杭海城际铁路盐官车辆段架、大修规模及产能研究

2020-12-07田晟

现代城市轨道交通 2020年11期

田晟

摘要：城市轨道交通运营单位的车辆维修部门除进行常规的日检、双周检、三月检和年检之外，在列车运营年限到达 5 年/10 年或运行公里数达到 60/120 万km 时，还需要对列车进行全方位深度拆解维修（架、大修），以恢复列车整体性能，检修列车深度故障，使之达到符合运营标准的技术状态。借鉴国内多个城市多家地铁的架、大修维修模式和检修工艺流程，结合自身线路设计的车辆配属数，对杭海城际铁路工程项目的盐官车辆段架、大修基地进行规模研究和产能分析，并根据车辆段内架、大修设备设施的设计参数进行维修能力核算，综合证明目前的设计是否符合该条线路运营后的架、大修维修需求，是否具备线网资源共享的条件，以在设计之初对海宁地区后续地铁的架、大修维修需求做好充分考量和充足准备。

关键词：城市轨道交通;架、大修;规模;工艺流程;架、大修能力计算

中图分类号：U279.4

1 研究背景

杭海城际铁路是中华人民共和国国家发展和改革委员会批复的《浙江省都市圈城际铁路近期建设规划》中的一条在建线路，是中华人民共和国财政部第一批PPP示范项目之一，由浙江省轨道交通运营管理集团有限公司负责运营。线路全长48.18 km，设有13座车站，由杭州余杭高铁站至海宁碧云路站（近期暂缓开通）。线路初期配属列车17 列/68辆，车辆编组采用3动1拖B型车。

车辆架、大修由于维修程度深，维修级别高，需要专门的设备设施和场地，而且车辆架、大修基地属于线网公用。目前杭海城际铁路尚处于建设阶段，因此选配架、大修设备设施，优化工艺布局，核算年维修能力，并结合线网车辆配属数和维修需求，综合评估车辆段架、大修基地维修能力是否满足需求是十分有必要的;海宁地区后续线网规划的架、大修维修需求需要计算分析和数据支持，在这一背景下，该条线路初期、中期、远期的车辆段架、大修生产能力，以及考虑后续线网规划前提下的车辆段架、大修的生产能力则是主要的研究目标。

2 车辆架、大修的工艺流程及作业内容

2.1 架、大修工艺流程

车辆架、大修作业需要对车辆进行全面的清洗、解体、检测、修复、油漆、试验、组装、调试等工作，具体各项子部件的检修方法及维修深度是由车辆制造厂商给出的维修手册决定。其工艺设计的主要内容为车辆的车体和转向架两大部件的分解维修工作，同时需要对车辆上其他设备、部件进行更细小范围的拆解、清洗、检测、修复试验和组装，最终完成整车组装。

车辆架、大修工艺流程如图1所示。

2.2 架、大修主要作业内容

架修是对车辆的重要部件，特别是转向架及轮对、电机、电器、空调机组、车钩缓冲器、制动系统等进行分解、清洗、检查、探伤、修理、试验、更换报废零部件，对电子部件进行清洗及试验，对蓄电池进行充放电作业。

大修是对车辆各部件和系统包括车体在内进行全面的分解、检查及修复，结合技术改造对部分系统部件进行更换或者升级，对车辆进行全面调试。

车辆架、大修工序流程如图2所示，主要作业内容如表1所示。

3 盐官车辆段架、大修库规模

盐官车辆段联合检修库即架、大修库和定修线（不含辅跨办公楼层）建筑面积为17255.26m2，共有五大分区，分别为吹扫库、静调库、定修线、架临修线和架、大修生产区。

（1）吹扫库。主要承担架、大修车辆的全车清洁、吹扫工作，是列车入库维修的第一步。

（2）静调库。主要承担架、大修车辆在维修完成后的静态调试工作，以整车为试验目标，测试所有例行功能以及技术改造后的试验功能，作为列车架、大修后的静态功能检查环节，为列车进行动态功能试验做准备，是列车维修出库的倒数第二步。

（3）定修线。GB 50157-2013《地铁设计规范》中将定修、架修、大修定义为预防性维修策略中的定期检修规程，故地铁车辆的检修设施中，可以将车辆定、临修设施与架、大修设施集中置于大型的联合检修车库内，避免了设备的重复设置，便于工作中的联系和管理，最大可能实现资源共享和简约利用，同时使总平面图不仅整齐方正，还可以节约用地面积。一般来说，有些地铁公司架、大修基地设有大架修线用于从车体上拆卸受电弓、空调，而盐官车辆段未设计大架修线，故可用定修线代替大架修线功能，在架、大修列车架车之前进行受电弓、空调与车体分离，保证后续车辆架、大修维修工艺的流畅性。

（4）架临修线。分别在临修线和架车线设置移动式架车机和固定式地下架车机各1台，主要承担架、大修车辆入库维修时车体与转向架的分解工作，及维修完成后车体与转向架的组装工作，是车辆进行架、大修的关键步骤。目前，盐官车辆段架车线和临修线各设置1列位，其他地铁存在多列位临修线的规模设置，在资源合理紧凑化利用的情况下，临修线也可作为车体总装线使用。

（5）架、大修生产区。目前，盐官车辆段架、大修生产区主要设置的功能分区有转向架检修区、轮轴检修区、车体检修间、空调检修间、钩缓检修间、受电弓检修间、制动检修间、门窗检修间、空压机检修间、减震器检修间、电机电器检修间、机械检修间和电子检修间。各个检修区域负责对列车解体后的各系统部件进行深度、全面的检查、维修和试验，是架、大修规程中的基本中间环节。架、大修生产区平面图如图3所示。由图可以看出，盐官车辆段架、大修库的运用是以车辆的固定架车机线为主體进行设计的，车体、转向架、各系统部件车间围绕其布置，以达到作业顺畅的目的。各机电、电子检修车间分别环绕转向架检修工区和车体检修工区布置，从工艺设计上方便了各项作业的协调开展，优化了设施资源，是提高维修效率的原则体现。同时，为满足架、大修工艺流程依次布置，以及各项架、大修专用设备的合理调用，架、大修库（不含定修线）设置了基本辅助设备，用于电、气、给排水、物料回收、机械检修等各项作业，具体如表2所示。

从规模设置上来说，若劳动力需求充足，工艺设备完整，维修资源齐全、充分可用的情况下，车体检修间单根股道长为26 m，共设置5根股道，总长为130m，电客车长度为80.840 m，即盐官车辆段架、大修库一次性可承担1.6（130÷80.840 = 1.6）列，由于架、大修作业以整车为单位，即一次可承担1列位架、大修任务。考虑远期配属车辆数上升，临修线也可作为总装线使用，因此在饱和状态下一次可承担2列位架、大修任务。查阅行业相关资料，由于杭海城际铁路的速度为120 km/h，连通杭州与海宁两地，属于跨区市域轨道交通，根据T/CRS C0101-2017《市域铁路设计规范》可以得知，车辆架、大修库规模应根据列车对数、列车编组、配属车辆数量、检修周期及检修时间计算确定，车体检修间的尺寸应根据维修任务量、检修工艺和检修时间计算确定。

因此，根据现有的架、大修库规模，本文将对盐官车辆段的架、大修产能进行定量分析。

4 盐官车辆段架、大修产能计算

4.1 理论能力计算

根据架、大修的工艺流程，在不考虑劳动力需求的情况下，城市轨道交通车辆基地架、大修的能力与架、大修总装线的数量有关。上文提到，盐官车辆段架、大修总装线在线路正常生产期可承担的架、大修列位为1 列位，在架、大修满负荷生产期为2列位。

盐官车辆段架、大修能力计算主要的依据如下。

（1） GB 50157-2013标准规定的车辆架、大修定期检修周期如表3所示。

（2）《杭州至海宁城际铁路工程初步设计说明书》中根据本线车辆配属及检修制度计算全线的检修工作量，确定的设计规模如表4所示，规划的配属车辆如表 5所示。

（3）DG/TJ 08-109-2017《城市轨道交通设计规范》规定的车辆架、大修需要的时间如表6和表7所示。

表6和表7中需要注意以下几点：① “停修时间”和“库停时间”为每日一班值所需天数，若采用其他工作班制时，“停修时间”和“库停时间”应作相应调整;②若车辆部件需送别线检修或委外检修时，相应停修时间应考虑回送需要的时间;③检修周期根据车辆检修里程、运行时间先到者先办理的原则。

如果采用GB 50157-2013的数据计算：每年的工作日按251天取值，盐官车辆段架、大修1条总装线可以总装（近期）251÷35 = 7.2 列大修车，251÷20 = 12.55 列架修车;总装（远期）251÷32 = 7.8 列大修车，251÷18 = 13.9 列架修车。这里考虑以常态化架、大修开始为基本点，每5年车辆要进行1次架修或者大修，根据表4检修工作量计算可以得出：（近期）大修与架修检修工作量比为0.4 ： 0.23 = 1.7 ： 1，即修程合理时大修与架修的车辆列位比是1.7 ： 1，实际生产以取整为主，所以可以认为是1 ： 1，即盐官车辆段架、大修1条总装线1年可以总装架、大修车各4 列（即251÷（35+20）= 4列），共8 列;（远期）大修与架修检修工作量比0.65 ： 0.37=1.7 ： 1，即修程合理时大修与架修的车辆列位比也是1.7 ： 1，因此可得1条总装线1年可以总装架、大修车各5 列（251÷（32+18）= 5列），共10 列。

如果采用DG/TJ 08-109-2017的数据，本文将杭海城际铁路车辆套用小型车模型进行计算，由于规范中没有具体指明检修时间是否是库停时间，因此参考行业相关资料按库停时间计算，每年的工作日按251 天取值，则盐官车辆段架、大修1条总装线可以总装251÷30 = 8.3列大修车，251÷16 = 15.6 列架修车。从表7小型车检修制度中可以看出，将远期与近期的检修能力都统筹到一个取值，若每5 年车辆要进行1次架修或者大修，，可以计算得出：大修与架修检修工作量比为15.6 ： 8.3 = 1.8 ： 1，即修程合理时大修与架修的车辆列位比是1.8 ： 1，实际生产以取整为主，则认为还是1 ： 1，即盐官车辆段架、大修1条总装线1年可以总装架、大修车各5列（即251÷（30+16）= 5列），共10列。

从以上计算结果可以看出，DG/TJ 08-109-2017的设计数据趋向于采用GB 50157-2013中的远期设计数据，这是因为通常同一批次的列车交付时间需2年左右，随着公里数的增加，列车是逐渐进入架、大修修程的。为了使车辆均衡进入修程，可以通过合理调度人为地调节列车走行公里。

4.2 实际能力计算

目前杭海城际铁路工程项目线路共有1条线，总长48.18 km（含后期碧云路站开通），对这一条线路的每公里配属列车数进行归纳，如表8所示。

从表8可以得出，以远期数据考虑每百公里配属列车数应为87列。

理想的状态是5年为一个周期完成所有配属列车的架、大修，也就是说每年中都会有部分车辆进行架修，部分车辆进行大修，而一个5年中会对所有配属的列车至少进行1次架修或者大修，每年约修理总配属车辆数的20%。

如果根据GB 50157-2013的计算结果，按1条总装线考虑，盐官车辆段架、大修库每5年可以修理40列（即1条×8列×5年 = 40列）车，大于表5中近期、中期的配属列车数，也就是说杭海城际铁路工程这一条线从近期至中期5年内可以完成所有配属车辆的架、大修。而对于远期来说，盐官车辆段架、大修每5年可以修理50列（即1條×10列×5年 = 50列）车，这也大于表5中远期的配属列车数42列，满足杭海城际铁路工程远期5年内完成所有配属车辆架、大修的要求。

如果根据DG/TJ 08-109-2017的计算结果，按1条总装线考虑，盐官车辆段架、大修库每5年可以修理50 列（即1条×10列×5年 = 50列）车，因此杭海城际铁路工程这一条线从近期至远期5年内可以完成所有配属车辆的架、大修。

从以上计算可以看出，盐官车辆段架、大修工艺产能符合该条线路的生产需求。

经过进一步计算可以得知：如果按2条总装线考虑，盐官车辆段架、大修库每5年可以修理100列（即2条×10列×5年=100列）车，大于海宁的轨道交通每百公里87列的列车配属数，即理想状态下盐官车辆段架、大修库可以承担3条合计约100 km长线路的车辆的架、大修任务，如果海宁的轨道交通后续还有线路，盐官车辆段架、大修基地具备远期资源共享的条件，为城市轨道交通线网化及社会化资源解决提供了支持。对于小型车而言，具有2条架、大修总装线的车辆段，如果承担100 km线路的架、大修，其能力偏大，但考虑到架、大修的检修不平衡系数为1.1，有一定的富裕量也是合理的。

从以上计算可以看出，车辆段的架、大修产能主要取决于架、大修维修线的数量和架、大修停修时间，此计算是远期的修理能力，由于城市轨道交通车辆随着客流的增加逐步购置，修理量是逐渐增加的。实际结合杭海城际铁路工程项目自身特性来说，建成开通到近期的前10年只需要1条架、大修总装线即可，近期到远期的15年如果只有这一条运营线路也只需要1条架、大修总装线即可，只有在远期海宁拥有3条运营线路、总里程达到100 km时，才需要将临修线作为架、大修总装线以满足产能需求。

5 结语

本文是根据盐官车辆段架、大修设计一般情况进行研究的，建议在之后海宁地区的其他线路设计规划中，应结合实际，根据地域差别，作业习惯及运营部门要求等因素综合考虑，使架、大修设计既满足功能要求，又高效实用。

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