动车所检修作业计划优化方法研究

白俊贤

摘要：随着社会的发展，高速铁路在旅客运输中的作用越来越重要，占据的位置也越来越高。动车组作为运输系统中的重要运载工具，在保证动车组安全高效的运行，提高铁路运输组织的服务与水平方面，对动车组的运用管理的要求越来越高。而与动车组的管理问题关系最紧密的是运用计划与检修计划，所以动车组的运用检修计划在整个高铁运输系统中有着举足轻重的作用。

关键词：动车所;检修作业;优化方法;

1、动车组检修计划

1.1为确保动车组的行车安全

动车运用所应该依照相关准则向动车组展开维修，还要制定一套车辆检修规程。检修规程中明确了不同车辆的检修要求、地点、检修包的内容以及作业时间长短、检修周期、检修模式等内容，是动车组进行检修作业的重要依据和规范。

1.2检修策略

检修策略指对设备进行相关检修作业时机的控制方式。当前分为3个大类：定期检修、视情检修和事后检修。

1.3检修地点

目前，在我国能进行动车组检修的地点有动车段和动车运用所。动车段进行高级检修作业;而动车运用所可以进行除了高级检修作业以外的其他检修任务，如日常检修、临时检修等。一般来说，运用所能对所有动车组展开维修;同样，动车组能在任何一个动车运用所完成检修作业。

1.4检修作业时长及内容

通常为使动车组有个较好的运行条件，采用编号法来规定检修作业的内容，并由低到高进行排序，对应的检修内容也不断增加，检修时间随着变长。不同级别检修作业的接续问题，通常遵循“向下兼容”的规则，就是在结束一次的检修任务后，对该级别以下的全部检修作业清零，重新开始计算。综合国外动车组运用与检修的经验，考虑我国自主的设计、检修和运用的技术水平，铁路总公司制定了相应的检修制度来全面的规范动车组的检修作业，明确了列车的五级检修规程，还标准化了相关的规章制度，进一步完善了动车组检修制度。其中，一、二級检修为运用检修，三至五级检修为定期检修。一级修完成列车日常的外观检查、小部件的更新和故障排查等内容;二级修保障列车安全运行的检修，针对系统及零部件等内容的专项检修;三级修是保证运行质量的检修，基本对转向架、牵引动力系统一类的重要设备展开的拆分检修。

1.5检修周期

动车组在进行连续两次级别相同的检修作业之间的期限称为该级别检修的周期标准，是列车进行检修作业的根据。运行期限通过列车的累计运行值来计算，按照参考内容的不同，分为累计走行里程和累计运用时间两种标准。列车运行时可以以一种标准为参考，也可以两个标准同时进行约束。当同时使用两种标准时，一般遵循“先到先修”的方法，即只要有一个标准满足就进行检修作业，完成检修之后所有的数据清零重新开始计算。还有各级别的检修内容有“向下兼容”的性质，在完成某级别的检修时，对该级别以下的所有检修累计参数清零，重新开始计算。例如，某二级检修的作业时长为5小时，进行该项检修作业时，在不影响作业的情况下可以顺带进行一级检修作业。还有，为了能均衡安排生产达到效益最大化，对于检修标准的时间或者里程约束允许一定比例的提前或延后，通常该延误比例为10%。

2、动车所调车作业计划优化方法

2.1优化方法

动车所调车作业计划是动车所检修作业计划最核心的计划之一，也是编制后续一系列计划的基础。本章首先归纳了动车所调车作业计划编制的要素，分析了问题的优化目标和主要约束。然后，利用时空网络表示方法，对问题从数学角度进行了抽象。其次，基于一系列假设，将动车所调车作业计划优化编制问题构建为整数规划模型，并对模型的线性化方法和扩展方法进行了讨论。最后，以小规模算例以及上海南动车所的实际案例验证了模型的有效性。

2.2动车所检修作业主要考虑的因素

2.2.1股道能力约束

股道能力约束是指：在任何时刻，动车所任一股道所能停放的动车组数量都不应该超过其所能停放的最大数量。动车所股道能力与股道有效长密切相关。一般来说，股道有效长越长，能停放的动车组数量越多。实践中，通常采用（标准列）列位数的概念来表示动车所股道能力。例如，某条动车所股道拥有2个列位，就说明这条股道可以同时停放2列短编组动车组或1列长编组动车组。

2.2.2进路冲突约束

进路冲突约束要求在一份可行的动车所调车作业计划中，不存在冲突（敌对）进路对。这里的动车所进路包括入所进路（或称为到达进路、接车进路）、出所进路（也称为出发进路、发车进路）以及调车进路。由于一条进路由股道区段和道岔等要素构成，冲突进路对意味着两条进路至少拥有一段共同的股道区段或至少拥有一个共同的道岔，并且两条进路的执行时间有重叠交叉。

2.2.3进路执行时间约束

在本章中，定义执行某条进路所需的时间长度为“进路执行时间”。在一份可行的动车所调车作业计划中，实际的进路执行时间应不小于预先规定的最小进路执行时间。例如，进路1预先规定的最小进路执行时间为5分钟，则在调车作业计划中，若使用这条进路，则应保证进路的终止时间与开始时间之差不得小于5分钟。值得说明的是，最小进路执行时间的测算问题本身是非常复杂的。

2.2.4工序作业时间标准约束

实际上，工序作业时间标准约束包含以下三方面的具体内容：①在一份可行的动车所调车作业计划中，每列进行一级检修的动车组都需完成检修工序和清洗工序;②不论是检修工序还是清洗工序，一旦工序开始之后就不能被中断，直至工序完成为止。这也意味着，对每道工序来说，其只能被分配到一条股道上完成。③每道工序的实际作业时间应不得短于预先规定的工序作业时间标准。一般来说，长编组动车组一级修检修工序的作业时间标准为150分钟，清洗工序的作业时间标准为60分钟;短编组动车组则分别为80分钟和30分钟。

2.2.5时间窗约束

在本文的研究中，假设不允许发生列车延误。也就是说，动车组按照运用计划（时刻表或运行图）规定的时刻到达动车所，并在运用计划规定的离所时刻离开动车所。定义动车所入所时刻与离所时刻之间的时间段为动车组维修时间窗，在此时间窗内，动车组必须完成检修工序和清洗工序。值得说明的是，动车组调车作业原则上应采用自走行的方式，因此，编制调车作业计划一般无需考虑调机资源相关约束。

结束语：

动车组检修工作是保障动车组列车安全运行的关键。随着中国高速铁路不断建成通车，投入运营的动车组数量也日益增多，这些数量庞大的动车组列车给动车所检修工作人员带来了前所未有的压力和挑战。为了保证检修工作按质按量并有条不紊地完成，就需要事先编制动车所检修作业计划。动车所检修作业计划是指导动车所检修工作组织的核心文件，是串联和协调动车组各项检修任务、动车所检修作业人员以及动车所检修设施设备的关键。

参考文献：

[1]刘隽.高速铁路动车组检修正点率统计分析系统的研究[J].铁道运输与经济，2019，41（01）：80-84.

[2]王金波.浅谈动车组运行与检修[J].科技经济导刊，2018，26（29）：53+55.

[3]陈定君.动车组运行故障分析及维修措施[J].中国战略新兴产业，2018（36）：235.

[4]王斌，黄玲，郑亚晶，张鲁生.动车组周转和到发线运用方案的综合优化研究[J].交通运输系统工程与信息，2018，18（03）：175-181.

[5]丰雪霏.动车组运用检修的修程修制优化与实践[D].中国铁道科学研究院，2018.