國(guó)內(nèi)高鐵與城軌電動(dòng)車組運(yùn)用檢修模式分析研究

何 東

（無(wú)錫地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司，江蘇無(wú)錫 214174）

自2007年4月18日鐵路第6次大提速之后，國(guó)內(nèi)軌道交通建設(shè)高速發(fā)展，電動(dòng)車組得到廣泛應(yīng)用，國(guó)人越來(lái)越多地享受到現(xiàn)代化、高科技電動(dòng)車組產(chǎn)品帶來(lái)出行方式、生活觀念甚至是公共素養(yǎng)上的改變。面對(duì)越來(lái)越龐大的電動(dòng)車組規(guī)模，高昂的檢修成本已日益束縛電動(dòng)車組的應(yīng)用發(fā)展，科學(xué)檢修已經(jīng)成為刻不容緩的課題。文章以高鐵電動(dòng)車組及城市軌道交通（以下簡(jiǎn)稱“城軌”）電動(dòng)車組檢修為研究對(duì)象，充分研習(xí)雙方維保模式發(fā)展，對(duì)比雙方維保模式在具體工況、修程演進(jìn)優(yōu)化、智慧運(yùn)維建設(shè)、運(yùn)用檢修設(shè)施利用情況等方面的不同特點(diǎn)，從而取長(zhǎng)補(bǔ)短，借鑒高鐵電動(dòng)車組更合理的修程修制、線網(wǎng)化維修資源共享設(shè)置、庫(kù)房設(shè)施高效利用、智能化運(yùn)維推進(jìn)等檢修模式優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化城軌電動(dòng)車組現(xiàn)有檢修模式的目標(biāo)。

1 車輛工況對(duì)比分析

國(guó)內(nèi)高鐵動(dòng)車組的設(shè)計(jì)速度通常為200 km～400 km/h，且高鐵線路站間距較長(zhǎng)，因此對(duì)車輛設(shè)備穩(wěn)定性及安全性均有十分嚴(yán)格要求。城軌電動(dòng)車組設(shè)計(jì)速度一般為80～120 km/h，且城軌站間距一般為1 km～2 km，啟停頻繁，對(duì)列車加減速性能有較高要求，車輛具體應(yīng)用工況對(duì)比如表 1所示。

表1 車輛應(yīng)用工況對(duì)比

同時(shí)，由于速度等級(jí)差異，高鐵電動(dòng)車組對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)有較高要求，因此車頂、車下設(shè)備、司機(jī)室造型以及風(fēng)擋連接設(shè)施等均采用流線型設(shè)計(jì)，導(dǎo)致維修難度上升，但車下設(shè)備艙內(nèi)的設(shè)備箱體整體抗污染能力增強(qiáng)。

城軌電動(dòng)車組由于速度等級(jí)低，空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)并不明顯，并且運(yùn)行于隧道及高架橋環(huán)境，碳粉、閘瓦金屬粉末等導(dǎo)電粉塵極易堆積。車下設(shè)備采取敞開式吊掛策略，各個(gè)設(shè)備布置及可維修性雖有所提升，但相關(guān)電氣箱設(shè)備污染程度較為嚴(yán)重，如車下電抗器等設(shè)備因金屬導(dǎo)電粉塵污染過(guò)重，以及雨雪等極端天氣容易發(fā)生線圈絕緣擊穿等情況，因此城軌電動(dòng)車組在車下電氣設(shè)備防塵設(shè)計(jì)及除塵工作方面需要作出適應(yīng)性調(diào)整。

2 運(yùn)用檢修模式對(duì)比分析

2.1 高鐵電動(dòng)車組修程

國(guó)內(nèi)高鐵電動(dòng)車組的修程基本可分為一級(jí)修、二級(jí)修、三級(jí)修、四級(jí)修、五級(jí)修5級(jí)修程，其中一級(jí)至五級(jí)維修為傳統(tǒng)計(jì)劃修演變而來(lái)，狀態(tài)修是通過(guò)對(duì)各設(shè)備進(jìn)行智能檢測(cè)、可靠性分析、數(shù)據(jù)積累分析逐步實(shí)現(xiàn)部件狀態(tài)修。對(duì)故障修同樣是進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化體系搭建，分為運(yùn)行中故障應(yīng)急處置以及庫(kù)內(nèi)故障處理，并制定了相應(yīng)支撐標(biāo)準(zhǔn)。修程修制框架圖如圖1所示，維修周期如表 2所示。

表2 高鐵電動(dòng)車組維修周期

圖1 高鐵電動(dòng)車組修程修制基本框架

2.2 城軌電動(dòng)車組修程

城軌電動(dòng)車組修程根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50157-2013），基本可分為日檢、雙周檢、三月檢、定修、架修、大修等修程，他們彼此之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)電動(dòng)車組廠家及運(yùn)營(yíng)環(huán)境、運(yùn)營(yíng)時(shí)限的不同，也會(huì)出現(xiàn)適應(yīng)性變化。原則上參照車輛供貨商建議的維修保養(yǎng)計(jì)劃，按照定點(diǎn)（在車輛段固定軌道）、定時(shí)（按運(yùn)用時(shí)限或公里數(shù)）、定量（按照檢修規(guī)程進(jìn)行分解、檢查、修理、組裝、試車、竣工交驗(yàn)）的方式進(jìn)行。高鐵電動(dòng)車組與城軌電動(dòng)車組修程對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3所示。

表3 高鐵與城軌電動(dòng)車組修程對(duì)應(yīng)關(guān)系

2.3 修程修制演進(jìn)及優(yōu)化

2.3.1 高鐵電動(dòng)車組修程修制

均衡修實(shí)施方面，以CRH2、CRH380A系列動(dòng)車組為例，采取基本檢修包+周期包（60天包、90天包、180天包、360天包）形式，使得檢修人員很容易接受理解檢修內(nèi)容和檢修周期，比目前均衡修實(shí)施的均1～均12識(shí)別度要簡(jiǎn)明且易識(shí)別。

高級(jí)修方面，仍以CRH2、CRH380A系列電動(dòng)車組為例，根據(jù)《中國(guó)鐵路總公司關(guān)于擴(kuò)大 CRH2 型動(dòng)車組高級(jí)修周期間隔延長(zhǎng)擴(kuò)大實(shí)車驗(yàn)證的通知》（鐵總運(yùn)函[2016] 938號(hào)）和《中國(guó)鐵路總公司關(guān)于擴(kuò)大 CRH380A（L）型動(dòng)車組高級(jí)修周期間隔延長(zhǎng)擴(kuò)大實(shí)車驗(yàn)證的通知》（鐵總運(yùn)函[2017] 331號(hào)）文件，國(guó)鐵集團(tuán)選取3 組CRH2A和3組CRH380A型動(dòng)車組開展高級(jí)修延長(zhǎng)實(shí)車驗(yàn)證，主要是將三級(jí)修周期由現(xiàn)有的60萬(wàn)km延長(zhǎng)至120萬(wàn)km，同時(shí)《中國(guó)鐵路總公司關(guān)于推進(jìn)動(dòng)車組及和諧型機(jī)車修程修制改革的指導(dǎo)意見》（鐵總機(jī)輛[2019] 54 號(hào)）文件關(guān)于延長(zhǎng)各類部件檢修周期的要求也為城軌電動(dòng)車組架大修公里數(shù)延長(zhǎng)提供了切實(shí)的實(shí)踐依據(jù)。當(dāng)然，針對(duì)諸多車載電子器件故障規(guī)律并不遵循浴盆曲線的情況，城軌電動(dòng)車組還要根據(jù)自身故障特征，確定合理的架大修周期。

2.3.2 城軌電動(dòng)車組修程修制

隨著國(guó)內(nèi)電動(dòng)車組設(shè)計(jì)制造水平不斷提高以及檢修技術(shù)逐步發(fā)展，列車可靠性得到大幅提升，城軌電動(dòng)車組雙日檢（多日檢）以及均衡修已經(jīng)在國(guó)內(nèi)逐步推廣，部分車輛已經(jīng)采用系統(tǒng)修策略。檢修模式均在向以可靠性為中心的維修方向不斷發(fā)展。

高鐵電動(dòng)車組修程修制大幅進(jìn)步對(duì)城軌電動(dòng)車組也有較好的啟發(fā)意義，高鐵電動(dòng)車組的一級(jí)檢修周期從最初4 000 km進(jìn)一步延長(zhǎng)到5 500 km，這表明國(guó)產(chǎn)車輛設(shè)備運(yùn)行可靠性已顯著上升，城軌電動(dòng)車組也可以將高鐵電動(dòng)車組一級(jí)檢修周期公里數(shù)作為多日檢檢修周期的上限值進(jìn)行參考，以無(wú)錫地鐵2號(hào)線單日最大走行公里數(shù)560 km計(jì)算，城軌電動(dòng)車組多日檢的時(shí)間間隔上限約為 7天。

3 智能運(yùn)維及狀態(tài)修發(fā)展

目前，各大城軌公司及各動(dòng)車段均在智能運(yùn)維方面作出深入研究和應(yīng)用探索，例如正線在線聲波、紅外線、激光、圖像識(shí)別等檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用，場(chǎng)段輪對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)、列車智能檢修機(jī)器人以及車載軸承、牽引變流器等設(shè)備溫度和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)信息管理平臺(tái)的整合，形成智能化運(yùn)維平臺(tái)，對(duì)車輛異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，使維護(hù)部門及時(shí)獲得列車亞健康報(bào)警數(shù)據(jù)等。目前正致力于從計(jì)劃修制度下的機(jī)械實(shí)施預(yù)防維修演進(jìn)到狀態(tài)維修，及時(shí)采取干預(yù)措施，有效防止發(fā)生行車或客運(yùn)服務(wù)安全事件。上海地鐵“RISE”車輛智能運(yùn)維系統(tǒng)和上海鐵路局集團(tuán)動(dòng)車組健康管理與運(yùn)維決策平臺(tái)以及智能檢修機(jī)器人等（圖2、圖3），可有力指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)修策略實(shí)施，并大幅降低車輛運(yùn)維成本。

圖2 動(dòng)車組健康管理與運(yùn)維決策平臺(tái)

圖3 庫(kù)內(nèi)巡檢機(jī)器人

當(dāng)然，信息系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用仍需遵循“必要性”原則，通過(guò)對(duì)列車運(yùn)用情況及時(shí)總結(jié)，分析篩選出必要的狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況及數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，反饋必要信息數(shù)據(jù)。如果不加甄別，各種設(shè)備監(jiān)控手段均予應(yīng)用，首先監(jiān)控設(shè)備本身誤報(bào)會(huì)對(duì)列車駕駛及判斷造成較大干擾，另外監(jiān)控設(shè)備本身故障也需修復(fù)，同時(shí)對(duì)后臺(tái)信息處理系統(tǒng)開發(fā)造成巨大壓力，因此對(duì)于信息系統(tǒng)不加監(jiān)控的列車設(shè)備，可以根據(jù)其故障影響大小分別實(shí)施計(jì)劃修或者故障修。

4 運(yùn)用檢修設(shè)施對(duì)比分析

高鐵動(dòng)車所在規(guī)劃之初便建立于線網(wǎng)化基礎(chǔ)之上，因此動(dòng)車所不固定為某一條線路服務(wù)，它們?yōu)榇笮吐肪W(wǎng)樞紐服務(wù)，通過(guò)資源優(yōu)化和互補(bǔ)，動(dòng)車所較城軌車輛檢修車間有如下優(yōu)勢(shì)。

4.1 股道利用率高

國(guó)內(nèi)城軌檢修車間基本為全檢修股道上蓋庫(kù)房結(jié)構(gòu)，電動(dòng)車組入庫(kù)修竣后不再轉(zhuǎn)軌。動(dòng)車所與此不同，擁有露天存車線及庫(kù)區(qū)檢修線，檢修完成后轉(zhuǎn)軌至露天存車線。比如城軌電動(dòng)車所單線配置23列車，無(wú)論是否需要檢修都需停放至檢修股道，而按照動(dòng)車所?？吭O(shè)置，只需將檢修車輛停放至庫(kù)區(qū)檢修線，其余都可?？康铰短齑孳嚲€，可有效減少上蓋庫(kù)房結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本，提高其檢修利用率。

4.2 場(chǎng)段基地配置共享

目前城軌線路建設(shè)過(guò)程中，車輛段、停車場(chǎng)拆遷征地往往都是難題，很多時(shí)候成為線路按時(shí)開通的瓶頸因素，高鐵動(dòng)車組利用其路網(wǎng)信號(hào)、供電等各系統(tǒng)互聯(lián)互通優(yōu)勢(shì)，通?？梢愿鶕?jù)正線運(yùn)營(yíng)需要，及時(shí)調(diào)整各動(dòng)車所發(fā)車計(jì)劃，讓其為多個(gè)路網(wǎng)樞紐服務(wù)，同時(shí)許多異地過(guò)夜高鐵電動(dòng)車組若發(fā)生故障也可以在異地得到及時(shí)修復(fù)。城軌電動(dòng)車組如果實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)互聯(lián)互通，就可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)段集中建設(shè)共享，從而減少車輛段及停車場(chǎng)頻繁征地拆遷及建設(shè)工作，場(chǎng)段設(shè)備也可以共享使用，提高場(chǎng)段大型設(shè)備利用率。

4.3 場(chǎng)段維修資源共享

為擺脫單線別維修需求配置造成極大浪費(fèi)的困擾，可根據(jù)運(yùn)營(yíng)實(shí)際設(shè)備使用經(jīng)驗(yàn)，從線網(wǎng)級(jí)角度考慮統(tǒng)籌配置，采取集中式部件維修、線網(wǎng)級(jí)備件配置，貼合線網(wǎng)需求的人員培訓(xùn)機(jī)制，達(dá)到資源有效利用的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)高鐵憑借其體制優(yōu)勢(shì)、規(guī)模優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合市場(chǎng)新技術(shù)的發(fā)展，逐步探索更加優(yōu)化的高鐵電動(dòng)車組維保模式，發(fā)展日漸成熟，對(duì)城軌電動(dòng)車組維保有如下借鑒意義。

（1）通過(guò)借鑒高鐵電動(dòng)車組修程演進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，城軌電動(dòng)車組也可以將高鐵電動(dòng)車組的一級(jí)檢修周期公里數(shù)作為多日檢檢修周期的上限值進(jìn)行參考，以無(wú)錫地鐵2號(hào)線單日最高公里數(shù)測(cè)算，多日檢最高檢修間隔可為7天。均衡修方面，城軌電動(dòng)車組均衡修打包可以以基本包+周期包的形式，方便作業(yè)者識(shí)別作業(yè)系統(tǒng)檢修周期，為后續(xù)系統(tǒng)修打下基礎(chǔ)。架大修方面也可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性情況，適當(dāng)延長(zhǎng)檢修周期。

（2）根據(jù)必要性原則，布置正線、場(chǎng)段以及車載在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立大數(shù)據(jù)健康診斷平臺(tái)，不斷推進(jìn)城軌電動(dòng)車組的狀態(tài)修發(fā)展。

（3）通過(guò)建設(shè)露天存車線，可以提升檢修庫(kù)房利用率，節(jié)約寶貴建設(shè)資金。通過(guò)建設(shè)線網(wǎng)共享車輛基地，讓基地為多線路服務(wù)，避免車輛場(chǎng)段重復(fù)建設(shè)及減少征地拆遷工作，同時(shí)可以提升場(chǎng)段設(shè)備的利用率。

（4）城軌電動(dòng)車組因速度等級(jí)低，車下電氣設(shè)備的金屬粉塵及碳粉等污染較重，應(yīng)著重做好車下電氣設(shè)備及箱體的防塵設(shè)計(jì)及除塵工作。