市域鐵路D型車車輛段的設計及創(chuàng)新

葛 鈺

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063)

1 概述

溫州市域鐵路S1線為我國首條真正意義上的市域鐵路，并在2014年獲評國家示范工程項目。目前，雖然北京、上海、成都等城市均開通了市域鐵路，但其一般按照地鐵模式設計，或是既有鐵路改造而來。而溫州市域鐵路S1線則是采用全新的制式，形成不同于大鐵也不同于地鐵的標準。其從功能、布局、線路形式、運用模式來看，屬于典型的市域軌道交通，符合發(fā)達地區(qū)擴大城市范圍縮短出行時間的需求，構建1h經濟圈的新型軌道交通工具，在全國具有很好的推廣意義以及示范效應[1-4]。

溫州市域鐵路首次采用基于CRH6動車組平臺改造而來的市域D型車，車輛運行最高速度120 km/h，采用交流25 kV供電。市域D型車與高速動車組、城市軌道交通之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。它既需要有高速動車組持續(xù)高速運行的能力，又要具有地鐵列車的啟停能力[5-7]。

溫州市域鐵路S1線一期工程線路全長53.507 km，全線近期設置車站17座，其中地面車站2座，高架車站12座，地下車站3座，預留車站3座，近期工程平均站間距3.13 km，遠期平均站間距2.73 km；于桐嶺站位置設車輛段一處，半島二站東端與綜合維修基地合設車輛段一處，溫州站附近設控制中心。

2 桐嶺車輛段平面布置分析

桐嶺車輛段總占地面積14.733 hm2，新建房屋建筑面積25 128 m2，設二級檢修庫4線，存車線18條，臨修線和鏇輪線各1條，配置輪對踏面及受電弓檢測裝置、洗車庫、工程車庫、大部件庫、綜合樓、食堂宿舍樓等生產生活房屋。

桐嶺車輛段為二級二場橫列布置，一級場-存車場承擔市域動車組停放和發(fā)車作業(yè)，二級場-檢查庫集中辦理市域動車組的檢修作業(yè)。同時為了優(yōu)化咽喉區(qū)股道平行徑路設計，以及提高段內調車效率，咽喉區(qū)設置2條牽出線，保證段內調車作業(yè)能力。桐嶺車輛段鳥瞰見圖1，平面布置見圖2。

圖1 桐嶺車輛段鳥瞰

圖2 桐嶺車輛段平面布置

桐嶺車輛段入段線上設1套輪對踏面及受電弓檢測設備，緊靠沿海鐵路自西向東依次并列布置1條鏇輪線、1條臨修線、4條檢查庫線(一線一列位)以及18條存車線(一線一列位)。生產生活房屋按功能分區(qū)設置，有綜合辦公樓、給水所、空壓機間、食堂浴室、乘務員公寓及門房、污水處理場等。

在入段走行線上設置的輪對踏面受電弓檢測棚，主要對車輛的輪對以及受電弓進行檢測。車輛從診斷裝置通過時可自動檢查出輪對踏面的裂紋、缺陷、磨耗和粗糙度，并通過計算機網絡將檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑z查庫，車輛入庫后再進行后續(xù)檢查或檢修。受電弓檢測裝置則采用高速、高分辨率圖像分析測量技術和大屏幕顯示技術，實現(xiàn)對車輛受電弓關鍵特性參數(shù)的動態(tài)自動檢測和車頂異物及關鍵部件狀態(tài)的室內可視化觀測。

鏇輪庫內設置不落輪鏇車床，用于加工、修整車輛輪對的車輪踏面，可使機床在不拆卸車輛任何部件的情況下完成帶有內軸箱或外軸箱輪對的加工。臨修庫主要對車輛臨時性故障和破損進行快速地診斷、互換修理，屬于車輛計劃性檢修外的作業(yè)內容。臨修庫內設置轉向架更換設備及起重機等設施。臨修線尾部不掛網，兼作新車卸車線。此外還設有3股道工程車庫及1股道材料線。

車輛段綜合辦公樓除了生產管理等辦公用房外，還考慮設置各種維修間、班組、調度控制室、網絡機房、培訓中心等。

段內設環(huán)行運輸?shù)缆泛拖赖缆?，設出入口2處與段外既有道路相連，主出入口設在車輛段西側，次出入口在車輛段南側。段內道路呈環(huán)狀布置，主要生產辦公房屋周圍均設有環(huán)形道路，能滿足生產、生活和消防要求。

桐嶺車輛段滿足列車停放、檢查、洗刷、救援等功能，其使用保證了溫州市域鐵路S1線一期工程(西段)如期開通運營，得到了評審專家以及運營分公司的廣泛好評。

3 設計特點

3.1 確定了交流市域動車組修程修制

市域D型車車輛檢修方式與市域鐵路車輛運用方式緊密結合，溫州市域鐵路S1線最高運營速度120 km/h，牽引供電制式采用交流25 kV供電[8-9]。與地鐵和高速鐵路車輛相比，其車輛結構特點、運營模式等均有區(qū)別。

市域D型車與高速動車組、地鐵之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。市域D型車具備以下幾個方面能力：(1)長線路持續(xù)高速運行的能力；(2)短站間距快啟快停、頻繁啟停的能力；(3)大坡道啟動的能力；(4)大載客量的能力。因此依托和諧號動車組技術平臺，市域D型動車組在CRH6型動車組基礎平臺上進行改造，以滿足溫州市域鐵路S1線的運營需求[10-11]。市域D型車編組見圖3。

圖3 交流市域動車組編組(單位：mm)

溫州市域鐵路S1線桐嶺車輛段作為國內首個市域D型車車輛段，依據(jù)市域D型車設計特點，確定了基于一到五級的車輛修程修制體系。車輛修程及周期如表1所示，主要檢修內容如表2所示[12]。

3.2 采用適用于市域鐵路車輛段存車場的設計方案

國鐵動車所采用一至五級修的修程修制[13-14]，其總平面布置采用檢查庫和存車場的設計，存車場采用露天設計；地鐵車輛段采用雙周三月檢的修程修制[15]，其總平面布置采用停車列檢的設計，且均在庫(棚)內進行。桐嶺車輛段采用一至五級修模式，且市域D型車的改造平臺為CRH6型動車組，經過多方論證，采用存車場露天設置，同時為了滿足夜間司機簡單作業(yè)需求，存車場設置燈橋。該種布置方式，既能滿足市域動車組的存放以及簡單的作業(yè)需求，又能降低工程造價。車輛段存車場如圖4所示。

表1 市域鐵路D型車修程及周期

表2 市域D型車主要檢修內容

圖4 車輛段存車場

3.3 檢查庫采用三層立體檢修作業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)車頂、車體以及車底同步高效檢修作業(yè)

檢查庫是車輛段的核心設施[16]，承擔車輛的檢查整備作業(yè)。車輛在檢查庫內主要完成一、二級修程，包括走行部、車底、車內、車頂?shù)炔考臋z查以及車輛的客運整備作業(yè)。

借鑒國鐵動車運用所檢查庫整體裝備體系，桐嶺車輛段檢查庫選用以軌道橋、三層作業(yè)平臺、股道安全聯(lián)鎖等設備為代表的高效檢修裝備[17-19]。三層作業(yè)面采用地面下沉式的半架空三層面，以庫內走行軌頂面作為基準，底層作業(yè)面高程以方便人員直立檢查走行部為準，中層作業(yè)面與車內地板面同高，方便工作人員進出車廂，頂層作業(yè)面接近車頂高度，方便車頂受電弓及空調部件的檢修作業(yè)。作業(yè)平臺采用吊掛式結構，整體庫房效果通暢明亮，視覺效果突出，滿足車輛檢修需求。檢查庫三層作業(yè)平臺如圖5所示。

圖5 檢查庫三層作業(yè)平臺

3.4 采用市域鐵路綜合管線系統(tǒng)，全裝配式設計施工

城市軌道交通車輛基地庫內綜合管線多采用電纜溝敷設，由于庫內檢修作業(yè)易引起溝蓋板損壞，且溝內易滲水，滋生蚊蟲和細菌，對庫內生產環(huán)境帶來不利影響。

桐嶺車輛段首次在城市軌道交通系統(tǒng)中采用先進的庫內綜合管線集成吊掛系統(tǒng)[20]，全裝配式設計施工，降低工程造價，輕質美觀易檢修。充分利用空間，可使各專業(yè)的管束得以良好的協(xié)調，達到空間和資源共享，提高有限空間利用率，從而可以確保設備區(qū)走廊的高程，解決了高程和檢修通道預留困擾的難題。安裝速度快，施工工期短， 安裝速度是傳統(tǒng)做法的6～8倍。施工無需電焊和明火，無需傳統(tǒng)吊架防腐(刷漆或鍍鋅)的工藝處理，環(huán)保性能佳。既有利于工程實際應用，又便于理論研究，具有廣泛的推廣應用價值。檢查庫綜合支吊架如圖6所示。

圖6 檢查庫綜合支吊架

3.5 高度信息化、集約化設計，實現(xiàn)車輛基地內調度集中，大大提高運用檢修效率

桐嶺車輛段是高新技術集成體，技術含量高，高度的專業(yè)化、程序化、集約化，快速、準確、完成各種業(yè)務信息的采集、處理和傳遞，實現(xiàn)生產流程高效運轉，充分發(fā)揮維修資源能力，保障市域動車組的高效檢修、安全運營。

桐嶺車輛段集中設置了車輛調度控制中心DCC，集成了車輛運用檢修調度、派班、電力調度、股道安全聯(lián)鎖及門禁系統(tǒng)、CCTV監(jiān)控、信號聯(lián)鎖監(jiān)控、BAS監(jiān)控等功能的集成設置及信息整合，提高人員利用率，減少定員，提高車輛基地運轉效率和安全性。桐嶺車輛段內信息系統(tǒng)主要包含：運用檢修管理系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)、信號聯(lián)鎖系統(tǒng)、電力調度系統(tǒng)、電子派班系統(tǒng)等，是“高度集約化、現(xiàn)代化、高效化、信息化”的體現(xiàn)，是貫徹高標準、高質量、高效率、現(xiàn)代化的設計理念，堅持系統(tǒng)集成、系統(tǒng)優(yōu)化的體現(xiàn)。

4 結語

溫州市域鐵路S1線作為我國首條市域鐵路，同時也是國家示范工程項目。桐嶺車輛段的建成投產保證了市域鐵路S1線一期工程(西段)2019年春節(jié)如期開通運營，同時也標志著我國市域鐵路動車組安全運維集成技術已形成，是構建我國交流市域動車組運用檢修體系的關鍵工程。詳細介紹了桐嶺車輛段的總平面布置以及設計中的創(chuàng)新點，具體如下。

(1)提出并確定適用于市域交流D型車輛的修程修制以及相應的檢修內容。

(2)提出了適用于市域鐵路車輛段的工藝總平面布置方案，并在城市軌道交通車輛段中采用了露天布置的存車場。

(3)檢查庫采用三層立體檢修作業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)車頂、車體以及車底同步高效檢修作業(yè)。檢查庫庫房效果通暢明亮，視覺效果突出，滿足車輛檢修需求。

(4)采用市域鐵路綜合管線系統(tǒng)，全裝配式設計施工，輕質美觀易檢修，有效利用空間。

(5)高度信息化、集約化設計，實現(xiàn)車輛基地內調度集中，大幅提高運用檢修效率。

溫州市域鐵路S1線桐嶺車輛段的投入使用，標志著我國市域鐵路D型車安全運維集成技術已形成，將為后續(xù)同類工程的建設起到很好的借鑒和指導作用。