客運(yùn)專線基礎(chǔ)設(shè)施維修基地大機(jī)維修效率評價(jià)*

馬良民，王孟鈞

(1.中南大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南 長沙 4100751;2.廣州客運(yùn)專線基礎(chǔ)設(shè)施維修基地，廣東 廣州 510100)

根據(jù)鐵道部有關(guān)精神，大型養(yǎng)路機(jī)械歸上海、北京、廣州和武漢四大客運(yùn)專線基礎(chǔ)設(shè)施維修基地統(tǒng)一管理，負(fù)責(zé)各管內(nèi)各線的大修和集中修等工作。大型養(yǎng)路機(jī)械(以下簡稱大機(jī))主要是指養(yǎng)護(hù)、維修、整修鐵路線路的機(jī)械設(shè)備，主要包括線路道砟清篩、線路道砟搗固密實(shí)、線路道床震動穩(wěn)定和線路道床整形等設(shè)備［1］。其中搗固車主要進(jìn)行鐵路線路的新線建設(shè)、舊線大修清篩和運(yùn)營線路維修作業(yè)，包括軌道的撥道、起道抄平、道砟搗固及道床肩部道砟的夯實(shí)等作業(yè);道砟清篩機(jī)是清篩道床中道砟的作業(yè)機(jī)械，可將臟污的道砟從軌枕下挖出，進(jìn)行清篩并將清潔道砟回填至道床，同時(shí)將篩出的污土清除到線路外;鋼軌打磨車主要是進(jìn)行消除鋼軌周期性和非周期性短波不平順的作業(yè)，可以及時(shí)消除鋼軌的表面?zhèn)麚p，利于鋼軌使用壽命的延長，可極大提高軌道平順性和旅客乘車舒適度。

大機(jī)在鐵路線路提速及日常養(yǎng)修中，以無可比擬的優(yōu)勢，發(fā)揮著越來越重要的作用，已成為工務(wù)系統(tǒng)提高線路質(zhì)量的依賴、列車提速及運(yùn)輸安全的保障［2］。近年來，大機(jī)維修在發(fā)揮優(yōu)質(zhì)、安全和高效等優(yōu)勢的同時(shí)也暴露出了諸多效率損失的問題。因而如何更科學(xué)合理地分析評價(jià)大機(jī)維修效率，從而提高大機(jī)維修效率迫在眉睫。

1 大機(jī)維修效率的內(nèi)涵及指導(dǎo)思想

1.1 大機(jī)維修效率的內(nèi)涵

效率通常是指一定的投入量所產(chǎn)生的有效成果，或者是單位時(shí)間完成的工作量［3］。大機(jī)維修，主要包括線路和道岔搗固、道砟清篩、鋼軌和道岔打磨等工作。大機(jī)維修效率是指在一定的時(shí)間內(nèi)，鐵路線路固定設(shè)備維修過程中資金、人力、機(jī)械設(shè)備、各類材料等的投入所取得的線路固定設(shè)備狀態(tài)恢復(fù)的效果。提高大機(jī)維修效率就是要在盡可能少的投入下取得更好的維修效果。

從國家和社會宏觀層面看，應(yīng)提倡建立資源節(jié)約型社會，提高大機(jī)維修效率能夠減少資源的浪費(fèi)，有效節(jié)約資源，是響應(yīng)國家這一號召的積極表現(xiàn)，可以為社會的可持續(xù)發(fā)展做出一定的有益貢獻(xiàn)。

從客專維修基地中觀層面看，基地的管理更加注重綜合效益的提升。大機(jī)維修效率的提高意味著可以較少的投入取得盡可能好的效果，能夠?yàn)榭蛯＞S修基地帶來更為可觀的效益，也能制定更好的措施來提高大機(jī)維修效率，從而形成良性循環(huán)機(jī)制。

從大型養(yǎng)路機(jī)械自身層面看，提高維修效率能夠增加大機(jī)設(shè)備的利用率。大型養(yǎng)路機(jī)械只能在一定的壽命周期內(nèi)工作，如何提高其在壽命周期內(nèi)的使用價(jià)值呢?通過提高維修工作的效率來增加其利用率是一個(gè)有效可行的策略。既能保證大機(jī)得到足夠的保養(yǎng)，又能高效地完成線路維修任務(wù)。

1.2 大機(jī)維修的指導(dǎo)思想

我國鐵路配備大機(jī)的主要原則是“先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、適用、可靠”［4］。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)近年來大機(jī)維修的情況，提出大機(jī)維修的指導(dǎo)思想包括以下3個(gè)方面。

(1)精干高效

我國實(shí)現(xiàn)鐵路維修現(xiàn)代化以來，逐步運(yùn)用大型養(yǎng)路機(jī)械取代人工工作，大機(jī)維修克服了人工勞動強(qiáng)度大，維修效率低，施工質(zhì)量可靠性差的缺陷［5］。大機(jī)維修應(yīng)該充分運(yùn)用自身優(yōu)勢，本著用人少，速度快，質(zhì)量好的精干高效理念，在天窗時(shí)間內(nèi)及時(shí)迅速地完成鐵路養(yǎng)護(hù)維修工作，確保鐵路運(yùn)輸?shù)臅惩旖荨?/p>

(2)經(jīng)濟(jì)適用

現(xiàn)階段我國大型養(yǎng)路機(jī)械多為國外進(jìn)口機(jī)械設(shè)備，設(shè)備儀表較為精密，造價(jià)昂貴，且保養(yǎng)工作量大。因而在機(jī)械設(shè)備的整個(gè)壽命期內(nèi)要本著適度的原則充分利用大機(jī)，在保證按時(shí)保量完成維修工作的前提下盡量降低成本，做到經(jīng)濟(jì)節(jié)約;同時(shí)大機(jī)維修要與我國的國情和路情相適應(yīng)，與現(xiàn)有的鐵路線路固定設(shè)備的修程修制相協(xié)調(diào)，使大機(jī)維修完全適用我國鐵路現(xiàn)代化發(fā)展要求。

(3)安全可靠

在以人為本的理念指導(dǎo)下，安全是所有施工過程中首當(dāng)其沖的問題，大機(jī)維修施工也不例外。大機(jī)維修作業(yè)應(yīng)按照規(guī)范的流程進(jìn)行，并且應(yīng)制定相關(guān)應(yīng)急措施，確保各種條件下的施工安全，在確保施工人員安全的前提下避免由于操作不當(dāng)?shù)仍驅(qū)€路固定設(shè)備的破壞對鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的影響;另外大機(jī)維修應(yīng)該采用科學(xué)的方法提高維修精度，在確保施工質(zhì)量可靠的基礎(chǔ)上盡量節(jié)約時(shí)間和提高效率。

2 基于DEA的大機(jī)維修效率評價(jià)模型構(gòu)建

2.1 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法概述

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析，簡稱DEA(Data Envelopment A-nalysis)，它是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)新研究領(lǐng)域。由Charnes，Cooper和Rhodes(1978)創(chuàng)建并發(fā)展而來，是一種確定有效生產(chǎn)前沿面及評估決策單元(DMU)相對有效性的非參數(shù)方法［6］。它以相對效率概念作為基礎(chǔ)，可采用多指標(biāo)輸入和多指標(biāo)輸出，對同一類型的單位或部門(即決策單元，DMU)進(jìn)行相對有效性或效益評價(jià)。

DEA的基本模型是C2R和BC2模型，隨著研究的深入國內(nèi)外學(xué)者提出了很多擴(kuò)展模型，可適應(yīng)越來越多的領(lǐng)域。本文僅對C2R模型進(jìn)行研究，采用WinQSB(Quantitative Systems for Business的縮寫)運(yùn)籌學(xué)軟件進(jìn)行運(yùn)算，得出技術(shù)效率值，以分析評價(jià)大機(jī)維修效率的情況。

2.2 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法評價(jià)的步驟

參照DEA方法評價(jià)績效的一般做法，應(yīng)用DEA方法對客運(yùn)專線維修基地大機(jī)維修效率進(jìn)行評價(jià)的步驟如下:

(1)明確問題階段

1)明確評價(jià)的目標(biāo)——為客專維修基地大機(jī)維修效率的提高提出措施建議;2)確定大機(jī)維修效率各種因素的性質(zhì)，并考慮因素間可能的定性與定量關(guān)系;3)對結(jié)果進(jìn)行定性的分析和預(yù)測。

(2)建模計(jì)算階段

1)建立合理且較為全面的評價(jià)指標(biāo)體系;2)選擇具有相同的目標(biāo)、任務(wù)、外部環(huán)境和輸入輸出指標(biāo)的DMU參考集;3)收集和整理客觀且具有廣泛性的數(shù)據(jù);4)選擇C2R模型，應(yīng)用WinQSB運(yùn)籌學(xué)軟件進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)DEA方法的基本原理，建立數(shù)據(jù)矩陣，進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到大機(jī)維修效率的技術(shù)效率值并進(jìn)行大小排序［7］。

(3)結(jié)果分析階段

1)比較技術(shù)效率的計(jì)算結(jié)果，分析查找DMU無效的原因;2)提出提高維修效率的措施與建議。

2.3 基于DEA的大機(jī)維修效率評價(jià)模型

通過對大機(jī)維修技術(shù)效率的測度，評價(jià)客專維修基地在不同線路上的大機(jī)維修效率，選取DEA投入型模型進(jìn)行分析，這里采用改進(jìn)了的C2R線性模型，構(gòu)建的模型如下。

設(shè)有 n 個(gè)決策單元 DMUj，(j=1，2，…，n)，每個(gè)DMUj都是以m種投入生產(chǎn)s種產(chǎn)品。

令xij表示DMUj第i種輸入的投入量，xij＞0;

yrj表示DMUj第r種輸出的產(chǎn)出量，yrj＞0;

i=1，2，…，m;r=1，2，…，s。

則基于DEA的大機(jī)維修效率評價(jià)模型如式1:

3 廣州客專維修基地大機(jī)維修效率評價(jià)

廣州客專維修基地位于廣州市番禺區(qū)，是鐵路“十一五”規(guī)劃的全路首批4大區(qū)域性客專維修基地之一。該基地于2009年2月組建，已先后承擔(dān)起武廣高鐵的鋼軌、道岔打磨，廣深城際鐵路、海南東環(huán)鐵路的線路搗固和華南地區(qū)既有線的線路清篩、搗固、換枕、換軌等大修和維修任務(wù)，并陸續(xù)引進(jìn)96磨頭鋼軌打磨車、三枕連續(xù)式搗固穩(wěn)定車、大型清篩車等先進(jìn)大型養(yǎng)路機(jī)械［8］。

3.1 大機(jī)維修效率評價(jià)指標(biāo)體系建立

大機(jī)維修效率的評價(jià)指標(biāo)體系能比較全面反映客專基地大機(jī)維修的效率情況，可對大機(jī)維修管理過程中的計(jì)劃和實(shí)際執(zhí)行情況進(jìn)行比較和評估，為管理者在大機(jī)維修方面的決策提供參考。根據(jù)廣州客專維修基地大機(jī)維修管理的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，依據(jù)評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建原則，建立廣州客專維修基地大機(jī)維修效率評價(jià)指標(biāo)體系，如表1所示。

為了保證結(jié)果的客觀性，從廣州客專維修基地在2010年承攬維修工作的線路中選擇8個(gè)比較典型的線路，以其線路搗固維修數(shù)據(jù)作為樣本進(jìn)行設(shè)備維修效率評價(jià)分析，如表2所示。

表1 大機(jī)維修效率評價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Evaluation index system to maintenance efficiency of tamping machines

表2 大機(jī)維修投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)Table 2 The input－output data of tamping machines

3.2 大機(jī)維修效率評價(jià)運(yùn)算過程

將表2的數(shù)據(jù)代入公式1，運(yùn)用WinQSB軟件來執(zhí)行C2R模型，計(jì)算上述8個(gè)線路的技術(shù)效率，并對結(jié)果進(jìn)行比較和分析。由于C2R模型本身的復(fù)雜性，每運(yùn)算一個(gè)數(shù)據(jù)，都需要調(diào)整輸入的數(shù)據(jù)，重新書寫數(shù)據(jù)矩陣，因此要得到8個(gè)樣本線路的技術(shù)效率的數(shù)值，需要運(yùn)算8次。為了說明運(yùn)算的過程，下面舉HK線2010年線路搗固的數(shù)據(jù)為例進(jìn)行說明，其余線路的計(jì)算過程類似，不再一一說明。

為了計(jì)算HK線2010年線路搗固的技術(shù)效率，將表2帶入公式1，建立C2R模型，在WinQSB軟件中，建立數(shù)據(jù)矩陣如式2:

即得出目標(biāo)規(guī)劃如式3:

運(yùn)行后，得 mind=0.9753

同理，可以建立求解其他7個(gè)樣本線路2010年度的技術(shù)效率，分別執(zhí)行運(yùn)算，得到結(jié)果如表3所示。

表3 大機(jī)維修的技術(shù)效率計(jì)算結(jié)果Table 3 The calculation results of tamping machines’technical efficiency

3.3 大機(jī)維修效率評價(jià)結(jié)果分析

從表3可以看出，JG線、JJ線、GS線的技術(shù)效率均為1，并列排名第1。由于技術(shù)效率=純技術(shù)效率×規(guī)模效率，因此技術(shù)效率值為1的線路無論純技術(shù)效率還是規(guī)模效率都為1，說明其維修效率達(dá)到最優(yōu)，反映了這些線路維修的計(jì)劃執(zhí)行情況、管理能力與其維修投入相匹配，投入與產(chǎn)出達(dá)到最佳匹配點(diǎn)，而其他線路的相對效率都有不同程度的損失。其中XG線的DEA技術(shù)效率為最低，以其為例進(jìn)行分析。根據(jù)DEA有效性的經(jīng)濟(jì)意義，在不減少XG線大機(jī)維修各項(xiàng)產(chǎn)出前提下，依據(jù)表4的最優(yōu)解λ*，構(gòu)造新的投入產(chǎn)出相對較優(yōu)的XG線投入產(chǎn)出情況。將表2和表4的數(shù)據(jù)代入式4，得到新的XG線投入產(chǎn)出值，見表5。

表4 計(jì)算XG線技術(shù)效率時(shí)的最優(yōu)解λ*Table 4 The optimal solution of technical efficiency for line XG

表5 XG線大機(jī)維修投入產(chǎn)出對比分析表Table 5 Contrast analysis to input－output of tamping machines for line XG

從表5可以看出，X1和X2的投入量分別冗余33.53 和905.88，X3 的投入量節(jié)約5.96，Y1 的產(chǎn)出量增多0.01，Y2表明產(chǎn)出量減少11.69。這表明XG線大機(jī)維修的投入冗余量很大，并出現(xiàn)了產(chǎn)出不足，說明2010年XG線線路搗固大機(jī)維修在投入的兩項(xiàng)指標(biāo)上均相對其產(chǎn)出存在過?，F(xiàn)象，因而維修效率相對較低。

依據(jù)上述XG線評價(jià)結(jié)果，從業(yè)務(wù)管理、設(shè)備管理和現(xiàn)場管理3個(gè)方面對基地大機(jī)維修的實(shí)際情況進(jìn)行分析，找出大機(jī)維修效率損失的主要原因如下。

(1)業(yè)務(wù)管理

1)施工計(jì)劃性方面。表現(xiàn)為工務(wù)段與大機(jī)施工單位溝通不及時(shí)，大機(jī)施工車隊(duì)工作被動。施工計(jì)劃的不合理，施工計(jì)劃的隨意性大，機(jī)組來回掛運(yùn)影響效率，造成大機(jī)資源的極度浪費(fèi)。由于各工務(wù)段提報(bào)計(jì)劃與集團(tuán)運(yùn)輸和調(diào)度所的聯(lián)系協(xié)調(diào)力度不夠，上級領(lǐng)導(dǎo)指令性計(jì)劃較多，施工計(jì)劃不能做到統(tǒng)籌安排，致使施工調(diào)動頻繁，施工生產(chǎn)不連貫。

2)車間、車隊(duì)施工管理方面。車間、車隊(duì)施工管理下滑，車間、車隊(duì)參與維修計(jì)劃制定主動性不夠，不能根據(jù)日施工要點(diǎn)提前部署，制定詳細(xì)日施工方案。此外后勤保障也不能做到及時(shí)和全面。

(2)設(shè)備管理

1)設(shè)備配置方面。由于鐵道部調(diào)配及新線建設(shè)造成機(jī)組能力不足，一些機(jī)組廠家設(shè)計(jì)缺陷，不能完全適應(yīng)線路的現(xiàn)狀，另外因配件配置不及時(shí)也導(dǎo)致實(shí)際施工機(jī)組相對較少。

2)新設(shè)備技術(shù)消化方面。新技術(shù)引進(jìn)時(shí)間短，操作手及技術(shù)人員緊缺，車隊(duì)新手太多，技術(shù)消化不足，造成故障應(yīng)急處理能力不強(qiáng)。

3)設(shè)備故障方面。設(shè)備故障頻發(fā)，故障率高，相應(yīng)的材料配件緊缺，車隊(duì)配件庫存少或?yàn)榱?，不能及時(shí)對設(shè)備進(jìn)行維修，造成施工進(jìn)度受影響。

(3)現(xiàn)場管理

1)施工給點(diǎn)情況。集中修重視程度高，天窗點(diǎn)比較理想。而非集中修作業(yè)區(qū)段給點(diǎn)不理想，機(jī)組輔助時(shí)間不足，不能發(fā)揮設(shè)備效率，大大浪費(fèi)了機(jī)組能力。

2)施工配合方面。部分工務(wù)段配合不到位且提供曲線資料錯誤造成機(jī)組返工影響施工進(jìn)度。現(xiàn)場曲線樁點(diǎn)標(biāo)注模糊、錯誤浪費(fèi)作業(yè)時(shí)間。線路板結(jié)嚴(yán)重地段沒有按照要求進(jìn)行人工處理，造成大機(jī)作業(yè)效果不到位。大部分工務(wù)段沒有安排固定專人跟大機(jī)聯(lián)系協(xié)調(diào)工作，對于計(jì)劃提報(bào)溝通不夠，且配合也不到位。此外電務(wù)部門未按要求對不能作業(yè)地段進(jìn)行拆除及捆扎而浪費(fèi)封鎖時(shí)間。

3.4 提高大機(jī)維修效率的措施建議

(1)統(tǒng)籌安排施工計(jì)劃，科學(xué)合理地安排大機(jī)施工。及時(shí)與工務(wù)處溝通，排定維修計(jì)劃數(shù)量、施工地段和施工計(jì)劃時(shí)間，施工計(jì)劃不得隨意變動，須經(jīng)集團(tuán)公司書面批準(zhǔn)方可變更，嚴(yán)格按排定的計(jì)劃組織施工。

(2)增加維修機(jī)組配置。及時(shí)淘汰落后設(shè)備，更新設(shè)備的技術(shù)裝備，同時(shí)依據(jù)作業(yè)任務(wù)量情況合理配備相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，確保大機(jī)能充分利用又不出現(xiàn)緊缺情況。

(3)加強(qiáng)施工配合，確保做到質(zhì)量、效率兩不誤。各工務(wù)段做好、做足施工前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。工務(wù)部門每組大機(jī)安排專人全程負(fù)責(zé)大機(jī)現(xiàn)場作業(yè)協(xié)調(diào)，計(jì)劃提報(bào)，提報(bào)日計(jì)劃并提前跟車間或車隊(duì)溝通，提高計(jì)劃兌現(xiàn)率和作業(yè)效率。基地車隊(duì)不斷優(yōu)化日施工組織模式，實(shí)行對標(biāo)作業(yè)。制定每種車型，每個(gè)施工項(xiàng)目在不同作業(yè)條件下的日施工組織細(xì)化方案，編制施工流程圖，重點(diǎn)盯控安全卡控要點(diǎn)。集團(tuán)協(xié)調(diào)電務(wù)、車輛部門將線上設(shè)備拆除或捆扎防護(hù)到位，提高作業(yè)質(zhì)量及效率。

(4)加強(qiáng)人員培訓(xùn)及技術(shù)消化。加強(qiáng)作業(yè)人員的技術(shù)和業(yè)務(wù)培訓(xùn)，加快新設(shè)備技術(shù)的消化。同時(shí)加強(qiáng)車、隊(duì)長級施工負(fù)責(zé)人培訓(xùn)，特別是應(yīng)急處置能力培訓(xùn)。不斷增強(qiáng)車間駕馭安全生產(chǎn)的能力、提高現(xiàn)場作業(yè)車隊(duì)施工負(fù)責(zé)人管理水平及應(yīng)急處理能力。

(5)加強(qiáng)設(shè)備檢修和保養(yǎng)，確保設(shè)備狀態(tài)良好。機(jī)械隊(duì)在施工任務(wù)重的情況下必須保持設(shè)備狀態(tài)，加強(qiáng)檢修和保養(yǎng)，確保施工質(zhì)量;加強(qiáng)大機(jī)設(shè)備救援演練，爭取能在更短的時(shí)間里處理完突發(fā)故障。加大應(yīng)急配件庫存，減少故障處理時(shí)間。

(6)爭取更好的外部環(huán)境，改善一線的生產(chǎn)條件。盡量為一線爭取更好更多的外部環(huán)境，如盡快落實(shí)宿營車奇缺問題。依據(jù)維修基地生產(chǎn)成本，提高搗固單價(jià)，讓基地有能力突破配件的零庫存惡性狀態(tài)。

4 結(jié)語

采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法評價(jià)相對效率簡便易行，能夠比較客觀全面得反映客專維修基地大機(jī)維修效率，據(jù)此可以更有針對性得分析效率損失的原因，從而為管理決策提供可靠依據(jù)，對實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

現(xiàn)階段我國鐵路線路固定設(shè)備大機(jī)維修整體效率仍有較大的提升空間，需在科學(xué)的維修指導(dǎo)思想下，準(zhǔn)確評價(jià)維修效率，充分分析效率低的原因，逐步改善和優(yōu)化大機(jī)維修效率。良好的大機(jī)維修效率是我國鐵路客貨安全暢通運(yùn)輸組織的重要保障，必將成為我國鐵路事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)后盾。

［1］馮娜娜，張思婉.我國鐵路線路大型養(yǎng)路機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，1(22):14－16.FENG Na-na，ZHANG Si-wan.The tamping machine’s present situation and development of China railway lines［J］.Journal of Zhengzhou Railway Vocational College，2010，1(22):14 －16.

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