城轨工程车中大修维修策略及模式研究

2021-11-19卞荣俊刘向宇王成峰王继强

铁道机车车辆 2021年5期

卞荣俊，刘向宇，王成峰，王继强

（青岛地铁集团有限公司运营分公司，山东青岛 266041）

城市轨道交通工程车辆（以下简称“城轨工程车”），主要用于地铁车辆段内的调车作业、事故车辆的救援牵引、供电设备和线路的检测与维修、钢轨的探伤与打磨修复、隧道的清洗等，是保证地铁安全运营不可或缺的车辆设备。我国城轨工程车与国铁工程车在使用功能上类似，但是在维护保养、维修周期以及相关责任的划分上存在较大不同，国内大多数城轨工程车的检修制度基本上是在沿用铁路机车车辆检修制度的基础上，结合实际运用情况和设备供应商提供的维保手册，设置各自的维修策略［1］。

1 研究背景

目前，青岛地铁已开通3、2、11、13 号线包括重型轨道车、电力蓄电池工程车（简称“蓄电池工程车”）、钢轨打磨车等近50 台工程车，最早投用的3号线工程车投入运用已近5 a，见表1，根据铁路总公司TG/GW 117-2013《重型轨道车年修规则》［2］和《铁路机车车辆运用、检修、维护、保养与标准规范全书》［3］，机车车辆即将进入中大修维修时间（其中，中修：机车全面检查，主要部件解体检修，恢复机车主要性能；大修：机车全面检查，各部件、管系等解体检修，恢复机车基本性能［4］），以保证机车状态良好，其维修周期详见表2。为更好地保障青岛地铁安全平稳的运营，消除设备疲劳、寿命等影响因素，城轨工程车的中大修筹备工作迫在眉睫。

表1 工程车基本情况

表2 国家铁路局标准维修周期

2 青岛城轨工程车中大修维修策略研究

2.1 前期研究

为更好地制定青岛城轨工程车维修策略，青岛地铁组织人员对工程车国家铁路局标准、其他城轨工程车维修规程、零部件寿命以及故障情况等技术资料进行梳理分析，明确各动力车型的维修策略基本相同，如轨道车中修时间为5 a［5］，蓄电池工程车中修时间为5～6 a［6］，见表3。同时明确不同车型、不同部件的维修依据各不相同，如转向架系统等机械类部件的维修计划主要考虑车辆的运行里程，发动机与传动系统、电气系统与橡胶件等部件的维修计划主要考虑车辆的运行时间［7］。因此，在制定工程车中大修维修策略及工艺时需要统筹规划，基于此目标，通过思维导图梳理工程车结构树（以轨道车为例），如图1 所示，组织开展工程车全寿命周期维修策略分析［8］研究。

图1 结构树

表3 电力蓄电池工程车维修周期

通过对工程车最小可拆分单元的设计、使用寿命、故障率等方面进行全寿命周期维修策略分析，基本上能够很直观地看出工程车零部件的使用寿命、维保工艺及要求等，确保制定工程车维修策略、检修标准有理有据。

2.2 维修策略调研

为保证工程车中大修修程设置合理，对已开展或计划开展工程车中大修维修工作的部分地铁进行了调研，发现绝大部分城轨工程车采用日常维护和定期维护相结合的检修制度，即预防性计划维修制度，但在维修策略设置上存在一定的差异性（见表4，均以常用动力工程车为例）。

表4 修程及检修周期

2.2.1 南京地铁

南京城轨工程车年检及以上修程主要分为辅修（1 a）、定修（2 a）、大修（轨道平板车无中大修）。

（1）定修（2 a）。类似国家铁路局标准中修，但是经过简化改良，使之更符合地铁情况，转向架落车，维修范围在辅修的基础上增加车钩、传动轴、芯盘等探伤工作，转向架清洗、检查及故障件更换，发动机ET 检测，发动机、变速箱油水化验等，其中制动阀件采取互换维修。

（2）大修（内燃机车10～12 a，接触网车12 a，2～3 万km）。工艺标准依据国家铁路局重型轨道车大修规程，维修内容主要依据自主编制的大修文本，包括发动机、变速箱、转向架、齿轮箱等车辆部件须全部进行解体维护保养，轴承、电气线路、电气元件应全部更换等。

2.2.2 深圳地铁

深圳城轨工程车年检及以上修程分为年检、中修、大修（动力车）。

（1）年检。在实施年检作业时，除常规的维修项目外，根据不同的年份，还辅助实施一些特定的项修，如年检1 实施制动阀件维修、列车软管检验、单元制动器维修等；年检2 增加仪表、单元制动器检验，液压油更换等；年检3 增加车钩、传动轴、车轴探伤等，其中钢轨打磨车打磨系统油管也在年检3 时全部更换。

（2）中修（6 a）。以故障修的形式对需要维修的工程车进行项修，维保内容主要有发动机、变速箱等部件的打扫、拆检、橡胶件更换、轴瓦状态确认等，其中钢轨打磨车还有车下油管的更换。

（3）大修（12～15 a，2～3 万km）。深圳城轨工程车大修内容及标准按铁路大修标准执行，包括发动机、变速箱、转向架、齿轮箱等车辆部件须全部进行解体维护保养，各部件在重新组装时还需要进行相关试验，如轴承退装、齿轮箱分解组装后，需要跑合试验；油压减振器拆检后的试验等。

2.2.3 上海地铁

上海城轨工程车年检及以上修程分为二级保养（年检）、中修、大修。

（1）中修（6 a）。维保内容包括软管全部更换，电气元件、制动阀件全部拆解，车钩、车轴等全部探伤及齿轮箱解体等，但是转向架不落车，轮轴不退轴，发动机、变速箱按卡特标准实施等。

（2）大修（12～15 a，2～3 万km）。大修内容及标准按铁路大修标准实施，维修范围包括发动机、变速箱、转向架、齿轮箱等车辆部件须全部进行解体维护保养，电气线路、电气元件等全部更换，要求发动机、变速箱必须由卡特售后服务处按照大修标准实施。

2.3 小结

根据青岛城轨工程车全寿命周期分析情况，结合工程车中大修调研内容及青岛城轨工程车的实际情况，青岛城轨工程车应采用项修（类似于中修，但是把工程车中修的内容，按照6～8 a 的中修周期进行拆分，每年进行专项维修，项修设置来源于TG/GW 109-2016 铁总运（2016）38 号《轨道车管理规则》［9］）与大修（12～16 a）的模式，在工程车的整个寿命周期内只做1 次大修。

3 青岛城轨工程车中大修维修能力研究

3.1 维修能力调研

深圳地铁在工程车自主维修方面具备明确的发展规划和实施计划，通过15 年的积累，其中大修场地已逐步完善，且规划的工程车中大修基地已在松岗车辆段开工建设；工装及试验台已通过各条线路设备采购逐步配置齐全，见表5（但不限于表5 所列设备）；人员通过前期工程车合作维修进行质量监督的方式开展培训，逐步提升自主检修能力；同时，设置备件维修工班，专门负责备件维修；因此，深圳地铁已具备一定规模的自主维修能力。目前，深圳地铁已具备工程车制动系统各阀件、单元制动器的自主维修和试验，列车管、散热单节的自主试验，部分电器部件的维修和试验能力。

表5 修程及检修周期

上海地铁目前主要开展工程车年检及以下修程的定期维修和故障维修的自主维修，未开展阀件、电气部件维修、仪表校验等零部件的自主维修。故障件维修和仪表校验均采取委外维修的方式。

南京地铁前期主要开展工程车的年检以下维修，年检及以上修程全部委外维修，在委外维修过程中，由委外单位负责培训，积累一定经验后，逐步开展工程车定辅修的自主维修工作。目前，南京地铁已增设工程车定辅修工班，负责线网工程车的定辅修工作，因此，南京地铁已具备一定规模的自主维修能力。同时，南京地铁已开展JZ-7 制动阀件等工程车部件维修。

3.2 青岛城轨工程车维修能力分析

3.2.1 各层级人员技能分析

城轨工程车如自主开展中大修维修工作，需要培养一支技术过硬的人才队伍，其中，管理人员、技术人员须具备扎实的车辆专业理论知识及实践经验，熟悉车辆检修作业流程，并熟悉技术、工艺设备、物资、质量、人员管理等各模块的管理要求［10］；生产人员须熟悉检修作业流程，具备扎实的检修技能，尤其是车辆调试及部件自主维修，对人员维修技能的要求比较高；各层级人员须合理配置，如果采取自主修的模式，则人员培养应该放在第一位。目前，青岛地铁现有人员中仅有部分人员具备中大修经验，而根据经验所知，工程车中大修各层级人员须15 人及以上，且工程车中大修维修工作中，很多项目专业性要求很高（如发动机、传动箱等部件检修），甚至是要求具备一定的专业资质，如车钩、车轴等部件探伤、油液检测等（部分技能明细见表6）。

表6 人员须具备的专业技能

3.2.2 辅助设备工装分析

在城轨工程车中大修维修过程中，需要使用很多辅助设备及工装，如移动式架车机、马墩、JZ-7（DK-1）试验台等（部分明细见表7）。截止至2020 年2 月，除部分设备及工装已经配备或者可以与电客车架大修进行共享外，大部分暂未配备。

表7 辅助设备及工装

3.2.3 检修备品备件分析

在城轨工程车中大修维修过程中，需要储备大量的备品备件，即除储备齐全常规备品备件（如滤芯、各制动阀件及其维修套装、电磁阀、继电器等）外，还应储备一些非常规零部件，如车钩、芯盘、油压减振器、牵引销等。但是截至2020 年2月，青岛城轨工程车自购件和新线采购件的储备量远远不足，而且很多备品备件属于非标件，难以采购及储备。

3.2.4 检修环境分析

在城轨工程车开展中大修维修过程中，需要有特殊的检修环境，如：喷漆作业需要无尘环境；工程车转向架、齿轮探伤等需要进行架车作业，现场须具备架车条件，且须有全地沟，保证架车转向架拆检后，有足够的检修场地。

3.3 小结

根据调研结果以及青岛城轨工程车中大修维修能力分析得出，青岛地铁暂不具备工程车中大修维修的能力。

4 青岛城轨工程车中大修维修模式研究

4.1 维修模式调研

目前，国内多家地铁公司已开展或计划开展工程车中大修维修工作，主要有自主维修、合作维修和委外维修3 种模式。国内大部分地铁中大修维修采用委外维修的模式［11］见表8。

表8 国内地铁公司维修模式

4.1.1 深圳地铁

深圳地铁年检中的探伤作业、发动机ET 检测等维护保养内容以委外维修的形式开展，城轨工程车中修以故障修的形式，将工程车整体全部采用委外维修。作为远期规划，深圳地铁计划将城轨工程车全部采用自主维修或者以合作维修的模式开展工程车中大修工作，甚至是建立合资厂开展相关工作。

4.1.2 上海地铁

上海地铁二级保养（年检）中专项维修以委外维修为主，中大修工作是以委外维修的形式全部委外，工程车大修采用全部返厂。

4.1.3 南京地铁

南京地铁的定辅修工作采取自主维修，其中发动机进行ET 检测，发动机、变速箱油水化验，探伤等专项维修进行委外维保，工程车大修全部委外。作为远期规划，南京地铁计划工程车大修工作全部进行自主维修。

在城轨工程车中大修维修模式调研过程中，同时对国内城轨工程车大修费用进行了调研，工程车大修费用基本上为原价的1/3～1/2。依此对青岛地铁轨道车的大修成本（原价为275 万元）进行测算，为90 万元～135 万元。

4.2 小结

根据调研情况，得知国内多数地铁公司城轨工程车中大修工作均采用初期委外维修，当人员技能累计到一定程度后，逐步过渡到合作维修，甚至是完全独立开展自主维修的模式。因此，结合青岛地铁实际情况，青岛地铁应采取初期委外维修、中期合作维修、后期自主维修的维修模式。

5 总结及建议

青岛地铁3 号线工程车作为青岛地铁首条进行工程车中大修维修的线路，根据现有的技术资料，结合国内地铁公司调研及青岛地铁实际情况，深入研究青岛城轨工程车维修策略及模式后，对其维修策略及模式建议如下。

5.1 优化工程车维修策略

青岛城轨工程车采用年修、项修与大修的模式［12］，在工程车的整个寿命周期内只做1 次大修，期间每6～8 a 开展1 次项修，并在项修及大修周期之间，根据项修周期开展不同维修范围的年修A、年修B、年修C 3 个专项维修项，当工程车达到使用年限时，进行状态评估及报废处理。

5.2 逐步提升并建立自主维修能力

工程车项修、大修自主维修能力的建立，需要通过维修工装、试验设备、人员维修技能等多方面综合作用，需要长时间的培养与积累。因此，青岛地铁应结合工程车维修规划，在初期和中期委外维修合同中，明确人员培训和工艺文件交底要求，并通过派人现场监督项修、大修质量的方式实现人员中大修能力的提升。

同时，青岛地铁逐步梳理工程车项修、大修所需的工装和试验设备，并将这些工装和试验设备合理分配到新线工程车项目合同中。结合青岛地铁新线的开通，逐步实现维修工装、试验设备的配置到位。

5.3 持续开展工程车全寿命维修策略研究

目前，青岛地铁已逐步开展工程车设备结构树、设备最小可更换单元、设备故障信息的梳理，随着各项基础工作的逐步开展，青岛地铁将逐步形成检修项目的增加、人员维修技能提升、维修范围增大的良性工作循环。通过对工程车全寿命周期维修策略的研究分析，将工程车部分项修、大修项目，分解到不同的年修修程中开展，在保障合理维修周期的基础上，压缩项修、大修的维修项目，降低委外维修费用。