胶轮有轨电车维修策略探讨

■ 邱明江 吴志添 林孚才 郭莉佳

1 概述

当前城市轨道交通快速发展，我国各大城市陆续规划及建设城市轨道交通项目，新的轨道交通产品不断涌现，同时其运营检修理念也不断创新，给车辆运维工作带来挑战及机遇。

车辆是城市轨道交通系统中的主要组成部分，承担着乘客运输载体的职能，车辆的性能和质量直接决定了其服务水平，其安全、可靠、高效的运营关系到国家财产安全和人民生命安全，对轨道交通运营起着至关重要的作用。

胶轮有轨电车是多种机械、电气、通信、控制等新技术高度模块化的机电一体化设备。目前胶轮有轨电车在我国属于新型制式交通系统，无成熟维修经验可参考，结合轨道交通系统维修现状，探讨制定经济合理、切实可行的胶轮有轨电车检修制度，确定胶轮有轨电车的维修方式，为胶轮有轨电车维修提供基础性支持，确保胶轮有轨电车安全运行，并可降低运营成本，延长其使用寿命。

2 胶轮有轨电车技术特点

胶轮有轨电车是一种采用橡胶轮胎，利用电力驱动技术在专用线路上实现载客的小运量公共交通系统。车辆通过走行轮、内侧导向轮在专用U形轨道梁上运行，导轨梁通过滑块式水平移动道岔与前后线路衔接，实现胶轮有轨电车行驶方向的转换，车辆最高运行速度80 km/h。

胶轮有轨电车主要设备技术特点[1]：

（1）转向架系统。车辆转向架为带有自动转向的单轴结构，由构架、牵引机构、走行轮、导向轮、电动总成、二系悬挂系统及其他零部件组成。走行轮轮胎采用充氮气的橡胶轮胎，轮胎设有内置防爆钢圈应急保护装置及胎压监测报警装置，设计寿命可满足走行距离不小于80 000 km的要求；导向轮采用实心橡胶轮胎；转向架悬挂系统采用二系悬挂，车体与转向架构架之间安装减振弹簧及垂向液压减振器，并设置限位装置。

（2）车体。车体结构设计寿命不少于30年，采用轻质铝合金结构材料；车辆及其内部设施使用不燃材料，车体的内外墙体之间以及底架与地板之间采用吸湿性小、膨胀率低、性能稳定的隔热、隔声材料。

（3）牵引供电方式。车辆采用车载储能动力电池及车站储能装置充电供电方式。车辆底部设置充电刀片，利用停站时间向车载电池充电；车站储能装置充电电压为DC 640 V；牵引电机采用永磁同步电机，系统防护等级为IP67，在平直道、定员（AW2）工况下，储能动力电池充满电时，续航里程不小于150 km。

（4）辅助电源系统。由辅助变流器、蓄电池等组成。辅助变流器容量可满足车辆在各种工况下的使用需求；列车头尾各设置1组蓄电池，额定电压110 V，容量可满足列车在故障情况下应急照明、外部照明、空调紧急通风、车载安全设备、开关门1次、广播、通信等系统工作不低于45 min的要求。

（5）制动系统。车辆制动方式分为电制动和机械制动，制动系统根据车辆荷载自动调整制动力大小。列车在实施电制动时，制动能量被车载储能装置吸收转化为电能；机械制动为液压制动，通过制动夹钳摩擦制动盘制动。制动系统由行车制动、应急制动和停车制动组成。

（6）其他特点。车钩后端部设有可复原的能量吸收缓冲装置，可吸收速度为10 km/h的空载列车与静止的空载列车相撞时产生的冲击能量；车辆根据系统紧急疏散模式设置2处乘客紧急疏散出口，并配置疏散设施；采用无人干预列车运行模式；客室内设乘客与运营控制中心（OCC）间交互的对讲通信设施、乘客信息系统；OCC设置针对每个车厢的视频监控系统，列车头车设朝向车外的摄像头，并接入控制中心的运营控制网；车辆控制系统可实现自动唤醒、休眠和自动运行功能；车辆具备故障检测、轻微故障自动修复或自动切除功能，修复后转为自动运行模式，切除后转为降级运行模式。

3 有轨电车检修现状

目前我国有轨电车检修体制及作业方式主要参照地铁车辆检修标准，即按车辆的运行里程和周期，确定不同的检修制度，对车辆进行日常维护保养、检查和小、中、大修。各公司根据实际情况有自主维保、委外维保等维保模式[2-3]。我国有轨电车车辆检修制度见表1。

采用传统计划预防修的主要原因有：

（1）有轨电车初期运营经验较少，为保证车辆的安全和维修质量，最好采用这种比较安全可靠的检修体制；

（2）运营初期车辆各系统间都在磨合，系统不稳定可能导致故障发生，如果检修周期过长，不利于车辆故障的发现和排除；

（3）车辆的管理、技术、检修人员对车辆系统、功能、故障的诊断和分析等方面尚处于学习阶段，需要长时间来积累和掌握车辆系统知识；

（4）车辆本身软硬件及检修相关的基础设备在运营初期通常无法一次性配置和优化到位，需按需求与阶段在时间上循序渐进进行配置与优化；

（5）运营初期，车辆检修部门存在与其他专业、部门、环节的摸索期与磨合期，可以借此来实现各部门间的协调配合，摸索如何更好地运营。

4 胶轮有轨电车维修策略

根据目前深圳、上海、广州有轨电车的计划预防修制度，结合胶轮有轨电车特殊的车/轨关系及车辆特点，胶轮有轨电车运营初期前3年可采用计划预防修及故障修制度，3年后宜采用以技术状态修为主、计划预防修为辅的检修策略。从常规计划预防修向状态修、均衡修过渡，降低车辆、设备设施的生命周期成本，提高利用率。

4.1 计划预防修

根据预定的列车检修计划，列车需定期完成一系列的维护项目，如日检、月检、季检、大修。维护项目根据服务量和个别设备的维护要求来确定。部分车辆系统、部件，如转向架系统、车钩系统等可采用状态性维护策略，以部件状态修作为辅助，将维护工作量、停工期和相关成本降至最低。胶轮有轨电车检修周期见表2。

表1 我国有轨电车车辆检修制度

日检/双日检：主要对与车辆行车安全相关的部分转向架、车钩、走行轮、车下各箱体及列车牵引、制动、控制系统等进行日常性技术检查。

月检：主要对影响行车安全的车辆重要系统，如转向架、车钩、走行轮、车下各箱体及列车牵引、制动、控制系统等功能进行重点检查。

季检（包括换轮）：主要进行车辆重点部件及系统状态检查，部件清洁、润滑，更换磨耗件。对车辆易损部件进行检查更换；对牵引、制动、控制系统进行全面检查、调试；对蓄电池根据需要进行检查或更换；对车辆轮胎的磨损情况进行全面检查，并更换轮胎。

大修：对车辆包括车体在内进行全面分解，特别是走行部进行分解，全面检查、修理，并更换部分部件。对车辆各系统进行全面检测、调试及试验；对转向架、动力电池、空调、牵引电机、制动系统、车钩、车门、座椅和各种电气控制装置等部件进行分解、检查、修理、更换；对仪表仪器进行校验、检查及整修；结合技术改造对部分系统进行全面更换。

4.2 故障修

故障修分为正线车辆故障维修和段内车辆故障维修。当正线车辆电气或机械故障时，集合技术人员进行紧急维修，快速恢复车辆正常状态，减少车辆运营延误；当段内车辆出现故障时，集合技术人员进行维修，通过检修、调试作业恢复车辆正常状态，以达到车辆运营要求。

4.3 状态修

状态修对车辆的自动化和智能化程度提出了更高的要求，需要车辆各系统设备及零部件有极高的可靠性及可用性。对关键部件设置高精度传感器实时监测其状态是否满足运营需求。具体方案可以通过“状态修需要达到的条件”和“延长消耗品的维护周期”2个方面实施。

表2 胶轮有轨电车检修周期[1]

4.3.1 状态修需要达到的条件

（1）车辆各子系统状态反馈。列车运行中，车辆各子系统运行数据（如电机电流、电压，制动压力值变化，列车速度等）能够实时远程发送至OCC。在OCC监控屏上能够查询所有车辆各子系统实时状况，并可以统计数据值的分布情况。

（2）车载视频监控和OCC远程对讲、广播。车辆上设置各角度视频监控设备，实时传输画面至OCC，提高无线传输带宽，保证OCC能够实时了解车厢内情况。设置远程对讲和广播系统，便于特殊情况时OCC能够进行广播并与乘客紧急对讲。

（3）列车各类紧固件防松升级。各类紧固件采用行业最新的防松方案，延长紧固件松动周期。关键位置紧固件利用人工智能图像识别技术进行位置监控，如车钩紧固件、转向架紧固件等。当发现有紧固件异动时，进行状态性维修。

（4）车辆元器件高度集成化。对车辆各子系统控制类元器件进行高度集成化设计，发生故障或有某一回路故障时可以直接置换相关模块，缩短故障处理时间及工作量。

（5）减少电路继电器设计。最大限度减少电路继电器的设计，采用LCU无触点的逻辑控制技术方案，避免继电器触点失效引起的车辆故障。

（6）制动闸片厚度监测。增加传感器监测制动闸片厚度，当磨损至设定值时，触发报警，反馈状态至车辆控制屏。维修人员可以根据反馈情况更换制动闸片。

（7）设置信号系统与车辆管控界面接口。增加信号系统与牵引系统的技术接口，包括列车非紧急降级模式下信号系统直接管控牵引系统；设置信号系统与车辆TCMS系统的技术接口，包括列车唤醒、休眠、自检、蠕动等功能。

（8）重点系统状态全方位监测。实施状态修，主要难点在于机械结构件的检查，对于重点结构件系统，可以采用各类传感器进行全方位监测。例如，转向架部分，维修人员可以根据传感器的状态对其进行检修，保障车辆的安全稳定运行。

4.3.2 延长消耗品的维护周期

在保证齿轮箱油、车门润滑油、轮胎、空调滤网等消耗性备品安全和服务质量的前提下，优化相关材料，提高其使用周期，降低人工成本。

通过状态修对车辆各系统进行优化，提高现有车辆的质量，降低设备故障率。状态修对比预防维修模式，将会大量减少故障率，减少故障修产生的工作量，并且可以减少故障时所需解决问题的工作人员。

5 结束语

为使车辆检修满足轨道交通高效运营的要求，车辆检修需结合先进的检修技术，并配以现代科学的管理方法。相比传统的计划预防修和故障后维修，状态修有较大优势，对检修人员的工作效率具有积极促进作用，并大大减少车辆因检修而造成的库停时间。先进的检修方式、高素质的检修维护人员以及各类检修资源的良好配合，才能在车辆检修和管理运营中起到相互促进的作用[5]。