動車所檢修作業計劃優化方法研究

白俊賢

摘要：隨著社會的發展，高速鐵路在旅客運輸中的作用越來越重要，占據的位置也越來越高。動車組作為運輸系統中的重要運載工具，在保證動車組安全高效的運行，提高鐵路運輸組織的服務與水平方面，對動車組的運用管理的要求越來越高。而與動車組的管理問題關系最緊密的是運用計劃與檢修計劃，所以動車組的運用檢修計劃在整個高鐵運輸系統中有著舉足輕重的作用。

關鍵詞：動車所;檢修作業;優化方法;

1、動車組檢修計劃

1.1為確保動車組的行車安全

動車運用所應該依照相關準則向動車組展開維修，還要制定一套車輛檢修規程。檢修規程中明確了不同車輛的檢修要求、地點、檢修包的內容以及作業時間長短、檢修周期、檢修模式等內容，是動車組進行檢修作業的重要依據和規范。

1.2檢修策略

檢修策略指對設備進行相關檢修作業時機的控制方式。當前分為3個大類：定期檢修、視情檢修和事后檢修。

1.3檢修地點

目前，在我國能進行動車組檢修的地點有動車段和動車運用所。動車段進行高級檢修作業;而動車運用所可以進行除了高級檢修作業以外的其他檢修任務，如日常檢修、臨時檢修等。一般來說，運用所能對所有動車組展開維修;同樣，動車組能在任何一個動車運用所完成檢修作業。

1.4檢修作業時長及內容

通常為使動車組有個較好的運行條件，采用編號法來規定檢修作業的內容，并由低到高進行排序，對應的檢修內容也不斷增加，檢修時間隨著變長。不同級別檢修作業的接續問題，通常遵循“向下兼容”的規則，就是在結束一次的檢修任務后，對該級別以下的全部檢修作業清零，重新開始計算。綜合國外動車組運用與檢修的經驗，考慮我國自主的設計、檢修和運用的技術水平，鐵路總公司制定了相應的檢修制度來全面的規范動車組的檢修作業，明確了列車的五級檢修規程，還標準化了相關的規章制度，進一步完善了動車組檢修制度。其中，一、二級檢修為運用檢修，三至五級檢修為定期檢修。一級修完成列車日常的外觀檢查、小部件的更新和故障排查等內容;二級修保障列車安全運行的檢修，針對系統及零部件等內容的專項檢修;三級修是保證運行質量的檢修，基本對轉向架、牽引動力系統一類的重要設備展開的拆分檢修。

1.5檢修周期

動車組在進行連續兩次級別相同的檢修作業之間的期限稱為該級別檢修的周期標準，是列車進行檢修作業的根據。運行期限通過列車的累計運行值來計算，按照參考內容的不同，分為累計走行里程和累計運用時間兩種標準。列車運行時可以以一種標準為參考，也可以兩個標準同時進行約束。當同時使用兩種標準時，一般遵循“先到先修”的方法，即只要有一個標準滿足就進行檢修作業，完成檢修之后所有的數據清零重新開始計算。還有各級別的檢修內容有“向下兼容”的性質，在完成某級別的檢修時，對該級別以下的所有檢修累計參數清零，重新開始計算。例如，某二級檢修的作業時長為5小時，進行該項檢修作業時，在不影響作業的情況下可以順帶進行一級檢修作業。還有，為了能均衡安排生產達到效益最大化，對于檢修標準的時間或者里程約束允許一定比例的提前或延后，通常該延誤比例為10%。

2、動車所調車作業計劃優化方法

2.1優化方法

動車所調車作業計劃是動車所檢修作業計劃最核心的計劃之一，也是編制后續一系列計劃的基礎。本章首先歸納了動車所調車作業計劃編制的要素，分析了問題的優化目標和主要約束。然后，利用時空網絡表示方法，對問題從數學角度進行了抽象。其次，基于一系列假設，將動車所調車作業計劃優化編制問題構建為整數規劃模型，并對模型的線性化方法和擴展方法進行了討論。最后，以小規模算例以及上海南動車所的實際案例驗證了模型的有效性。

2.2動車所檢修作業主要考慮的因素

2.2.1股道能力約束

股道能力約束是指：在任何時刻，動車所任一股道所能停放的動車組數量都不應該超過其所能停放的最大數量。動車所股道能力與股道有效長密切相關。一般來說，股道有效長越長，能停放的動車組數量越多。實踐中，通常采用（標準列）列位數的概念來表示動車所股道能力。例如，某條動車所股道擁有2個列位，就說明這條股道可以同時停放2列短編組動車組或1列長編組動車組。

2.2.2進路沖突約束

進路沖突約束要求在一份可行的動車所調車作業計劃中，不存在沖突（敵對）進路對。這里的動車所進路包括入所進路（或稱為到達進路、接車進路）、出所進路（也稱為出發進路、發車進路）以及調車進路。由于一條進路由股道區段和道岔等要素構成，沖突進路對意味著兩條進路至少擁有一段共同的股道區段或至少擁有一個共同的道岔，并且兩條進路的執行時間有重疊交叉。

2.2.3進路執行時間約束

在本章中，定義執行某條進路所需的時間長度為“進路執行時間”。在一份可行的動車所調車作業計劃中，實際的進路執行時間應不小于預先規定的最小進路執行時間。例如，進路1預先規定的最小進路執行時間為5分鐘，則在調車作業計劃中，若使用這條進路，則應保證進路的終止時間與開始時間之差不得小于5分鐘。值得說明的是，最小進路執行時間的測算問題本身是非常復雜的。

2.2.4工序作業時間標準約束

實際上，工序作業時間標準約束包含以下三方面的具體內容：①在一份可行的動車所調車作業計劃中，每列進行一級檢修的動車組都需完成檢修工序和清洗工序;②不論是檢修工序還是清洗工序，一旦工序開始之后就不能被中斷，直至工序完成為止。這也意味著，對每道工序來說，其只能被分配到一條股道上完成。③每道工序的實際作業時間應不得短于預先規定的工序作業時間標準。一般來說，長編組動車組一級修檢修工序的作業時間標準為150分鐘，清洗工序的作業時間標準為60分鐘;短編組動車組則分別為80分鐘和30分鐘。

2.2.5時間窗約束

在本文的研究中，假設不允許發生列車延誤。也就是說，動車組按照運用計劃（時刻表或運行圖）規定的時刻到達動車所，并在運用計劃規定的離所時刻離開動車所。定義動車所入所時刻與離所時刻之間的時間段為動車組維修時間窗，在此時間窗內，動車組必須完成檢修工序和清洗工序。值得說明的是，動車組調車作業原則上應采用自走行的方式，因此，編制調車作業計劃一般無需考慮調機資源相關約束。

結束語：

動車組檢修工作是保障動車組列車安全運行的關鍵。隨著中國高速鐵路不斷建成通車，投入運營的動車組數量也日益增多，這些數量龐大的動車組列車給動車所檢修工作人員帶來了前所未有的壓力和挑戰。為了保證檢修工作按質按量并有條不紊地完成，就需要事先編制動車所檢修作業計劃。動車所檢修作業計劃是指導動車所檢修工作組織的核心文件，是串聯和協調動車組各項檢修任務、動車所檢修作業人員以及動車所檢修設施設備的關鍵。

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