基于均衡修的城市軌道交通車輛基地工藝設計*

付亞超

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司環(huán)境與設備設計院， 710043， 西安∥高級工程師)

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，開通的城市軌道交通(以下簡為“城軌”)線路逐步增多，車輛保有量也增長迅猛，城軌車輛維保工作面臨巨大壓力。截至2020年底，我國城軌列車保有量達8 342列，累計投用384座車輛段和停車場[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計，車輛維保成本占全線維保成本三成以上。為進一步提升車輛可靠度和車輛上線率，中車長春軌道客車股份有限公司、中車南京浦鎮(zhèn)城軌車輛有限公司、中車青島四方機車車輛股份有限公司等車輛制造廠對車輛檢修制度進行了進一步探索和完善[2-4]。各地的城軌維保單位也不斷探索優(yōu)化車輛維保模式，提出了均衡修的檢修理念。上海、廣州及成都等眾多城市相繼研究并采用了均衡修的檢修制度[5-7]。

采用均衡修模式能降低車輛在修時間，提升車輛可靠度和上線率。為更好地服務，從頂層設計上提升車輛基地檢修工藝水平，有必要對采用均衡修后的城軌車輛基地工藝設計進行研究和探索。

1 均衡修與傳統(tǒng)檢修的區(qū)別

均衡修由傳統(tǒng)計劃修衍變而來，基于列車可靠度和零部件故障周期來調(diào)整列車檢修規(guī)程[8]，基于零部件的可靠度檢修理念對檢修內(nèi)容和檢修時間進行優(yōu)化，創(chuàng)造合適的維修條件，從而大大縮短列車的維修停庫時間，提高列車利用率和運行可靠性，降低維護成本，縮小車輛基地建設規(guī)模。均衡修的主要目的是提高車輛的可靠度和上線率。

均衡修與《地鐵設計規(guī)范》中的車輛傳統(tǒng)檢修(以下簡為“規(guī)范檢修”)存在很大差別。

1)檢修理念不同。規(guī)范檢修采用預防性維修理念，在車輛發(fā)生故障之前進行維修，但不能明確故障發(fā)生的具體時間或者周期。如預防性維修的檢修周期大大短于故障實際發(fā)生周期，則存在過度維修的情況。均衡修以可靠度為基礎(chǔ)，需通過運營經(jīng)驗總結(jié)出零部件的故障發(fā)生周期，并根據(jù)其可靠度制定檢修修程。

2)檢修規(guī)程設計的對象不同。規(guī)范檢修模式以整個車輛為單元來編制檢修內(nèi)容及計劃。均衡修更關(guān)注車輛零部件的故障及其發(fā)生的周期。

3)檢修地點及檢修用時不同。在規(guī)范檢修模式下，年檢、三月檢及雙周檢需分別在定修庫及雙周三月檢庫內(nèi)完成，且不同修程的檢修用時也完全不同；在均衡修模式下，檢修工作基本在雙周三月檢庫就能完成，且檢修用時相對固定。

1.1 檢修修程

均衡修模式與傳統(tǒng)檢修模式的修程見表1。

表1 均衡修模式與傳統(tǒng)檢修模式的修程

由表1可見，在均衡修模式下，傳統(tǒng)檢修的定修、三月檢、雙周檢等由均衡修+專項修替代。不同維保單位的均衡修內(nèi)容有所不同。廣州地鐵A型車的均衡修和專項修主要檢修內(nèi)容見表2[9]。

表2 廣州地鐵A型車的均衡修與專項修檢修內(nèi)容

1.2 檢修工藝流程

根據(jù)《地鐵設計規(guī)范》，定修修程屬于定期檢修，需先將運用車進行扣車，轉(zhuǎn)換為檢修車后再利用檢修設施進行檢修。實施均衡修后，定修內(nèi)容被分解為若干項均衡修，縮短了車輛檢修時間，無需將列車轉(zhuǎn)為檢修車，即可利用檢修設施進行修程。與傳統(tǒng)修相比，均衡修更充分地利用了車輛段內(nèi)列車日常整備作業(yè)設施。實施均衡修后，列車檢修作業(yè)流程見圖1。

2 均衡修模式對車輛基地設計規(guī)模的影響

與傳統(tǒng)檢修模式相比，均衡修模式下的車輛檢修修程和工藝流程變化較大。采用均衡修后，檢修車數(shù)大幅縮減，對配屬車數(shù)及車輛基地設計規(guī)模產(chǎn)生較大影響。

圖1 實施均衡修后的車輛檢修作業(yè)流程

2.1 配屬車數(shù)

根據(jù)《地鐵設計規(guī)范》，地鐵配屬車數(shù)P配為運用車數(shù)P運、備用車數(shù)P備和檢修車數(shù)P檢三者之和，即：

P配=P運+P備+P檢

(1)

P備通常根據(jù)設計年度按照運用車數(shù)的5%～10%取值。根據(jù)相關(guān)規(guī)范及文獻[10]，P檢通常為在修的架修車數(shù)P架、大修車數(shù)P大、定修車數(shù)P定、三月檢車數(shù)P月、雙周檢車數(shù)P周之和，即：

P檢=P架+P大+P定+P月+P周

(2)

實施均衡修后，有：

P檢=P架+P大+P均衡

(3)

式中：

P均衡——均衡修在修車數(shù)。

根據(jù)檢修修程及其工藝流程，均衡修的檢修規(guī)模為：

P均衡=P運NDα/250

(4)

式中:

N——一年中均衡修發(fā)生次數(shù)；

D——均衡修檢修用時；

α——不均衡系數(shù)，需考慮專項修對均衡修的影響；

250——每年實際工作天數(shù)。

由式(1)—式(4)，在均衡修模式下，有：

P配=(P大+P架+P備)+P運(1+NDα/250)

(5)

以某地鐵線路為案例線路進行分析，案例線路長度為43.1 km，其設計遠期運用車數(shù)為47列，在開行交路和全日行車計劃一致的情況下，采用傳統(tǒng)檢修模式和均衡修模式的各配屬車數(shù)指標見表3。

表3 不同模式下的配屬車數(shù)指標

由表3可知，與傳統(tǒng)檢修模式相比：均衡修模式的P檢較少，故P配也較少；在P配一定的情況下，均衡修P檢減少，則P運增加，列車上線率得到提高，這與實際情況相符；均衡修模式的檢備率更低，更能符合《地鐵設計規(guī)范》中的20%檢備率遠期要求。

2.2 車輛基地規(guī)模

根據(jù)《地鐵設計規(guī)范》，車輛基地主要由運用整備設施(停車列檢庫(棚)及周月檢庫)及檢修設施(定修及大架修庫)組成。

按照案例線路的線路條件及運營數(shù)據(jù)，結(jié)合表3，可得出2個修程車輛基地的主要設計規(guī)模，見表4。

由表4可見：與傳統(tǒng)檢修車輛基地設計規(guī)模相比，均衡修車輛基地設計規(guī)模更小，其檢修列位可節(jié)省4個。按照B型車6輛編組、大架修段采用1 000 m2/輛的標準進行計算：與采用傳統(tǒng)檢修模式相比，采用均衡修模式可平均減少征地面積24 000 m2(36畝)，節(jié)省建筑面積約5 000 m2，按工程概算指標可節(jié)約車輛基地工程投資約0.67億元。

3 結(jié)語

本文將均衡修與傳統(tǒng)檢修進行了對比分析，根據(jù)案例線路的指標，分析計算了傳統(tǒng)檢修模式和均衡修模式下的車輛檢修工藝流程、車輛基地設計規(guī)模，得出了以下結(jié)論：

1)從檢修理念、檢修對象及檢修時間等方面來看，均衡修是一種更先進的車輛檢修模式。

2)實施均衡修模式，能減少車輛檢修的調(diào)車作業(yè)量，工藝流程更優(yōu)。

3)經(jīng)過計算和分析：采用均衡修模式能節(jié)省全線車輛的配屬車總數(shù)，或能在配屬車總數(shù)一定的情況下減少檢修車數(shù)，從而提高車輛的上線率，提升地鐵運營服務質(zhì)量。

表4 不同檢修模式下的車輛基地設計規(guī)模

4)經(jīng)過計算和分析，采用均衡修模式，能在一定程度上縮減車輛基地設計規(guī)模，有利于節(jié)約土地,減少工程投資。

當前，均衡修模式尚處于發(fā)展時期，雖存在著檢修標準不統(tǒng)一、檢修時間不均衡等諸多問題，但其檢修制度的先進性不可忽視。