張繼彤 張濟(jì)民

（同濟(jì)大學(xué)鐵道與城市軌道交通研究院，200331，上海∥第一作者，講師）

為了保證地鐵車輛處于良好的運(yùn)用狀態(tài)，根據(jù)地鐵車輛檢修規(guī)程，應(yīng)對(duì)車輛定期進(jìn)行檢查和維護(hù)或臨時(shí)搶修，因此需在地鐵車輛段或基地配備相應(yīng)的檢修、檢測(cè)和運(yùn)輸設(shè)備。地鐵車輛段檢修工藝設(shè)備主要包含固定式架車機(jī)、不落輪鏇床、洗車機(jī)、磨軌車、列車模擬駕駛裝置等維修與培訓(xùn)設(shè)備。

1 車輛段工程概況

深圳市地鐵龍崗線設(shè)一處車輛段和一處地下停車場(chǎng)。車輛段（含綜合基地位）于橫崗六約村，地鐵六約車站的一側(cè)。地下停車場(chǎng)設(shè)在西延線中心公園站。橫崗雙層車輛段設(shè)有檢修主廠房、運(yùn)用庫（雙層）、列車自動(dòng)清洗機(jī)控制室、壓縮空氣站、調(diào)機(jī)庫、工程車庫、危險(xiǎn)品庫、維修工務(wù)大樓、運(yùn)營管理綜合樓、牽引變電所、污水處理站等建筑。

2 主要工藝設(shè)備

橫崗車輛段負(fù)責(zé)龍崗線全線列車的停放及所有檢修工作，除配置車輛檢修設(shè)備外，同時(shí)還具有工務(wù)檢修維護(hù)等輔助設(shè)備。車輛段在規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)期應(yīng)充分考慮需進(jìn)行安裝的設(shè)備，重點(diǎn)關(guān)注各種設(shè)備和土建的技術(shù)接口。橫崗車輛段的工藝設(shè)備可按是否需要安裝來劃分。其中，需進(jìn)行安裝的設(shè)備有：數(shù)控不落輪車床、固定式架車機(jī)、列車自動(dòng)清洗機(jī)、起重機(jī)設(shè)備、自動(dòng)化立體倉儲(chǔ)設(shè)備、列車駕駛仿真培訓(xùn)系統(tǒng)等6項(xiàng)；不需進(jìn)行安裝的設(shè)備有：液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車、平板車及隨車吊、鋼軌打磨車、叉車及搬運(yùn)車、移動(dòng)式作業(yè)平臺(tái)、充放電機(jī)設(shè)備、軌道檢測(cè)車、軌道工程機(jī)具類等8項(xiàng)。

3 主要設(shè)備的功能及特點(diǎn)

車輛段檢修工藝設(shè)備在設(shè)計(jì)、安裝階段涉及的專業(yè)有：軌道、機(jī)車車輛、土建、電力、電控、機(jī)械、液壓、監(jiān)控、信號(hào)、通信等。為提高車輛運(yùn)營的可靠性，現(xiàn)代化的地鐵車輛段不僅需配備種類齊全、先進(jìn)的車輛檢修工藝裝備，而且更需地鐵工程技術(shù)人員了解掌握它們各自的功能和特點(diǎn)。

3.1 數(shù)控不落輪鏇床和公鐵兩用車

數(shù)控不落輪鏇床是用于地鐵車輛車輪輪緣、踏面的整修，即在車輛不解體、列車不解編情況下，通過公鐵兩用車拖動(dòng)列車移動(dòng)對(duì)位后，這臺(tái)設(shè)備可對(duì)1列6輛編組的列車進(jìn)行車輪踏面和輪緣的檢測(cè)、判斷和切削。不落輪鏇床為單頭車床設(shè)計(jì)，將來也可擴(kuò)展成雙頭車床，目前能同時(shí)對(duì)1個(gè)輪對(duì)的2個(gè)車輪進(jìn)行鏇削外廓。這臺(tái)數(shù)控不落輪鏇床安裝在橫崗車輛段鏇輪庫內(nèi)，鏇輪線及鏇輪庫內(nèi)不設(shè)接觸軌。

數(shù)控不落輪鏇床由機(jī)座及床身、機(jī)床軌道系統(tǒng)、輪對(duì)定位和切削加工系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機(jī)床控制或操作系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、集屑或碎屑和排屑系統(tǒng)、吸排煙塵系統(tǒng)組成。數(shù)控不落輪鏇床安裝如圖1所示。

圖1 數(shù)控不落輪鏇床

電動(dòng)公鐵兩用車是一種既能在鐵路上又能在道路上行駛作業(yè)的特種車輛，它采用蓄電池作為動(dòng)力源，既有橡膠輪走行系統(tǒng)又有鋼輪走行系統(tǒng)，兩種走行系統(tǒng)可以相互切換。當(dāng)使用鋼輪時(shí)，可通過自身所帶車鉤進(jìn)行一般的牽引調(diào)車作業(yè)，同時(shí)也適合于車輛輪對(duì)的牽引對(duì)位作業(yè)以及用作數(shù)控不落輪車床準(zhǔn)確的牽引對(duì)位；而使用橡膠輪走行系統(tǒng)時(shí)（這時(shí)抬起4個(gè)鋼輪），公鐵兩用車可方便地穿梭于各股道之間的道路，卻不受鋼軌走向的約束。圖2就是一種常見的公鐵兩用車。

圖2 公鐵兩用車

3.2 固定式架車機(jī)

固定式地下架車機(jī)適合于車輛的拆卸、裝配及維修，尤其適合于大修及需要拆裝轉(zhuǎn)向架的場(chǎng)合。橫崗車輛段安裝有2套固定式架車機(jī)，每套固定式架車機(jī)，可以對(duì)3節(jié)編組列車在不摘鉤狀態(tài)下進(jìn)行同步架車作業(yè)（具有6個(gè)轉(zhuǎn)向架和3輛車體的支撐功能），也能對(duì)任一節(jié)車輛進(jìn)行架車作業(yè)；不僅可以單獨(dú)更換任一個(gè)轉(zhuǎn)向架，也可以同時(shí)更換編組列車中的所有轉(zhuǎn)向架。

主要關(guān)注技術(shù)參數(shù)：固定式架車機(jī)的舉升高度、舉升速度，以及安裝尺寸和車輛定距、轉(zhuǎn)向架軸距相符。

每套固定式架車機(jī)由3個(gè)單元升降組成，每個(gè)單元有兩個(gè)轉(zhuǎn)向架升降裝置和4個(gè)車體支撐鎬頭。

固定式架車機(jī)由輔助軌、支撐結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向架舉升單元、舉升橫梁、轉(zhuǎn)向架舉升驅(qū)動(dòng)裝置、車體舉升單元、中央控制臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)控制臺(tái)等組成。

這2套固定式架車機(jī)安裝在橫崗車輛段檢修庫內(nèi)，架車作業(yè)后設(shè)備全部收縮到地下，上表面與車間地面平齊，對(duì)車間無障礙、不影響車間美觀和車間其他正常作業(yè)。

3.3 列車自動(dòng)清洗機(jī)

列車自動(dòng)清洗機(jī)適用于清洗地鐵列車外表面的灰塵、油污及其它污漬。通過水、清洗劑和清洗刷的作用，自動(dòng)清洗列車的兩側(cè)、車頭和車尾，包括車門和窗玻璃。清洗作業(yè)時(shí)，列車采用自行牽引、以3～5km／h速度通過洗車庫，列車自動(dòng)清洗機(jī)自動(dòng)對(duì)列車進(jìn)行洗刷和沖洗工作，清洗后車體外表面無灰塵、泥土和其它附著物，清洗后的污水經(jīng)過處理后循環(huán)使用。列車自動(dòng)清洗機(jī)位于車輛段入口，以方便列車進(jìn)入車輛段時(shí)進(jìn)行清洗。

列車自動(dòng)清洗機(jī)設(shè)有2套控制臺(tái)。在就地控制室配備1套控制臺(tái)，在DCC（車輛段控制中心）設(shè)置1套對(duì)列車自動(dòng)清洗機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的控制臺(tái)，該控制臺(tái)能對(duì)列車自動(dòng)清洗機(jī)進(jìn)行自動(dòng)模式開機(jī)操作，并顯示列車自動(dòng)清洗機(jī)的故障狀態(tài)。就地控制室控制臺(tái)要優(yōu)先于DCC控制臺(tái)控制。列車自動(dòng)清洗機(jī)的運(yùn)行具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式。自動(dòng)控制方式將按預(yù)定的清洗模式——清水清洗模式或清潔劑清洗模式進(jìn)行全過程的自動(dòng)控制；手動(dòng)控制方式用于特殊情況下或設(shè)備調(diào)試、檢修時(shí)局部裝置的控制。

列車自動(dòng)清洗機(jī)由機(jī)械系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、水供給系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、洗滌劑供給系統(tǒng)等組成。

3.4 液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車

圖3所示GCY－450型內(nèi)燃機(jī)車的主要用途是用于地鐵列車的牽引、車輛段內(nèi)調(diào)車以及用于正線上牽引其它軌道車，且具有多機(jī)重聯(lián)功能。該型內(nèi)燃機(jī)車設(shè)有微機(jī)控制系統(tǒng)，具備低勻速控制功能，勻速檔位有2km／h、5km／h、8km／h三檔可選。

橫崗車輛段配備液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車4臺(tái)，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率600hp（447.4kW）。其中的兩輛機(jī)車上安裝有2臺(tái)40kW交流發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)由主發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)軸、電磁離合器等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可在本車停車時(shí)發(fā)出40kW，AC 220V／380V，50Hz的交流電源，為后端隨車吊起吊重物提供電源。

GCY－450型內(nèi)燃機(jī)車主要由動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)、走行部、車鉤裝置、電氣系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成。

圖3 調(diào)車用內(nèi)燃機(jī)車

3.5 軌道平板車與隨車吊

軌道平板車與隨車吊是深圳地鐵龍崗線的配套設(shè)備，適用于龍崗線地鐵線路及供電設(shè)備施工維修時(shí)人員、物料、器材的運(yùn)輸、裝卸作業(yè)等。

PC－30型平板車（30t）由內(nèi)燃機(jī)車牽引，是為地鐵工務(wù)、電務(wù)工程等部門配備的鐵路運(yùn)輸車輛。車體設(shè)活動(dòng)式低墻板，可裝運(yùn)散狀貨物，也可裝運(yùn)養(yǎng)路機(jī)械、發(fā)電機(jī)組、鋼軌、道岔等笨重貨物。

2臺(tái)隨車吊，分別安裝在30t平板車上，組成2臺(tái)軌道平板吊車，可裝卸和運(yùn)輸鋼軌、轍叉、尖軌、養(yǎng)路機(jī)械、工程構(gòu)件等長大笨重貨物。軌道平板車與隨車吊如圖4所示。

圖4 軌道平板車與隨車吊

3.6 鋼軌打磨車

鋼軌打磨車主要用于消除鋼軌的表面磨損、變形和其它缺陷，它可用于鋼軌的保養(yǎng)性維修、修復(fù)性維修、道岔的維修，能在2h內(nèi)完成2～3km的一般性除銹打磨工作。這組鋼軌打磨車是20個(gè)磨頭的定型產(chǎn)品，自帶動(dòng)力，車組前后端各設(shè)一個(gè)司機(jī)室，可以雙向走行和打磨。

鋼軌打磨車由兩個(gè)完全獨(dú)立的單節(jié)打磨車聯(lián)掛組成。兩節(jié)車除了檢測(cè)系統(tǒng)外，其他結(jié)構(gòu)和布置完全一致，廓形檢測(cè)系統(tǒng)和波磨系統(tǒng)分別安裝在兩節(jié)車上。鋼軌打磨車包括車體和走行部、兩端司機(jī)室、軌道打磨系統(tǒng)、動(dòng)力和牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、噴水系統(tǒng)、集成系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、軌道測(cè)量系統(tǒng)以及其它必要的輔助系統(tǒng)等。這種雙機(jī)重聯(lián)的鋼軌打磨車如圖5所示。

圖5 鋼軌打磨車

3.7 軌道工程機(jī)具類

軌道工程機(jī)具類包括復(fù)軌器、移動(dòng)式空氣壓縮機(jī)、軌道接頭打磨機(jī)、移動(dòng)式架車機(jī)、車載限界檢測(cè)設(shè)備（見圖6）、測(cè)量工具等70多個(gè)小項(xiàng)。

圖6 車載限界檢測(cè)設(shè)備

3.8 起重機(jī)設(shè)備

橫崗雙層車輛段內(nèi)設(shè)置的起重機(jī)分布在檢修主廠房、運(yùn)用庫一層及調(diào)機(jī)庫內(nèi)，共計(jì)11臺(tái)，其中檢修主廠房9臺(tái)，運(yùn)用庫1臺(tái)，調(diào)機(jī)庫1臺(tái)。

這里的起重機(jī)包括吊鉤橋式起重機(jī)、電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)、電動(dòng)單梁懸掛式起重機(jī)，各起重機(jī)均采用地面操縱方式，不設(shè)司機(jī)室。

3.9 自動(dòng)化立體倉儲(chǔ)設(shè)備

自動(dòng)化立體倉儲(chǔ)設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)是基于物流和信息流控制的緊密結(jié)合，即在計(jì)算機(jī)控制軟件中設(shè)置一套對(duì)物流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤的信息流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)貨物搬運(yùn)、存取的機(jī)械化、倉庫管理自動(dòng)化，使得材料及零配件的儲(chǔ)運(yùn)、領(lǐng)用、記轉(zhuǎn)賬、周轉(zhuǎn)、點(diǎn)算、報(bào)廢、報(bào)表等全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，對(duì)材料及配件的流向進(jìn)行全方位、全過程的質(zhì)量跟蹤，對(duì)檢修質(zhì)量和資金占用情況等做到精確的分析與考核。自動(dòng)化立體倉儲(chǔ)設(shè)備可確立合理的貨料儲(chǔ)存量，減少倉儲(chǔ)費(fèi)用，建立最佳的物流組織形式。自動(dòng)化立體倉儲(chǔ)貨架安裝在物資總庫內(nèi)，總共有920個(gè)貨架（23列×5層×8排）。

自動(dòng)化立體倉儲(chǔ)設(shè)備由貨架、有軌巷道堆垛起重機(jī)、出入庫輸送系統(tǒng)、鋼制托盤及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等組成。

3.10 列車駕駛仿真培訓(xùn)系統(tǒng)

列車駕駛仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是用于培訓(xùn)地鐵列車司機(jī)（可兼顧維修人員）的駕駛仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，集合了計(jì)算機(jī)仿真、列車動(dòng)力學(xué)和列車控制理論等專業(yè)知識(shí)。該系統(tǒng)不但可以培訓(xùn)學(xué)員列車基本運(yùn)行相關(guān)的操作方法、操作規(guī)程與操作步驟（列車發(fā)車準(zhǔn)備、列車正常運(yùn)行、列車自動(dòng)折返、駕駛技巧、熟悉線路、段場(chǎng)內(nèi)行駛、退行、洗車線上行駛等），還能通過教員設(shè)置列車運(yùn)行中故障及突發(fā)事件來對(duì)學(xué)員的應(yīng)急能力進(jìn)一步提升（包括故障的排除以及事故、突發(fā)事件和非正常狀態(tài)的處理、車站突發(fā)事件的處理方法等）。

該系統(tǒng)安裝在段內(nèi)維修工務(wù)大樓一樓，它由仿真器、教員系統(tǒng)、觀摩系統(tǒng)等組成。

3.11 軌道檢測(cè)車

軌道檢測(cè)車是檢查軌道病害，消除事故隱患、指導(dǎo)線路維修、提高線路平順性、保障行車安全的大型動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備。它具備線路軌道幾何狀態(tài)和車輛動(dòng)力學(xué)參數(shù)檢測(cè)、鋼軌波浪磨耗檢測(cè)、鋼軌斷面檢測(cè)功能，主要用于對(duì)鐵路線路的彈性變形和永久變形的疊加狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，并對(duì)軌距、軌向、高低、水平、超高、三角坑、車體垂直振動(dòng)加速度、車體水平振動(dòng)加速度、軸箱振動(dòng)加速度等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，為線路的維修、保養(yǎng)提供依據(jù)。這臺(tái)軌道檢測(cè)車還具有接觸軌自動(dòng)檢測(cè)功能。

軌道檢測(cè)車由車輛和各種檢測(cè)設(shè)備組成。

4 工藝設(shè)備的監(jiān)理工作

地鐵車輛段檢修工藝設(shè)備，種類多，需工程師具備機(jī)械、電力電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、材料等和地鐵相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。地鐵車輛段檢修工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)制造，需業(yè)主和監(jiān)理及時(shí)把握設(shè)備的投資、質(zhì)量和進(jìn)度，安裝調(diào)試時(shí)需與土建工程緊密配合，更要求監(jiān)理的協(xié)調(diào)工作。因此監(jiān)理工程師的工作重點(diǎn)就是抓住以下三個(gè)階段的管理和監(jiān)理工作：

（1）采購階段。協(xié)助業(yè)主進(jìn)行設(shè)備采購招、投標(biāo)及合同審查、組織設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)、合同期付款報(bào)審工作；

（2）制造階段。設(shè)備中間檢查、出廠檢驗(yàn)驗(yàn)收、開箱檢查與交接；

（3）安裝調(diào)試和驗(yàn)收階段。組織施工圖交底、設(shè)備安裝、調(diào)試、開通、驗(yàn)收及工程保修期階段實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工作，進(jìn)行四控二管一協(xié)調(diào)，協(xié)調(diào)與各方的相互關(guān)系等。

到目前為止，橫崗車輛段主要檢修工藝設(shè)備大部分已經(jīng)完成招標(biāo)、安裝調(diào)試及驗(yàn)收。

5 結(jié)語

車輛段里配備的各種檢修工藝設(shè)備，目的是為了保障車輛的正常運(yùn)營，提高車輛檢修作業(yè)效率，節(jié)約車輛的運(yùn)營成本，現(xiàn)在，橫崗車輛段還有一些設(shè)備沒有配備，如車輪壓裝機(jī)、轉(zhuǎn)向架試驗(yàn)臺(tái)、輪軸超聲波探傷設(shè)備等，這些還要根據(jù)車輛運(yùn)營的實(shí)際需要進(jìn)行逐步添置。

從已經(jīng)驗(yàn)收完的設(shè)備來看，可能也存在一些問題，比如固定式架車機(jī)是兩套設(shè)備并列安裝在2條緊鄰的線路上，而不是沿一條線路布置，這樣6輛編組的地鐵列車在架車時(shí)必須分解成2個(gè)單元（每個(gè)單元3輛車），增加了不少工作量，降低了檢修架車效率，當(dāng)然固定式架車機(jī)的布置還要結(jié)合廠房布局等因素綜合考慮。現(xiàn)代城市軌道交通車輛檢修基地，除了配備各種功能的檢修工藝裝備外，還要結(jié)合段里車輛的檢修工藝、檢修流程，有合理的安裝位置和總體布局，這樣才能減少不必要的檢修周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，這就要求業(yè)主和設(shè)計(jì)工程師要有豐富的專業(yè)知識(shí)和全盤考慮的遠(yuǎn)見。

最后，車輛段還應(yīng)建立先進(jìn)的設(shè)備管理系統(tǒng)，橫崗車輛段的所有檢修工藝設(shè)備采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)行設(shè)備信息網(wǎng)絡(luò)化管理，建立設(shè)備履歷、相關(guān)的技術(shù)信息、圖紙、資料、質(zhì)量情況等檔案。

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