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1、我国铁路客运专线综合维修天窗设置方式研究,问题的提出,我国高速客运专线采用多种速度的列车共线运行的组织模式。跨线列车如果不能避开天窗时间，就必须考虑与各种维修作业的协调问题。确定适应高速客运专线运输组织需要的维修天窗设置方式，协调组织各专业维修作业，解决好维修与行车的矛盾：对发挥铁路的效益至关重要对我国客运专线综合维修现代化具有积极的推动作用对我国客运专线的建设、发展具有重要的意义 对我国客运专线运输组织理论的完善具有重要的意义,主要内容,天窗开设时间的需求分析旅客列车夜间行车需求分析天窗设置的基本形式不同天窗形式特点分析无碴轨道条件下的天窗特点分析,天窗开设时间的需求分析,工务维修时间要求
2、接触网维修时间要求 通信信号维修时间要求 结论在有碴轨道条件下，我国高速客运专线应该为工务维修、接触网维修和通信信号设备检修，开设4至6小时的综合维修天窗。综合维修天窗时间的长度决定于工务维修工作的需要。根据高速铁路列车开行的情况，并考虑天窗时间带对线路通过能力的影响，我国高速客运专线综合维修天窗安排在夜间0:006:00为宜。,旅客列车夜间行车需求分析 I,客运专线夜间行车需求本线列车没有夜间行车需求；跨线列车有一定的夜间行车需求；“夕发朝至”列车必然有夜间行车需求。开行夕发朝至列车可行性分析“夕发朝至”客流的变化大部分“夕发朝至”客流转为本线客流；但一些较长途的跨线列车客流变为“夕发朝至”
3、客流；夜间天窗的开设客观上限制了“夕发朝至”列车的开行，但可以组织列车在非维修线路上运行，或采用转线方式或等线方式。,旅客列车夜间行车需求分析 II,夜间天窗时间内行车组织方式天窗内不行车高速列车在天窗时间内转入既有线运行转线方式；高速列车运行至就近的车站上停车等待天窗结束后再继续运行等线方式。天窗内行车在天窗时间内组织列车按单线追踪运行；在天窗时间内组织列车按单线非追踪运行。高速客运专线天窗的设置方式与天窗时间内是否采用“一线维修、一线运行”直接决定高速客运专线夜间的行车组织方式。,天窗设置的基本形式 I,国内外天窗设置情况,综合维修天窗设置基本形式天窗的种类（1）工务维修天窗（2）电务维修
4、天窗（3）接触网维修天窗天窗的开设方式（1）垂直矩形天窗（2）V型天窗（3）Y型天窗（4）r型天窗（5）X型天窗（6）平行矩形天窗（7）单线隔日矩形天窗（8）双向分隔式矩形天窗（9）分段垂直矩形天窗,天窗设置的基本形式 II,（1）矩形天窗,其优点是综合维修时不受列车影响，维修作业效率和安全度相对较高。缺点主要是对列车运行有一定影响，尤其是跨线普通列车运行线的铺画受到一定限制。,（2）V型天窗,优点是可以保证在全天内均可以行车，便于跨线列车运行线的铺画和日常的运行的调度调整；其缺点是一线维修一线行车时，对两条线路的作业都会产生干扰。,（3）Y型天窗,此天窗的优点是利用列车间隔在天窗内无列车运行
5、，可增加维修作业时间。缺点是V型天窗底部与重合天窗相邻处时间浪费严重，通过能力损失较大，且不能较好的解决渡线检修问题。,（4）r型天窗,此种天窗的优点是，某一方向的列车旅行速度可以提高，缺点是组织反向行车时天窗内有列车运行，有安全隐患，降低了维修施工作业的效率，同时不能检修渡线。另一方向的列车旅行速度将会有所降低。,（5）X型天窗,它同时具有V型天窗的优点和缺点，但另一方面它比V型天窗所占用的相邻天窗开设时段的范围要小，比较有利于较长的线路或区段上采用。,（6）平行矩形天窗,虽然它可以解决跨线列车运行线铺画的问题，在全天内都可以运行列车，但是由于两个矩形分别设置占用了较多的日间发车时段，不利于
6、白天发车。而且在维修施工时，两条线路的维修作业与行车作业间均受到一定的影响。,（7）单线隔日矩形天窗,此种天窗形式，同时具有矩形天窗和平行矩形天窗的优点。解决了平行矩形天窗由于天窗时段范围开行太大而造成对发车时段影响的问题，使其控制在夜间0：006：00。同时，因为组织另一线反向行车，也解决了跨线列车运行图的铺画的问题。但是，仍然存在有维修作业与邻线行车之间的相互干扰问题。,（8）双向分隔式矩形天窗,此种天窗形式，同时具有矩形天窗和V形天窗的特点。解决了V天窗由于天窗时段范围开行太大而造成对发车时段影响的问题，使其控制在夜间0：006：00。同时，因为组织一线施工，另一线行车，也解决了跨线列车
7、运行图的铺画的问题。但是，仍然存在有维修作业与邻线行车之间的相互干扰问题，而且行车带的开设对列车的到达分布有较高的要求。,天窗设置的基本形式 III,“一线维修、一线行车”方式可行性分析垂直和分段式矩形天窗：两线同时封闭维修的组织方式其他形式的天窗：“一线维修，一线行车”的组织方式提供夜间行车的条件需采取的措施：邻线列车最高速度应控制在160km/h以内；每隔一定时间必须设置重合天窗。能较好的缓解我国高速客运专线夜间行车需求与线路维修之间的矛盾。,不同天窗形式特点分析 I,单向隔日矩形天窗可以提供连续56小时（以6小时天窗时间为比较）的作业时间。提供了单线行车通道，能满足一定数量的行车需求。可
8、以组织列车以单线双向交会或单线追踪运行。天窗的通过能力与天窗内列车的运行组织方法有关：最大通过能力空费三角区内最大追踪列车数与单线限制区间通过能力之和；追踪运行通过能力空费三角区可通过的最大追踪列车数；双向交会运行通过能力单线限制区间通过能力与车站数目一半之和。,不同天窗形式特点分析 II,V型天窗可以提供连续56小时的维修作业时间；提供了单线行车通道，可以满足一定的行车需求；天窗时间要求较长，严重的影响了日间高速列车的正常运行，对列车的运行干扰较大，无法较好的满足高速客流对列车开行时间的具体需要；通过能力远小于单线隔日矩形天窗；极大的影响了逆天窗倾斜方向列车的旅行速度；在V型天窗夹角内底部运
9、行的列车，可能出现两次进入天窗的情况。,不同天窗形式特点分析 III,双向分隔式矩形天窗的特点上下行线路每天均可以实施维修作业。在天窗内开设1小时行车带，提供了行车条件。行车时间带将天窗分隔，无法提供连续的作业时间，对维修效率产生影响。对夕发朝至和跨线列车的时刻要求相对集中。能力损失比隔日单向矩形天窗高。,不同天窗形式特点分析 IV,V型天窗与其他天窗的比较 V型天窗每天要开设两个时段，无法利用天窗前后时段组织列车追踪运行，能力损失和影响范围都很大。,注：列车追踪间隔时间为4min，天窗时间为46小时，开设时间0:006:00。,单向隔日矩形天窗和双向分隔式矩形天窗比较,不同天窗形式特点分析
10、V,垂直矩形天窗可以连续提供56小时，甚至更长的维修作业时间对于需两线同时封锁维修的设备提供了良好条件，在维修过程中不受邻线行车干扰会影响一定范围的发车时段对夕发朝至和较长距离跨线列车的夜间行车需求无法满足对通过能力的影响最大,不同天窗形式特点分析 VI,分段矩形天窗只能在很小的程度上满足夜间列车运行的需要。只能照顾顺倾斜方向列车的开行，而对另一方向的列车则大大恶化了行车条件。全线连续设置时将产生较大的影响区，会影响日间发车；对与天窗倾斜方向相反方向的列车运行将造成更大的影响，不宜全线连续开设。具有很大的灵活性，可以根据实际的行车需要，在全线、甚至是整个客运专线网上，选择合适的时间、倾斜方向、
11、倾斜角度，以分段、组合、连续等多种方式进行开设。在不允许采用“一线维修、一线行车”时，比垂直矩形天窗具有更大的优势。,不同天窗形式特点分析 VII,小结在“一线维修，一线运行”方式可行的条件下，单向隔日矩型天窗是维修天窗较好的设置方式；如果不允许采用“一线维修、一线行车”的方式，开行分段矩形天窗要比垂直矩形天窗具有更大的优势。分段和垂直矩形天窗都不能提供夜间行车的条件，在保证安全和技术上可行的条件下，采用“一线维修、一线行车”的组织方式，能够较好的缓解我国高速客运专线夜间行车需求与线路维修之间的矛盾。,无碴轨道条件下的天窗特点分析 I,无碴轨道结构特点可显著减少维修工作量，及对施工“天窗”的需
12、求高速铁路轨道结构的发展方向国外高速铁路轨道结构日本新干线、法国TGV高速铁路、德国高速铁路英国、意大利、美国、韩国、荷兰、我国台湾我国无碴轨道的研究与应用无碴轨道结构形式已全部纳入在编的铁路轨道设计规范，将在客运专线上得到广泛的应用。,无碴轨道条件下的天窗特点分析 II,无碴轨道与有碴轨道的维修工作比较有碴轨道的线路维修费用相当于无碴轨道的五倍,山阳(东北)新干线平均维修费用仅为有碴轨道的18%(33%)，维修工作量可减少70%以上。,无碴轨道条件下的天窗特点分析 III,无碴轨道维修天窗时间分析我国客运专线线路长，网络规模大，运行距离较长的列车很难躲过天窗，对综合维修天窗的短时性要求特别高
13、。无碴轨道维修作业时间短，综合天窗的设置时间决定于接触网维修作业的需要2h左右。如果无碴轨道客运专线的综合维修天窗时间为23h，可扩大通过能力约10。如果将23h天窗设在白天，长途跨线和夕发朝至列车的开行将不受天窗制约。无碴轨道客运专线综合维修天窗时间设23h是合理的。能够较好的满足对天窗的短时性要求，宜于采用分段矩形天窗的形式。,夕发朝至列车可能的开行方式：采用矩形天窗中的单线隔日矩形天窗；采用白天开设综合维修天窗；采用“高速列车下既有线”运行。,客运专线开行夕发朝至列车对天窗选择影响研究,夕发朝至列车：下午5点至晚上12点间始发，第二天上午6点 至9点终到的列车。,“夕发朝至”列车开行既满
14、足了部分旅客的旅行需求，又可丰富铁路运输产品种类，实现客运专线效益最大化。,1、本线列车开行夕发朝至列车相关问题研究,A.夕发朝至列车始发后在客专上运行，在维修天窗开启前下到既有线运行至天窗结束，然后再上客专运行至终到站。,B.夕发朝至列车始发后在客专上运行，在综合维修天窗开启前下到既有线运行至列车终到站。,2、跨线开行夕发朝至列车及相关问题研究,A、夕发朝至列车上客专运行一段时间后，天窗开启前又下到既有线运行，待天窗关闭后，若满足上线条件，再上客运专线运行，否则继续走既有线运行至终到站。,B.夕发朝至列车到达客专与既有线衔接时，维修天窗已开设，列车继续在既有线上运行，待天窗关闭后，若满足上线
15、条件，列车上客专运行。,C.夕发朝至列车在客专上运行，在综合维修天窗开启前已跨越客运专线运行区域，下到既有线运行直至终点站。,当T=3h时，既有线距离：0L11785km，客专运行距离:720L21890km当T=4h时，既有线距离：0L11785km，客专运行距离:720L21775km当T=5h时，既有线距离：0L11785km，客专运行距离:720L21620km,D.跨线列车到达客运专线与既有线衔接点时，维修天窗关闭，若列车满足上线条件，上客专运行，否则沿既有线运行至终点站。,当T=3h时，既有线距离：0L11200km，客专运行距离:765L21530km当T=4h时，既有线距离：0
16、L11785km，客专运行距离:720L21620km当T=5h时，既有线距离：0L11440km，客专运行距离:255L21020km,1）既有线运输能力的影响 大量客流转移至客运专线，既有线能力得到释放，但是随着社会的发展，货运量也由大幅度增加，另外多种货物列车（五定班列、集装箱专列、快运列车等）的开行也占有了大部分的能力，所以既有线能力富裕量不大，尤其是在个别区段已趋于饱和，所以高速列车下线运行对既有线能力影响较大，其解决方法为：控制下线高速列车数量，避开能力饱和区段。2）既有线行车组织的影响 由于高速类车下线运行受到时间（避开综合维修天窗段）、空间（避开既有线能力饱和区段）、下线点（必
17、须具备客运专线与既有线联络线）等多方面的限制，所以组织“夕发朝至”列车灵活性较差，只能集中在一定时段，在一定范围下既有线运行。也就是说既有线部分区段在一定时间内主要为高速列车服务，如果高速列车下线数量较多，会对既有线的行车组织带来较大的影响。,3、开行“夕发朝至”列车对既有线运输组织的影响,研究结论,我国高速客运专线应在夜间0:006:00为工务维修，接触网维修和通信信号设备检修开设综合维修天窗，在有碴轨道条件下综合天窗的开设时间决定于轨道维修的作业时间，应为4至6h。我国高速客运专线网络规模大、线路长，夕发朝至和跨线列车在夜间有较大的行车需求，对天窗的短时性要求很强。在“一线维修，一线运行”
18、方式可行的条件下，单向隔日矩型天窗是维修天窗较好的设置方式；如果不允许采用“一线维修、一线行车”的方式，开行分段矩形天窗具有更大的优势。在保证安全和技术上可行的条件下，采用“一线维修、一线行车”的组织方式，能较好的缓解我国高速客运专线夜间行车需求与线路维修之间的矛盾。采用无碴轨道可大大减少线路的维修工作量，是我国高速客运专线轨道结构的发展方向，综合维修天窗的设置时间决定于接触网维修作业的需要，天窗开设时间23h时是合理的，并能较好的满足对天窗的短时性要求，宜采用分段矩形天窗的形式。京沪高速铁路综合天窗设置形式的建议与上述结论一致。,有待进一步研究的问题,分段矩形天窗开设的形式倾斜方向、斜率、客运区段和时间段的选择等方面如何确定？采用无碴轨道，开设23小时的天窗，其行车组织方式是否需要做出相应的变化？是否可以将天窗开设在白天的空闲时段？是否可以将天窗时间分段使用？“一线维修、一线行车”的安全性以及维修作业和行车限制等尚需进一步深入研究，特别是“一线维修、一线行车”的天窗设置方式与其他天窗设置方式间的优劣，也需更深一步研究。,谢谢各位老师！,
