謝紅太 王 偉 李 祥 馬敬武 武振鋒

(1.華設設計集團股份有限公司, 南京 210014；2.蘭州交通大學, 蘭州 730070;3.西安鐵路信號有限責任公司， 西安 710100)

截止2020年底，我國高速鐵路網(wǎng)已基本成型，“八縱八橫”鐵路網(wǎng)正逐步完善，隨著社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展和鐵路運輸服務品質(zhì)的快速提升，動車組已逐漸取代傳統(tǒng)客運列車成為擔當國內(nèi)鐵路客運任務的新一代主力產(chǎn)品，但在運用維護方面國鐵集團和國內(nèi)七大動車組檢修基地的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)動車組標準不統(tǒng)一、車型種類較多、運轉(zhuǎn)效率較低、運用動車組檢備率較高、動車組檢修能力緊張、檢修資源不足、失修及過修問題突出[1-3]。因此，結(jié)合實際運輸需求提高全路動車組一體化運轉(zhuǎn)整備任務是目前亟待解決的問題之一。

新建南京至淮安城際鐵路位于我國長三角區(qū)域江蘇省和安徽省境內(nèi)，線路自北向南由江蘇省淮安市淮安東站引出，向南經(jīng)淮安市洪澤區(qū)(設洪澤站)、金湖縣(設金湖站)，進入安徽省天長市(設天長站)，出站后向南跨蘇皖省界，經(jīng)南京市六合區(qū)(設六合站)、浦口區(qū)，引入新建的南京樞紐第三客站南京北站，線路全長約220 km。寧淮城際鐵路作為長三角城際鐵路網(wǎng)的重要組成部分，北接連淮揚鎮(zhèn)、徐宿淮鹽鐵路，南連寧杭、寧安、寧宣鐵路，進一步加強淮安、滁州、連云港等長三角北部地區(qū)與南京、杭州、蕪湖、宣城等長三角南部地區(qū)交通聯(lián)系，有利于長三角“1～2小時交通圈”的實現(xiàn)，同時也將進一步加強長江三角洲地區(qū)南北聯(lián)系，充分發(fā)揮城際鐵路網(wǎng)效益，實現(xiàn)長江三角洲地區(qū)人員、產(chǎn)業(yè)資源的有效互動和合理配置，對進一步加快長三角區(qū)域經(jīng)濟均衡一體化發(fā)展有著重要意義[4-5]。

根據(jù)南京樞紐總圖規(guī)劃，南京樞紐基本形成南京、南京南、南京北“三大客站”格局。就目前來看，南京鐵路樞紐主要存在現(xiàn)狀客運系統(tǒng)布局不盡合理，既有客運站能力不能滿足規(guī)劃新線引入要求，樞紐過江通道能力不能適應研究年度線路引入及貨運增長需求，同時隨著遠期動車組線路密度的逐漸增大，既有動車組運維設施不能滿足近期南京樞紐動車組運用檢修任務[6-7]。因此，科學合理布局寧淮城際鐵路及沿江高鐵南京北站近遠期規(guī)劃建設是非常有必要的，同時南京北動車運用所作為附屬工程建設對于鐵路安全運輸及動車組設施設備維修是必不可少的。

1 國內(nèi)動車組配屬現(xiàn)狀及市場需求

近年來，隨著我國高速鐵路網(wǎng)系統(tǒng)的迅速完善，2020年底我國高速鐵路運營總里程達3.79萬km，根據(jù)我國高速鐵路建設項目周期一般控制在4～5年，在經(jīng)濟增速下行壓力下，2014年以來迎來了鐵路建設高峰期，對應2018年后迎來了新投入運營高速鐵路里程的高峰期。根據(jù)近幾年新開工及規(guī)劃設計高速鐵路項目規(guī)模預測未來新增高速鐵路鐵路里程將呈現(xiàn)一定程度的下滑趨勢。其中2012-2020年中國高速鐵路運營里程及增長率如圖1所示。

圖1 2012-2020年中國高速鐵路運營里程及增長率圖

截至2020年底，我國擁有動車組約3 885組，其中本年度新增配屬動車組220組。2011-2020年中國高速鐵路運營里程及動車組保有量年新增趨勢如圖2所示，宏觀來看二者走向趨勢保持同步，隨著年高速鐵路運營里程的逐漸增加，配屬動車組數(shù)量隨之增加，動車組年新增配屬數(shù)量自2011-2015年呈迅速增加的趨勢，2015-2020年隨著全國建設高峰期高速鐵路集中投入運營，動車組的新增量變化相對于高速鐵路新增里程變化趨勢較為平緩。

圖2 2011-2020年中國高速鐵路運營里程及動車組保有量年新增趨勢圖

計算2011-2020年中國高速鐵路動車組線路密度如表1所示，在2016-2020年隨著高速鐵路運營里程的增加，動車組線路密度從2016年的0.118組/km降低到2020年0.103組/km，意味在近幾年來在我國高速鐵路網(wǎng)迅速完善的大背景下，新建線路整體上客流密度逐漸降低，同時也與全國高速鐵路列車運行圖的重新優(yōu)化及動車組運維設施得到進一步可靠保障有著密切關系。但在高密度高速鐵路線網(wǎng)的快速形成中，隨著遠期客流量的逐步增加，同時在我國采用節(jié)能、高效便捷的動車組列車趨勢的引領下，國內(nèi)動車組線路密度有望逐步提升，帶動動車組的新增需求。

表1 2011-2020年中國高速鐵路動車組線路密度表(組/km)

2 南京樞紐動車組配屬及檢修規(guī)模測算

2.1 相鄰線既有動車組設備的分布、性質(zhì)和規(guī)模

寧淮城際鐵路屬于沿江鐵路網(wǎng)的一部分，相鄰鐵路有關的動車組設施包括上海動車段、上海南動車運用所、上海虹橋動車運用所、上海東動車運用所、南京動車運用所、南京南動車運用所、合肥南動車運用所、合肥動車運用所、南通動車運用所，本線相鄰鐵路既有及規(guī)劃動車組設備規(guī)模如表2所示。

表2 本線相鄰線既有及規(guī)劃動車組設備規(guī)模表

南京動車運用所既有規(guī)模為動車組存車線14條，動車組檢查庫線4條，主要承擔滬寧城際鐵路動車組檢查、存車任務；南京南動車運用所既有規(guī)模為動車組存車線45條，動車組檢查庫線8條，承擔京滬高速鐵路、滬蓉客運專線、寧杭客運專線、寧安城際鐵路動車組的檢查、存車任務。其中南京動車運用所主要承擔CRH2系動車組運維任務，南京南動車運用所主要承擔CR400系平臺動車組運維任務。截止2020年底，南京樞紐南京動車運用所配屬動車組53組，南京南動車運用所配屬動車組95組，共計148組，配屬動車組類型及數(shù)量如表3所示。

表3 南京樞紐配屬動車組類型及數(shù)量表

2.2 南京樞紐近、遠期客流預測及運輸組織分析

2.2.1 南京樞紐現(xiàn)狀

既有南京鐵路樞紐分布于南京市長江兩岸，銜接京滬、寧啟、寧蕪3條干線鐵路以及京滬、滬寧、寧杭、寧安、合寧5條高速(城際)鐵路，承擔華東北部地區(qū)與蘇南、上海、浙江及皖贛的客貨交流。南京東站為樞紐主要編組站，浦口東(原南京北)站為輔助技術作業(yè)站，南京站、南京南站為主要客運站，其他為中間站。

南京站：樞紐內(nèi)的主要客運站，位于江南玄武區(qū)，設于京滬鐵路和滬寧城際鐵路線上，分普速和城際兩個車場，普速車場設客車到發(fā)線8條(不含正線2條)，城際車場設到發(fā)線6條。

南京南站：南京南站是樞紐內(nèi)的主要客運站，位于江南的棲霞區(qū)，設于京滬高速鐵路、滬漢蓉鐵路和寧安城際鐵路線上，分京滬、滬漢蓉和寧安3個車場，正線均靠站臺通過。南京南站共設到發(fā)線28條(含正線)，基本站臺2座、中間站臺13座，其中京滬車場設到發(fā)線10條、滬漢蓉車場設到發(fā)線12條、寧安車場設到發(fā)線6條。

2.2.2 樞紐內(nèi)現(xiàn)階段存在的主要問題

(1)現(xiàn)狀客運系統(tǒng)布局不盡合理，既有客運站能力不能滿足規(guī)劃新線引入要求

南京樞紐既有兩大客運站南京站和南京南站均位于江南地區(qū)，江北無客運站，但研究年度規(guī)劃的沿江高鐵、寧淮、寧蚌城際鐵路均位于江北地區(qū)，從客運布局上來看，如客運作業(yè)全部集中于江南地區(qū)，則江北地區(qū)車流均需繞行至江南，運輸徑路明顯不合理。因此，現(xiàn)狀客運系統(tǒng)布局不盡合理，江北地區(qū)需要新設1個客運站，滿足規(guī)劃新線引入要求。

此外，隨著規(guī)劃沿江高鐵、寧淮、寧蚌城際等鐵路引入，既有南京站及南京南站2站共計23臺42線的規(guī)模，不能滿足規(guī)劃年度近期897對/日、遠期1 091對/日的客車接發(fā)車的需求。

(2)樞紐過江通道能力不能適應研究年度線路引入及貨運增長需求

現(xiàn)狀南京樞紐過江通道為2橋6線格局，分別是南京長江大橋京滬鐵路雙線、大勝關長江大橋京滬高速鐵路和滬漢蓉鐵路4線橋。南京長江大橋主要承擔京滬、寧啟鐵路過江客車和貨物列車，現(xiàn)狀行車量135對(客車90對，貨車45對)，區(qū)間通過能力已經(jīng)飽和。大勝關長江大橋京滬高速鐵路和滬漢蓉鐵路四線橋行車量220對，其中京滬高鐵橋126對，區(qū)間通過能力已經(jīng)飽和，滬漢蓉鐵路橋94對，區(qū)間通過能力略有緊張。沿江、寧淮、寧蚌等鐵路過江需求遠期至少為110對，樞紐過江通道能力不能適應研究年度沿江、寧淮、寧蚌等鐵路引入樞紐的需要。

隨著規(guī)劃年度寧蕪、合寧、寧啟、京滬等鐵路貨運量的增長，南京長江大橋已不能滿足運輸需求。

2.2.3 開行列車對數(shù)及通過能力分析

(1)各研究年度旅客列車對數(shù)

根據(jù)江蘇省內(nèi)城際、長三角城際、連云港與淮安對外、膠東半島至南京及以遠、京津及魯中至南京及以遠路網(wǎng)客流調(diào)查及行車組織分析，淮安至南京北旅客列車對數(shù)為初期、近期及遠期分別為60對/日、73對/日及90對/日，研究年度內(nèi)本線列車對數(shù)如表4所示。

表4 本線區(qū)段客車對數(shù)表(對/日)

(2)設計能力及分期擴能措施

①列車編組方案

本線列車暫推薦采用CRH380系列動車組，其中短編組列車按8輛編組、定員600人/列計，長編組列車按16輛編組、定員 1 200人/列計。

②列車通過能力計算方法

依據(jù)TB 10621-2014《高速鐵路設計規(guī)范》本線列車通過能力可表示為[8]：

(1)

(2)

(3)

式中：N——平行運行圖通過能力(對/日)；

TW——綜合維修天窗時間(min)，本線設計取TW=240 min；

I——列車追蹤間隔時間(min)，本線計算能力近、遠期按I=5 min設計計算；

S——客運區(qū)段長度(km)；

NG——全高速列車的區(qū)段最大通過能力(對/日)；

εG——高速列車使用扣除系數(shù)，本線設計計算取1.5；

KS——區(qū)間通過能力使用系數(shù)，本線設計計算取0.8；

1 440——日分鐘數(shù)(min)。

③本線通過能力及利用率

(4)

計算淮安至南京北旅客列車初期、近期及遠期對數(shù)計算本線列車通過能力及能力利用率如表5所示。

表5 本線列車通過能力及能力利用率表

從表5中可以看出，本線列車研究年度內(nèi)淮安至南京北旅客列車通過能力利用率初期、近期及遠期分別為49%、59%及59%，通過能力富余量充足，研究年度滿足鐵路運輸需求。

④旅客運輸需求的適應性分析

本線研究年度旅客運輸需求適應情況如表6所示。從表6可以看出，本線設計能力滿足近、遠期運輸需要，且有一定的富余。

表6 研究年度旅客運需求適應情況表

⑤進一步提高運輸能力的措施

本線設計能力滿足研究年度運輸需要，且有一定的富余，各區(qū)段均能夠滿足本線建議的遠景年輸送能力客運量單向 3 500萬人/年的要求。若運量進一步增長，可采取增開長編組列車等方式，提高輸送能力，遠期以后隨著移動設備的發(fā)展也可縮短追蹤間隔來增加輸送能力。

3 南京樞紐動車組配屬及檢修規(guī)模測算

影響動車段(所)整體布局及規(guī)模大小的兩個重要因素是樞紐內(nèi)配屬動車組數(shù)量、動車組檢修工藝方式及配套設備實施。因此，在樞紐內(nèi)鐵路規(guī)劃及鐵路設計時期能夠相對科學合理的進行預測和設計是非常有必要的，尤其國內(nèi)在面臨經(jīng)濟增速下行壓力下，鐵路投資明確的“保增長”措施及在高密度高速鐵路網(wǎng)的快速形成中隨著遠期客流量的逐步增加，國內(nèi)動車組線路密度及新增需求的逐步提升，科學規(guī)劃布局動車段(所)工藝設計及配屬動車組數(shù)量是有效確保鐵路高效運輸及科學運維的首要保障[9-10]。

3.1 樞紐內(nèi)動車組配屬測算分析

動車組作為國內(nèi)旅客運輸?shù)闹饕d運工具，樞紐內(nèi)動車組配屬數(shù)量直接關系著能否滿足鐵路運輸需求及運維實施的配套規(guī)?！，F(xiàn)階段鐵路開通運營后承擔動車段(所)配屬動車組數(shù)量主要根據(jù)實際列車運行圖來準確計數(shù)確定，但在樞紐內(nèi)鐵路規(guī)劃及鐵路設計時期動車組配屬規(guī)模測算時，往往面臨列車運行圖繪制復雜困難及預測準確性差等問題。因此，結(jié)合目前各鐵路設計單位在動車組配屬規(guī)模測算方面的設計經(jīng)驗及傳統(tǒng)理論計算方法，本文總結(jié)提出了基于動車組日車公里數(shù)及全周轉(zhuǎn)時間的兩種承擔動車段(所)動車組配屬數(shù)量測算方法[11-13]。

3.1.1 全周轉(zhuǎn)時間測算法

根據(jù)動車組全周轉(zhuǎn)時間分析計算，動車組樞紐內(nèi)配屬動車組數(shù)量包括運用動車組數(shù)量、檢修動車組數(shù)量及備用動車組數(shù)量之和，表示為：

N配屬=N運用+N檢修+N備用

(5)

式中：N配屬——動車組檢修基地配屬動車組數(shù)量(列)；

N運用——運用動車組數(shù)量(列)；

N檢修——動車組二、三、四及五級修在檢動車組數(shù)量和(列)；

N備用——備用動車組數(shù)量(列)。

(1)運用動車組列數(shù)N運用

根據(jù)動車組運行全周轉(zhuǎn)時間計算樞紐內(nèi)運用動車組數(shù)量，動車組日運行時間按18 h取值，則樞紐內(nèi)運用動車組數(shù)量可表示為：

(6)

T總=Th+(Ts+Tz)×(1+α)

(7)

(8)

式中：T總——樞紐內(nèi)運用動車組全周轉(zhuǎn)時間和(h)；

18——動車組日運行時間(h)；

Ts——樞紐內(nèi)全部開行動車組日旅行時間之和(h)；

Th——動車組一、二級檢修作業(yè)時間和(h)；

Tz——動車組在站停留時間(h)；

D1，D2——動車組一、二級修定檢公里數(shù)(km)；

T1，T2——動車組一、二級修檢修停時(h)；

Cj——對應交路內(nèi)動車組日走行公里數(shù)(km)；

j——動車組交路編號。

其中，對于動車組在站停留時間Tz，向航鷹[14]等人結(jié)合鐵路客運專線及提速線路設計工作經(jīng)驗，根據(jù)動車組運用交路長度Lj的范圍，給出如下參考取值：

(9)

(2)檢修動車組列數(shù)N檢修

考慮到現(xiàn)階段鐵路部門進行日常一、二級檢修是采用分時作業(yè)，其中一級修主要集中在夜間(21:00～8:00)時間段進行作業(yè)，二級修主要集中在白天進行作業(yè)。結(jié)合目前TB 10028-2016《鐵路動車組設備設計規(guī)范》及動車組檢修規(guī)程，一、二級修檢停時較短，因此檢修動車組列數(shù)主要包括三、四及五級修在修動車組數(shù)量和，即：

N檢修=N1+N2+N3

(10)

根據(jù)各級修程定檢公里數(shù)與對應檢修停時系數(shù)，動車組一至五級修在修動車組數(shù)量可分別表示為：

(11)

式中：β——動車組檢修不平衡系數(shù)(或稱為波動系數(shù))，根據(jù)TB 10028-2016《鐵路動車組設備設計規(guī)范》取值范圍為1.0≤β≤1.4，一般根據(jù)不同修程檢修波動情況可參考取值[14-15]，一、二級修時取β=1.2，三、四級修時取β=1.1，五級修時取β=1.0；

Sj——樞紐內(nèi)對應交路動車組年走行公里數(shù)(km)；

D五級——動車組五級修定檢公里數(shù)(km)；

250——動車組大修(三、四、五級修)年檢修工作天數(shù)(d)；

R3、R4、R5——動車組三、四及五級修修程檢修停時系數(shù)。

檢修停時系數(shù)R表示為檢修次數(shù)ki與檢修停時ti的乘積，即；

R=kiti(i=1,2…5)

(12)

其中檢修次數(shù)ki以一個五級修定檢公里為計算循環(huán)周期，分別計算各檢修等級檢修次數(shù)ki為：

(13)

結(jié)合文獻[14]國內(nèi)動車組檢修周期可分別根據(jù)配屬車型進行檢修停時參數(shù)計算，其中CR400AF/BF平臺動車組根據(jù)國鐵集團2020年2月發(fā)布的三級檢修規(guī)程中規(guī)定三級修周期暫以運行(120±12)萬km或運行3年以先到為準，同時根據(jù)指導意見，高級修檢修里程周期上限將分階段逐步延長至165萬km[16]。本文計算以CRH3及CR400AF/BF平臺動車組定檢公里指標進行計算，各檢修等級檢修停時參數(shù)如表7所示。

表7 CRH3及CR400AF/BF平臺動車組各修程檢修停時參數(shù)表

(3)備用動車組數(shù)量N備用

樞紐內(nèi)備用動車組數(shù)量一般可按運用動車組數(shù)量乘備用率進行計算：

N備用=N運用×ζ

(14)

式中：ζ——動車組備用率(或稱預留率)，新線設計中一般取ζ=0.06。

根據(jù)文獻[15]設計規(guī)定，結(jié)合目前國內(nèi)鐵路部門備用動車組配屬情況及分布規(guī)模，全路備用動車組數(shù)量很少，備用率總體小于0.06，個別鐵路局動車組備用率略高于0.06。

3.1.2 日車公里測算法

一般在新建高速鐵路設計中結(jié)合樞紐內(nèi)客流及行車組織情況，由于動車組平均日走行公里指標保守取值，因此不考慮檢修動車組數(shù)量。根據(jù)動車組日走行公里數(shù)計算新建鐵路本線樞紐內(nèi)新增配屬動車組數(shù)量表示為運用動車組數(shù)量與備用動車組數(shù)量之和：

N′配屬=N′運用+N備用

(15)

其中，運用動車組數(shù)量N′運用可表示為：

N′運用=S運/C

(16)

式中：N′運用——運用動車組數(shù)量；

S運——本線樞紐內(nèi)新增配屬動車組日走行公里數(shù)(km)；

C——本線樞紐內(nèi)動車組平均日走行公里指標(km)。

該測算方法稱為“日車公里法”，其中最為重要的一個參數(shù)為新建線樞紐內(nèi)動車組平均日走行公里指標C的確定，直接關系著近、遠期動車組配屬及檢修運維設施的布局和規(guī)模，需結(jié)合新建線樞紐內(nèi)鐵路技術標準、動車組乘務交路長度、配屬動車組類型、設計及運維經(jīng)驗數(shù)據(jù)綜合分析確定合適的平均日走行公里指標。

3.2 樞紐內(nèi)動車段(所)檢修規(guī)模測算

動車段(所)動車組檢修工作量主要包括動車組存車任務、日常維修及高級修三部分主要內(nèi)容，其中配屬動車組存車任務主要設施包括動車組存車股道及配套洗車檢測監(jiān)測設備等，動車組日常維修及高級修任務分別由對應一至五級修程動車組檢修庫及配套設備設施承擔。動車段(所)檢修規(guī)模測算需結(jié)合樞紐內(nèi)動車組運輸組織方案及動車組檢修定檢標準計算檢修工作量，從而科學合理的確定動車組存車場、日常維修和高級修檢修廠房布置及配套設備設施。

根據(jù)國內(nèi)動車組各修程定檢公里及樞紐內(nèi)對應交路動車組日走行公里數(shù)，則動車組一至五級對應修程年檢修工作量可表示為：

(17)

3.2.1 動車組檢修庫線數(shù)測算

樞紐內(nèi)動車段(所)動車組檢修庫線數(shù)nj分別為一、二、三、四及五級修對應檢修庫線數(shù)nji和：

(18)

其中：

(19)

式中:β——動車組檢修不平衡系數(shù)，取值參考式(11)；

α——動車組檢修庫線的設備利用率系數(shù)，經(jīng)驗取值α=0.85。

另外，根據(jù)國鐵集團鐵總運[2015]《關于明確動車組運用檢修設施及設備配置標準的通知》中對于動車段(所)動車組運用維護管理經(jīng)驗數(shù)據(jù)顯示：10列標準8輛短編組動車組，配置1條檢查庫線(滿足2列標準8編組或1列16編組動車組停放)設施及配套檢修設備，可用于動車段(所)一、二級修檢查庫線經(jīng)驗測算。

3.2.2 動車組存車線數(shù)測算

動車段(所)存車場一般有占地面積廣、存車線族數(shù)量多及走行線長等特點，因此動車組存車線規(guī)模確定及布置形式直接關系著整個動車段(所)平面布局。存車線數(shù)nc主要由樞紐內(nèi)除去一至五級修各修程檢修動車組數(shù)(N檢修+nj1+nj2)之外的所有配屬動車組數(shù)N配屬決定，包括運用動車組數(shù)量N運用及備用動車組數(shù)量N備用，表示為：

nc=N運用+N備用-nj1-nj2

(20)

取一級修檢查庫線數(shù)nj1作為整個日常一、二級檢修庫列位數(shù)，同時應考慮除去本樞紐內(nèi)動車組是否存在外段(所)過夜的動車組數(shù)量N外及備用動車組N備用存車線數(shù)n0(n0=N備用)，因此在設計中上式動車段(所)存車線數(shù)nc可修正為：

nc=N運用+N備用-nj1-N外+n0

(21)

3.3 南京樞紐測算分析

3.3.1 南京樞紐動車組配屬量測算

根據(jù)南京樞紐近期(2035年)及遠期(2045年)動車組開行方案，參照附錄C，分別采用動車組配屬數(shù)量全周轉(zhuǎn)時間測算法計算南京樞紐動車組配屬情況如表8所示，近期配屬動車組數(shù)為64.39組，遠期配屬動車組數(shù)為78.95組，其中近期運用動車組數(shù)為52.87組，遠期運用動車組數(shù)為64.72組。結(jié)合樞紐內(nèi)動車組配屬規(guī)模日車公里測算法，同時分析計算兩種測算方法結(jié)果的誤差百分比：

表8 南京樞紐近、遠期配屬動車組規(guī)模表(組)

(22)

式中：N日車公里測算法——采用日車公里測算法；

N全周轉(zhuǎn)時間測算法——全周轉(zhuǎn)時間測算法計算的樞紐內(nèi)動車段(所)配屬、運用、備用及檢修動車組數(shù)量。

針對南京樞紐近、遠期動車組開行方案，分別根據(jù)全周轉(zhuǎn)時間測算法及日車公里測算法兩種方法計算分析可知，日車公里測算法在不考慮檢修動車組數(shù)量前提下計算的運用動車組數(shù)量及備用動車組數(shù)量比全周轉(zhuǎn)時間測算法計算結(jié)果偏大約41%，配屬動車組數(shù)計算結(jié)果偏大約20%，鑒于此，推薦采用日車公里測算法時在新建高速鐵路動車組配屬設計及樞紐內(nèi)客流預測中適當調(diào)整樞紐內(nèi)動車組平均日走行公里指標。本文計算對于南京樞紐近配屬動車組測算以全周轉(zhuǎn)時間測算法結(jié)果進行后續(xù)理論計算與說明。

3.3.2 動車組運用設施檢修能力分析

根據(jù)南京樞紐路網(wǎng)規(guī)劃及開行動車組的實際需求，隨著南沿江、北沿江、寧淮、寧滁蚌等鐵路的引入，南京樞紐動車運維需求將不斷增加，分析計算南京樞紐內(nèi)始發(fā)終到動車組近期及遠期動車組一至五級對應修程年檢修工作量如表9所示。

表9 南京樞紐近、遠期動車組年檢修工作量表(組/年)

利用全周轉(zhuǎn)時間測算法南京樞紐配屬動車組規(guī)模計算樞紐內(nèi)近、遠期動車組檢修及存車列位數(shù)如表10所示，從表10可知，樞紐內(nèi)遠期(2045年)動車組一級修列位及存車列位數(shù)分別為14.34及72.04。

表10 南京樞紐近、遠期動車組檢修及存車列位數(shù)表(以長編組計算)

分別采用全周轉(zhuǎn)時間測算法、日車公里結(jié)合經(jīng)驗測算法，根據(jù)南京樞紐近(2035年)、遠期(2045年)動車組開行方案，分析計算南京樞紐內(nèi)近、遠期運維檢修需求，動車組檢查列位、檢修列位及存車列位等運維檢修設施如表11所示。

由表11可知，樞紐內(nèi)近、遠期動車組檢查需求分別為11.58列位及14.34列位，根據(jù)南京樞紐既有設施現(xiàn)狀12檢查列位，計算南京樞紐初期動車組運用檢查施能力已趨于飽和，檢查列位缺口為-0.42列位，遠期樞紐內(nèi)動車組檢查列位缺口為2.34列位，動車組檢查列位缺口較大，既有檢查設施能力緊張。動車組檢修列位數(shù)包括三、四及五級修列位數(shù)和，近、遠期樞紐內(nèi)動車組檢修需求分別為8.74列位及10.83列位，既有南京樞紐內(nèi)暫無配套動車組檢修設施，根據(jù)動車組檢修遠期缺口10.83列位分析，遠期南京樞紐動車組檢修能力嚴重短缺，同時樞紐內(nèi)動車組存車設施近期缺口為-0.16列位，現(xiàn)階段已逐漸趨于飽和，遠期缺口為13.04列位，缺口較大。其中動車組檢查列位規(guī)模參照一級修列位數(shù)進行計算。

表11 南京樞紐近、遠期動車組檢查、檢修及存車列位數(shù)表(以長編組計算)

綜上分析，既有南京樞紐內(nèi)近、遠期動車組檢查及存車能力設施逐漸趨于飽和，遠期動車組檢查設施能力緊張，檢修設施能力嚴重短缺，存車停車場地不足。同時考慮到南京樞紐已基本形成南京、南京南、南京北“三大客站”格局，就目前來看南京鐵路樞紐主要存在現(xiàn)狀客運系統(tǒng)布局不盡合理，既有客運站能力不能滿足規(guī)劃新線引入要求，樞紐過江通道能力不能適應研究年度線路引入及客貨運增長需求，本文在樞紐動車組配屬及運維資源能力測算方面采用統(tǒng)籌考慮的方式，在實際“三大客站”配套運維檢修設施布局中并不能實現(xiàn)理想資源共享，因此實際南京樞紐內(nèi)局部檢修資源缺口更大，新建動車組檢查、檢修設施的擴能需求更迫切。

本次研究分析根據(jù)南京樞紐列車開行對數(shù)預測、行車方案及運輸組織安排，在南京北動車所規(guī)模設計中采用全周轉(zhuǎn)時間測算法、日車公里及經(jīng)驗測算法相結(jié)合的測算方式，但在現(xiàn)階段實際設計中主要參照設計規(guī)范、經(jīng)驗數(shù)據(jù)及國內(nèi)設計經(jīng)典案列執(zhí)行，本文中利用樞紐內(nèi)動車組全周轉(zhuǎn)時間對配屬動車組規(guī)模及檢修工作量進行的分析計算在本工程實施中暫作輔助參考。

基于此，根據(jù)表11動車組檢查、檢修及存車列位數(shù)，以遠期樞紐建設考慮，南京樞紐內(nèi)新建南京北動車所近期設存車線48條(本工程實施24條，北沿江高鐵工程實施24條)，另預留12條。動車所內(nèi)檢查庫近期設8條檢查庫線，本工程實施4線檢查庫，北沿江高鐵工程實施4線檢查庫，遠期另預留4線檢查庫，此外，動車所南側(cè)預留擴建高級修條件。具體南京北動車所主要運維檢修設施實施規(guī)模如表12所示。

表12 南京北動車所主要運維檢修設施實施規(guī)模表(條)

4 南京北動車所總平面布置及工藝設計

新建南京北站位于南京市江北新區(qū)直管區(qū)內(nèi)舟橋旅地塊，G40滬陜高速以東，104國道(浦泗路)以北，朱家山河以南。新建南京北站為高架站，按三場分場布置，自北向南依次為沿江高鐵車場和寧淮—寧蚌車場、普速車場。車站總規(guī)模為16臺30線(含正線6條)，其中沿江高鐵車場規(guī)模為5臺9線(含正線)，寧淮-寧蚌車場規(guī)模為6臺12線(含正線)，規(guī)劃普速車場規(guī)模為5臺9線(含正線)?？紤]規(guī)劃七鄉(xiāng)河過江通道實施，京滬鐵路客車外繞后，南京北站規(guī)劃普速場東咽喉需增加與寧啟鐵路聯(lián)絡線。為充分利用京滬鐵路外繞后既有長江大橋能力，寧淮—寧蚌場東咽喉增加與既有長江大橋聯(lián)絡線，按接上元門過江通道與接京滬長江大橋，雙接方案布置。

南京北動車所位于新建南京北站西南方向約5.5 km處，京滬鐵路北側(cè)，西梗蓮鄉(xiāng)東側(cè)，與綜合維修工區(qū)、物流基地及培訓基地合建，總計占地3 589畝，其中近期開工建設動車組存車場、檢查場、綜合維修工區(qū)及其它附屬生產(chǎn)生活房屋共計 1 533畝。主要承擔沿江高鐵以及寧淮城際鐵路在南京北站辦理的始發(fā)終到動車組的一、二級維修、整備和存車任務，在動車所東南側(cè)設維修工區(qū)，動車所北側(cè)預留三、四及五級修維修設施。動車組走行線自南京北站后西咽喉引出后下穿寧淮城際鐵路及北沿江高速鐵路正線引入動車運用所。

動車走行線自南京北站西咽喉引出后下穿寧淮及沿江正線引入動車所。新建動車運用所整體呈東西向布置，自東向西依此為出入段線、動車存車場、洗車庫、檢查庫。

新建動車所出入段線上設跨3線動態(tài)檢測棚1座，近期設存車線48條(本工程實施24條，北沿江工程實施24條)，另預留12條。存車場旁設不落輪鏇庫線2條，臨修及不落輪鏇修庫1座。存車場與檢查庫間咽喉區(qū)設通過式洗車機(2套)，動車所內(nèi)檢查庫近期設8條檢查庫線(本工程實施4線檢查庫，北沿江工程實施4線檢查庫)，遠期另預留4線檢查庫，檢查庫旁設2條人工清洗線兼牽出線。配套設有乘務員公寓、食堂、浴室、門衛(wèi)等生產(chǎn)、生活房屋。此外，動車所南側(cè)預留擴建高級修條件。

新建維修工區(qū)與寧淮城際合設，規(guī)模為大型楊路機械停放線1條，有效長滿足300 m，供電搶修列停留線1條，接觸網(wǎng)作業(yè)車停留線2條，軌道車停留線1條。

南京北動車所總平面布置推薦方案為寧淮工程與北沿江工程共用南京北動車所，統(tǒng)籌考慮[17-19]。本工程近期實施24條存車線、4條檢查庫線，寧淮工程近期實施24條存車線、4條檢查庫線，另預留12條存車線、4條檢查庫線及高級修設施。動車運用所存車場與檢查庫線由東向西按縱列式二級場布置，由東向西依次布置輪對踏面診斷設備、存車場、中部咽喉及洗車機、檢查庫，不落輪鏇庫及臨修庫置于檢查庫北側(cè)。如圖3所示。

圖3 南京北動車所及附屬設施總平面布置示意圖

5 結(jié)論及建議

(1)結(jié)論

本文以新建南京樞紐南京北動車所工程項目為依托，研究建高速鐵路樞紐內(nèi)動車組配屬設計及承擔動車段(所)動車組檢修工作量及檢修設施規(guī)模測算，研究表明根據(jù)列車運行圖測算方法理論計算最為科學準確，采用日車公里法測算時，當樞紐內(nèi)動車組平均日走行公里指標取常見經(jīng)驗計算值 2 000 km時，日車公里測算法在不考慮檢修動車組數(shù)量前提下計算的運用動車組數(shù)量及備用動車組數(shù)量比全周轉(zhuǎn)時間測算法計算結(jié)果偏大約41%，配屬動車組數(shù)計算結(jié)果偏大約20%，動車組存車線數(shù)及檢查庫線數(shù)計算結(jié)果偏大約35%，計算樞紐內(nèi)動車組配屬、承擔動車段(所)動車組檢修工作量及檢修設施規(guī)模測算裕量較為充足。

(2)建議

在新建高速鐵路樞紐內(nèi)動車組配屬設計及承擔動車段(所)動車組檢修工作量及檢修設施規(guī)模測算中，采用日車公里測算法時，需結(jié)合樞紐內(nèi)鐵路主要技術標準、客流及行車方案等，合理調(diào)整樞紐內(nèi)動車組平均日走行公里指標。該測算方法分析計算較為方便，適用于遠期鐵路樞紐規(guī)劃投資及動車組車輛投產(chǎn)規(guī)?？刂频确矫?。在新建高速鐵路樞紐內(nèi)動車組配屬設計及承擔動車段(所)動車組檢修工作量及檢修設施規(guī)模測算時，采用全周轉(zhuǎn)時間測算法結(jié)果較為科學，能有效提高動車組使用率及運轉(zhuǎn)效率，同時在運維檢修方面可有效降低檢修資源的浪費，減少投資。

在新建高速鐵路樞紐內(nèi)動車組配屬設計及承擔動車段(所)動車組檢修工作量檢修設施規(guī)模測算中，現(xiàn)階段根據(jù)我國動車組檢修技術管理規(guī)程，動車組一、二級檢修作業(yè)采用分時作業(yè)的方式，其中一級修主要集中在夜間(21:00～8:00)時間段進行作業(yè)，二級修主要集中在白天進行作業(yè)。鑒于此，本文研究測算中對動車段(所)檢查場檢查庫線數(shù)按動車組一、二級檢修工作量較大的一級修對應規(guī)模進行布置設計，由此造成動車段(所)白天二級修作業(yè)列位空缺較大、檢修設施設備及人力資源浪費較為嚴重，夜間人力投入負荷較大。就國內(nèi)目前動車組檢修運維現(xiàn)狀分析，從“以人為本”角度考慮，建議適當增大配屬動車組規(guī)?；?qū)θ穭榆嚱M運維檢修設施作進一步擴能建設，盡可能調(diào)整動車組一、二級修作業(yè)分時點或統(tǒng)籌同時作業(yè)。

動車組作為多種高新技術結(jié)合的產(chǎn)物，其檢修內(nèi)容是多系統(tǒng)的，對于我們來說，從某種程度上說是全新事物，必須充分利用科學合理的規(guī)劃設計方法和現(xiàn)代化的大數(shù)據(jù)手段做好運用故障統(tǒng)計分析，摸索掌握規(guī)律，不斷積累經(jīng)驗，同時要吸取和借鑒國外先進的技術和寶貴經(jīng)驗，建立和完善符合中國鐵路實際的運維機制，細化和改進各級修程的檢修范圍和內(nèi)容，為動車組的安全運行提供可靠保證。