动车所开展动车组三级修可行性方案探讨

王华胜，张庆华，蔡振东，钱小磊，朱庆龙，张云溢

（1.中国铁道科学研究院集团有限公司 机车车辆研究所，北京 100081；2.中国国家铁路集团有限公司 机辆部，北京 100844；3.中国铁路广州局集团有限公司 车辆部，广东 广州 510088；4.北京纵横机电科技有限公司，北京 100094）

0 引言

随着我国高铁运输的持续快速发展，高铁网越“织”越密，动车组开行数量越来越多，城市间人员往来更加便捷，催生了“同城效应”“1 h经济圈”等高铁经济，产生了很好的社会效益和经济效益。受节假日客流高峰低谷现象影响，动车组上线率呈现较大波动，忙闲不均现象比较突出。如何优化动车组运用和维修管理，充分利用客流低谷动车组闲置时间开展维修工作，是我国铁路未来高质量发展面临的迫切要求。

1 我国动车组修程修制概况

我国动车组修程修制分为5个级别，其中一、二级为运用修，三、四、五级为高级修［1-2］。各级修程的检修特征如下：

（1）一级修：运用前的例行安全检查。重点是检查防范走行部、裙底板、受电弓异常损坏，进行制动系统功能试验，处理运用中发生的故障。主要由动车所每隔1～2 d在夜间停运期间实施，1次作业时间为2～3 h。

（2）二级修：周期性深度检查、维护保养和功能检测。重点是轮轴探伤、车轮旋修、冷却装置清洁、机械传动装置润滑等，不同项目执行不同检修周期。主要由动车所在运营空闲期间分散均衡完成，年平均检修停时为10～15 d。

（3）三级修：转向架等关键部件分解检修，制动、牵引、空调等系统状态和功能检查。目前三级修周期为120万km/3年，主要在相关动车段实施，平均检修停时为25～30 d。

（4）四级修：钩缓、转向架、制动、空调等重要系统分解检修，电气部件功能检查及性能测试，以及车内设施检修等。目前四级修周期为240万km/6年，主要在相关动车段和主机厂实施，平均检修停时为35～40 d。

（5）五级修：整车各系统全面分解、检修、零部件更新，根据需要进行升级和改造，目前五级修周期为480万km/12年，主要在相关主机厂实施，平均检修停时为55～60 d。

目前动车所主要承担动车组一、二级修，沈阳、北京、武汉、西安、上海、广州、成都7个动车段具有承担动车组高级修的能力，动车段高级修目前主要以三级修为主，部分动车段在逐步批量开展四级修。

2 运用现状及需求分析

（1）客流高峰低谷导致动车组忙闲不均现象突出。受节假日出行影响，春节、小长假客流常常出现破纪录的明显峰值，动车组上线率明显高于平时，即便平时的周五、六、日与周二、三、四也存在明显的客流波动现象。为满足高峰客流运输需求要投入较多动车组，而客流回落时又不可避免造成一定数量动车组闲置。如何优化检修管理，把客流低谷时闲置动车组纳入检修计划，提高动车组在客流高峰时上线率，需深入研究。

（2）高级修集中检修方式停时长需优化。若某动车组年均运行里程60万km，则生命周期30年内累计运行1 800万km，基于目前修程修制，计算得出该动车组生命周期内各高级修周期、停时、发生频次、检修列日及检修率指标值［3-4］（见表1）。

表1 某型动车组生命周期内高级修指标

按照目前方式，大部分动车组三级修需回送至相关动车段，部分偏远地区动车组高级修则面临回送修时间长、组织难度大等问题。由表1可以看出，在动车组整个生命周期内，三级修发生频次最高、检修列日最多，若能够未来在动车所利用动车组闲置时间采用分散均衡修方式开展三级修，会产生显著的效率和效益。

（3）动车段高级修资源紧张、能力需要释放。截至2021年底各型动车组保有量4 153标准组［5］，按照目前高级修里程间隔，约每2年就要发生1次高级修，其中三级修占到工作量的50%。未来动车段在承担动车组三级修的情况下，还将逐步开展四级修，随着动车组配属数量的不断增加，动车段必将面临同时开展三、四级修带来的资源、能力更加紧张的局面。

鉴于动车组三级修主要对转向架进行局部分解检修，技术难度和资源要求相对不高，如果未来能够实现在部分有实际需求的动车所利用客流低谷动车组闲置时间，采用分散均衡方式完成三级修作业，取代集中远途回送检修，不仅会产生显著效率和效益，而且会减轻动车段三级修压力。

3 未来动车所检修能力分析

（1）一、二级修作业不断优化，动车所资源逐步释放。随着修程修制改革持续推进及运用检修手段的不断提升，一、二级修周期、内容和方式也将不断优化［6-7］，包括：部分车型动车组一级修周期上限明显延长，车轴探伤周期、车轮旋修周期延长工作稳步推进，一、二级修频次会有所减少；一级修部分项目逐步由机检替代人检，作业效率会进一步提升；车内设备设施等可探索采用随车机械师、乘务员、保洁员等故障报修方式；洗车作业周期间隔可根据实际运用状态灵活延长调整。上述优化措施可进一步压缩一级修作业内容和修时，使动车所检修设备设施、场地及人力资源得到有效释放。

（2）运用及临修经验不断积累，动车所检修技术和水平稳步提升。我国动车组开行10多年，动车所在运用检修和临修方面积累了丰富经验，特别是在故障处置及轮对更换、牵引电机更换、转向架更换等临修换件方面表现出较强的技术能力，佛山西等部分动车所探索按照换架修模式开展三级修业务，为动车所开展三级修积累了宝贵经验。

（3）维修规划设计推动产品维修性不断改善，维修日趋简便。随着动车组维修规划理念的逐步深入和应用，维修及运用需求将作为设计输入写入新车设计技术条件，维修将由传统运用阶段被动优化转变为设计阶段主动规划，维修范围、方式、周期等将从设计源头得到进一步优化［8］，特别是转向架与车体连接更简单可靠，更易于拆卸、安装。例如：三级修时，只需对转向架进行局部分解，就可完成轴箱轴承、牵引电机轴承、油压减振器、轴箱弹簧等关键部件的检修、检测和更换。

（4）修程修制改革促使高级修作业内容有望进一步优简。随着动车组修程修制改革及其相关优化项目试验验证的持续推进，高级修维修范围、方式、标准和要求有望进一步优化、精简［6-7］。例如：动车组整车调试优化项目试验验证工作正在全面推进；鉴于三级修转向架仅局部分解检修，其组装调试项目也有望进一步优简；三级修时二系油压减振器探索实施状态修；取消轴箱弹簧脱漆探伤要求，仅进行必要的检查和测试。

综上所述，未来动车所检修资源和能力有望进一步释放，检修技术和水平持续提升，动车组借助维修优化设计和修程修制改革可使三级修变得更加精简，都为未来在部分动车所开展三级修创造了有利条件。

4 动车所三级修方案

目前我国动车所可分为2类：一类是具备高级修能力的动车段下辖动车所，这类动车所可充分借助动车段的既有高级修资源优势，采用换架修方式开展三级修；另一类是纯运用职能的动车所，部分该类动车所距离高级修动车段较远，换架修所需材料部件周转困难、成本高，可考虑采用转向架换件修方式在动车所完成三级修。

4.1 基于换架修的动车所三级修方案

动车所采用换架修方式开展动车组三级修的基本工序流程为：动车组整列架车—落下待修转向架—落装修竣的周转转向架—整列调试。为在动车所实现上述工序作业，需对“人、机、料、法、环”等维修要素进行优化提升，重点从设备设施和人员技术角度进行分析。

4.1.1 设备设施配置

动车所临修库一般配备的转向架维修、更换设施能力有限，主要用于转向架日常临修作业［9］，初期可用于开展三级修换架修试修。若批量开展三级修，建议在动车所适当改造或增设架车线，实现三级修整列转向架更换作业并具备三级修调试功能。主要设备设施要求如下：

（1）架车线：充分利用既有动车所一级修设备设施，可在检查库改造1条三级修架车线，三级修任务有空闲时仍可兼容一、二级修或临修任务。

（2）移动式架车机：配置可兼容多种车型的移动式架车机。

（3）调试设备工装：车辆尺寸测量、调整设备，静态调试设备等。

（4）称重线：充分利用既有动车所一级修设备设施，可在检查库改造1条称重线，三级修任务有空闲时仍可兼容一、二级修或临修任务。

（5）动调试验线：充分利用既有动车所动车组走行线路。

（6）供电设施：库内可移动式接触网、地面电源。

4.1.2 人员配置

在动车所设立专门从事三级修的作业班组，分设检修班组和调试班组，检修班组负责架落车和转向架换装，调试班组负责三级修调试。

（1）检修班组：负责架车、转向架拆卸、整车检修、转向架安装等。

（2）调试班组：负责车辆尺寸测量、调整，静态调试等。

根据工作量灵活组织作业，任务量不大时可采用白班一班制，任务量大时可在瓶颈工序设两班制。

随着动车组修程修制改革试验验证工作的不断推进，整车三级修组装调试等项目有望进一步优简，将为动车所开展三级修换架修创造更有利条件。

4.2 具备转向架换件修能力的动车所三级修方案

对于部分地处偏远的动车所，由于物流周转成本高、时间长，实施三级修换架修需要大量转向架流转，会耗费大量备件和物流资金。为此，可考虑在区域内某个动车所按照换件修模式建立转向架三级修车间，车间仅承担转向架三级修范围内的分解、检查、组装、测试，不开展相关部件的进一步分解检修工作，如牵引电机、油压减振器、轴箱轴承及偶发故障部件等均送至专业地点进行分解检修。动车所仅需具备车轮旋修、轮对等部件探伤、轴箱弹簧检测及转向架组装后的静载测试等基本能力，使动车所具备基于转向架换件修的三级修能力。

动车所开展基于转向架换件修的三级修时，除要具备三级修换架修设备设施、人员技术等资源外，还需具备转向架换件修能力。

4.2.1 换件修工序项目

转向架三级修换件修主要工序项目包括：

（1）转向架分解：三级修仅局部分解检修，拆卸的大部件包括轮对、轴承、轴箱装置、油压减振器、牵引电机、联轴节、传感器等。

（2）转向架检修：主要包括转向架分解、状态检查、形位尺寸检测、轴箱弹簧检测、油压减振器测试、轮对探伤、车轮旋修、转向架落成及试验。

（3）转向架组装：将轮对、轴承、轴箱装置、油压减振器、空气弹簧、牵引电机、联轴节、传感器等原车部件或周转件重新组装。

（4）转向架测试：主要包括静载状态下的尺寸测量、转向架静压试验、转向架气密性试验、基础制动装置动作试验等。

4.2.2 设备设施配置

为完成转向架三级修换件修需要配备必要的设备设施，主要包括：

（1）构架检修线：实现对构架的检查、测量等检修作业。

（2）轴箱轴承退卸压装设备：实现轴箱轴承检修所需的退卸和压装。

（3）车轮旋修设备：实现车轮的旋修和尺寸测量。

（4）探伤设备：实现轮对及其相关部件的超声波探伤、磁粉探伤等。

（5）轴箱弹簧测试工装：实现轴箱弹簧的自由高、载荷高、刚度测量。

（6）油压减振器测试设备：实现油压减振器的刚度测试、示功图测试。

（7）转向架静载试验台：实现转向架静载测试、气密性测试、动作试验。

4.2.3 人员配置

设立专门的转向架三级修换件修班组，包括分解班组、检修班组、组装班组和调试班组。分解班组负责将转向架局部分解为大部件；检修班组负责构架、轮对、轴箱、油压减振器等部件检修；组装班组负责将各部件重新组装恢复；调试班组负责转向架组装完成后的各种测试和试验。

随着修程修制改革的持续推进，转向架三级修仍有优化空间，如转向架静载测试项目优化，届时转向架三级修作业将进一步简化。

5 结论

针对我国部分区域动车组运用特点及维修需求，结合修程修制发展要求，对未来在部分动车所开展动车组三级修的必要性、可行性进行分析，提出2种动车所三级修初步方案。得到以下结论：

（1）节假日与日常客流的高峰低谷规律导致动车组运营忙闲不均，部分动车组出现碎片化闲置时间，为在相关动车所均衡开展三级修提供了条件。

（2）随着运用检修经验不断积累和人员技术水平的持续提升，从人员、技术角度为动车所开展三级修提供可能。

（3）随着动车组修程修制改革的不断推进，一、二级修作业不断优化，未来动车所维修潜力会进一步释放，为动车所开展三级修提供资源可能。

（4）针对我国动车所不同状况和实际需求，提出基于换架修的动车所三级修方案和具备转向架换件修能力的动车所三级修方案，并重点从设备设施和人员技术等角度进行了分析。

动车所开展动车组三级修不仅要考虑技术问题，还涉及维修资源投入、效率效益权衡、激励机制建立等因素，特别是未来在哪些区域动车所探索开展三级修等问题，都应作为一项系统工程全方位规划、分析和论证。