王麗紅,徐 彥
(鄭州鐵路職業技術學院 車輛工程學院,河南鄭州450052)
2009年鄭州市地鐵1、2號線一期工程全面動工;兩條地鐵線路的竣工時間分別定為2013年和2015年。
鄭州地鐵車輛采用4動2拖6輛編組的B型車,設計壽命為30年。眾所周知,地鐵車輛是運送乘客的載體,是地鐵運營管理的關鍵。良好完善的檢修模式不僅能夠延長車輛的使用壽命,確保運營安全,降低運營成本,提高經濟效益,還是地鐵建設和運營的重要技術數據和依據。以地鐵1號線一期工程為例,對其擬采用的檢修模式進行分析研究,并提出了一定的改進建議。
鄭州地鐵1號線一期工程起于西流湖以西的凱旋路站,止于規劃的體育中心站,線路全長26.2 km,均為地下線,設站20個。按照目前我國現行GB 50157-2003《地鐵設計規范》的規定,在綜合考慮了鄭州市軌道交通線網規劃和1號線的實際情況,一期工程于起點處凱旋路站以西、鄭上路以北設停車場(凱旋路停車場),于終點處京珠高速以東、鄭開大道以北設車輛段與綜合基地(鄭東車輛段)。車輛段、停車場分布情況見圖1。

圖1 1號線車輛段、停車場分布示意圖
其中鄭東車輛段負責1號線范圍內全部列車的定修、臨修、架修、廠修需要(包括2、3號線車輛的廠、架修),而1號線近、遠期列車的停車、列檢及雙周、三月檢功能由鄭東車輛段和凱旋路停車場共同承擔。車輛段及停車場檢修設計規模見表1,停車列檢能力分配見表2。

表1 車輛段(場)檢修設計規模表

表2 停車列檢能力分配表
鄭州地鐵車輛擬采用的檢修制度仍然是日常維修和定期檢修相結臺的檢修制度,即預防性計劃修制度,其檢修修程可分為廠修、架修、定修、三月檢、雙周檢和列檢6個等級,具體運用檢修指標見表3。

表3 車輛運用檢修指標表
鄭州地鐵1號線運營初期配車數為150輛,共25列,具體配屬車輛數量見表4。

表4 配屬車輛數量表
配屬車數不僅是確定車輛定期維修設施規模和日常維修設備規模的依據,也是系統購車的依據,涉及到城市軌道交通的服務水平,并直接影響到工程的投資。
配屬車數NP=NY(運用車數)+NB(備用車數)+NJ(檢修車數),從上式可以看出,減少檢修車數NJ或備用車數NB就可直接減少配屬車數NP。
通常檢修車數NJ的計算為:NJ=(NY+NB)i,其中i為檢修系數,是各級修的修程系數之和,由此可見,檢修車數與車輛的檢修制度密切相關;而車輛合理的檢修周期和檢修庫停時間又可減少備用車數NB??傊囕v的配屬車數直接受車輛檢修模式的影響。
車輛段(場)的建設規模取決于車輛的年檢修工作量,而車輛年檢修工作量又取決于車輛配屬量、檢修周期和檢修庫停時間。
(1)車輛年檢修工作量
廠修:N1=S/L1
架修:N2=S/L2-N1
定修:N3=S/L3-N1-N2
三月修:N4=S/L4-N1-N2-N3
雙周檢:N5=S/L5-N1-N2-N3-N4
式中S為全年車組走行公里(由行車組織專業提供);L1,L2,L3,L4,L5為廠修、架修、定修、三月檢、雙周檢的定檢公里;N1,N2,N3,N4,N5為廠修、架修、定修、三月檢、雙周檢的年檢修工作量(列)。
(2)檢修列位數

式中Q為檢修列位數;N為全年檢修工作量(列);t2為車輛檢修庫停時間(天);a為檢修不平衡系數,推薦值:廠修、架修取1.1,定修、三月檢、雙周檢取1.2;c為工作班制,定修及以上修程均按1班制考慮,其余修程均按2班制考慮;d為全年法定工作天數(250天)。
表5是鄭州地鐵1號線車輛檢修任務量,該數據決定了車輛段(場)建設規模(見表1、表2)。因此在配屬車輛數量既定的情況下,采用合理的檢修模式將會大大降低車輛段的建設投資,節約運營成本。

表5 車輛檢修任務量表
由于我國各城市地鐵車輛不盡相同,目前地鐵車輛的檢修修程尚未有統一規定。表6列舉了北京、上海、廣州等地的車輛檢修修程。

表6 各地車輛檢修修程表
從表6可以看出,鄭州地鐵參考了國內外先進的地鐵檢修經驗,在檢修修程上采用了雙周檢和三月檢,避免了月檢、雙月檢等存在重復檢修的項目,以達到壓縮檢修庫停時間,提高出車率,節約成本的目的。這也是鄭州地鐵車輛檢修模式的一個亮點。
從表3可以看出(以近期天數為例),廠、架修及定修的檢修時間分別為35天、20天和8天,時間較長。并且車輛一到廠、架修等大修程,不論車輛的實際使用時間、質量狀況如何,都需按其檢修修程的內容進行全部作業,在一定程度上造成了車輛、材料和人工的浪費。
建議利用列車運行停運窗口時間將其檢查內容分散在幾個時段及不同場臺進行,即采用均衡修方式。均衡修可用圖2形象表示:原修程(計劃修)將若干小時數的維修工作以每天24 h計,集中在幾天內完成(圖中斜線區域),車輛需停運數日;而均衡修則將若干小時數的維修工作分布在較長時間內完成,每天僅需數小時(圖中實心無色區域),并且這數小時也建議利用列車在非運營時問和非高峰時間進行,見圖3。
一般情況下,地鐵的運營時間為5:00—24:00,這樣只需要在5:00—24:0 0這一時間段(圖3中無色區域)提供列車上線運營,其余時間(圖3中斜線區域)可以用來做車輛的維修。另外,根據客流,在上下班高峰期多提供列車上線運營,高峰期過后可將列車逐步下線,并做列車的檢查、保養維修,使檢修工作分散而均勻。

圖2 車輛均衡修方式示意圖

圖3 地鐵車輛運作模式示意圖
從表3可以看出,運營初期備用車數僅為2列,到近期和遠期后,備用車數增加到5列和6列,數量明顯增加。建議要不斷摸索和積累經驗,在逐年運行的基礎上形成了經驗公式,估算出車輛段需要保有的備用車數,在保證運營的前提下,盡可能減少備用車數,從而避免資源閑置。
此外,運營近期的檢修車數也偏高,達到了4列,車輛檢修率過高,利用率較低,建議通過優化現有檢修模式以降低檢修車數,從而減少檢修臺位,進而壓縮車輛段的建設規模,節約投資和運營成本。
目前鄭州東車輛段的設計占地面積為0.3 km2,其中廠架修列位4列(含2、3號線廠架修列位),占地面積偏大,并且存在拆遷量較大的問題。由于鄭州地鐵車輛擬采用的檢修方式是以互換修為主,部分零部件現車修為輔的作業方式。建議車輛的零部件不在各車輛段進行修理,而是集中由委外的專業工廠修理,再通過物流等方式運送到各車輛段,以便兼顧到路網內其他線路,實現資源共享最大化。這樣,在車輛段檢修庫內僅做一些檢測和更換零部件的作業,可壓縮車輛段的建設規模,回避大量拆遷,節約成本。
良好的檢修模式不但可以減少車輛的投資,還可壓縮車輛基地的規模以及檢修人員的配備,從而降低地鐵運營成本,提高經濟效益。鄭州地鐵起步較晚,其檢修模式參考了國內外成熟地鐵的先進經驗,有一定的獨特性和優越性。但是,鄭州地鐵車輛的檢修模式畢竟還是屬于傳統的預防性計劃修制度,因此地鐵車輛的檢修制度和檢修周期,應在車輛制造商提供的要求基礎上,根據長期的實踐經驗,逐步提高和完善。
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[4]GB 50157-2003.地鐵設計規范[S].