軌道交通車輛全壽命周期費(fèi)用分析

張曉坤 陳茜 于海波 蘇博

摘要：本文通過分析影響軌道交通車輛全壽命周期費(fèi)用相關(guān)因素，總結(jié)影響因素為標(biāo)準(zhǔn)化（節(jié)能化）設(shè)計(jì)、自重、載客量、修程修制，針對(duì)這些關(guān)鍵因素，本文提出了一系列可行的措施，旨在降低軌道交通車輛全壽命周期成本，為軌道交通車輛技術(shù)管理、采購等提供可靠的參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通;車輛;全壽命;周期費(fèi)用

1全壽命周期費(fèi)用要素分析

1.1車輛購置費(fèi)

軌道交通車輛構(gòu)件包括：車體、車鉤、轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)、牽引、通風(fēng)空調(diào)、乘客信息、自動(dòng)控制、視頻監(jiān)控、輔助系統(tǒng)，所有購置均是通過公開招標(biāo)實(shí)施采購。

近年來，隨著國(guó)內(nèi)軌道交通的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了引進(jìn)、消化吸收與再創(chuàng)新，不管是車輛、廠家或者是制造商，車輛設(shè)計(jì)、制造水平均在不斷提升，使得車輛國(guó)產(chǎn)化率不斷提升。當(dāng)前我國(guó)國(guó)產(chǎn)化率高達(dá)75.0%，城市軌道車輛部分關(guān)鍵系統(tǒng)、部件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100.0%國(guó)產(chǎn)化率，這也使得整車價(jià)格在不斷降低，比如;B 型車購置費(fèi)約為 450～500 萬元 / 輛。

調(diào)查表明，車輛制造商已經(jīng)掌握基本的車輛系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，并借助自身設(shè)計(jì)、制造平臺(tái)等，開始朝國(guó)外城市提供車輛，車輛造價(jià)控制效果顯著，再降低可能性較低。

當(dāng)前影響車輛造價(jià)的因素在于新技術(shù)、設(shè)備與新材料等，比如：輕量化實(shí)現(xiàn)需要鋁合金車體，能耗降低實(shí)現(xiàn)要借助永磁電機(jī)。

1.2車輛維護(hù)維修費(fèi)

軌道交通在其運(yùn)營(yíng)階段，車輛維護(hù)包含預(yù)防性維護(hù)與故障性維護(hù)兩種，就車輛檢修進(jìn)程，GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》更是對(duì)其檢修周期做出了規(guī)定，詳見下表1?？梢娙珘勖芷趦?nèi)，一般需要實(shí)施2次廠修、1次架修、18次定修。

車輛維護(hù)費(fèi)用與維修費(fèi)用由人工、物料與配套設(shè)施組成，其中配套設(shè)施在軌道交通路線開通運(yùn)營(yíng)前、廠架修開展前一般配置到位，屬于一次性投入，雖說后期還需要一定的維護(hù)費(fèi)用的，但是與購置費(fèi)相比費(fèi)用較低，人工因素與之相比，影響更大。

1.3車輛牽引能耗費(fèi)

軌道車輛選擇的是電力牽引，消耗能源為電能，成本與車輛牽引重量、線路狀態(tài)有密切的關(guān)系。

軌道交通線路建成之后，其線路、站間距、曲線與坡度等參數(shù)無法再調(diào)整，對(duì)牽引能耗影響的因素為牽引重量。牽引能耗劃分為有效與無效能耗，有效指的是運(yùn)營(yíng)載客所消耗的能量，非有效指的是車輛自重消耗所產(chǎn)生的的能耗。從降低車輛牽引能耗角度出發(fā)，在線路規(guī)劃階段，需要與城市規(guī)劃結(jié)合，盡可能的兼顧應(yīng)用與效益。車輛設(shè)計(jì)階段與制造階段，要積極選擇新技術(shù)、新材料等，確保實(shí)施輕量化，線路建成且運(yùn)營(yíng)之后，做好客流引導(dǎo)、交接等，科學(xué)預(yù)測(cè)客流，合理安排出行圖，以此確保運(yùn)力的有效應(yīng)用。

1.4車輛退役報(bào)廢費(fèi)

按照綠色、環(huán)保原則，報(bào)廢回收利用，這期間會(huì)產(chǎn)生一些拆卸、運(yùn)輸 做需要的人工費(fèi)用與機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用。由于車輛報(bào)廢可按照舊鋼材實(shí)施回收處理，雖說車輛報(bào)廢，但是部分零件具備一定殘值，可繼續(xù)使用。就單位而言，車輛即便是退役報(bào)廢，其也會(huì)產(chǎn)生一定收益。

2 降低全壽命周期費(fèi)用措施分析

2.1實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化

隨著國(guó)產(chǎn)化率的不斷提升，車輛造價(jià)也得到了有效控制，針對(duì)目前存在的一些顯現(xiàn)問題或隱藏問題，筆者認(rèn)為業(yè)內(nèi)車輛、設(shè)備部件制造商需要加速推動(dòng)車輛子系統(tǒng)、;零部件設(shè)計(jì)，確保制造與接口等設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，盡量統(tǒng)一子系統(tǒng)、零部件標(biāo)準(zhǔn)，建議各個(gè)軌道交通業(yè)主，結(jié)合城市文化與客流特點(diǎn)，制定相應(yīng)的計(jì)劃，規(guī)定座椅及內(nèi)飾標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施，可將車輛造價(jià)降低，能夠助力于車輛維護(hù)、維修互換信息貢獻(xiàn)個(gè)，可將維護(hù)與維修成本降低。

2.2 實(shí)施節(jié)能設(shè)計(jì)

選擇輕量化設(shè)計(jì)可將車輛自重降低，進(jìn)而將能耗降低。輕量化設(shè)計(jì)的措施包括：集成化系統(tǒng)、輕量化結(jié)構(gòu)與輕量化材料等。選擇集成化制動(dòng)控制模塊，可減輕約10.9%的自重，選擇碳纖維復(fù)合材料，相比鋁合金車體可減重25.0%-30.0%，內(nèi)飾與座椅、扶手、踏板與空調(diào)機(jī)組外殼、空調(diào)送風(fēng)道等，也可選擇鋁合金，以降低自重。

2.3 優(yōu)化修程修制

檢修周期優(yōu)化：第一，適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)檢修周期，部分城市可延長(zhǎng)1.5年/次檢修;第二，預(yù)防性檢修+狀態(tài)檢修，充分借助前期所掌握的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，掌握車輛系統(tǒng)、零部件的狀態(tài)，在零部件壽命期間內(nèi)，充分使用。

停修時(shí)間優(yōu)化包括：充分借助車輛回段停車時(shí)間實(shí)施維護(hù)，當(dāng)前包括均衡修（上海地鐵）、全效修（南京地鐵）、系統(tǒng)修（廣州地鐵）等 。通過實(shí)踐分析，發(fā)現(xiàn)借助優(yōu)化檢修的窗口時(shí)間，可將全年內(nèi)車輛維護(hù)扣車時(shí)間減少50.0%。檢修人員通過進(jìn)一步提升工時(shí)利用率，能夠?qū)z修人員、檢修車輛縮減，以此將維修、維護(hù)成本降低。

就新制造的車輛，在設(shè)計(jì)研發(fā)階段可借助維修（RCM）分析研究，其核心點(diǎn)在于，能夠消耗最少的資源，確保貨源維持設(shè)備可靠性與安全性。并借助邏輯決斷策略，實(shí)施預(yù)先性維修，從可靠性、維修性設(shè)計(jì)源，實(shí)現(xiàn)LCC優(yōu)化，以此促進(jìn)計(jì)劃預(yù)防維修的可靠性提升，確保發(fā)展。

2.4研究全壽命周期采購

車輛采購一般由建設(shè)單位、車輛運(yùn)營(yíng)單位選擇公開招標(biāo)進(jìn)行，車輛維護(hù)由車輛運(yùn)營(yíng)單位負(fù)責(zé)，依照車輛維護(hù)與維修方式，可劃分為自修、部分委外維修、全部委外維修。不同階段的主體單位差異較大，且對(duì)全壽命周期費(fèi)用理解不一，在項(xiàng)目具體實(shí)施階段，可見明顯的前后矛盾不一。這就意味著，全壽命周期采購十分有必要。

全壽命周期采購包括：車輛研發(fā)、生產(chǎn)制造與調(diào)試驗(yàn)收、車輛維護(hù)、車輛服役期間全壽命周期維護(hù)等。實(shí)施全壽命周期采購，運(yùn)營(yíng)單位僅需要配備少量項(xiàng)目管理人員與驗(yàn)收人員，車輛制造商承擔(dān)車輛制造與全壽命周期維護(hù)內(nèi)的所有費(fèi)用，這類安排能夠激發(fā)車輛制造商加大研發(fā)統(tǒng)籌力量的投入，更好的開展制造與維護(hù)維修業(yè)務(wù)，以此將全壽命周期費(fèi)用降低。

結(jié)束語

本文在費(fèi)用影響因素基礎(chǔ)上，制定相應(yīng)的措施。結(jié)合實(shí)際實(shí)施發(fā)現(xiàn)，本文提出的這一系列措施，能夠有效降低軌道交通車輛全壽命周期成本，可為今后軌道交通車輛技術(shù)管理與采購提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張曉坤，1984 ，女 ，漢 ，吉林長(zhǎng)春 ，職務(wù)職稱：工程師 ，學(xué)歷：碩士，單位名：中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司，研究方向：標(biāo)準(zhǔn)化，單位所在省市及郵編：吉林省長(zhǎng)春市，130062