國內高鐵與城軌電動車組運用檢修模式分析研究

何 東

（無錫地鐵運營有限公司，江蘇無錫 214174）

自2007年4月18日鐵路第6次大提速之后，國內軌道交通建設高速發展，電動車組得到廣泛應用，國人越來越多地享受到現代化、高科技電動車組產品帶來出行方式、生活觀念甚至是公共素養上的改變。面對越來越龐大的電動車組規模，高昂的檢修成本已日益束縛電動車組的應用發展，科學檢修已經成為刻不容緩的課題。文章以高鐵電動車組及城市軌道交通（以下簡稱“城軌”）電動車組檢修為研究對象，充分研習雙方維保模式發展，對比雙方維保模式在具體工況、修程演進優化、智慧運維建設、運用檢修設施利用情況等方面的不同特點，從而取長補短，借鑒高鐵電動車組更合理的修程修制、線網化維修資源共享設置、庫房設施高效利用、智能化運維推進等檢修模式優勢，實現優化城軌電動車組現有檢修模式的目標。

1 車輛工況對比分析

國內高鐵動車組的設計速度通常為200 km～400 km/h，且高鐵線路站間距較長，因此對車輛設備穩定性及安全性均有十分嚴格要求。城軌電動車組設計速度一般為80～120 km/h，且城軌站間距一般為1 km～2 km，啟停頻繁，對列車加減速性能有較高要求，車輛具體應用工況對比如表 1所示。

表1 車輛應用工況對比

同時，由于速度等級差異，高鐵電動車組對空氣動力學有較高要求，因此車頂、車下設備、司機室造型以及風擋連接設施等均采用流線型設計，導致維修難度上升，但車下設備艙內的設備箱體整體抗污染能力增強。

城軌電動車組由于速度等級低，空氣動力學效應并不明顯，并且運行于隧道及高架橋環境，碳粉、閘瓦金屬粉末等導電粉塵極易堆積。車下設備采取敞開式吊掛策略，各個設備布置及可維修性雖有所提升，但相關電氣箱設備污染程度較為嚴重，如車下電抗器等設備因金屬導電粉塵污染過重，以及雨雪等極端天氣容易發生線圈絕緣擊穿等情況，因此城軌電動車組在車下電氣設備防塵設計及除塵工作方面需要作出適應性調整。

2 運用檢修模式對比分析

2.1 高鐵電動車組修程

國內高鐵電動車組的修程基本可分為一級修、二級修、三級修、四級修、五級修5級修程，其中一級至五級維修為傳統計劃修演變而來，狀態修是通過對各設備進行智能檢測、可靠性分析、數據積累分析逐步實現部件狀態修。對故障修同樣是進行標準化體系搭建，分為運行中故障應急處置以及庫內故障處理，并制定了相應支撐標準。修程修制框架圖如圖1所示，維修周期如表 2所示。

表2 高鐵電動車組維修周期

圖1 高鐵電動車組修程修制基本框架

2.2 城軌電動車組修程

城軌電動車組修程根據《地鐵設計規范》（GB 50157-2013），基本可分為日檢、雙周檢、三月檢、定修、架修、大修等修程，他們彼此之間有一定的對應關系，根據電動車組廠家及運營環境、運營時限的不同，也會出現適應性變化。原則上參照車輛供貨商建議的維修保養計劃，按照定點（在車輛段固定軌道）、定時（按運用時限或公里數）、定量（按照檢修規程進行分解、檢查、修理、組裝、試車、竣工交驗）的方式進行。高鐵電動車組與城軌電動車組修程對應關系如表3所示。

表3 高鐵與城軌電動車組修程對應關系

2.3 修程修制演進及優化

2.3.1 高鐵電動車組修程修制

均衡修實施方面，以CRH2、CRH380A系列動車組為例，采取基本檢修包+周期包（60天包、90天包、180天包、360天包）形式，使得檢修人員很容易接受理解檢修內容和檢修周期，比目前均衡修實施的均1～均12識別度要簡明且易識別。

高級修方面，仍以CRH2、CRH380A系列電動車組為例，根據《中國鐵路總公司關于擴大 CRH2 型動車組高級修周期間隔延長擴大實車驗證的通知》（鐵總運函[2016] 938號）和《中國鐵路總公司關于擴大 CRH380A（L）型動車組高級修周期間隔延長擴大實車驗證的通知》（鐵總運函[2017] 331號）文件，國鐵集團選取3 組CRH2A和3組CRH380A型動車組開展高級修延長實車驗證，主要是將三級修周期由現有的60萬km延長至120萬km，同時《中國鐵路總公司關于推進動車組及和諧型機車修程修制改革的指導意見》（鐵總機輛[2019] 54 號）文件關于延長各類部件檢修周期的要求也為城軌電動車組架大修公里數延長提供了切實的實踐依據。當然，針對諸多車載電子器件故障規律并不遵循浴盆曲線的情況，城軌電動車組還要根據自身故障特征，確定合理的架大修周期。

2.3.2 城軌電動車組修程修制

隨著國內電動車組設計制造水平不斷提高以及檢修技術逐步發展，列車可靠性得到大幅提升，城軌電動車組雙日檢（多日檢）以及均衡修已經在國內逐步推廣，部分車輛已經采用系統修策略。檢修模式均在向以可靠性為中心的維修方向不斷發展。

高鐵電動車組修程修制大幅進步對城軌電動車組也有較好的啟發意義，高鐵電動車組的一級檢修周期從最初4 000 km進一步延長到5 500 km，這表明國產車輛設備運行可靠性已顯著上升，城軌電動車組也可以將高鐵電動車組一級檢修周期公里數作為多日檢檢修周期的上限值進行參考，以無錫地鐵2號線單日最大走行公里數560 km計算，城軌電動車組多日檢的時間間隔上限約為 7天。

3 智能運維及狀態修發展

目前，各大城軌公司及各動車段均在智能運維方面作出深入研究和應用探索，例如正線在線聲波、紅外線、激光、圖像識別等檢測技術應用，場段輪對動態檢測、列車智能檢修機器人以及車載軸承、牽引變流器等設備溫度和狀態監測。通過對大數據信息管理平臺的整合，形成智能化運維平臺，對車輛異常狀態進行實時預警，使維護部門及時獲得列車亞健康報警數據等。目前正致力于從計劃修制度下的機械實施預防維修演進到狀態維修，及時采取干預措施，有效防止發生行車或客運服務安全事件。上海地鐵“RISE”車輛智能運維系統和上海鐵路局集團動車組健康管理與運維決策平臺以及智能檢修機器人等（圖2、圖3），可有力指導現場狀態修策略實施，并大幅降低車輛運維成本。

圖2 動車組健康管理與運維決策平臺

圖3 庫內巡檢機器人

當然，信息系統及大數據應用仍需遵循“必要性”原則，通過對列車運用情況及時總結，分析篩選出必要的狀態監控設備，對設備運行情況及數據進行監控，反饋必要信息數據。如果不加甄別，各種設備監控手段均予應用，首先監控設備本身誤報會對列車駕駛及判斷造成較大干擾，另外監控設備本身故障也需修復，同時對后臺信息處理系統開發造成巨大壓力，因此對于信息系統不加監控的列車設備，可以根據其故障影響大小分別實施計劃修或者故障修。

4 運用檢修設施對比分析

高鐵動車所在規劃之初便建立于線網化基礎之上，因此動車所不固定為某一條線路服務，它們為大型路網樞紐服務，通過資源優化和互補，動車所較城軌車輛檢修車間有如下優勢。

4.1 股道利用率高

國內城軌檢修車間基本為全檢修股道上蓋庫房結構，電動車組入庫修竣后不再轉軌。動車所與此不同，擁有露天存車線及庫區檢修線，檢修完成后轉軌至露天存車線。比如城軌電動車所單線配置23列車，無論是否需要檢修都需停放至檢修股道，而按照動車所停靠設置，只需將檢修車輛停放至庫區檢修線，其余都可停靠到露天存車線，可有效減少上蓋庫房結構的建設成本，提高其檢修利用率。

4.2 場段基地配置共享

目前城軌線路建設過程中，車輛段、停車場拆遷征地往往都是難題，很多時候成為線路按時開通的瓶頸因素，高鐵動車組利用其路網信號、供電等各系統互聯互通優勢，通常可以根據正線運營需要，及時調整各動車所發車計劃，讓其為多個路網樞紐服務，同時許多異地過夜高鐵電動車組若發生故障也可以在異地得到及時修復。城軌電動車組如果實現線網互聯互通，就可以實現場段集中建設共享，從而減少車輛段及停車場頻繁征地拆遷及建設工作，場段設備也可以共享使用，提高場段大型設備利用率。

4.3 場段維修資源共享

為擺脫單線別維修需求配置造成極大浪費的困擾，可根據運營實際設備使用經驗，從線網級角度考慮統籌配置，采取集中式部件維修、線網級備件配置，貼合線網需求的人員培訓機制，達到資源有效利用的目的。

5 結語

我國高鐵憑借其體制優勢、規模優勢、人才優勢，并結合市場新技術的發展，逐步探索更加優化的高鐵電動車組維保模式，發展日漸成熟，對城軌電動車組維保有如下借鑒意義。

（1）通過借鑒高鐵電動車組修程演進的經驗，城軌電動車組也可以將高鐵電動車組的一級檢修周期公里數作為多日檢檢修周期的上限值進行參考，以無錫地鐵2號線單日最高公里數測算，多日檢最高檢修間隔可為7天。均衡修方面，城軌電動車組均衡修打包可以以基本包+周期包的形式，方便作業者識別作業系統檢修周期，為后續系統修打下基礎。架大修方面也可以根據設備運行穩定性情況，適當延長檢修周期。

（2）根據必要性原則，布置正線、場段以及車載在線監測系統，建立大數據健康診斷平臺，不斷推進城軌電動車組的狀態修發展。

（3）通過建設露天存車線，可以提升檢修庫房利用率，節約寶貴建設資金。通過建設線網共享車輛基地，讓基地為多線路服務，避免車輛場段重復建設及減少征地拆遷工作，同時可以提升場段設備的利用率。

（4）城軌電動車組因速度等級低，車下電氣設備的金屬粉塵及碳粉等污染較重，應著重做好車下電氣設備及箱體的防塵設計及除塵工作。