王薪

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，成都 610031）

1 引言

根據(jù)GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，車輛基地設(shè)計應(yīng)初、近、遠(yuǎn)期結(jié)合，分期實(shí)施。國內(nèi)各家設(shè)計單位均是按近期規(guī)模設(shè)計，遠(yuǎn)期規(guī)模預(yù)留【1】。隨著地鐵運(yùn)營時間越來越長，早期建成的車輛基地陸續(xù)進(jìn)入到擴(kuò)容改造階段。

擴(kuò)容改造項(xiàng)目沒有專門的設(shè)計規(guī)范，設(shè)計單位通常是根據(jù)先期預(yù)留的遠(yuǎn)期建設(shè)方案或是運(yùn)營單位提出的改造方案進(jìn)行設(shè)計。

本文依托廣州地鐵魚珠車輛段大架修基地擴(kuò)容改造設(shè)計，深入分析魚珠車輛段大架修檢修能力不足的原因，提出了區(qū)別于設(shè)計單位先期預(yù)留以及運(yùn)營單位提出的擴(kuò)容改造方案，獲得了業(yè)主及運(yùn)營單位的認(rèn)可，在此基礎(chǔ)上提出了大架修基地擴(kuò)容改造設(shè)計的基本思路，供設(shè)計單位在改造及新建車輛大架修基地設(shè)計時參考。

2 魚珠車輛段大架修規(guī)模

廣州地鐵5 號線魚珠車輛段是廣州地鐵線網(wǎng)中惟一的直線電機(jī)車輛大架修基地，其功能定位為承擔(dān)廣州地鐵線網(wǎng)4、5、6 號線直線電機(jī)車輛的大架修任務(wù)。該段于2009 年12 月竣工交驗(yàn)，至今已運(yùn)營10a。

2.1 大架修設(shè)計規(guī)模

根據(jù)廣州市軌道交通5 號線首期工程（滘 口至文園段）初步設(shè)計文件，魚珠車輛段大架修設(shè)計規(guī)模如表1 所示，近期大架修設(shè)計規(guī)模為6 列位（4 輛編組），遠(yuǎn)期大架修規(guī)模為7 列位（4 輛編組）【2】。

表1 魚珠車輛段大架修設(shè)計規(guī)模

魚珠車輛段既有檢修主廠房如圖1 所示，大架修庫內(nèi)設(shè)有 4 條大架修線，分別為 L4、L5、L6、L7 道，L5 道近期是預(yù)留固定式架車機(jī)基礎(chǔ)。大架修作業(yè)時，L4、L5、L6 道共同承擔(dān)車輛的架落車及連掛組編作業(yè)，L7 道作為架修列位，采用定位檢修模式。

車體檢修間設(shè)有12 個車體檢修臺位，加上大架修庫內(nèi)4 條大架修線，合計為近期 6 列位（4 輛編組），遠(yuǎn)期 7 列位（4輛編組）的大架修設(shè)計規(guī)模。

圖1 魚珠車輛段既有檢修主廠房組合示意圖

2.2 運(yùn)營實(shí)際測算規(guī)模

魚珠車輛段運(yùn)營單位目前每年最多可以完成24 列車（6 輛編組）直線電機(jī)車輛的大架修任務(wù)，折算后約為4 列位（4 輛編組）的大架修規(guī)模。但每年實(shí)際需要完成32 列車（6 輛編組）的大架修任務(wù)，折算后為5.32 列位（4 輛編組）的大架修規(guī)模。因此，運(yùn)營單位認(rèn)為魚珠車輛段實(shí)際大架修能力只有4 列位（4 輛編組），無法滿足需求，近期缺口 2 列位（4 輛編組），遠(yuǎn)期存在近3 列位（4 輛編組）的缺口。

3 魚珠車輛段大架修能力不足的原因分析

大架修能力是否滿足需求，取決于檢修工作量與檢修臺位規(guī)模是否匹配。本文將從設(shè)計和運(yùn)營2 個角度分析影響檢修工作量和檢修臺位的基本因素，找出能力不足的原因。

3.1 檢修工作量

3.1.1 檢修工作量的計算

目前，世界各國地鐵車輛的大架修基本上都采用計劃預(yù)防性檢修制度，其檢修工作量可根據(jù)檢修周期進(jìn)行計算，按走行里程周期計算公式如下【3】：

式（1）、式（2）中，Lo為車輛大修工作量，列/a；Lh為車輛架修工作量，列/a；Ma為列車年走行里程，104km；Co為大修周期，104km；Ch為架修周期，104km。

在列車年走行里程數(shù)一定的情況下，檢修周期決定了檢修工作量的大小。

3.1.2 檢修周期的取值

1）設(shè)計單位采用的檢修周期

設(shè)計單位采用規(guī)范規(guī)定的數(shù)據(jù)，魚珠車輛段設(shè)計單位采用的大架修檢修周期如表2 所示，與CJJ 167—2012《城市軌道交通直線電機(jī)牽引系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》一致【4】。

表2 直線電機(jī)車輛檢修修程和檢修周期

2）運(yùn)營單位實(shí)際使用的檢修周期

國內(nèi)各城市地鐵運(yùn)營單位在制定車輛大架修實(shí)施計劃時，其檢修周期通常取決于以下因素：

（1）車輛制造廠提供的車輛維修手冊；

（2）車輛的技術(shù)條件和制造質(zhì)量；

（3）線網(wǎng)內(nèi)既有車輛大架修檢修周期；

（4）本線線路條件、車輛實(shí)際運(yùn)用狀態(tài)；

（5）檢修人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)。

魚珠車輛段運(yùn)營單位實(shí)際使用的大架修檢修周期如表3所示。

表3 運(yùn)營單位大架修檢修周期

根據(jù)式（1）、式（2）可知，設(shè)計單位計算采用的檢修周期與運(yùn)營單位實(shí)際使用的檢修周期上限差異不大，因此，設(shè)計單位與運(yùn)營單位計算的檢修工作量差別不大。

3.2 檢修臺位

GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》中未給出檢修臺位計算公式，但各設(shè)計單位基本上都采用以定位修工藝為基礎(chǔ)的計算辦法，計算公式如下：

式中，Bo為大修臺位數(shù)，列位；Lo為車輛大修工作量，列/a；To為大修庫停時間，d；250 為年工作時間，d；1.1 為檢修不平衡系數(shù)值。

式中，Bh為架修臺位數(shù)，列位；Lh為車輛架修工作量，列/a；Th為架修庫停時間，d；250 為年工作時間，d；1.1 為檢修不平衡系數(shù)值。

在檢修工作量一定的情況下，檢修停時決定了檢修臺位計算值的大小。

3.3 原因分析

從檢修工作量和檢修臺位的計算公式可知，設(shè)計單位與運(yùn)營單位在檢修工作量的計算上差異不大，現(xiàn)將檢修臺位計算方法和檢修停時做進(jìn)一步分析。

3.3.1 檢修臺位計算

在檢修臺位的計算上，設(shè)計單位采用的是定位修工藝為基礎(chǔ)的計算方法，但魚珠車輛段運(yùn)營單位實(shí)際作業(yè)采用的是移位作業(yè)工藝。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)論，在大架修共線作業(yè)時，設(shè)計單位計算值應(yīng)考慮臺位利用率折減。

由于設(shè)計單位在魚珠車輛段的設(shè)計規(guī)模計算上沒有考慮任何利用率折減，運(yùn)營單位移位作業(yè)時由于檢修臺位得不到充分利用，引起設(shè)計檢修臺位不滿足運(yùn)營實(shí)際需求。

3.3.2 檢修停時

設(shè)計單位計算采用的大修停時為24d，架修停時為18d，但運(yùn)營單位實(shí)際的大修停時為32d，架修停時為30d。運(yùn)營單位實(shí)際檢修停時比設(shè)計單位采用的檢修停時要長，引起檢修臺位占用時間長，設(shè)計臺位不滿足運(yùn)營實(shí)際需求。

影響大架修檢修停時的主要因素有維修模式、大架修工藝流程、部件維修能力、檢修人員的水平和經(jīng)驗(yàn)等。

1）維修模式

在檢修臺位的計算中，設(shè)計單位采用的檢修停時是規(guī)范上的時間，該檢修停時是按部件互換修來確定的。魚珠車輛段運(yùn)營單位在大架修時，目前還無法做到全部部件按互換修理。由于現(xiàn)車修理比換件修理的檢修作業(yè)時間要長，因此，引起運(yùn)營單位實(shí)際檢修停時比設(shè)計單位采用的時間要長。

2）大架修工藝流程

大架修工藝流程是否順暢，檢修主廠房工藝設(shè)計是否合理，將直接影響大架修的作業(yè)時間。魚珠車輛段運(yùn)營單位實(shí)際作業(yè)大架修檢修工藝流程如圖2 所示。從檢修流程中可以看出以下不足：

（1）運(yùn)營單位在大架修作業(yè)時沒有使用L7 道。設(shè)計單位在設(shè)計時將L7 道作為1 列位（4 輛編組）的架修列位，采用定位修工藝。由于運(yùn)營單位實(shí)際使用的是移位作業(yè)，L7 道未與移車臺連通，無法實(shí)現(xiàn)移位作業(yè)，運(yùn)營單位將該線僅用于工藝轉(zhuǎn)向架和輪對存放線，造成了1 列位（4 輛編組）的架修列位閑置。

（2）車輛稱重后需要轉(zhuǎn)線到L4、L5 道才能連掛組編。設(shè)計單位在設(shè)計時將L6 道作為1 列位（4 輛編組）的大架修列位，未考慮車輛檢修后稱重需求，運(yùn)營單位進(jìn)駐后將L6 道改造為稱重線，稱重設(shè)備布置位置位于第3 節(jié)車，造成檢修車輛稱重后無法在本線連掛組編，需要轉(zhuǎn)線到L4、L5 道才能連掛組編，作業(yè)流程不順，作業(yè)時間加長，同時，影響了L4 道的架落車作業(yè)。

（3）車體線是1 線2 列位，大架修車輛整列架車后，車體需要頻繁轉(zhuǎn)線，增加作業(yè)時間。

圖2 魚珠車輛段既有大架修檢修工藝流程圖

大架修工藝流程不順，檢修主廠房工藝設(shè)計不盡合理，使得運(yùn)營單位實(shí)際作業(yè)時間比設(shè)計單位采用的作業(yè)時間要長。

3）部件維修能力

由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在不同時期，車輛部件均有不同程度升級改造，或是不同廠家、品牌的部件，存在不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在檢修時無法通用，需要考慮不同的檢測工藝、更大的周轉(zhuǎn)件存放和檢修場地。

根據(jù)目前魚珠車輛段實(shí)際運(yùn)營現(xiàn)狀，在年大架修24 列（6 輛編組）直線電機(jī)車輛，即4 列位（4 輛編組）的大架修規(guī)模時，車輛部件維修能力已無富裕。隨著檢修工作量的增加，部件維修能力將直接制約大架修作業(yè)時間。

4）檢修人員的水平和經(jīng)驗(yàn)

近年來，我國各城市地鐵發(fā)展較快，地鐵車輛段大架修普遍缺少有經(jīng)驗(yàn)和高水平的檢修人員。大架修檢修水平和檢修人員經(jīng)驗(yàn)還在不斷積累和提高階段，客觀上引起運(yùn)營單位檢修作業(yè)時間比設(shè)計單位采用的作業(yè)時間要長【5】。

從以上分析可知，移位作業(yè)時運(yùn)營單位還無法做到檢修臺位的完全利用，使得部分檢修臺位閑置。運(yùn)營單位的維修模式不同、檢修工藝不順、部件維修能力和人員水平經(jīng)驗(yàn)不足，使得運(yùn)營單位實(shí)際檢修停時比設(shè)計單位計算值要大，這些是引起魚珠車輛段大架修能力不足的主要原因。

4 魚珠車輛段大架修擴(kuò)容改造設(shè)計方案

根據(jù)前述分析，在影響大架修能力的諸多因素中，檢修周期、維修模式、檢修人員水平和經(jīng)驗(yàn)屬于運(yùn)營單位管理范疇，隨著國內(nèi)車輛制造水平的不斷提高，檢修人員的水平和經(jīng)驗(yàn)不斷積累，運(yùn)營單位的管理水平不斷改進(jìn)，設(shè)計單位和運(yùn)營單位在大架修理念和計算方法以及數(shù)據(jù)上終將會形成一致。

擴(kuò)容改造設(shè)計應(yīng)立足現(xiàn)狀，本著節(jié)省工程投資，減少運(yùn)營干擾，從改進(jìn)大架修作業(yè)工藝，提升部件維修能力，提高作業(yè)效率入手，以期達(dá)到提高檢修能力的目的。

主要設(shè)計方案如圖 3 所示【6】：

1）利用大修/架修庫內(nèi)原L5 股道預(yù)留的固定式架車機(jī)基坑，新增1 組4 輛編組固定式架車機(jī)；

2）L6 股道稱重設(shè)備位置前移，使得入庫端可以停放1 列4 輛編組列車，并新增1 組4 輛編組移動式架車機(jī)，改造L6 股道為稱重兼架落車線；

3）車體線（T1～T5）長度按每條線停放4 節(jié)車輛長度考慮，由原50.9m 延長到90m；

4）原車體線T6 改造為工藝轉(zhuǎn)向架存放線；

5）將魚珠車輛段既有的物資總庫改造為部件檢修間，并新建物資總庫，對檢修主廠房內(nèi)的輔助生產(chǎn)車間進(jìn)行改造，將電器檢修間、金工間、電子檢修間、車間備品庫遷入部件檢修間，擴(kuò)大空調(diào)檢修間、門窗檢修間、轉(zhuǎn)向架及輪對軸承間的面積；

圖3 魚珠車輛段檢修主廠房擴(kuò)容改造設(shè)計方案示意圖

6）將靜調(diào)線L10 改造成零軌，增加調(diào)試能力。

改造后的大架修檢修工藝流程如圖4 所示，較改造前主要有以下改進(jìn)：

1）大架修工藝流程更加順暢。通過調(diào)整稱重設(shè)備位置，檢修車輛稱重后可直接組編，不需要再次轉(zhuǎn)線。通過延長車體線到4 輛編組長度后，每條線可停放1 列車（4 輛編組）車體檢修，減少車體頻繁轉(zhuǎn)線。

2）部件檢修能力得到提升。通過新建物資總庫，將原物資總庫改建為部件檢修車間，新增部件檢修場地面積4 493.8m2，大大提升了部件檢修能力。

3）大架修檢修能力得到提升。通過擴(kuò)容改造，魚珠車輛段檢修主廠房新增了2 組4 輛編組架車機(jī)，擴(kuò)建了10 臺位的車體檢修線，新增1 條6 輛編組的靜調(diào)線，新增1 條42m 長的工藝轉(zhuǎn)向架存放線。

大架修庫內(nèi)L4、L5 道為架落車臺位，L6 道為稱重兼架落車臺位，L7 道未與移車臺連通，無法實(shí)現(xiàn)移位作業(yè)，不計列為大架修能力。

車體檢修間設(shè)有20 個車體檢修臺位，加上大架修庫內(nèi)3條大架修線，合計為8 列位（4 輛編組）的大架修設(shè)計規(guī)模。按大架修共線作業(yè)，設(shè)計值考慮0.5 列位利用率折減，同時考慮不同編組列車檢修臺位利用率折減問題，改造后實(shí)際新增大架修列位約3 列位（4 輛編組），滿足線網(wǎng)遠(yuǎn)期需求。

圖4 魚珠車輛段擴(kuò)容改造后大架修檢修工藝流程圖

5 結(jié)語

本文通過分析廣州地鐵5 號線魚珠車輛段大架修檢修能力不足的原因，對比研究設(shè)計單位和運(yùn)營單位對檢修工作量、檢修臺位、大架修工藝、部件維修的不同認(rèn)識，得出以下結(jié)論：

1）由于運(yùn)營單位前期檢修水平、經(jīng)驗(yàn)及管理水平不夠，檢修停時比規(guī)范和設(shè)計單位采用的數(shù)值要大，造成檢修臺位占用時間加長，與檢修工作量不匹配；

2）運(yùn)營單位大架修普遍采用移位修工藝，設(shè)計單位的檢修臺位計算是基于定位修工藝，如果不考慮臺位利用率折減，將造成檢修臺位的計算值不滿足實(shí)際需求；

3）大架修檢修主廠房的工藝設(shè)計應(yīng)該基于運(yùn)營單位實(shí)際采用的移位修工藝，避免造成檢修設(shè)施閑置浪費(fèi)；

4）部件維修能力是大架修檢修能力的重要組成部分，部件維修能力不足，會引起檢修停時的增加，造成大架修能力不足；

5）擴(kuò)容改造設(shè)計應(yīng)有針對性，不能照搬遠(yuǎn)期預(yù)留或是運(yùn)營單位提出的方案，找出能力不足的原因，提出針對性方案是改造設(shè)計的基本思路。