南京地鐵小行車輛段大修、架修能力的研究

韋蘇來 周鳴語 吳桂虎

(1.南京地下鐵道有限責(zé)任公司，210019，南京;2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，610031，成都∥第一作者，教授級(jí)高級(jí)工程師)

南京地鐵小行車輛段為南京地鐵線路已建成的唯一的大修、架修車輛基地，現(xiàn)承擔(dān)已開通線路1號(hào)線一期、1號(hào)線南延線和2號(hào)線的列車大修、架修任務(wù)。隨著南京地鐵線網(wǎng)的調(diào)整，10號(hào)線一期工程配屬列車的大修、架修任務(wù)也納入到小行車輛段。此外，南京地鐵已開通線路的行車密度已經(jīng)超過原設(shè)計(jì)密度，在配屬列車沒有增加的情況下，列車年走行公里已超過相關(guān)要求。這導(dǎo)致列車檢修周期比原設(shè)計(jì)提前，部分列車已經(jīng)欠修;小行車輛段既有檢修規(guī)模已無法滿足1、2、10號(hào)線列車檢修需要。基于這種狀況，迫切需要對(duì)線網(wǎng)大修、架修需求和該車輛段大修、架修能力進(jìn)行詳細(xì)分析，以便為小行車輛段改擴(kuò)建工程提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

1 小行車輛段既有情況

1.1 小行車輛段現(xiàn)狀

小行車輛段隸屬于南京地鐵1號(hào)線，于2004年建成投用，占地約31 hm2。現(xiàn)設(shè)有停車列檢線、月檢線、架修線、試車線(長約1 300 m)等線路，已建成停車列檢庫、架定修庫等檢修車間與綜合樓等輔助生產(chǎn)房屋約87 700 m2。目前，架定修庫內(nèi)設(shè)有2.5個(gè)架修列位(含架落車臺(tái)位)，但無轉(zhuǎn)向架檢修間、輪軸檢修間、車輛架修配套的檢修車間等(原設(shè)計(jì)時(shí)，車輛大修考慮利用社會(huì)資源委外檢修，段內(nèi)預(yù)留大修條件)，目前轉(zhuǎn)向架檢修均采用人工檢修，檢修工裝簡易，其他零部件檢修采用委外方式。

1.2 小行車輛段大修、架修的檢修計(jì)劃

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定與南京地鐵檢修計(jì)劃，2010年小行車輛段已完成7列列車架修，2011年已完成7列列車架修，2012年9月底前將完成剩余6列列車架修。因既有配屬列車年走行公里數(shù)超標(biāo)，計(jì)劃2013年開始進(jìn)行1號(hào)線一期配屬列車的大修。

2 小行車輛段功能定位研究

2.1 南京市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃

根據(jù)南京市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，南京市域軌道交通體系由都市圈軌道交通和城市軌道交通構(gòu)成，共計(jì)22條線路。其中，14條城市軌道交通線路，總長約480 km;8條都市圈快速軌道交通線路，總長約295 km。線網(wǎng)總長775 km。為滿足城市發(fā)展需要，至2020年南京市軌道交通線路將達(dá)365 km。

2.2 南京市軌道交通線網(wǎng)車輛基地規(guī)劃

根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，全線網(wǎng)整合車輛基地，南京地鐵車輛的大修、架修采用合修制，以合理利用車輛維修資源，最大限度地實(shí)現(xiàn)資源共享。遠(yuǎn)景規(guī)劃共設(shè)置18條聯(lián)絡(luò)線，通過換乘站誠信大道站和機(jī)場路站兩處的聯(lián)絡(luò)線，實(shí)現(xiàn)A型車線路連通。遠(yuǎn)景規(guī)劃車輛大修、架修基地共8處，小行車輛段為南京地鐵線網(wǎng)性的車輛大修、架修基地之一。

2.3 小行車輛段功能定位

小行車輛段的功能主要是承擔(dān)南京地鐵1號(hào)線配屬小行車輛段的列車日常運(yùn)用任務(wù)、列車周月檢任務(wù)，承擔(dān)1號(hào)線配屬列車的定/臨修任務(wù)以及其他有關(guān)任務(wù)，并承擔(dān)1、2、10號(hào)線配屬列車的大修、架修任務(wù)(承擔(dān)線路長度為115.7 km)。

3 小行車輛段大修、架修能力的需求分析

3.1 大修、架修能力需求的理論分析

3.1.1 檢修指標(biāo)

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》和《城市快速軌道交通項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)要求，結(jié)合南京地鐵已經(jīng)投用的運(yùn)營檢修指標(biāo)，本次計(jì)算采用的車輛檢修修程及檢修指標(biāo)見表1。

表1 檢修指標(biāo)表

3.1.2 檢修規(guī)模

根據(jù)2011年《南京軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃》，小行車輛段承擔(dān)1、2、10號(hào)線車輛大修、架修任務(wù)，其工作量計(jì)算見表2、表3。

表2 1、2、10號(hào)線車輛檢修工作量表(2020年)

從表2計(jì)算結(jié)果分析，至2020年，1、2、10號(hào)線車輛大修、架修需要3.23列位，取整為3.5列位。

表3 1、2、10號(hào)線車輛檢修工作量表(2045年)

從表3計(jì)算結(jié)果分析，至2045年1、2、10號(hào)線遠(yuǎn)期車輛大修和架修需要4.47列位，取整為4.5列位。若10號(hào)線遠(yuǎn)期車輛大修不納入小行車輛段，則小行車輛段承擔(dān)1、2號(hào)線車輛大修、架修和10號(hào)線車輛架修，需要大修、架修3.63列位，取整為4列位。

3.2 大修、架修能力的實(shí)際需求分析

3.2.1 按實(shí)際需要的檢修次數(shù)分析

因南京地鐵1、2號(hào)線投入運(yùn)營后，實(shí)際客流比預(yù)測客流量更大，為提高列車準(zhǔn)點(diǎn)率、舒適度，縮短1、2號(hào)線行車間隔，在配屬列車不增加的條件下，列車走行里程已達(dá)13.5～15.5萬km/年(最高達(dá)20萬km/年)，而設(shè)計(jì)參考的走行里程指標(biāo)是10～12萬km/年。這直接導(dǎo)致既有列車檢修周期的提前，使檢修任務(wù)量增大。即運(yùn)行3.5～4年就達(dá)到50～60萬km的架修作業(yè)指標(biāo)，運(yùn)行7～8年就將達(dá)到100～120萬km的大修指標(biāo)。根據(jù)南京地鐵目前檢修計(jì)劃和列車實(shí)際走行里程推算，至2012年全部車輛架修完畢時(shí)，最后1列車的走行里程將超過80萬km，導(dǎo)致列車發(fā)生欠修現(xiàn)象。

為了保證車輛安全運(yùn)行，計(jì)劃于2013年開始進(jìn)行1號(hào)線一期工程配屬列車的大修工作，于2014年開始進(jìn)行1號(hào)線南延線工程和2號(hào)線工程配屬列車的架修工作。至2014年將出現(xiàn)1列列車大修、2列列車架修、3列列車檢修同時(shí)發(fā)生的情況。小行車輛段大修、架修任務(wù)年度分解計(jì)劃見表4所示。

從表4可以看出:從2014年開始，小行車輛段均將出現(xiàn)3列列車同時(shí)檢修，而2018年后每年均將出現(xiàn)4列列車同時(shí)檢修的局面，2025年將出現(xiàn)4列列車大修的局面;各年度車輛檢修工作量有較大的不均衡性。

通常車輛檢修不均衡性主要由行車計(jì)劃、車輛配屬、檢修計(jì)劃、檢修工藝、檢修定員、檢修裝備、備品備件等多種因素引起的，正常大修、架修不均衡系數(shù)為1.1(參考 TB 10004—2008/J 833—2009《鐵路機(jī)務(wù)設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范》)。

表4 小行車輛段大修、架修任務(wù)年度分解計(jì)劃表

考慮到1號(hào)線南延線、2號(hào)線列車將于2014年開始進(jìn)行架修作業(yè)，故本次取2014年起10年內(nèi)的檢修次數(shù)來核算不均衡系數(shù)。即，在2014—2023年，1號(hào)線將進(jìn)行1次架修、11/6次大修，1號(hào)線南延線將進(jìn)行2次架修、1次大修，2號(hào)線將進(jìn)行2次架修、1次大修，10號(hào)線將進(jìn)行1次架修、1/3次大修，總共需要6次架修、25/6次大修(理論上則是4次架修、10/3次大修)。本次用大修、架修的檢修時(shí)間來換算檢修工作量(大修按35 d考慮，架修按20 d考慮):

1)實(shí)際上需要的檢修時(shí)間為265.8 d。

2)理論上需要的檢修時(shí)間為196.7 d。

3)不均衡系數(shù)為 265.8 d/196.7 d=1.351。

由于小行車輛段實(shí)際不均衡系數(shù)較正常值發(fā)生了較大變化，故需對(duì)大修、架修規(guī)模進(jìn)行適當(dāng)修正。考慮到后期增配車輛陸續(xù)投入運(yùn)營，列車年走行公里超標(biāo)的情況將得到改善，故僅考慮在1、2、10號(hào)線近期的大修、架修理論計(jì)算規(guī)模的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正。經(jīng)計(jì)算，小行車輛段實(shí)際需要的大修、架修規(guī)模，經(jīng)取整后為4個(gè)列位。

3.2.2 按實(shí)際走行的公里數(shù)分析

以下用近年實(shí)際的年走行公里數(shù)，對(duì)1、2、10號(hào)線2020年的大修、架修規(guī)模進(jìn)行驗(yàn)算(見表5)。

表5 按車輛實(shí)際走行公里測算2020年1、2、10號(hào)線車輛檢修工作量表

從表5計(jì)算結(jié)果可以看出，通過車輛實(shí)際年走行公里計(jì)算，其1、2、10號(hào)線2020年的大架修規(guī)模為4.54列位，取整為4.5個(gè)大架修列位，與表2中2020年的理論計(jì)算值相比其不均衡系數(shù)為1.39。

3.3 大修、架修規(guī)模

從理論上分析，小行車輛段承擔(dān)1、2、10號(hào)線車輛大修、架修時(shí)，近期需要大修、架修規(guī)模為3.5列位，遠(yuǎn)期需要大修、架修規(guī)模為4.5列位。若小行車輛段遠(yuǎn)期僅承擔(dān)1、2號(hào)線車輛大修、架修和10號(hào)線車輛架修(遠(yuǎn)期可考慮10號(hào)線車輛大修由線網(wǎng)其他A型車大修、架修基地承擔(dān))，則需要大修、架修規(guī)模為4列位。

從實(shí)際需要檢修次數(shù)上分析，小行車輛段承擔(dān)1、2、10號(hào)線車輛大修、架修時(shí)，其大修、架修規(guī)模近期需4列位，遠(yuǎn)期的檢修則趨于正常。

從實(shí)際走行公里數(shù)上分析，小行車輛段承擔(dān)1、2、10號(hào)線車輛大修、架修時(shí)，其大修、架修規(guī)模近期需4.5列位，遠(yuǎn)期的檢修則趨于正常。

據(jù)上分析，并結(jié)合資源共享、節(jié)約投資、避免重復(fù)建設(shè)、避免再擴(kuò)建對(duì)運(yùn)營干擾等因素，小行車輛段按遠(yuǎn)期大修、架修規(guī)模4.5列位一次實(shí)施到位較合理。

4 小行車輛段大修、架修擴(kuò)能改造實(shí)施建議

通過對(duì)小行車輛段大修、架修能力與需求的分析可知，南京地鐵車輛大修、架修已經(jīng)迫在眉睫。為解決好部分車輛架修欠修和車輛大修能力不足問題，小行車輛段應(yīng)在2013年前完成車輛段大修、架修的擴(kuò)能改造工程，在具體實(shí)施過程中，主要應(yīng)做好以下兩方面的工作:

1)受城市化進(jìn)程和客流上升等不確定性因素影響，南京地鐵已開通線路的原設(shè)計(jì)依據(jù)與現(xiàn)實(shí)情況有較大變化，近期的車輛檢修工作量的不均衡性系數(shù)已達(dá)到1.4～1.5。考慮到遠(yuǎn)期規(guī)模與修正后的近期規(guī)模無明顯差別，因此，大修、架修的檢修設(shè)施宜按遠(yuǎn)期規(guī)模一次實(shí)施到位。

2)因小行車輛段受既有地形條件和周邊環(huán)境限制，其改造工程已無法按遠(yuǎn)期大修、架修規(guī)模實(shí)施，結(jié)合線網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線、車型、車輛基地分布情況，可考慮將10號(hào)線車輛遠(yuǎn)期大修調(diào)整至3號(hào)線秣周車輛段(線網(wǎng)A型車大修、架修基地)承擔(dān)。因此，小行車輛段應(yīng)按不少于1、2號(hào)線遠(yuǎn)期車輛所需大修、架修和10號(hào)線遠(yuǎn)期架修的規(guī)模實(shí)施(4列位，同時(shí)滿足了理論上1、2、10號(hào)線近期大修、架修的需要)。對(duì)于近期暴露出列位可能不足的問題，可通過臨時(shí)利用車體外裝臺(tái)位、架落車臺(tái)位來彌補(bǔ)，也可通過調(diào)整檢修班制、增加關(guān)鍵部件的備品件來解決，以避免工程投資的浪費(fèi)。

5 對(duì)新線車輛段設(shè)計(jì)的啟示

本文限于篇幅，無法展開論述南京地鐵線網(wǎng)車輛基地資源共享、線網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線設(shè)置、大修和架修車輛段布置及關(guān)鍵零部件集中修等研究內(nèi)容，但此次小行車輛段大修、架修能力研究正是其中的子課題。通過本次研究，對(duì)新線車輛段的設(shè)計(jì)有如下啟示:

1)目前全國各城市均已出現(xiàn)城市化進(jìn)程加快、客流上升、車流密度加大等情況，結(jié)合南京地鐵實(shí)際運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，新線車輛基地設(shè)計(jì)時(shí)大修、架修的設(shè)施宜按遠(yuǎn)期一次性建成。

2)新線車輛段設(shè)計(jì)還需考慮備用車數(shù)、備品備件、檢修效率等因素的影響。

3)考慮到設(shè)計(jì)前期條件(如線路長度、配屬車數(shù)、行車密度、列車上線率等)的不確定性，檢修不均衡系數(shù)宜適當(dāng)放大，新線車輛段設(shè)計(jì)時(shí)的檢修規(guī)模應(yīng)留有一定富裕量。

4)為了縮短現(xiàn)車檢修時(shí)間、減小車輛備用率，應(yīng)加強(qiáng)換件修制度的落實(shí)。

5)隨著運(yùn)營線路的增加、行車速度的提高、車輛制造水平的提升等因素的影響，車輛各級(jí)檢修修程的制定也都隨之受到影響，宜對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范作適當(dāng)修訂(如對(duì)檢修指標(biāo)、初期車輛備用率等)。

［1］ GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ 建標(biāo)104—2008城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］ TB 10004—2008/J 833—2009鐵路機(jī)務(wù)設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］ 張雄.地鐵車輛段設(shè)計(jì)規(guī)模的探討［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，1998(1):99.

［5］ 李強(qiáng).地鐵車輛段廠房組合［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，1999(增刊1):65.

［6］ 胡建忠，蔡俊，朱捷.明珠線寶鋼車輛段設(shè)計(jì)的探索與實(shí)踐［J］.都市快軌交通，2003(3):33.

［7］ 肖瑞金編譯.國外地鐵車輛段的設(shè)計(jì)和車輛維修設(shè)施［J］.都市快軌交通，2005(2):75.

［8］ 張瓊燕，劉循，洪海珠.上海城市軌道交通北翟路車輛段擴(kuò)能工程仿真研究［J］.城市軌道交通研究，2011(5):36.

［9］ 尚漾波，葉霞飛.城市軌道交通車輛段規(guī)模影響因素分析［J］.中國科技論文在線，2008(10):731.