況進(jìn)行檢測(cè)，查明冒漿分布范圍與發(fā)育程度，為確定整治處理方案提供依據(jù)；在整治處理后對(duì)注漿處理效果進(jìn)行檢測(cè)，通過注漿前后的雷達(dá)資料對(duì)比分析，評(píng)價(jià)注漿處理效果。
1 面波探測(cè)巖溶路基原理
地質(zhì)雷達(dá)（Ground Penetrating Radar，簡(jiǎn)稱GPR），是一種對(duì)地下的或物體內(nèi)不可見的目標(biāo)體或界面進(jìn)行定位的電磁技術(shù)。
地質(zhì)雷達(dá)勘探是以地下不同介質(zhì)的介電常數(shù)差異為基礎(chǔ)的一種物探方法，其工作原理就是利用高頻電磁波（主頻從數(shù)兆至上千兆赫）以寬頻帶短脈沖的形式，由地表通過發(fā)射天線向地下發(fā)射電磁波，由接收天線接收電磁波，當(dāng)電磁波在地下旅行時(shí)，遇到具有電性差異的介質(zhì)時(shí)（如空洞、分界面等），電磁波反射回地面由接收天線接收，根據(jù)電磁波的旅行時(shí)間、波形特征可以確定地下介質(zhì)（目標(biāo)體）的空間位置、幾何形態(tài)等。
圖1 地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試原理及采集示意圖
2 工程實(shí)例
2.1 工程概況
滬寧城際鐵路K245+780～K246+080段為低填淺挖地段，兩側(cè)各預(yù)留一股道，路塹邊坡防護(hù)形式拱形截水骨架內(nèi)植草灌木防護(hù)。軌道板為CRTSⅠ型板。該段支承層底部翻漿較嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為在路肩上流淌著或堆積著由水與碎石墊層中細(xì)顆?；旌隙傻哪酀{滲出物，嚴(yán)重處滲出物厚度達(dá)10～50mm，個(gè)別地段泥漿滲出物被抽吸至軌道板表面道心內(nèi)。
2.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作
測(cè)網(wǎng)密度、天線間距和天線移動(dòng)速度應(yīng)反映出檢測(cè)對(duì)象的異常。根據(jù)高鐵無砟軌道現(xiàn)場(chǎng)勘察和試驗(yàn)，一般沿線路縱向布置3～4條測(cè)線，分別沿上、下行線內(nèi)外兩側(cè)支承層表面布置。
地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)使用美國Geophysical Survey Systems Inc生產(chǎn)的雙通道SIR-20型地質(zhì)雷達(dá)施測(cè)，天線頻率900MHz，連續(xù)采集數(shù)據(jù)模式，每秒掃描100道，記錄長度25ns，每道采樣點(diǎn)數(shù)512。
2.3 資料處理流程
資料處理采用RADAN6.5雷達(dá)專用軟件，采用人機(jī)對(duì)話的方式處理，其流程見圖2：
圖2 地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理流程圖
2.4 實(shí)測(cè)資料解釋
（1）無砟軌道支承層與基床表層接觸良好特征
正常鐵路路基一般具有填筑密實(shí)、厚度均勻等特點(diǎn)，無砟軌道支承層與基床表層接觸良好，其雷達(dá)圖像表現(xiàn)為波形平緩、規(guī)則、無雜亂反射等特征（圖3），而有病害的路基的雷達(dá)圖像則與此有明顯不同。
圖3 支承層與基床表層接觸良好地質(zhì)雷達(dá)時(shí)間剖面圖
（2）無砟軌道支承層與基床表層脫空異常特征
通過對(duì)同相軸連續(xù)的追蹤，找出振幅稍強(qiáng)的反射波來確定支承層與基床表層的分界面，可確定脫空、離縫的規(guī)模及延展范圍，判定其嚴(yán)重程度。如圖4所示，K245+907～+913支承層與基床表層界面的同相軸反射信號(hào)強(qiáng)，三振相明顯，推測(cè)支承層與基床表層之間存在脫空、離縫。
（3）注漿整治前后對(duì)比
針對(duì)混凝土支承層與基床表層間的脫空、離縫，目前采取的整治措施為鉆孔灌注高聚物化學(xué)漿，填充支承層與基床表層之間的空隙，恢復(fù)路基支承強(qiáng)度。通過注漿整治前后地質(zhì)雷達(dá)資料的對(duì)比，可以對(duì)注漿整治效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。
如圖5所示，K245+870～+874在注漿處理前，支承層與基床表層的分界面同相軸反射信號(hào)強(qiáng)，三振相明顯，推測(cè)支承層與基床表層存在脫空、離縫（圖5a）；經(jīng)注漿加固后，K245+870～+872雷達(dá)同相軸較連續(xù)，且相對(duì)較均勻，注漿前存在的脫空、離縫異常區(qū)域信號(hào)幅度變?nèi)酰▓D5b），說明經(jīng)注漿處理后，支承層與基床表層耦合情況得到改善，加固效果良好；K245+872～+873.5同相軸反射信號(hào)仍然較強(qiáng)，三振相明顯，說明注漿充填效果不好，需要進(jìn)一步補(bǔ)注處理。
a、注漿前 b、注漿后
圖5 地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)無砟軌道脫空時(shí)間剖面圖
3 結(jié)束語
（1）地質(zhì)雷達(dá)能夠快速、有效地檢測(cè)無砟軌道支承層底部與基床表層脫空、離縫，支承層底部與基床表層接觸良好的雷達(dá)圖像表現(xiàn)為波形平緩、規(guī)則、無雜亂反射等特征；支承層底部與基床表層存在脫空、離縫，雷達(dá)異常表現(xiàn)為同相軸反射信號(hào)強(qiáng)，三振相明顯。
（2）通過對(duì)比分析整治處理前后地質(zhì)雷達(dá)反射波組同相軸連續(xù)性和同一異常的振幅變化，可以有效地對(duì)支承層底部注漿加固效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。
（3）本次地質(zhì)雷達(dá)在滬寧城際鐵路無砟軌道支承層底部檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用，效果顯著，可以為以后同類工程檢測(cè)提供參考。
致謝
本次檢測(cè)試驗(yàn)與論文編寫，得到了中鐵第四勘察設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司“鐵路路基填筑質(zhì)量檢測(cè)物探技術(shù)研究（2013K98）”科研項(xiàng)目資金的支持，在此表示感謝。
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隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市人口和機(jī)動(dòng)車的快速增加已大大超過城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的最大承受能力，交通狀況嚴(yán)重惡化。城市交通問題已經(jīng)嚴(yán)重影響城市功能的發(fā)揮和城市的可持續(xù)發(fā)展。為此，1985年4月19日，國務(wù)院在國發(fā)[1985]59號(hào)文指出：“為解決城市交通擁擠問題，必須綜合治理?！瓘拈L遠(yuǎn)來看，在一些大城市要考慮快速軌道交通和地下交通，以緩和地面交愛的緊張狀況”①。到1998年，我國已有京、津、滬、穗四大城市擁有地鐵，總通車?yán)锍碳s75km。1998年，廣州市地鐵2號(hào)線、深圳市地鐵1號(hào)線和上海市地鐵3號(hào)線相繼獲國家批準(zhǔn)立項(xiàng)動(dòng)工后，今年將有15個(gè)城市獲國家立項(xiàng)。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，目前在建和計(jì)劃建設(shè)的地鐵共21條線，長350km，總投資預(yù)計(jì)達(dá)1400多億元。另外，鑒于軌道交通成本巨大的特點(diǎn)，國家要求在今后建設(shè)地鐵時(shí)，設(shè)備國產(chǎn)化率必須在70%以上②。
由于我國軌道交通建設(shè)處于起步階段，有必要澄清軌道交通的概念、性質(zhì)和特點(diǎn)，學(xué)習(xí)國外和境外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，加以總結(jié)，避免重大決策失誤，更好地為我國今后大規(guī)模的軌道交通建設(shè)服務(wù)。
1、城市軌道交通的概念
現(xiàn)在國內(nèi)在軌道交通概念方面存在諸多的混淆，比如認(rèn)為地鐵必定是在地下行駛的交通工具，卻不知國外地鐵有的部分在地面、甚至在高架行走，例如，新加坡有2條地鐵線，48個(gè)站（15個(gè)地下、32個(gè)高架和1個(gè)地面站），83km（其中地下19km、高架60.2km和地面3.8km）③。而我國現(xiàn)在地鐵幾乎是全地下結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致成本居高不下，如廣州市地鐵1號(hào)線，建設(shè)成本高達(dá)8～9億元/km！軌道交通特征和概念的模糊不清可能會(huì)影響我國新的交通設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)和營運(yùn)，不僅造成重大經(jīng)濟(jì)損失，而且影響城市的健康發(fā)展。
快速軌道（Rapid Rail Transit or Rail Rapid Transit）是城市地下鐵道（地鐵）、輕型軌道交通（輕軌）、單軌（獨(dú)軌）交通、有軌電車、新交通（new transport system， NTS）、高速磁浮列車和市郊（郊區(qū)）列車（通勤列車）等城市軌道交通的統(tǒng)稱④。其共同特點(diǎn)是：運(yùn)量大、速度快、安全可靠、準(zhǔn)點(diǎn)舒適，可以在地面、高架和地下、半地下（open cuttings）的輪軌上行駛。輪軌系統(tǒng)一般有鋼輪一鋼軌系統(tǒng)和膠輪一混凝土軌系統(tǒng)兩大類，世界上軌道交通主要以鋼輪一鋼系統(tǒng)為主，我國也不例外。軌道交通通常以電力驅(qū)動(dòng)（直流電、交流電或線性電機(jī)傳動(dòng)，電壓有600V，750V或1500V），一架空線網(wǎng)受電或第三軌（側(cè)軌）受電，自動(dòng)或人工操作控制。城市軌道交通的站距一般在市區(qū)1km左右，在郊區(qū)2km左右。但是，城市或區(qū)域之間的高速鐵路站距較大，否則達(dá)不到200km/h以上的運(yùn)行速度。
地鐵（subway， metro， the underground），是地下鐵道的簡(jiǎn)稱，別名有地下鐵（mass transit railway， MTR）、重軌（heavy rail）、快速軌道（rapid rail）、大都市鐵路（metropolitan railways）。地鐵可以在地面、高架和地下運(yùn)行，有人把行駛在高架軌道上的地鐵稱為（高架地鐵）。地鐵是大容量的客運(yùn)工具，高峰單向容量為3～7萬人次/h，量大運(yùn)行速度達(dá)120km/h，平均營運(yùn)速度為30～45 km /h，這與站距有關(guān)。地鐵需要道路完全隔離和封閉，從而確保了快速和準(zhǔn)時(shí)，但線路一旦建成，更改非常困難，只能考慮延長線。地鐵由于建設(shè)成本非常高昂，一般由市政當(dāng)局或公共公司所擁有。地鐵的信號(hào)和控制系統(tǒng)很復(fù)雜，用以滿足地鐵的快速和發(fā)車時(shí)間間隔。車站一般比較寬敞，高站臺(tái)、有電動(dòng)扶梯，有利于乘客上下地面。地鐵一般位于城市核心區(qū)或城市內(nèi)環(huán)路之內(nèi)。
輕軌（LRT）是輕型軌道交通（light rail transit）的簡(jiǎn)稱，是由原來的有軌電車（streetcar、trams or tramway）演變而來的。1978年3月在布魯塞爾召開和第一屆國際輕軌交通會(huì)議上統(tǒng)一了輕軌的稱謂，英文簡(jiǎn)寫LRT，認(rèn)為輕軌交通的荷載比地鐵和常規(guī)列車輕⑤。根據(jù)輕軌定義，獨(dú)軌（單軌）交通、新交通系統(tǒng)（New Transport System）、輕軌地鐵（Light Metro）、輕型快速交通（Light Rapid Transit）、高架線性系統(tǒng)等都屬于輕軌范疇。輕軌線路有地面、高架和地下線，地下線比較少見。輕軌建設(shè)成本為地鐵的1/3～1/5[7]。輕軌一般位于城市內(nèi)環(huán)路之外。
市郊（通勤）鐵路（commuter rail）擔(dān)負(fù)著大城市市區(qū)與郊區(qū)衛(wèi)星城鎮(zhèn)或社區(qū)之間的客運(yùn)聯(lián)系，一般與地鐵站或輕軌站有方便的換乘關(guān)系。通勤鐵路以架空線網(wǎng)供電，站距長、速度快。它屬于重軌交通，與貨運(yùn)列車的兼容性強(qiáng)。
高速鐵路指導(dǎo)運(yùn)行于大城市或區(qū)域之間，甚至國家之間的高速軌道交通，如歐洲之星（TGV）、日本的新時(shí)速、中國的廣深準(zhǔn)高速列車，營運(yùn)速度在200以上，最大速度達(dá)350km/h。新研制的磁浮高速列車，時(shí)速將達(dá)500km/h。一般把高速鐵路歸為區(qū)域或國家鐵路系統(tǒng)，所以狹義上說不是城市軌道交通的研究范圍。
2、城市軌道交通的基本特征
目前，世界上擁有城市軌道交通的城市有320多個(gè)，其中有地鐵的占5%，有地鐵和輕軌的占11%，有輕軌和有軌電車的占84%，全世界軌道交通的營運(yùn)線路長達(dá)5200km。發(fā)展中國家發(fā)展很快，目前有730多km的營運(yùn)線路，占全世界的14%④⑦。軌道交通在世界上的分布情況，見圖1⑧。
軌道交通與其他交通模式的特征比較見表1和表2。
綜上所述，小汽車機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，從門到門，但是道路面積大，綜合運(yùn)能不大，能耗大，污染嚴(yán)重；公共汽車機(jī)動(dòng)性好，基礎(chǔ)工程簡(jiǎn)單，成本低，能耗雖然不大，但是綜合運(yùn)行速度慢，影響運(yùn)能，污染大；有軌電車工程造價(jià)低，能耗低，成本低，無空氣污染，運(yùn)行速度慢，運(yùn)能提不高；輕軌運(yùn)量和運(yùn)行速度均較大，安全、準(zhǔn)點(diǎn)、能耗低、無污染，造價(jià)比地鐵低，但是占用地面空間；地鐵運(yùn)量大，運(yùn)行速度大，安全、準(zhǔn)點(diǎn)、能耗低、無污染，不占用地面空間，工程造價(jià)高，但是綜合效益好。
3、因素分析
3.1線路類型
線路類型影響軌道交通的營運(yùn)速度和容量、服務(wù)質(zhì)量和投資成本。根據(jù)線路的隔離和封閉程度，可以分為三種類型：
A型線路：全封閉、無平面交叉、具有專用的路權(quán)（exclusive rights-of-way），如地鐵線路，營運(yùn)速度30～45km/h；
B 型線路：大部分線路處于封閉和隔離狀態(tài)，有部分平面交叉口。在交叉口，軌道交通優(yōu)先通過，以確?？焖俚臓I運(yùn)速度，具有大部分的路權(quán)（substantial rights-of-way），如輕軌線路，營運(yùn)速度25～35km/h；
C型線路：只要小部分線路處于封閉或隔離，與其他交通混行，有大量的平面交叉口，如有軌電車和常規(guī)公交車線路，營運(yùn)速度14～18km/h。
三種類型線路與服務(wù)質(zhì)量和投資成本關(guān)系見圖2。
服務(wù)質(zhì)量
從圖2可知，A型線路比B、C型線路具有更高的投資成本和服務(wù)質(zhì)量，但是它占地更多，線路更改更加困難，彈性小。
線路類型在軌道交通中的應(yīng)用見表4。
3.2 線路結(jié)構(gòu)形式
線路結(jié)構(gòu)形式有地面或半地面分級(jí)、高架軌道和地下軌道三種形式。線路在垂向的結(jié)構(gòu)形式對(duì)軌道交通的建設(shè)成本影響最大。世界軌道交通建設(shè)經(jīng)驗(yàn)表明，一般情況下，地面結(jié)構(gòu)與高架、地下結(jié)構(gòu)的投資成本的比例，大致在1：2：6的關(guān)系。如果建設(shè)一條15km長的軌道交通，在地名分級(jí)系統(tǒng)約3.3億美元，高架6.6億美元，而地下結(jié)構(gòu)則高達(dá)20億美元。特別是地下結(jié)構(gòu)，成本與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)水文條件、施工方法、車站規(guī)模等關(guān)系很大，但是與軌道交通技術(shù)水平影響不大。軌道交通結(jié)構(gòu)形式與建設(shè)成本（含設(shè)備）的關(guān)系如表5。
為了更清楚地說明線路結(jié)構(gòu)對(duì)建設(shè)成本的影響，表6列出了世界一些大城市的軌道交通成本情況。
3.3系統(tǒng)技術(shù)類型
軌道交通之間的技術(shù)差別主要是列車的控制方式。根據(jù)軌道交通的控制方式，大致可以很分為三種技術(shù)類型：①司機(jī)控制的交通系統(tǒng)；②自動(dòng)控制的鋼輪一鋼軌系統(tǒng)；③人工/自動(dòng)聯(lián)合控制的交通系統(tǒng)，如有軌電車、膠輪系統(tǒng)等。
自動(dòng)控制系統(tǒng)與司機(jī)控制的系統(tǒng)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
·可在地面、地下和高架行駛，車道窄、占地少；
·噪聲低、無空氣污染、衛(wèi)生清潔；
·性能優(yōu)、安全可靠、車輛耐用、易維修；
·因多節(jié)車輛編組，容量大、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、能耗低、單位營運(yùn)成本低；
表6 案例城市軌道交通建設(shè)成本（12）（1983）
其主要缺點(diǎn)如下：
·與其他交通兼容性差，在地面行駛問題更多；
·只能在軌道上行駛，線路在低密度區(qū)不經(jīng)濟(jì)；
·改線或更改調(diào)度靈活性差、車輛更新困難（因車輛壽命長）
·投資成本高
膠輪系統(tǒng)指橡膠輪胎（充氮?dú)猓┰阡摻罨炷淋壍郎线\(yùn)行，并附有鋼輪一鋼軌作用，以防萬一胎破裂，目前已經(jīng)在巴黎、蒙特利爾、阿德萊得、墨西哥和日本的Sapporo用。膠輪系統(tǒng)與鋼輪一鋼軌系統(tǒng)比較有明顯的特點(diǎn)：噪聲小、爬城能力大（最大7%，而其他5.5%）、能大、控制系統(tǒng)復(fù)雜、造價(jià)高，只能在全封閉的軌道上行駛。
3.4營運(yùn)服務(wù)類型
在分析和選擇軌道交通模式時(shí)，發(fā)車頻率（間隔）和列車容量是必須考慮的重要因素。發(fā)車頻率和容量影響軌道交通系統(tǒng)以及乘客的成本費(fèi)用。如果發(fā)車間隔長，營運(yùn)成本就低，但是增加了乘客的等待時(shí)間成本。從理論上來說，全自動(dòng)控制系統(tǒng)確保了列車的高容量?？瓦\(yùn)量與發(fā)車成正比，因?yàn)榘l(fā)車頻率（一般30～120次/h）提高可以增加軌道交通的吸引力。但是，發(fā)車頻率與車站設(shè)施、列車速度、安全程度等有關(guān)。單位營運(yùn)成本與客運(yùn)量的關(guān)系曲線，見圖3。當(dāng)列車頻率一定（如30次/h）時(shí)，列車容量增加，客運(yùn)量也增加。隨著客運(yùn)量的增加，總營運(yùn)成本（包括軌道交通系統(tǒng)成本和乘客時(shí)間成本）下降，但是當(dāng)列車容量一定的情況下，存在一個(gè)最佳客運(yùn)量，此時(shí)，總成本最小。
4、結(jié)語
我國對(duì)軌道交通的特征描述過于籠統(tǒng)，缺乏詳盡的對(duì)比分析。在軌道交通的概念和內(nèi)涵方面，也比較模糊、不確切。由于特征和適用性了解不透，特別可行性研究不深，導(dǎo)致有些城市軌道交通規(guī)劃隨意性大，一會(huì)兒上地鐵、一會(huì)兒上輕軌，線網(wǎng)規(guī)模大大超過預(yù)期的發(fā)展水平，為了獲得立項(xiàng)，客運(yùn)量也常常過高估計(jì)。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，市政府是軌道交通巨額投資的主體，如果決策失誤，市政府將永遠(yuǎn)背上沉重的財(cái)政包袱。世界經(jīng)驗(yàn)表明，只有滿足經(jīng)濟(jì)實(shí)力（包括經(jīng)濟(jì)潛力）和人口密集兩個(gè)重要條件，才能上軌道交通，如北京、上海、天津三座直轄市，副省級(jí)市廣州、深圳已經(jīng)滿足條件；而新直轄市重慶位于內(nèi)陸，盡管人口密集，但是經(jīng)濟(jì)實(shí)力弱，地鐵中途停工就是最好的說明。每個(gè)城市應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，苦練內(nèi)功，加強(qiáng)軌道交能特征比較研究，選擇正確的交通模式和線路結(jié)構(gòu)，才能促進(jìn)城市交通健康發(fā)展。
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Abstract： With the continuous development of our economy， and more requirement of higher quality of travel， the quality of the railway service that the passengers expect has a great improvement， in order to ensure that passengers in high-speed rail hub transfer efficiency， based on analyzing the role of buffer time of the high-speed train timetables and comprehensively considering the cost of traveling time and delay time of the passenger， we establish relatively model which is a stochastic expected value model， the algorithm based on genetic algorithm is applied to solve the model by the soft MATLAB， and make validation on calculation example， and then make a optimization scheme of the slack time layout.
Key words： high-speed railway train； train operation diagram； transfer； redundant time； genetic algorithm
引 言
隨著我國高速鐵路的迅猛發(fā)展，以及人們對(duì)高速鐵路運(yùn)輸服務(wù)的準(zhǔn)時(shí)性有著較高的要求，高速鐵路樞紐的換乘高效性和可靠性越來越受到重視?；趽Q乘銜接角度，本文通過分析列車運(yùn)行干擾對(duì)換乘影響的作用機(jī)理，建立了考慮換乘銜接的冗余時(shí)間整體布局優(yōu)化模型。該研究不但為考慮換乘銜接的冗余時(shí)間布局提供了研究方法，而且為高速鐵路樞紐站運(yùn)行詳細(xì)的鋪畫提供了參考和借鑒意義。目前，國內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)冗余時(shí)間的布局優(yōu)化做了一些研究，國內(nèi)孟令云[1]提出列車調(diào)整雙層模型，寧驥龍[2]提出偏質(zhì)量最小模型，并用遺傳算法進(jìn)行求解，但二者均未從換乘角度出發(fā)進(jìn)行考慮和研究冗余時(shí)間的作用機(jī)理。趙宇剛[3]以概率分析的方式對(duì)追蹤間隔時(shí)間進(jìn)行研究，未考慮換乘條件下綜合冗余時(shí)間的布局。文超[4]以運(yùn)行圖沖突疏解的角度研究了綜合冗余時(shí)間對(duì)運(yùn)行圖的影響，但未研究冗余時(shí)間在各站的布局。趙俊鐸[5]建立了考慮換乘銜接的高速鐵路運(yùn)行圖冗余時(shí)間布局優(yōu)化模型，但并未考慮追蹤列車間隔緩沖時(shí)間。劉伯宏[6]在分析各種冗余時(shí)間的基礎(chǔ)上，以列車旅行和到發(fā)站延誤時(shí)間最短為優(yōu)化目標(biāo)，建立運(yùn)行圖冗余時(shí)間布局優(yōu)化模型，但該模型未考慮旅客換乘銜接的冗余時(shí)間。國外JoneR.Birge，F(xiàn)rancois對(duì)晚點(diǎn)期望值進(jìn)行了研究[7]。Michiel. Vromans和ROB. M. P. Goverde[8]針對(duì)晚點(diǎn)傳播過程及相應(yīng)指標(biāo)和評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了深入研究。Nils. E. Olsson[9]針對(duì)冗余時(shí)間設(shè)置對(duì)運(yùn)行圖穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了研究，但上述文獻(xiàn)均未從晚點(diǎn)累加和換乘銜接的角度進(jìn)行冗余時(shí)間的研究。文獻(xiàn)[10]在單線鐵路資源約束條件下，對(duì)列車運(yùn)行圖進(jìn)行了優(yōu)化，該研究采用分枝定界算法進(jìn)行求解，并提出了三種縮小解空間的策略。文獻(xiàn)[11]結(jié)合了線性規(guī)劃、隨機(jī)規(guī)劃和魯棒優(yōu)化技術(shù)，提出了精確地啟發(fā)式算法來提高列車運(yùn)行圖魯棒性。文獻(xiàn)[12]采用阻塞時(shí)間理論模型對(duì)列車運(yùn)行調(diào)度實(shí)施過程進(jìn)行描述，為列車運(yùn)行過程中的實(shí)時(shí)調(diào)度提供了參考意見。
1 列車運(yùn)行冗余時(shí)間的含義和分類
含義：在鋪畫列車運(yùn)行圖時(shí)，在列車停站作業(yè)和區(qū)間運(yùn)行以及列車運(yùn)行線間人為的預(yù)留的時(shí)間。
冗余時(shí)間按作業(yè)性質(zhì)分為兩類：
（1）緩沖時(shí)間，其設(shè)置在涉及多列或兩列列車的作業(yè)中，并能夠抑制列車之間的晚點(diǎn)傳播。
（2）自身恢復(fù)時(shí)間，其包括區(qū)間運(yùn)行和車站停站作業(yè)的撒點(diǎn)，設(shè)置在一趟列車的某個(gè)單項(xiàng)作業(yè)中。
2 列車運(yùn)行干擾的作用
列車運(yùn)行中會(huì)受到各種外界因素的干擾，其主要包括機(jī)器問題、自然條件惡劣與人為失誤等各種不確定因素的擾動(dòng)。列車運(yùn)行干擾的產(chǎn)生導(dǎo)致了列車運(yùn)行偏離原計(jì)劃，即列車發(fā)生晚點(diǎn)，晚點(diǎn)傳播[13]，是指列車自身晚點(diǎn)及其引起其后列車連帶晚點(diǎn)的現(xiàn)象。列車的換乘同樣會(huì)受到列車運(yùn)行干擾的影響。
3 冗余時(shí)間優(yōu)化模型
3.1 模型分析
列車運(yùn)行圖編制情況：初始布點(diǎn)階段、詳細(xì)鋪畫階段、后評(píng)價(jià)階段，本文研究的是在已完成初始布點(diǎn)的列車運(yùn)行圖的基礎(chǔ)上，設(shè)置各項(xiàng)作業(yè)的冗余時(shí)間。
結(jié)合乘客旅行時(shí)間成本和乘客總延誤時(shí)間成本目標(biāo)，建立考慮換乘冗余時(shí)間的隨機(jī)雙層期望值模型，基于全局考慮上層提出冗余時(shí)間的布局方案，并傳遞至下層，結(jié)合既定擾動(dòng)方案，基于上層的基礎(chǔ)下層進(jìn)行以乘客總延誤時(shí)間為目說腦誦型嫉髡，并將乘客總延誤期望值傳遞給上層。上下層模型的決策是相互獨(dú)立、互不干擾的。
3.2 模型假設(shè)
（1）不包含其他指標(biāo)的優(yōu)化，只以該模型目標(biāo)函數(shù)值為優(yōu)化目標(biāo)。（2）冗余時(shí)間總值和乘客總延誤時(shí)間權(quán)重已知。（3）不考慮車站能力約束。（4）不考慮追蹤列車間隔緩沖時(shí)間。（5）不考慮因列車大范圍延誤而做出的運(yùn)行調(diào)整。
3.3 模型建立
3.3.1 上層模型
目標(biāo)函數(shù)：
其中，冗余時(shí)間布局方案下所有列車的冗余時(shí)間總值為cx，冗余時(shí)間布局方案在相應(yīng)擾動(dòng)方案下乘客總延誤時(shí)間為qx，ω，冗余時(shí)間布局方案x的可行解集為Λ。
式（1）中：
在目標(biāo)函數(shù)中ux，y表示在擾動(dòng)方案ω下，通過調(diào)整列車運(yùn)行圖，最終產(chǎn)生的列車運(yùn)行圖較初始運(yùn)行圖的乘客總延誤時(shí)間。y表示在給定冗余時(shí)間布局方案x和擾動(dòng)方案ω下列車調(diào)整后的運(yùn)行方案。通過該目標(biāo)最小化，得出在干擾方案ω下運(yùn)行調(diào)整優(yōu)化方案。旅客因列車晚點(diǎn)到達(dá)產(chǎn)生的時(shí)間延誤和旅客因未實(shí)現(xiàn)換乘而額外產(chǎn)生的等待時(shí)間延誤，以及旅客因列車早點(diǎn)到達(dá)產(chǎn)生的額外早點(diǎn)時(shí)間構(gòu)成了乘客總延誤時(shí)間。
4 模型求解過程
根據(jù)本文模型的特點(diǎn)，我們對(duì)上層模型和下層模型分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)算法進(jìn)行求解。
4.1 遺傳算法，是一種基于自然選擇和遺傳學(xué)原理的有效搜索方法，它從一個(gè)種群開始，利用選擇、交叉、變異等遺傳算子對(duì)種群進(jìn)行不斷進(jìn)化，最后得到全局最優(yōu)解[14]。
4.2 下層模型的算法設(shè)計(jì)及求解。通過插入基于期望值的換乘關(guān)系保留決策過程和設(shè)置換乘冗余時(shí)間，結(jié)合基于優(yōu)先級(jí)的模擬人工沖突疏解算法調(diào)整帶有沖突的列車運(yùn)行態(tài)勢(shì)圖，從而能保證了換乘關(guān)系的實(shí)現(xiàn)，并得到最優(yōu)結(jié)果。
5 算例分析
本文為檢驗(yàn)上述模型和算法的可行性，以某一條已建成運(yùn)行的高速鐵路部分區(qū)段為背景進(jìn)行研究，選取全長212公里的區(qū)段，其中包含4個(gè)車站3個(gè)區(qū)間，該區(qū)段的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示，站間數(shù)字為兩站距離（單位：公里）。
如圖1所示，令B站為換乘車站，并以B站部分始發(fā)列車作為換乘列車與A站部分始發(fā)列車進(jìn)行換乘。
在列車實(shí)際運(yùn)行中，由于受到初始干擾的復(fù)雜性，其難以進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)，因此，需要對(duì)統(tǒng)計(jì)得到的列車實(shí)際到發(fā)時(shí)刻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。列車到發(fā)時(shí)刻反映的是列車受到的初始干擾和連帶干擾的加和，研究發(fā)現(xiàn)列車晚點(diǎn)的概率分布服從負(fù)指數(shù)分布規(guī)
律[15]。
本算例的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為其在前方車站通過且在后方車站停車的時(shí)間。該數(shù)據(jù)是以excel數(shù)據(jù)形式進(jìn)行存儲(chǔ)的。
本文設(shè)置高等級(jí)列車5列進(jìn)行模型算例分析，及η=1，其中設(shè)置1對(duì)換乘列車。
擾動(dòng)方案樣本數(shù)量設(shè)置為5。由已有列車運(yùn)行圖歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可計(jì)算得出各區(qū)間車站概率密度的累計(jì)分布概率，并可求出每種擾動(dòng)方案ω發(fā)生的概率ρω。為了更好地測(cè)試模型的優(yōu)化能力，本算例不考慮列車正點(diǎn)的情況。對(duì)已有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可得該區(qū)段已有運(yùn)行圖的冗余時(shí)間總值約為20min，故可設(shè)置冗余時(shí)間上限值t為20min。
本算例通過借鑒已有研究，假定冗余時(shí)間總值和乘客總延誤時(shí)間的權(quán)重系數(shù)η為4，設(shè)φ為15min，ξ為30min，求解模型過程中，設(shè)每列車乘客數(shù)為1，且在每站的下車人數(shù)平均，則每站下車乘客比是0.33，且設(shè)列車1在車站B下車的一半乘客均換乘至列車2，可得換乘乘客比例0.165。
上層模型遺傳算法的求解過程中相關(guān)參數(shù)設(shè)定為：POP_SIZE=50，M=20，chrom1取已有運(yùn)行圖的冗余時(shí)間布局方案，如表1所示。
6 結(jié) 論
（1）不同的冗余時(shí)間設(shè)置方案對(duì)于列車在運(yùn)行過程中的干擾吸收也是不同的。
（2）智能算法能夠高效解決冗余時(shí)間布局方案的優(yōu)化問題。
（3）通過研究高速鐵路換乘冗余時(shí)間的布局優(yōu)化方案，可提高高鐵的行車組織效率。
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那時(shí)知道臺(tái)糖火車的車廂比臺(tái)鐵的小,鐵軌也較窄。聽人說臺(tái)糖火車叫做“五分車”,不明白是什么意思。1970年到臺(tái)北讀大學(xué),那時(shí)以坐平快車為主,知道臺(tái)灣的縱貫鐵路是日據(jù)時(shí)期修造的,聽人家說這叫做“七分車”,也不明白是什么意思。后來看電影《東方快車謀殺案》,看到洋人的火車竟然有包廂,廂外有通道,覺得洋火車比臺(tái)灣的火車寬敞。1979年到巴黎第一次坐有包廂的火車,感覺臺(tái)灣的火車還真窄。1992~1993年在美國,更確定臺(tái)灣的軌寬有點(diǎn)奇怪。
很慚愧,我一直沒去弄清楚五分車、七分車、歐洲車、美國鐵軌的寬度有什么差別,為什么會(huì)采用這么不同的規(guī)格。這件事拖到2001年初,我讀到Douglas Puffert(2000)的論文后,才把整個(gè)事情弄清楚。
復(fù)雜的軌寬
1995年夏,我在慕尼黑大學(xué)三個(gè)月,在經(jīng)濟(jì)史研討會(huì)上認(rèn)識(shí)Puffert,是個(gè)溫文儒雅的年輕學(xué)者,他在斯坦福大學(xué)的博士論文(1991),就是以北美鐵軌的寬度為主題,在主要的經(jīng)濟(jì)史期刊上發(fā)表好幾篇論文。我從維基百科(Wikipedia)查“軌距”,得到許多具體的數(shù)字。
國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)軌是143.5厘米,現(xiàn)在歐洲大部分國家都使用標(biāo)準(zhǔn)軌,例外的國家有:愛爾蘭與北愛爾蘭(160厘米)、西班牙(167.4厘米,正在改為標(biāo)準(zhǔn)軌)、葡萄牙(166.5厘米),阿根廷與智利的軌距是167.6厘米,俄羅斯及鄰近國家,以及蒙古、芬蘭都是152厘米。
日本的軌距是106.7厘米,日據(jù)時(shí)期修筑的臺(tái)灣軌寬也是106.7厘米,這是國際標(biāo)準(zhǔn)軌(143.5厘米)的74%,稱為“七分車”。臺(tái)灣的糖業(yè)鐵路和阿里山的森林鐵路,是76.2厘米的窄軌,是143.5厘米的53%,簡(jiǎn)稱“五分車”。日本在1960年代修建新干線(高速鐵路)時(shí),采用143.5厘米的國際寬軌,提高行駛的穩(wěn)定性。臺(tái)灣高鐵、臺(tái)北和高雄的捷運(yùn),都采用143.5厘米的標(biāo)準(zhǔn)軌。清朝末年中國的鐵道,由英國和比利時(shí)承建,采用143.5厘米標(biāo)準(zhǔn)軌。
有人說,1937年制定的國際標(biāo)準(zhǔn)軌143.5厘米是英國提出的,這個(gè)說法不夠準(zhǔn)確,待會(huì)兒會(huì)詳細(xì)解釋。最讓人感興趣的是,為什么143.5厘米的軌寬,會(huì)在諸多規(guī)格的激烈競(jìng)爭(zhēng)下脫穎而出?
1835~1890年間,北美(美國與加拿大)至少有9種軌道:91.4厘米、106.7厘米、143.5厘米、144.8厘米、147.3厘米、152.4厘米、162.6厘米、167.6厘米、182.9厘米。
為什么會(huì)這么復(fù)雜?
原因很多,大致有三種。其一是各地區(qū)修筑鐵路時(shí),鐵路工程師的技術(shù)來源與傳承不一,有些采用英國體系,有些則不是。其二是故意不兼容,阻擋其它地區(qū)的農(nóng)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)入。其三是各地區(qū)的地形地勢(shì)不一,對(duì)軌道的需求自然不同。
為什么后來會(huì)統(tǒng)一使用145.3厘米,1937年之后這個(gè)尺度成為國際標(biāo)準(zhǔn)軌寬呢?這就是本文的要點(diǎn):說不出合乎邏輯的道理,這是政治與經(jīng)濟(jì)交互角力后,一步步發(fā)展的結(jié)果,這正是典型的path dependence問題(依發(fā)展途徑而異、受到隨機(jī)性的因素干擾)。市場(chǎng)機(jī)能、競(jìng)爭(zhēng)、效率、最適合這類的觀念,在這個(gè)議題上無法發(fā)揮功能,因而稱為“市場(chǎng)失靈”。
143.5厘米的起源與變遷
美國最早的鐵道,是承襲英國的142.2厘米規(guī)格,這是18世紀(jì)末,在英國礦區(qū)發(fā)展的原初型鐵路,在紐卡斯?fàn)柕貐^(qū)最通行。
有位叫史蒂文生的工程師,在斯托克頓和達(dá)靈頓之間建造了一條運(yùn)煤鐵道。1826~1830年間,他被任命在利物浦(Liverpool)和曼徹斯特(Manchester)之間建造鐵路(L&M),特點(diǎn)是用蒸汽機(jī)來推動(dòng)火車頭。這是第一條靠蒸汽機(jī)推動(dòng)的鐵路,也是第一條完全依靠運(yùn)載乘客與貨運(yùn)的鐵路,更是第一條與礦冶完全無關(guān)的鐵路,在鐵道史上有顯著的開創(chuàng)地位。不知什么原因,史蒂文生把鐵軌加寬了1.3厘米,成為143.5厘米,這就是日后國際標(biāo)準(zhǔn)軌的規(guī)格。
1826年,史蒂文生在競(jìng)爭(zhēng)L&M鐵路時(shí),他的對(duì)手刻意提出167.6厘米的寬軌(加大24.1厘米),但沒被采用。史蒂文生的兒子羅伯特,后來在國會(huì)的委員會(huì)上說:143.5厘米軌寬也不是他父親訂的,而是從家鄉(xiāng)地區(qū)的系統(tǒng)“承襲”來的。斯邁爾斯是史蒂文生的朋友與早期傳記的作者,他說143.5厘米的軌寬,“沒有任何科學(xué)理論上的依據(jù),純粹是因?yàn)橐呀?jīng)有人在用了?！?/p>
美國早期的鐵路建造者,參觀L&M與其他地區(qū)的鐵道,認(rèn)為L&M的規(guī)格較適合,就把整套工程技術(shù)搬回美國。另有一批工程師,1829年參觀英國鐵路,回國后在巴爾的摩(Baltimore)與俄亥俄(Ohio)之間筑了另一條鐵路(B&O),將軌寬改為143.5厘米,目的是要和L&M鐵路的火車“接軌”。
但有幾批工程師卻另有盤算,有些認(rèn)為152.4厘米較易使用,有些人用144.8厘米,有人堅(jiān)持147.3厘米也不錯(cuò)。簡(jiǎn)言之,在最復(fù)雜的時(shí)候,美國鐵路有過9種軌寬并存。
現(xiàn)在回過頭來看鐵道的發(fā)源國英國,他們?cè)诮ㄖ礼reat Western Railways(GWR)時(shí),把軌寬擴(kuò)大為213.4厘米,幾條較短的路線,用其它規(guī)格。有些美國工程師,看到鐵路老大改為寬軌,為了迎頭超越,就把紐約與愛力(Erie)之間的鐵路,建為182.9厘米,希望能達(dá)到三個(gè)目的:最高速、最舒適、最低成本。
但事與愿違,有些人認(rèn)為167.6厘米就夠了。幾經(jīng)實(shí)驗(yàn),19世紀(jì)中葉的美國鐵道工程師,在考慮火車頭的拉牽力之后,覺得還是以152.4～167.6厘米之間較合適。加拿大的鐵路學(xué)者也有同感,而這正是英國當(dāng)時(shí)采用的軌寬。
1860年之后,又有人感覺寬軌太耗動(dòng)能,對(duì)蒸汽機(jī)的負(fù)擔(dān)過重,認(rèn)為還是老規(guī)格較合適。在地勢(shì)變化較大的地區(qū),其實(shí)106.7厘米更合用,因?yàn)檩^容易轉(zhuǎn)彎。在多山的地區(qū),若用91.4厘米寬的鐵軌,就不必挖太寬的隧道,可以省下不少成本:91.4厘米的鐵路成本,比143.5厘米的建造費(fèi)用便宜三分之一(枕木、石塊、人工、管理都較省)。
建造鐵路時(shí),美國政府只負(fù)責(zé)土地與公共事務(wù),對(duì)具體的投資、興建、技術(shù)規(guī)范都不插手。如果你是第一位在某個(gè)區(qū)域的鐵道投資者,只要考慮自己喜歡哪種軌寬;第二位投資者,或許也可以自由選擇軌寬;但第三位投資者,就必須考慮接軌問題,沒有多大選擇空間。在這種機(jī)制下,美國的鐵道系統(tǒng)就出現(xiàn)一項(xiàng)特質(zhì):地區(qū)性的軌寬整合度很高,但全國性的相似度很低。
簡(jiǎn)言之,美國的軌寬是由民間工程師決定,而這又受到他們之前的經(jīng)驗(yàn)影響:或是向英國某個(gè)地區(qū)學(xué)來的,或是依所購買的火車頭帶動(dòng)力,來決定軌寬。為什么143.5厘米最后會(huì)成為主流?因?yàn)椴捎谜咦疃?滾雪球效應(yīng)最大。
偶然與必然
換個(gè)角度來問:政府為何不出面協(xié)調(diào)呢?
其實(shí)很簡(jiǎn)單,南北戰(zhàn)爭(zhēng)之前,有誰能預(yù)期日后會(huì)建造出全國性的鐵路網(wǎng)呢?那時(shí)投資鐵路的人,只想運(yùn)載貨物和非乘客的人員,從河運(yùn)搶些生意做,占據(jù)某個(gè)地區(qū)的地盤。他們甚至不想和其它區(qū)域的鐵路接軌,基本的心態(tài)是互不侵?jǐn)_地盤。加拿大也不希望美國的火車駛?cè)?鐵道的規(guī)格因而形成割據(jù)。現(xiàn)在美加兩國的鐵路、電話號(hào)碼、電壓、影印紙規(guī)格都已統(tǒng)一化,那是很后來的事了。
其實(shí)加拿大的國會(huì),很早就知道軌寬標(biāo)準(zhǔn)化的重要性。美國國會(huì)把橫跨大陸的軌寬選擇權(quán),授給林肯總統(tǒng),他決定采用152.4厘米。但是中西部的鐵道業(yè)者不愿接受,就和東部的同行結(jié)盟,游說國會(huì)采用最老式的英國軌寬143.5厘米。
某些較貧困的地區(qū),資本不夠,希望采用窄軌,就在1872年另組一個(gè)“國家窄軌聯(lián)盟”:之后全國各地的窄軌,95%采用91.4厘米的規(guī)格。在這種“地區(qū)性整合度高、全國性相似度低”的結(jié)構(gòu)下,美國的鐵道系統(tǒng),怎么可能在20年內(nèi)(1866~1886年),就完成規(guī)格統(tǒng)一呢?143.5厘米的規(guī)格獲勝,是因?yàn)樗刑厥獾膬?yōu)越性嗎?
其實(shí)在1860年代時(shí),誰也不知道143.5厘米會(huì)成為日后的國際標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)時(shí)存在9種規(guī)格,工程師并無明顯的偏好。為何會(huì)有統(tǒng)一化的認(rèn)知呢?主要是各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展后,運(yùn)輸量大幅增加,東西兩岸的產(chǎn)品與人員相互運(yùn)送,無法透過較受地域性限制的水運(yùn)。當(dāng)時(shí)東西橫向的鐵路,大都采用143.5厘米,產(chǎn)生大者恒大的雪球效應(yīng),市場(chǎng)占有率愈來愈高。各地區(qū)的鐵路公司,在利益的考慮下愈來愈合作:發(fā)展跨區(qū)的鐵道系統(tǒng),共同管理相互協(xié)助,這是推動(dòng)鐵道標(biāo)準(zhǔn)化的重要因素。
大家會(huì)問:把原來不是143.5厘米的軌寬,不論是拉寬或縮窄,轉(zhuǎn)換的成本不是很高昂?jiǎn)?是的,費(fèi)用看起來是不小,但相對(duì)于鐵道的總價(jià)值,百分比并不高。主要的花費(fèi)是整修路基,尤其是在擴(kuò)寬軌道時(shí),如果只是把軌道稍微拉寬或縮小,這屬于“移軌”的問題,成本并不高。較貴的部份,是更換為143.5厘米的車廂和火車頭(機(jī)頭)。
1871年時(shí),把俄亥俄和密西西比鐵路,從182.9厘米縮為143.5厘米的平均成本,是每英里1066美金,再加上價(jià)值5060美金的新車頭。到了1885~1886年間,這些成本更低了:更改南方軌道與設(shè)備的成本,每英里約只需150美金。把窄軌拉寬的成本,每英里約7500美金。對(duì)那些和143.5厘米較接近的軌道,就建造可以調(diào)整輪子寬度的車體,來相互通車。一旦整合的意愿明確化,確知每英里的更改成本,占鐵道總價(jià)值的百分比不高后,20年內(nèi)很快地就整合完成了。143.5厘米成為美加的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,1937年成為國際標(biāo)準(zhǔn),沿用到今日。
美國軌寬的故事告訴我們:市場(chǎng)的需求,是規(guī)格統(tǒng)一化的重要推手。1880年代統(tǒng)一的143.5厘米,以今日的車頭牽動(dòng)能力而言,并不是最具能源效率的規(guī)格;但這已是國際標(biāo)準(zhǔn),改動(dòng)不了了。143.5厘米能一統(tǒng)天下,并不在于規(guī)格上的優(yōu)越性,而是歷史的偶然造成,并不是最有效率、最具優(yōu)勢(shì)的東西,就能存活得最好。這種path dependence的現(xiàn)象,在度量衡上最常見。聽說1英尺的定義,就是某位國王鼻尖和手指之間的距離。
鏈接:
馬屁股距離決定軌寬
經(jīng)濟(jì)學(xué)中有個(gè)名詞稱為“路徑依賴”,它類似于物理學(xué)中的“慣性”,一旦選擇進(jìn)入某一路徑(無論是好的、還是壞的),就可能對(duì)這種路徑產(chǎn)生依賴。這個(gè)美國鐵軌的故事,也許有助于我們理解這一概念,并且加深對(duì)其后果的印象。
美國鐵路兩條鐵軌之間的標(biāo)準(zhǔn)距離,是4.85英尺。這是一個(gè)很奇怪的標(biāo)準(zhǔn),究竟從何而來的?原來這是英國的鐵路標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)槊绹蔫F路,最早是由英國人設(shè)計(jì)建造的。
那么,為什么英國人用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)呢?原來英國的鐵路,是由建電車軌道的人設(shè)計(jì)的,而這個(gè)4.85英尺,正是電車所用的標(biāo)準(zhǔn)。
電車軌標(biāo)準(zhǔn)又是從哪里來的呢?原來最先造電車的人,以前是造馬車的。而他們是用馬車的輪寬做標(biāo)準(zhǔn)。
好了,那么,馬車為什么要用這個(gè)輪距標(biāo)準(zhǔn)呢?因?yàn)槟菚r(shí)候的馬車,如果用任何其它輪距的話,馬車的輪子很快就會(huì)在英國的老路上撞壞。為什么?因?yàn)檫@些路上的轍跡寬度,為4.85英尺。這些轍跡又是從何而來呢?答案是古羅馬人定的,4.85英尺正是羅馬戰(zhàn)車的寬度。如果任何人用不同的輪寬,在這些路上行車的話,輪子的壽命都不會(huì)長。
我們?cè)賳?羅馬人為什么用4.85英尺,作為戰(zhàn)車的輪距寬度呢?原因很簡(jiǎn)單,這是兩匹拉戰(zhàn)車的馬的屁股寬度。故事到此應(yīng)該完結(jié)了,但事實(shí)上還沒有完。
近年來，伴隨著國家綜合國力的全面提升，我國高速鐵路建設(shè)取得歷史性跨越，進(jìn)入全面建設(shè)時(shí)期。無砟軌道作為一種穩(wěn)定性高、軌道剛度均勻、具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)耐久性、容易維護(hù)、可降低橋梁二期恒載、減少隧道凈空開挖、綜合效益高的軌道結(jié)構(gòu)形式，因此，對(duì)無砟軌道施工技術(shù)進(jìn)行研究是很有必要的。
2. 無砟軌道施工技術(shù)難點(diǎn)
與普通鐵路有砟軌道相比，高速鐵路無砟軌道系統(tǒng)的施工工藝更為復(fù)雜，技術(shù)含量更高，其難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：
（1）軌道基礎(chǔ)地基沉降變形規(guī)律難以控制。無砟軌道整體形態(tài)是通過扣件系統(tǒng)進(jìn)行維持，因此，必須采取技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的處理措施保證軌道地基的穩(wěn)定性。
（2）精密測(cè)量技術(shù)。傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)無法滿足高速鐵路無砟軌道系統(tǒng)的施工建設(shè)需求，需要采用高精度的現(xiàn)代工程測(cè)量方法來保證保證無柞軌道線路平順性。
（3）軌道平順度控制。高速鐵路與普通有砟鐵路的最顯著區(qū)別是需要一次性建成可靠、穩(wěn)固的軌道基礎(chǔ)工程和高平順性的軌道結(jié)構(gòu)。軌道的高平順性是實(shí)現(xiàn)列車高速運(yùn)行的最基本條件。
（4）無砟道岔施工。道岔區(qū)無砟軌道施工應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)程進(jìn)行，在保證無砟軌道的道岔間無縫的同時(shí)還要注意與不同區(qū)間、不同標(biāo)段間無縫線路施工相互協(xié)調(diào)。
3. 無砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)
3.1 無砟軌道測(cè)量
無砟軌道施工階段測(cè)量主要包括三個(gè)內(nèi)容：線下施工測(cè)量、無砟軌道鋪設(shè)測(cè)量以及竣工測(cè)量。線下施工階段測(cè)量主要工作是控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)和控制網(wǎng)加密；對(duì)于無砟軌道鋪設(shè)階段測(cè)量，關(guān)鍵工作就是CPⅢ控制網(wǎng)的布設(shè)，平面測(cè)量要求滿足五等導(dǎo)線精度，線路起閉于CPⅠ或CPⅡ控制點(diǎn)。導(dǎo)線長度不超過2km，點(diǎn)間距150～200m之間，距線路中線3～4m，需要再線下施工完成后無砟軌道鋪設(shè)前進(jìn)行施測(cè)，控制點(diǎn)需要用鋼筋混凝土包樁，以保證其精度不受環(huán)境影響。高程測(cè)量采用起閉于二等水準(zhǔn)點(diǎn)的精密水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)，水準(zhǔn)線路不超過2km?？⒐るA段測(cè)量主要是維護(hù)基樁測(cè)量和軌道幾何形狀測(cè)量。
3.2 水硬性混凝土支承層鋪設(shè)
水硬性混凝土應(yīng)按設(shè)計(jì)方案配比，集中拌合，用運(yùn)輸車運(yùn)輸、傾倒。攤鋪時(shí)沿測(cè)定位樁拉線，控制攤鋪機(jī)走行方向；注意控制并調(diào)整攤鋪機(jī)的碾壓力、集料投料速度等工藝參數(shù)；同時(shí)及時(shí)拉線檢查支承層的頂面高程。在支承層水硬性混凝土攤鋪完畢12小時(shí)內(nèi)，用鋸縫機(jī)在支承層表面鋸切間距5m深度l0cm的伸縮縫；同時(shí)修整支承層邊緣輪廓尺寸。最后在支撐層上覆蓋保濕棉墊，在保證混凝土上表面濕潤，且不受陽光直射和風(fēng)吹的前提下覆蓋養(yǎng)生3天。
3.3 軌道安裝定位
軌道安裝定位的主要工序依次分別為首先鋪設(shè)軌枕、安裝工具軌然后進(jìn)行軌道調(diào)整定位再進(jìn)行軌道電路參數(shù)檢查最后軌道精確調(diào)整和固定。施工時(shí)，一般100m為一個(gè)施工單元組織施工。
3.3.1 鋪設(shè)軌枕、安裝工具軌
軌枕鋪設(shè)使用散枕機(jī)施工。散枕機(jī)通過挖掘機(jī)特殊改裝而成，挖掘機(jī)上安裝專用液壓軌枕夾鉗，進(jìn)行軌枕的吊裝、并按照正確的軌枕問距直接將軌枕擺放到位。
3.3.2 軌道調(diào)整定位
軌道調(diào)整定位施工采用專用支撐架、雙向調(diào)整軸架完成，支撐架間隔2.5m設(shè)置，雙向調(diào)整軸架每隔3根軌枕對(duì)稱設(shè)置，雙向調(diào)整軸架基座預(yù)先安裝在鋼軌底面。
支撐架內(nèi)安裝宅鋼軌夾鉗和豎直調(diào)整裝置。首先使用水準(zhǔn)儀測(cè)量軌道面高程，起落豎直調(diào)整裝置，使軌頂標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)值。允許誤差為±10mm；用扳手上緊雙向調(diào)整軸架的豎直螺栓。螺栓端頭與墊板頂死、受力。
在每一組雙向調(diào)整軸架基座間安裝傳力桿后，用扳手旋轉(zhuǎn)傳力桿，逐點(diǎn)調(diào)整軌道至設(shè)計(jì)中線位置．容許偏差為±5mm，并用全站儀精確測(cè)量復(fù)核。軌道調(diào)整定位合格后，在細(xì)調(diào)定位支座的預(yù)埋位置鉆孔，安裝定位支座。
3.3.3 軌道精確調(diào)整和固定
軌道精確調(diào)整在道床板混凝土澆筑前l(fā).5～2小時(shí)前進(jìn)行。按照細(xì)調(diào)定位支座位置劃分檢測(cè)斷面，使用軌檢小車和全站儀逐一檢測(cè)每一個(gè)檢測(cè)斷面線路的水平、高低、軌向等幾何形位和中線位置。根據(jù)軌檢小車輸出的檢測(cè)數(shù)據(jù)確定檢測(cè)斷面處軌道精確調(diào)整的量值。
用扳手微動(dòng)調(diào)整雙向調(diào)整軸架的豎直螺栓絲桿，調(diào)整線路的幾何行位，直至滿足設(shè)計(jì)要求。在細(xì)調(diào)定位支座上安裝螺旋調(diào)整器，旋轉(zhuǎn)調(diào)整手柄，使調(diào)整刻度達(dá)到調(diào)整量值．確認(rèn)軌道中線位置調(diào)整到位。將“U”形卡板插入細(xì)調(diào)定位支座內(nèi)卡緊，然后將卡板與軌枕的鋼筋桁架焊牢，完成軌道固定。
3.4 道床板混凝土澆筑
混凝土入模后，立即插入振動(dòng)棒振搗。對(duì)軌枕底部位置混凝土要加強(qiáng)振搗，確?；炷恋拿軐?shí)性；搗固時(shí)防止振動(dòng)棒觸碰雙向調(diào)整軸架的豎直螺栓和其它固定裝置。道床板混凝土表面用平板式振動(dòng)器振平并以人工抹平，確保道床板的頂面高程、平整度和排水坡度符合設(shè)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)。同一配比每班次應(yīng)制作5組試件。
道床板餛凝土澆筑2～5小時(shí)后，松開雙向調(diào)整軸架的豎直螺栓和其它固定裝置?；炷凉嘧⑼瓿珊髴?yīng)立即進(jìn)行表面覆蓋?；炷两K凝后噴灑養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)14天左右，防止其表面產(chǎn)生裂紋。雙向調(diào)整軸架的豎直螺栓取出后，遺留的螺栓孔應(yīng)采用高標(biāo)號(hào)的砂漿封堵。
4. 結(jié)語
我國高速鐵路已進(jìn)行了多年的技術(shù)準(zhǔn)備，研究和攻克了不少重大難題，但無砟軌道施工技術(shù)對(duì)于我國鐵路建設(shè)來說仍然是一個(gè)既復(fù)雜又新穎的課題，在建設(shè)中仍有許多問題值得研討。本論文主要分析了高速鐵路無砟軌道施工的技術(shù)難點(diǎn)和施工中的關(guān)鍵技術(shù)，期望能對(duì)高速鐵路無砟軌道施工提供有益的參考。
參考文獻(xiàn)
[1] 何華武. 無砟軌道技術(shù)[M]. 北京：中國鐵道出版社，2005.
1.接觸網(wǎng)主要故障分析
1.1空間結(jié)構(gòu)尺寸方面故障
接觸網(wǎng)不僅要保障向電力機(jī)車提供的電流質(zhì)量良好，而且還要保證在規(guī)定的空間幾何位置上接觸懸掛能牢固地接觸，保證受電弓從接觸線上取流能平滑并且質(zhì)量良好。由于機(jī)車受電弓有限的寬度和愈來愈快的運(yùn)行速度，一旦接觸網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)發(fā)生變化或接觸懸掛上零件脫落的情況發(fā)生，就會(huì)給電力機(jī)車或電動(dòng)車的運(yùn)行帶來很大障礙，嚴(yán)重的情況下還會(huì)造成弓網(wǎng)故障。受當(dāng)時(shí)條件限制，建設(shè)初期標(biāo)準(zhǔn)偏低的接觸網(wǎng)已經(jīng)不能很好適應(yīng)當(dāng)今鐵路發(fā)展形勢(shì)，導(dǎo)線質(zhì)量不一，時(shí)常發(fā)生斷線狀況，疲勞耗損較為嚴(yán)重。
1.2絕緣方面故障
絕緣是接觸網(wǎng)這一特殊的高壓供電設(shè)備的重要技術(shù)指標(biāo)之一，接觸網(wǎng)不同于地方的供電線，距離機(jī)車近且懸掛高度較低，常常遭到環(huán)境和混合牽引的機(jī)車的污染，具有相當(dāng)大的絕緣難度。根據(jù)絕緣介質(zhì)來劃分，接觸網(wǎng)的絕緣主要包括絕緣體絕緣和空氣間隙絕緣兩種，接觸網(wǎng)的正常運(yùn)行會(huì)受到任何一方面放電的影響。鑒于我國設(shè)計(jì)方面和特殊的自然環(huán)境的原因，整個(gè)故障占比例較高的就是絕緣方面的故障，其影響范圍也較廣，應(yīng)該得到較為嚴(yán)肅認(rèn)真的對(duì)待。
1.3電氣聯(lián)結(jié)方面故障
因事先難以發(fā)現(xiàn)并且具有嚴(yán)重的危害性，電氣燒傷故障作為鐵路電氣化接觸網(wǎng)設(shè)備的一類故障，已引起供電運(yùn)營檢修部門的高度重視。由于接觸網(wǎng)設(shè)備主要在力與電的雙重作用下工作，所以接觸網(wǎng)故障的主體由機(jī)械故障和電氣燒傷故障構(gòu)成。由于接觸網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間長久和不斷增加的牽引運(yùn)能，越來越突出設(shè)備的電氣燒傷現(xiàn)象已得到檢修部門的關(guān)注。供電運(yùn)營單位為確保供電安全的一個(gè)重要任務(wù)就是預(yù)防和防治接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生電氣燒傷故障。
2.接觸網(wǎng)可靠性發(fā)展?fàn)顩r
“受流質(zhì)量、安全可靠、景觀設(shè)計(jì)”是接觸網(wǎng)需要解決的三大問題，可靠性列在其中。高速鐵路由于具有系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備繁多、任務(wù)繁重等特點(diǎn)，一旦出現(xiàn)事故，波及范圍及社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)影響都很大，研究接觸網(wǎng)的一項(xiàng)重要課題就是研究其供電可靠性。高速鐵路的供電可靠性也因高速客運(yùn)專線鐵路的大規(guī)模興建而倍受關(guān)注。可靠性工作受到國外的電氣公司與各種國際機(jī)構(gòu)（如IEC、IEEE等）的高度重視，專職的可靠性工程師在一些著名的電氣公司或可靠性管理部門非常常見。不管有些產(chǎn)品有無規(guī)定可靠性指標(biāo)，公司內(nèi)部都會(huì)開展可靠性研究工作，國外各公司間競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)非常重要的手段就是產(chǎn)品可靠性的高低。國外也有著活躍的可靠性學(xué)術(shù)交流，目前國際上已將傳統(tǒng)的可靠性評(píng)估擴(kuò)展為RAMS評(píng)估。該項(xiàng)評(píng)估包括對(duì)系統(tǒng)可靠性（reliability）、可用性（availability）、可維護(hù)性（maintenance）和安全性（safety）的全面評(píng)估?，F(xiàn)在有關(guān)鐵道的RAMS國際標(biāo)準(zhǔn)已由最早的EN50126：1999上升為IEC62278：2002。有許多涉及到可靠性的國際學(xué)術(shù)會(huì)議，例如，IEEE霍姆接觸會(huì)議（每年召開一次）、國際可靠性物理學(xué)會(huì)議（每年召開一次）、國際電接觸會(huì)議（每年召開一次）、國際可靠性與維修性會(huì)議（每年召開一次）等等。
可靠性理論在我國只有30年的引進(jìn)歷史。我國于1976年了第一個(gè)可靠性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《可靠性名詞術(shù)語》。第一個(gè)可靠性國家標(biāo)準(zhǔn)于1979年。80年代，我國在IEc/Tc56有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和美國軍工標(biāo)準(zhǔn)作為參照下，制定了一批可靠性標(biāo)準(zhǔn)，基本完成了可靠性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)配套工作。90年代以來，產(chǎn)品的可靠性工作受到機(jī)械工業(yè)系統(tǒng)的高度重視，產(chǎn)品的可靠性標(biāo)準(zhǔn)（包括可靠性試驗(yàn)方法）和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的可靠性指標(biāo)已經(jīng)得到普遍使用。1990年，機(jī)械電子工業(yè)部在《加強(qiáng)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的規(guī)定》第二十四條作出明確規(guī)定：新產(chǎn)品鑒定定性時(shí)，必須有可靠性試驗(yàn)報(bào)告和設(shè)計(jì)資料。在鐵道方面，制定了（113/T1335―1996）《鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范》。進(jìn)入21世紀(jì)后，（G1150068-2001）《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》在建筑領(lǐng)域正式形成。將可靠性原理方法與供電系統(tǒng)科學(xué)結(jié)合，電氣化鐵道的供電可靠性評(píng)估采用最科學(xué)經(jīng)濟(jì)的方法充分發(fā)揮電氣供電設(shè)備的潛力，保證鐵路運(yùn)行所需的連續(xù)不斷電力。
3.接觸網(wǎng)可靠性分析的方法
人們根據(jù)可靠性分析結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)了許多可靠性分析方法。確定性方法和概率性方法是計(jì)算可靠性方法的兩大類。概率性方法按照所使用的數(shù)學(xué)工具又可以分為：解析法和模擬法。確定性方法可用于在預(yù)期故障發(fā)生的情況下研究系統(tǒng)可靠性水平。以前常用的系統(tǒng)N-1或N-K安全性檢驗(yàn)，就是評(píng)價(jià)確定性可靠性的常用方法。此方法具有考察的狀態(tài)數(shù)有限、能詳細(xì)而精確的描述每個(gè)考察狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是在于這些狀態(tài)表的生成受技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)的決定，有可能漏掉狀態(tài)，而且狀態(tài)的嚴(yán)重程度也可能不能察覺的隨時(shí)間變動(dòng)。對(duì)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行粗略估計(jì)可以采用確定性方法的計(jì)算結(jié)果，改進(jìn)薄弱環(huán)節(jié)，但它只能進(jìn)行一些故障階數(shù)較少的故障類型的事故后果的預(yù)想，而且不能預(yù)測(cè)事故發(fā)生的可能性具體有多大。近年來，概率性分析方法已逐漸取代確定性可靠性評(píng)估方法。
根據(jù)零部件故障和修復(fù)的統(tǒng)計(jì)值，概率性方法可以計(jì)算出系統(tǒng)和節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)變化區(qū)間和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，從而對(duì)系統(tǒng)的可靠性作出較為全面和客觀的評(píng)價(jià)。概率性可靠性評(píng)價(jià)方法分為解析法和模擬法兩種。解析法對(duì)零部件或系統(tǒng)的壽命過程進(jìn)行合理的理想化，并將這一壽命過程用數(shù)學(xué)模型描述，如用指數(shù)分布等。再通過運(yùn)算來求解，得出可靠性指標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)法、狀態(tài)空間法和故障樹分析法是解析法的常用方法。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)系統(tǒng)各組成部分的潛在的故障模式分析，對(duì)系統(tǒng)功能的影響分析，按嚴(yán)酷程度對(duì)每一個(gè)潛在故障模式進(jìn)行歸類類，總結(jié)出可采取的預(yù)防措施來促進(jìn)系統(tǒng)可靠性的提高。
4.結(jié)語
隨著列車不斷提速以及電氣化鐵道運(yùn)營范圍的不斷擴(kuò)大，對(duì)接觸網(wǎng)可靠性有著越來越高的要求。因此，分析我國的接觸網(wǎng)系統(tǒng)故障情況并探討如何提高接觸網(wǎng)系統(tǒng)可靠性顯得極為重要。
【參考文獻(xiàn)】
中圖分類號(hào)：F530 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Abstract： China have been constructing high-speed passenger railway on a large scale recently， however its economic performance does not behave well due to the expensive capital expenditure and operating expense， meanwhile express industry is rapidly developing， which causes demand exceeding supply. In this situation， the introduction of high-speed railway express may produce great social and economic benefits. This paper illustrates the social and economic necessity through the unit cost analysis and social analysis， then， combines successful cases and the high-speed railway technical condition in our country to prove its feasibility.
Key words： high-speed railway； express logistics； social benefit； economic benefit
隨著我國“四縱四橫”鐵路快客通道和城際快客系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，高速鐵路網(wǎng)將于不久形成網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。高速鐵路帶來了巨大的社會(huì)效益。而在經(jīng)濟(jì)效益方面，巨額的投資成本和運(yùn)營成本導(dǎo)致其無法在短時(shí)間內(nèi)回收，如何實(shí)現(xiàn)高鐵盈利將成為今后高鐵發(fā)展中的新課題。2013年，鐵道部的體制改革也將進(jìn)一步催化這一問題的解決。與此同時(shí)，我國快遞行業(yè)發(fā)展十分迅速，其中小件快運(yùn)尤為突出，呈現(xiàn)供不應(yīng)求的趨勢(shì)。因此，結(jié)合快運(yùn)和高鐵的需求，本文提出利用高速鐵路開展快運(yùn)物流的設(shè)想。
1 基于雙重效益發(fā)展高速鐵路快運(yùn)物流的必要性研究
1.1 基于經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展高速鐵路快運(yùn)物流的必要性
1.1.1 增加運(yùn)營收入。近幾年我國投入了巨額成本建設(shè)高鐵路網(wǎng)，而高鐵客運(yùn)收入無法平衡每年的折舊和利息，除了幾條發(fā)達(dá)地區(qū)的線路，高鐵上座率普遍達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家高速鐵路可以帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的經(jīng)驗(yàn)有很大差異。因此，新成立的鐵路總公司必須創(chuàng)造更大的利潤來彌補(bǔ)之前的虧損，真正走向市場(chǎng)化。
提高收入可以從客運(yùn)和貨運(yùn)兩方面入手，在客運(yùn)方面，運(yùn)營收入與票價(jià)和運(yùn)載人次等因素有關(guān)，雖然調(diào)整票價(jià)可以增加收入，但是必然會(huì)帶來一系列社會(huì)問題，并不利于高速鐵路公司的長遠(yuǎn)發(fā)展。在貨運(yùn)方面，一方面，普通鐵路的運(yùn)能釋放可以為傳統(tǒng)鐵路貨運(yùn)帶來新的利潤；另一方面，也可以通過高速鐵路發(fā)展新的貨運(yùn)產(chǎn)品——高鐵快運(yùn)。普通鐵路更適合大宗貨物運(yùn)輸，而高鐵具有更高的時(shí)效性、安全性，更適合快遞快運(yùn)物流產(chǎn)品的服務(wù)需求，兩者的目標(biāo)市場(chǎng)具有很大差異。且當(dāng)今快運(yùn)市場(chǎng)有巨大的利潤空間，因此，在高鐵上開展快運(yùn)業(yè)務(wù)，不僅可以有效利用高鐵的剩余運(yùn)能，還可以增加運(yùn)營收入，減少虧損。
1.1.2 單位運(yùn)輸成本低。本文以滬寧客運(yùn)專線為例，簡(jiǎn)要計(jì)算了各種運(yùn)輸方式下的單位成本（見表1）。
為了簡(jiǎn)化計(jì)算過程，本了如下假設(shè)：
（1）基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本很難分?jǐn)?，且使用年限足夠長，成本能夠收回，因此這里不考慮基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本（如車站、鐵路、機(jī)場(chǎng)、高速公路等）；
（2）不考慮融資成本，即貸款利息對(duì)運(yùn)輸成本的影響。
根據(jù)《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》顯示，2011年全國異地快遞量為27.3億件，其中上海異地快遞量為2.5億件，江蘇異地快遞量為3億件，假設(shè)南京異地快遞量占江蘇省的20%，預(yù)計(jì)上海至南京的日快遞量=2.5*3/27.3*100%*20%/365=1.5萬件。
假設(shè)為了完成每日1.5萬件的快遞運(yùn)輸，預(yù)計(jì)每日卡車需來回4趟，高鐵需2趟，飛機(jī)需2趟。上海至南京的距離按300km計(jì)算。
各種運(yùn)輸方式的單位成本d■計(jì)算公式如下：
d■=■
其中，f■——第i種運(yùn)輸方式的固定成本（元/年）
c■——第i種運(yùn)輸方式的變動(dòng)成本（元/km）
n■——第i種運(yùn)輸方式每日需輸運(yùn)的次數(shù)
L——運(yùn)輸距離（km）
D——運(yùn)輸量（件）
經(jīng)計(jì)算，各種運(yùn)輸方式下上海至南京快運(yùn)單位成本如表2所示：
故當(dāng)運(yùn)距為300km時(shí)，航空單位成本最高，高鐵略小于公路。由于高鐵每公里變動(dòng)成本遠(yuǎn)小于公路，因此，其單位成本遞遠(yuǎn)遞減，當(dāng)運(yùn)距增大時(shí)，高鐵單位成本低的優(yōu)勢(shì)越來越明顯；而航空的單位成本雖然也呈遞遠(yuǎn)遞減的趨勢(shì)，但其每公里變動(dòng)成本高于高鐵，因此，在任何運(yùn)距下，高鐵的單位成本都遠(yuǎn)低于航空。
綜上所述，高速鐵路的單位成本比公路和航空運(yùn)輸?shù)?，體現(xiàn)其良好的經(jīng)濟(jì)效益。
1.2 基于社會(huì)效益發(fā)展高速鐵路快運(yùn)物流的必要性
除了經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)展高速鐵路快運(yùn)物流還能夠帶來眾多深遠(yuǎn)的社會(huì)效益，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.2.1 適應(yīng)快運(yùn)需求快速增長。我國快運(yùn)物流雖然起步較晚，但近年來，隨著電子商務(wù)（尤其是網(wǎng)絡(luò)購物）的快速發(fā)展，快遞需求量與日俱增。目前，國內(nèi)快運(yùn)市場(chǎng)形成了京津環(huán)渤海、長三角和珠三角三大快遞區(qū)域，區(qū)域內(nèi)基本上實(shí)現(xiàn)了次晨達(dá)或次日達(dá)，三大快運(yùn)區(qū)域以公路運(yùn)輸為主。在國內(nèi)快件運(yùn)輸市場(chǎng)中，80%是公路運(yùn)輸，15%是航空運(yùn)輸，其他形式不足5%。圖1反映了我國近年快遞業(yè)務(wù)量的增長趨勢(shì)，快遞量平均每年增長25%；圖2反映出城際間快運(yùn)量占整個(gè)市場(chǎng)的四分之三，具有巨大的市場(chǎng)需求空間。
目前，城際公路快運(yùn)供給已趨于飽和，快運(yùn)行業(yè)面臨著發(fā)展瓶頸。在此情況下，發(fā)展高鐵快運(yùn)為解決這一難題帶來了新的希望。首先，發(fā)展高速鐵路快運(yùn)物流能夠增加快運(yùn)供給量，大大滿足不斷增長的快運(yùn)需求，實(shí)現(xiàn)快運(yùn)市場(chǎng)的供需平衡；其次，公路干線快運(yùn)的服務(wù)質(zhì)量存在不足之處，貨損、延誤情況都較為嚴(yán)重。而高鐵快運(yùn)可以做到定時(shí)定點(diǎn)，能大大提高快運(yùn)物流的準(zhǔn)時(shí)性，改善快運(yùn)服務(wù)質(zhì)量。
1.2.2 促進(jìn)綜合交通運(yùn)輸發(fā)展。目前，快運(yùn)物流以公路和航空為主，普通鐵路貨運(yùn)速度慢、運(yùn)輸時(shí)間長，不適合快運(yùn)物流。高速鐵路克服了普通鐵路的弊端，其運(yùn)輸速度快，服務(wù)質(zhì)量高的特點(diǎn)不僅促進(jìn)了鐵路客運(yùn)的發(fā)展，也能夠與快運(yùn)追求快速和便捷的特點(diǎn)很好的契合，在合理運(yùn)距內(nèi)，高速鐵路比公路和航空更適合快運(yùn)物流。因此，高鐵、公路和航空應(yīng)當(dāng)發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)開展快運(yùn)物流，做到分工協(xié)作、有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)綜合交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。
1.2.3 減少公路交通擁擠。我國80%的快遞以公路運(yùn)輸為主，城際快遞大多走高速公路。因此，快運(yùn)需求的不斷增長使公路運(yùn)輸?shù)慕煌〒頂D愈加嚴(yán)重，導(dǎo)致快運(yùn)服務(wù)質(zhì)量普遍較差。開展高鐵快運(yùn)可以吸引公路快運(yùn)量，有效緩解交通擁擠對(duì)公路運(yùn)輸造成的壓力。
1.2.4 促進(jìn)低碳環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展道路。面對(duì)巨大的快運(yùn)需求，尋求一條低碳環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展道路是快運(yùn)物流發(fā)展的重中之重。
據(jù)權(quán)威部門研究顯示，民航、公路、鐵路單位運(yùn)輸量平均能耗比約為11∶8∶1，尤其是高速鐵路使用電能，不僅節(jié)約了寶貴的燃油，且碳排放量幾乎為零。
同時(shí)，我國高速鐵路仍處于發(fā)展階段，客運(yùn)量離達(dá)到飽和還差很遠(yuǎn)，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的剩余運(yùn)能，高鐵快運(yùn)的低碳環(huán)保還體現(xiàn)在能有效利用剩余運(yùn)能創(chuàng)造更多財(cái)富。
2 發(fā)展高速鐵路快運(yùn)物流的可行性分析
2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀。已經(jīng)開行多年的中鐵快運(yùn)公司行郵、行包專列是我國鐵路快運(yùn)發(fā)展最具代表的兩種形式。特快行郵專列的運(yùn)行時(shí)速可以達(dá)到160km/h，快速行郵專列和行包專列的運(yùn)行速度可以達(dá)到120km/h。目前，高鐵上還沒有開行類似行郵、行包這樣的快運(yùn)專列，但其需求確實(shí)存在，行郵、行包專列對(duì)高鐵快運(yùn)物流在編制開行方案方面有許多可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
2.1.2 國外研究現(xiàn)狀。目前，高速鐵路貨運(yùn)已成為國外鐵路公司一項(xiàng)高利潤且快速增長的業(yè)務(wù)。以法國、德國、美國為代表的一些國家早就開始利用高鐵運(yùn)送特快郵件和包裹。
（1）法國高速鐵路貨運(yùn)分為TGV郵政專列和Semam200包裹列車。1984年，法國將2列TGV旅客列車抽取掉座位后運(yùn)送快件和包裹等小型貨物，其速度達(dá)到270km/h。Semam為國營包裹快件列車，速度為200km/h。1997年，法國在高速客運(yùn)專線上開行營業(yè)性貨物列車。該列車是由經(jīng)過改造的G13型普通貨車編組而成，每天22：00后開行。
（2）德國對(duì)速度在200km/h以上的旅客列車和貨物列車分時(shí)段運(yùn)行，夜間高速旅客列車運(yùn)行結(jié)束30min后至次日高速旅客列車運(yùn)行開始前30min為貨物列車運(yùn)行時(shí)段。
（3）美國曾開行Talgo XXI型擺式列車，以最高速度200km/h運(yùn)送旅客的同時(shí)，設(shè)置2輛車裝載特快包裹。另外，美國鐵路開展了如汽車零配件、食品等限時(shí)達(dá)貨運(yùn)業(yè)務(wù)，成為了發(fā)展最快的運(yùn)輸產(chǎn)品。
綜合國內(nèi)外鐵路快運(yùn)的發(fā)展情況，可見高鐵快運(yùn)物流在貨運(yùn)組織模式上已較為成熟，對(duì)于我國發(fā)展高鐵快運(yùn)有很大啟示，充分說明開展高鐵快運(yùn)的設(shè)想是可行的。
2.2 技術(shù)條件分析
發(fā)展高速鐵路快運(yùn)物流業(yè)務(wù)是否具有可行性，應(yīng)當(dāng)綜合考慮快運(yùn)列車的選擇、作業(yè)站場(chǎng)設(shè)計(jì)配置、運(yùn)輸組織模式、運(yùn)營安全性和信息系統(tǒng)保障等問題。
2.2.1 快運(yùn)列車的選擇。我國高速鐵路列車是根據(jù)客運(yùn)要求設(shè)計(jì)的，對(duì)于發(fā)展高鐵快運(yùn)有很大限制。根據(jù)國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)，高鐵快運(yùn)可以采用改造客運(yùn)車廂和新建專用快運(yùn)列車兩種方式，且在技術(shù)上都具有可行性，但各有其優(yōu)缺點(diǎn)。改造客運(yùn)車廂成本較低，但適用性較差；新建專用快運(yùn)列車能最大程度利用車廂空間，適用性較強(qiáng)，但初期投入的成本較高，影響經(jīng)濟(jì)效益。因此，對(duì)于貨運(yùn)列車的最終選擇要考慮經(jīng)濟(jì)效益、適用性等因素。另外，車輛載重限制也可能影響列車的選擇。
2.2.2 作業(yè)站場(chǎng)設(shè)計(jì)配置。目前，高速鐵路的配套設(shè)施都是按照客運(yùn)要求設(shè)計(jì)的，為了避免客貨混行，不影響旅客出行，還需要有配套的貨運(yùn)設(shè)施。
為了對(duì)快件進(jìn)行臨時(shí)保管，方便集送和分揀貨物，需要設(shè)置貨物站臺(tái)、倉庫和裝卸線等設(shè)施。貨物站臺(tái)便于裝卸車作業(yè)；倉庫用于存放和分揀快件貨物；裝卸線可供快運(yùn)列車?？窟M(jìn)行裝卸作業(yè)和快件集送，且與客運(yùn)列車作業(yè)分離。
圖3為高速鐵路客運(yùn)專線橫列式動(dòng)車段設(shè)備布置圖，在此基礎(chǔ)上，可加設(shè)快運(yùn)作業(yè)線和貨物站臺(tái)、倉庫、貨棚等配置，滿足快運(yùn)物流列車到發(fā)、裝卸作業(yè)及車輛的移動(dòng)，但需盡量節(jié)省鋪軌和用地。
為了滿足沿線各站快件作業(yè)，可以對(duì)站房站臺(tái)進(jìn)行適度改造，利用客流流線空間完成快件裝卸、集散、暫存等作業(yè)，而不影響客運(yùn)站的正常運(yùn)行和旅客出行。
2.2.3 運(yùn)輸組織模式。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，鐵路貨運(yùn)的運(yùn)輸組織模式主要分為以下三種。
（1）客貨同車?？拓浲囀侵缚?、貨車廂共存于同一列高速列車。在該模式下，客、貨運(yùn)輸混合程度最高。美國曾經(jīng)開行的Talgo XXI型擺式列車便是這一模式的代表。
（2）貨車加掛。貨車加掛是指旅客和貨物分別在不同的列車中運(yùn)輸，但可聯(lián)掛，也可獨(dú)立運(yùn)營。在該模式下，不同起點(diǎn)和終點(diǎn)的客、貨列車在一段共同的線路上可以聯(lián)掛運(yùn)行，且貨物列車可在不同旅客列車之間轉(zhuǎn)換，這將使貨物的裝卸和運(yùn)輸更加便捷，且不受客運(yùn)站裝卸貨物的限制。
（3）快運(yùn)專列。快運(yùn)專列和客運(yùn)列車共線獨(dú)立運(yùn)行。在該模式下，快運(yùn)專列必須與客運(yùn)列車在運(yùn)行圖上協(xié)調(diào)一致，一般可在客運(yùn)運(yùn)行圖中插入一班快運(yùn)專列，或在夜間單獨(dú)開行。目前，德國和法國的高速鐵路貨運(yùn)采取這種模式。
三種模式的配置如圖4所示。
由于我國高速列車車型為8輛或16輛固定編組，不支持列車的加掛，故在現(xiàn)有模式中，只有客貨同車和快運(yùn)專列兩種模式適用于我國高鐵快運(yùn)，而貨源需求的大小是決定采取何種模式的主要因素之一，其優(yōu)缺點(diǎn)如表3所示。
2.2.4 運(yùn)營安全性。由于高速鐵路的安全性要求嚴(yán)格，因此對(duì)于快運(yùn)貨物必須要有安檢措施。如今，安檢已經(jīng)從機(jī)場(chǎng)延伸到了軌道交通，可見，對(duì)于高鐵快運(yùn)物流來說，安檢更是一個(gè)必不可少的、可行的舉措。對(duì)快運(yùn)列車應(yīng)規(guī)定具體的貨物承運(yùn)范圍，并禁止托運(yùn)易燃、爆炸、腐蝕、有毒、放射性物品以及其他危險(xiǎn)物品。
2.2.5 信息系統(tǒng)保障。完善的信息系統(tǒng)對(duì)于高鐵快運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)作效率起著很大的作用。信息化能夠有效降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平。缺乏高效的信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)鐵路貨運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)力不夠強(qiáng)的主要原因之一。因此，為了提升競(jìng)爭(zhēng)力、走向市場(chǎng)化，建立一套高效的信息系統(tǒng)是高鐵發(fā)展快運(yùn)物流的重中之重。
3 結(jié)束語
本文提出了利用高速鐵路發(fā)展快運(yùn)物流的設(shè)想，并從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益對(duì)其進(jìn)行了必要性分析，結(jié)合了國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)技術(shù)條件對(duì)其做了可行性分析。
由于我國高速鐵路運(yùn)行尚不成熟，所以本文在具體開行方案方面沒有做出更深入的研究，期望今后有機(jī)會(huì)加深這方面的研究。
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