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(廣州地鐵設(shè)計研究院股份有限公司,廣東 廣州 510000)
國內(nèi)城市軌道交通從1997年4個城市、運營里程88.2 km增長到2021年的45個城市、7 969.7 km,大部分地鐵城市逐步由單線或多線運營向網(wǎng)絡(luò)化運營過渡[1]。隨著地鐵線網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)張以及已運營線路的發(fā)展,越來越多的地鐵設(shè)備陸續(xù)進(jìn)入中大修期,對設(shè)備檢修的資源共享研究成為各城市地鐵運營的重點。目前,國內(nèi)對設(shè)備維修資源共享的研究主要集中在車輛大、架修的資源共享,地鐵設(shè)備維修是一個系統(tǒng)工程,除車輛檢修外,還包括線路、路基、軌道、橋梁、涵洞、隧道、房屋建筑和道路等設(shè)施的維修、保養(yǎng),以及供電、通信、信號、機(jī)電設(shè)備和自動化設(shè)備的維修和檢修工作[2]。本文以廣州地鐵為例,研究線網(wǎng)綜合維修基地的設(shè)置方案,以期適應(yīng)廣州地鐵特點且達(dá)到后期運營成本最優(yōu)化的目的,并對其他城市的資源共享研究提供借鑒。
經(jīng)過調(diào)研,北京、上海、廣州等城市的地鐵設(shè)備通用維修體系以計劃修為主,主要包括巡檢、日常維修、專項維修改造、大修更新等。設(shè)備檢修以專業(yè)化的團(tuán)隊為主,內(nèi)部主要分兩支隊伍,一支為例行維護(hù)保養(yǎng)隊伍,一支為專業(yè)維修隊伍,負(fù)責(zé)解體深度維修及升級、改造等工作。因維護(hù)及維修屬于同一團(tuán)隊實施,故大部分專業(yè)并未嚴(yán)格劃分小修及中修內(nèi)容,對于中大修或?qū)m椥?、大修更換或輪修下來的部件,以委外維修和檢測為主,也有部分部件采用自修方式。
隨著線網(wǎng)的不斷發(fā)展完善,如果將每條線的設(shè)備大修中修維場地分散設(shè)置在各條線路車輛段內(nèi),一方面各線車輛段的規(guī)模要增加,另一方面人員和設(shè)備不能實現(xiàn)共享,對維修資源的總體調(diào)度和維修工作日常管理不利,還造成設(shè)備及人員的重復(fù)投入,不符合提高運營的效率以及節(jié)約成本的原則。為了發(fā)揮資源、信息共享、降低建設(shè)與運營成本,各城市紛紛開始建立線網(wǎng)集中的綜合維修場地,主要負(fù)責(zé)各條線離線集中維修及檢測任務(wù),作為各車輛段綜合維修工班的技術(shù)資源共享服務(wù)后臺[3]。
目前,廣州地鐵于2004年提出建立線網(wǎng)綜合維修基地設(shè)想,并于2018年完成線網(wǎng)第一綜合維修基地建設(shè);北京地鐵線網(wǎng)綜合維修的對象主要為通信及信號設(shè)備,由北京地鐵通號分公司承擔(dān);南京地鐵線網(wǎng)綜合維修的范圍覆蓋通號、機(jī)電、票務(wù)等核心專業(yè),由南京地鐵電子與信息技術(shù)研究院承擔(dān);上海地鐵與寶信軟件股份有限公司共同成立了“上海地鐵電子科技有限公司”;天津地鐵在2017年成立了研究中心作為深度維修基地。
截至2020年12月31日,廣州地鐵運營里程為553.2 km,到2023年前后將有792 km、395座車站的城市軌道交通線路開通運營。根據(jù)《廣州市城市軌道交通第三期建設(shè)規(guī)劃(2017-2023年)》規(guī)劃成果,線網(wǎng)到2023年底共計開通18條線路、395座車站,線路總長度約792 km;遠(yuǎn)期規(guī)劃線網(wǎng)規(guī)模共計23條線路、1 025 km,站點481座。
由于工建設(shè)施主要是現(xiàn)場維修,綜合維修基地主要工作內(nèi)容為機(jī)械設(shè)備維修、電子設(shè)備維修、電氣設(shè)備維修、計量及檢測。
(1)機(jī)械設(shè)備維修。
給排水系統(tǒng)的水泵、閥件、屏蔽門組的機(jī)械構(gòu)件、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的電機(jī)和閥件系統(tǒng)、車站服務(wù)部件(票亭、鐵馬、樓梯升降機(jī)等部件)的維修,還包括各專業(yè)工裝和試驗臺的研制和零部件的機(jī)加工。
(2)電子設(shè)備維修。
信號、通信、FAS、BAS/EMCS、主控系統(tǒng)及AFC、車輛和機(jī)電電器中的部分設(shè)備。
(3)電氣設(shè)備維修。
信號機(jī)光源部件測試和調(diào)整,繼電器、轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝裝置及桿件檢測,變壓器檢測的專業(yè)檢修及修配,部分電氣部件質(zhì)量驗收,S700K轉(zhuǎn)轍機(jī)后臺修配,ZD6S700KAPM繼電器檢測評估與試驗。
(4)計量及化驗中心。
實現(xiàn)對示值超差和功能損壞的不合格計量器具自主維修,紅外線測溫儀、高度游標(biāo)卡尺、臺秤的自主檢測能力,污水檢測,變壓器油檢測,化驗樣品檢測,常態(tài)化環(huán)境監(jiān)測及分析噪聲、振動自主監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析。
綜合維修其中大部分設(shè)備以線路里程為的基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置,部分車站特有設(shè)備以車站個數(shù)為基準(zhǔn),全線系統(tǒng)性設(shè)備依據(jù)線路個數(shù)為基準(zhǔn)來估算線網(wǎng)總的設(shè)備數(shù)量,再根據(jù)各專業(yè)設(shè)備的故障率推算出需要維修的設(shè)備數(shù)量,之后根據(jù)總的維修設(shè)備數(shù)量推算出各專業(yè)的維修零件數(shù)量及工作任務(wù)量。根據(jù)廣州地鐵近幾年統(tǒng)計的故障率,綜合考慮新建線路設(shè)備的可靠性提升。
廣州地鐵線網(wǎng)設(shè)備故障率如表1所示。
表1 各專業(yè)故障率統(tǒng)計 單位:%
設(shè)備的維修模式主要有自主維修、委外維修兩種,其中委外維修模式包含完全委外及聯(lián)合維修兩種。
(1)有特殊資質(zhì)要求的則全委外實施。
(2)由于廠家技術(shù)封鎖或技能限制無法自修的則委外或聯(lián)合維修。
(3)市場成熟度較高,需密集勞動力且不構(gòu)成安全風(fēng)險的項目實施委外修。
(4)對運營安全、服務(wù)或行車組織秩序產(chǎn)生重大影響且沒有備用的設(shè)備選擇自主維修。
(5)綜合考慮社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,在安全保障和服務(wù)水平不降低的前提下對比自主維修與委外維修的成本。
結(jié)合廣州地鐵多年委外維修效果、已具備的維修能力以及組織變革后的業(yè)務(wù)特點。
(1)機(jī)電和工建專業(yè)以及車輛段特種設(shè)備(天車及廠內(nèi)機(jī)動車)實施委外修;機(jī)電低壓環(huán)控柜大修納入供電自主大修項目;工建專業(yè)核心項目(換軌及換岔)實施自主修。
(2)車輛架大修自修為主,委外為輔。
(3)變電、接觸網(wǎng)專業(yè)大修自修為主,委外為輔。
(4)車輛段設(shè)備(工程車、機(jī)加工)、計量化驗業(yè)務(wù)以聯(lián)合修方式開展(自修與委外修結(jié)合)。
(5)信號軌旁設(shè)備大中修自修。
(6)通信、信號專業(yè)、自動化專業(yè)、AFC及屏蔽門系統(tǒng)在壽命期內(nèi)的維修主要以電子、電氣、機(jī)械部件維修或模塊維修為主,納入電子電氣及機(jī)械部件維修中統(tǒng)籌實施維修、檢測。
(7)各專業(yè)系統(tǒng)到達(dá)壽命期后整體性更新、改造或升級工程,因涉及系統(tǒng)制式的重新設(shè)計、產(chǎn)品選型、制造、建設(shè)施工等環(huán)節(jié),原則上由后臺組織委外實施。
目前,廣州地鐵線網(wǎng)中已建成一處綜合維修基地,位于新造車輛段內(nèi),為線網(wǎng)第一綜合維修基地,規(guī)劃準(zhǔn)備建設(shè)第二處綜合維修基地。第一綜合維修基地是為了滿足廣州線網(wǎng)255 km的專業(yè)部件的深度維修、離線檢測需求,第二綜合維修基地是作為第一綜合維修基地的有效補(bǔ)充,共同承擔(dān)廣州市軌道交通792 km線網(wǎng)的專業(yè)部件的深度維修、離線檢測需求。
第一綜合維修基地為各專業(yè)配置的面積分別約為機(jī)械設(shè)備維修5 000 m2,電子設(shè)備維修6 500 m2,電氣設(shè)備維修3 000 m2,計量及化驗2 600 m2。其中機(jī)械設(shè)備維修具備每年加工制作近9 000件零配件、裝配約500件非標(biāo)工裝,維修約700件機(jī)械部件,修配約200臺轉(zhuǎn)轍機(jī)的能力;電子設(shè)備維修可維修車輛、機(jī)電、供電、信號、通信、自動售檢票、屏蔽門等專業(yè)約2萬件;電氣設(shè)備維修可測試、維修直流開關(guān)、低壓開關(guān)、高速斷路器、接觸器和供電模塊約1 500臺,屏蔽門約600件,繼電器5 000臺;計量及化驗每年力學(xué)、長度、電學(xué)等計量器具檢定量2.5萬件,每年水樣檢測2 500件,油樣檢測約500件,環(huán)境振動、噪聲檢測約2 000個檢測點。
結(jié)合廣州地鐵線網(wǎng)第一綜合維修基地的實際數(shù)據(jù),通過分析個設(shè)備維修的工藝流程,建議按6 000~8 000 m2/100 km線路配置綜合維修基地面積。
為滿足廣州地鐵遠(yuǎn)期線網(wǎng)需求,建議增加設(shè)置兩到三處線網(wǎng)綜合維修基地以滿足線網(wǎng)設(shè)備檢修需求。
(1)交通運輸便利,新增綜合維修基地因均勻分布于線網(wǎng)中,以節(jié)省設(shè)備運輸距離;維修基地因緊鄰主干道,以便于檢修設(shè)備運輸。
(2)綜合維修基地應(yīng)位于定修段或大、架修車輛段內(nèi),綜合維修地基布局應(yīng)結(jié)合車輛段總體布局進(jìn)行規(guī)劃。
(3)綜合維修基地規(guī)模結(jié)合設(shè)備檢修任務(wù)量進(jìn)行設(shè)計。
(4)綜合維修基地的建設(shè)時序應(yīng)結(jié)合線網(wǎng)建設(shè)情況合理確定。由于線路建成初期,檢修任務(wù)量較小,綜合維修基地如果伴隨車輛段同步建設(shè),建成初期綜合維修基地?zé)o法發(fā)揮其使用效率。建議在車輛段建設(shè)時預(yù)留空地,待適當(dāng)時機(jī)再建設(shè)綜合維修基地。
通過調(diào)研國內(nèi)各城市綜合維修的情況,針對廣州地鐵綜合維修的現(xiàn)狀,研究了廣州線網(wǎng)綜合維修基地設(shè)計方案,提出了廣州地鐵遠(yuǎn)期線網(wǎng)綜合維修基地的設(shè)想。目前我國還處在大中城市修建地鐵的高潮時期,越來越多的城市地鐵建設(shè)面臨著線網(wǎng)資源共享的難題。結(jié)合不同城市的特點,綜合維修基地的設(shè)置思路同樣可以應(yīng)用于其他城市,對其他城市的綜合維修資源共享研究具有借鑒意義。