車輛段工藝設(shè)備工程管理與技術(shù)創(chuàng)新

石鵬鵬

摘要 文章介紹了南京地鐵建設(shè)階段車輛段工藝設(shè)備專業(yè)情況以及各時(shí)期項(xiàng)目工程管理的模式，分析總結(jié)每階段的管理模式并不斷調(diào)整改進(jìn)，提升管理水平并節(jié)約工程管理成本。集成管理是目前各地鐵公司建設(shè)階段車輛段工藝設(shè)備管理的主要模式，它能發(fā)揮集成商的團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢協(xié)助建設(shè)單位管理執(zhí)行項(xiàng)目。依托南京地鐵7號線無人駕駛創(chuàng)新平臺，介紹車輛段工藝設(shè)備在新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用和創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞 車輛段工藝設(shè)備;集成管理;項(xiàng)目管理;無人駕駛

中圖分類號 U231.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）13-0184-03

0 引言

車輛段是地鐵車輛停放、檢查、運(yùn)用、維修、保養(yǎng)的綜合基地，在建設(shè)階段隨地鐵線路一并建成。車輛段工藝設(shè)備負(fù)責(zé)基地內(nèi)車輛檢修以及特種工程車的供貨、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收管理，功能覆蓋電客車日常運(yùn)行檢修、車體架修、輪對維修、洗車、動(dòng)靜調(diào)等檢修需求。因設(shè)備類型多而雜且層出不窮，南京地鐵緊跟軌道交通行業(yè)發(fā)展方向，充分研究后穩(wěn)步實(shí)施，在建設(shè)階段的項(xiàng)目采購管理模式和新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上持續(xù)探索優(yōu)化。

1 車輛段工藝設(shè)備簡介

地鐵車輛段是少數(shù)能基本覆蓋地鐵所有設(shè)備專業(yè)的綜合基地，綜合基地以其面積大、專業(yè)多、協(xié)調(diào)難度大、配合困難而著稱[1]。南京地鐵車輛段所采購設(shè)備主要圍繞服務(wù)于車輛全生命周期的檢修，覆蓋日檢、全效修、定臨修、架大修等各級修程，特種工程車輛滿足正線救援、調(diào)機(jī)牽引、物資運(yùn)輸、接觸網(wǎng)和軌道巡檢維修需求，另包含倉儲物流、供電、機(jī)自、工務(wù)車間的專用配套維修工器具等。表1列舉車輛段工藝專業(yè)主要采購的典型設(shè)備。

南京地鐵車輛段工藝設(shè)備建設(shè)期概算費(fèi)用在每條線2～3億元，設(shè)備種類繁多達(dá)數(shù)千種近萬臺（套）、專業(yè)跨度大、外部接口復(fù)雜、單價(jià)從1000元～8 000萬元不等。設(shè)備的安裝調(diào)試需對接車輛、軌道、土建、低壓配電、供電、給排水等多個(gè)專業(yè)，跨專業(yè)跨部門協(xié)調(diào)難度大，作業(yè)現(xiàn)場存在長大件吊裝、深基坑和高空業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，要對進(jìn)度和質(zhì)量安全嚴(yán)格管理。以上直接關(guān)系到工程建設(shè)整體的質(zhì)量、成本、工期、安全等問題[2]，非常考驗(yàn)項(xiàng)目管理人員的綜合管理協(xié)調(diào)能力。

2 南京地鐵車輛段工藝設(shè)備項(xiàng)目管理模式

2.1 分階段采購劃分原則

綜合考慮設(shè)備投用時(shí)間和全生命周期采購維護(hù)成本，避免一次性全采購但部分設(shè)備幾年后才投用造成折舊，車輛段工藝設(shè)備采購分成建設(shè)期和運(yùn)營期兩階段實(shí)施。

（1）建設(shè)期采購設(shè)備主要原則為：①為初期正常運(yùn)營服務(wù)的設(shè)備;②為試驗(yàn)和運(yùn)營中的可能事故預(yù)備的應(yīng)急設(shè)備;③配合首列車到車輛段，用于牽引、壓道、冷滑等的設(shè)備;④靜調(diào)、動(dòng)調(diào)試驗(yàn)必須到位的設(shè)備;⑤需通過國際招標(biāo)形式采購的大型設(shè)備;⑥和土建密切相關(guān)、接口比較多的設(shè)備;⑦為倉儲服務(wù)的基本設(shè)備等。

（2）運(yùn)營期采購設(shè)備即概算清單內(nèi)建設(shè)期采購后剩余設(shè)備：①主要為線路開通運(yùn)營5年后才投用的車輛架大修設(shè)備，運(yùn)營公司結(jié)合多年檢修經(jīng)驗(yàn)和架大修工藝流程，更了解現(xiàn)場實(shí)際使用需求，可高效采購適配性好的專用工裝和專用工具等;②綜合維修車間（含工務(wù)、供電、機(jī)自、后勤等）的專用維護(hù)設(shè)備。車輛段工藝設(shè)備主要還是服務(wù)于車輛專業(yè)的檢修，考慮專業(yè)程度和跨度，綜合維修車間設(shè)備由運(yùn)營公司各專業(yè)根據(jù)概算清單開項(xiàng)采購。

2.2 車輛段工藝設(shè)備項(xiàng)目管理模式歷程

從2000年南京地鐵1號線開建以來，建設(shè)規(guī)模從起初的單線建設(shè)到如今15條線共建，同期開工建設(shè)線路成倍增長，建設(shè)單位人員工作量也是與日俱增，工程進(jìn)度和質(zhì)量的管理難度越來越大。車輛段工藝設(shè)備專業(yè)在這20多年中，根據(jù)管理經(jīng)驗(yàn)和內(nèi)外圍環(huán)境因地制宜、因時(shí)而進(jìn)、因勢而新不斷優(yōu)化管理模式。管理模式歷程如表2。

（1）單種設(shè)備管理（1999—2010：1號線、2號線）。南京地鐵初期1、2號線采用單種設(shè)備采購管理方式，因有充足的建設(shè)時(shí)間，數(shù)10個(gè)合同執(zhí)行起來有條不紊。但進(jìn)入“十二五”期間，南京地鐵建設(shè)迎來3、10、S1（機(jī)場線）、S8（寧天城際）四線共建的第一階段建設(shè)高峰期，短期內(nèi)工作量爆發(fā)式增長，管理人員分身乏術(shù)。

（2）同期建設(shè)線路合并管理和PPP模式（2011—2015年：3號線、10號線、S1機(jī)場線、S8寧天線、S3寧合線）。在分析研判了北京、上海、廣州集成化管理和自身情況之后，南京地鐵并未直接采用集成模式，而選擇當(dāng)時(shí)建設(shè)時(shí)序較接近的3、10號線合并采購管理，設(shè)備類型試點(diǎn)車輛檢修主要核心設(shè)備：固定式架車機(jī)、洗車機(jī)、不落輪鏇床，減少了一半的合同執(zhí)行、設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)、出廠驗(yàn)收、支付款項(xiàng)等管理工作量。同期建設(shè)的S1、S8、S3線引入PPP管理模式，建設(shè)單位提供技術(shù)支持和咨詢，并對項(xiàng)目執(zhí)行進(jìn)行監(jiān)督。

（3）標(biāo)準(zhǔn)類設(shè)備集成（2015—2017年：4號線）。同期建設(shè)線路合并管理方式提高了管理人員在前期招標(biāo)和后期支付、竣工結(jié)算的效率，但在中期的項(xiàng)目執(zhí)行工作量并未有較大改善?！笆濉彪A段，南京地鐵迎來10線共建的新一輪高峰。4號線首次采用集成管理模式，將與土建接口較多設(shè)備和市購標(biāo)準(zhǔn)類設(shè)備小范圍集成管理，由集成商協(xié)同建設(shè)單位進(jìn)行項(xiàng)目執(zhí)行，部分輔助檢修類設(shè)備由運(yùn)營后續(xù)自行采購。

（4）車輛檢修設(shè)備集成（2017—2018年：S9寧高線、S7寧溧線）。通過將前階段合并招標(biāo)與小集成包模式的經(jīng)驗(yàn)融合，寧高線和寧溧線實(shí)現(xiàn)車輛檢修設(shè)備類和工程車（組）類分成2個(gè)集成包進(jìn)行管理。該模式能夠較大發(fā)揮集成商的優(yōu)勢，集成商管理團(tuán)隊(duì)協(xié)助分擔(dān)一部分簡單流程化工作，建設(shè)單位項(xiàng)目管理人員有更多精力去處理外部接口矛盾，同時(shí)進(jìn)行技術(shù)方案優(yōu)化研究和技術(shù)創(chuàng)新。

（5）車輛檢修設(shè)備和工程車集成包（2019年至今：1號線北延、二號線西延、5號線、7號線、S6寧句線）。2019年至今，從1號線北延、2號線西延、7號線到S6寧句線，將內(nèi)燃機(jī)車、接觸網(wǎng)作業(yè)車、平板（吊車）也合并入集成包，實(shí)現(xiàn)建設(shè)階段所有車輛段工藝采購設(shè)備總集成。

3 集成化管理模式

3.1 集成化管理模式產(chǎn)生

近10年來，隨著城市軌道交通大規(guī)模建設(shè)，催生了大量車輛段、停車場和檢修基地建設(shè)，同時(shí)催漲了段場設(shè)備巨大的市場需求，各地鐵單位的車輛段工藝專業(yè)現(xiàn)已普遍采用集成包招標(biāo)方式。隨著市場體量的發(fā)展，不少市場占有量大、技術(shù)資金力量雄厚且有豐富管理經(jīng)驗(yàn)的車輛段工藝設(shè)備供應(yīng)商轉(zhuǎn)型成集成商。

3.2 集成化管理模式分析

集成化管理后由集成商去面對眾多供應(yīng)商，統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)配資源，建設(shè)單位管理承包商從一對多變成一對一的關(guān)系，集成商協(xié)助管理人員組織協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、技術(shù)、質(zhì)安、土建、監(jiān)理單位，推進(jìn)完成接口、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收等節(jié)點(diǎn)目標(biāo)，配合完成商務(wù)部分的合同、支付、結(jié)算、資產(chǎn)移交流程化工作，實(shí)現(xiàn)總體降低協(xié)調(diào)難度、減少接口矛盾、提高設(shè)備質(zhì)量、提升管理效率的目的。同時(shí)，各集成商的項(xiàng)目管理水平及資金、技術(shù)力量良莠不齊，過分追求利潤而降低供貨質(zhì)量和短期膨脹發(fā)展造成管理水平下降的問題逐漸暴露，因此還需要建設(shè)單位管理人員嚴(yán)格細(xì)化對集成商的管理。

3.3 集成化管理模式提高

設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)階段：集成商整合各分供設(shè)備的結(jié)構(gòu)、建筑、軌道、暖通、綜合管線等外部接口需求，統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行提資，對設(shè)計(jì)院深化設(shè)計(jì)后的圖紙進(jìn)行統(tǒng)一確認(rèn)。

進(jìn)場施工階段：明確屬地化管理單位和施工單位之間管理責(zé)任界面，細(xì)致量化土建接口要求和設(shè)備入場條件，形成《車輛段工藝設(shè)備現(xiàn)場條件檢查表》寫入《設(shè)備安裝及調(diào)試階段協(xié)調(diào)管理辦法》。

4 無人駕駛新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用

7號線是南京地鐵首條無人駕駛技術(shù)線路，結(jié)合無人駕駛創(chuàng)新技術(shù)平臺，調(diào)研國內(nèi)目前已開通的無人駕駛線路北京燕房線和上海10號線，交流已成熟運(yùn)用的無人駕駛技術(shù)，將無人駕駛的新技術(shù)、新設(shè)備在7號線車輛段工藝設(shè)備采購中創(chuàng)新應(yīng)用。

4.1 智能運(yùn)維管理

傳統(tǒng)人工檢修方式自動(dòng)化、信息化水平低。為了解決這一問題，需要結(jié)合智能運(yùn)維系統(tǒng)的優(yōu)勢，對現(xiàn)有車輛維修體系進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)展出基于智能運(yùn)維系統(tǒng)的車輛維修模式，用以降低檢修人員的故障維修難度，保障車輛的維修質(zhì)量，提升列車的可靠性[3]。以設(shè)備設(shè)施的精準(zhǔn)維護(hù)為導(dǎo)向，將檢修體系向精細(xì)化和智能化發(fā)展。智能運(yùn)維是未來發(fā)展趨勢，也是軌道交通市場業(yè)務(wù)增長點(diǎn)。

南京地鐵車輛段工藝設(shè)備在智能運(yùn)維方面新技術(shù)的應(yīng)用提出了軌旁輪對、受電弓、軸承聲學(xué)在線檢測系統(tǒng)三位一體的思路。在車輛段出入段線咽喉區(qū)設(shè)置輪對受電弓綜合檢測棚，對經(jīng)過車輛的受電弓、輪對參數(shù)檢測和異常狀態(tài)圖像識別;在正線區(qū)間設(shè)置軌旁軸承聲學(xué)檢測系統(tǒng)，早期預(yù)防軸承故障，降低列車行駛安全隱患，并獲得一項(xiàng)實(shí)用新型專利。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)和故障報(bào)警，精準(zhǔn)協(xié)助指導(dǎo)檢修人員進(jìn)行預(yù)防性維修和故障修，降低維護(hù)成本。

4.2 可視化驗(yàn)電接地裝置

傳統(tǒng)五防鎖只實(shí)現(xiàn)了流程順序的安全聯(lián)鎖，但驗(yàn)電結(jié)果與地線是否掛好無法互鎖驗(yàn)證，只做到流程管控而未實(shí)現(xiàn)設(shè)備管控，造成人員誤操作接地短路的安全事故?？梢暬?yàn)電接地裝置可通過驗(yàn)電、放電及接地操作一體化功能，實(shí)現(xiàn)每一步的安全互鎖和驗(yàn)證，有比較完善的操作安全保障技術(shù)措施。在保證接地操作安全的前提下，還實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)遠(yuǎn)程可視化斷電接地，有效降低作業(yè)人員安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省斷送電時(shí)間，提高作業(yè)效率。

4.3 無人駕駛洗車機(jī)

南京地鐵7號線洗車機(jī)具備無人駕駛洗車功能。為了在城市軌道交通車輛段、停車場洗車線上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人洗車功能，須對洗車線長度、洗車接口信息、信號系統(tǒng)與洗車機(jī)接口等方面做特殊設(shè)計(jì)[4]。通過對北京燕房線和上海10號線的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，洗車機(jī)操作人員仍需就地進(jìn)入到洗車庫控制室操作，沒有真正實(shí)現(xiàn)無人洗車的要求。因此在7號線進(jìn)行自主創(chuàng)新，采用洗車庫就地和DCC遠(yuǎn)程雙控制臺模式操作，人員可在DCC遠(yuǎn)程啟動(dòng)洗車機(jī)，實(shí)現(xiàn)信號管控下的無人駕駛和無人洗車，通過現(xiàn)場配備的攝像機(jī)實(shí)施監(jiān)控洗車區(qū)域，操作人員無須再進(jìn)入洗車庫，實(shí)現(xiàn)真正意義的無人值守。

無人駕駛洗車機(jī)，得益于車輛和信號的自動(dòng)調(diào)度，大大減少了列車場內(nèi)調(diào)度和司機(jī)駕駛列車進(jìn)出洗車庫的時(shí)間，降低洗車機(jī)現(xiàn)場操作人員工作量，并獲得一項(xiàng)實(shí)用新型專利。但是對洗車機(jī)和信號的安全性有較高要求，需要第三方安全評估單位對洗車機(jī)RAMS指標(biāo)提出要求和評估認(rèn)證，保障無人駕駛安全性。

5 總結(jié)

該文主要就南京地鐵車輛段工藝設(shè)備從“十二五”到“十三五”期間，在建設(shè)階段工程管理和技術(shù)創(chuàng)新方面進(jìn)行了階段性分析、總結(jié)。

工程管理方面，實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)單招管理至同期建設(shè)線路合并管理再到標(biāo)準(zhǔn)類設(shè)備集成，逐步擴(kuò)大集成招標(biāo)范圍至如今的整個(gè)車輛段工藝設(shè)備總集成，充分發(fā)揮集成管理的優(yōu)勢，提高建設(shè)管理單位在招投標(biāo)和項(xiàng)目執(zhí)行管理等方面的工作效率，降低建設(shè)管理成本，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)創(chuàng)新方面，借助南京7號線無人駕駛技術(shù)創(chuàng)新平臺，引入智能運(yùn)維軌旁設(shè)備、可視化驗(yàn)電接地、無人駕駛洗車機(jī)等新技術(shù)、新設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，并結(jié)合南京地鐵實(shí)際情況進(jìn)行方案優(yōu)化，最終在7號線車輛工藝設(shè)備技術(shù)方案上進(jìn)行落實(shí)，獲得2項(xiàng)實(shí)用新型專利，達(dá)到科研創(chuàng)新預(yù)期效果。提高車輛檢修水平同時(shí)減少人工、增加經(jīng)濟(jì)效益。

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