張 雄

(中鐵二院工程集團有限責任公司,610031,成都∥正高級工程師)

0 引言

目前,我國地鐵車輛維修已普遍采用均衡修模式,其修程與GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的層級修模式下的車輛檢修修程存在較大差異。

《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的車輛修程為:大修(35 d)、架修(20 d)、定修(7 d)、三月檢(2 d)、雙周檢(0.5 d)及列檢。各修程的層級結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

注:虛線表示該修程已包含在上一級修程中,不單獨實施;灰色為單獨實施修程。

均衡修模式是將低級修程扁平化,將年檢、半年檢和月檢的三個層級修程合并為一個層級。通過檢修包拆分,盡量均衡各檢修包的任務(wù)量,縮短每個包的檢修時間,為利用運營平峰列車回庫的天窗時間完成檢修作業(yè)創(chuàng)造條件,實現(xiàn)在線修,減少檢修車數(shù)量。南京地鐵在國內(nèi)較早推出的全效修,也屬于均衡修[2-3]。

兩種模式下車輛段的設(shè)計規(guī)模、配屬車數(shù)量及線路設(shè)施需求等方面存在較大差異,因此,地鐵車輛段工程設(shè)計應(yīng)充分考慮均衡修模式的影響,使工程設(shè)計更符合運營實際需求。

1 均衡修模式的修程、作業(yè)流程及作業(yè)時間

1.1 均衡修模式的修程

目前,各地運營單位在均衡修模式下所采用的修程(以下簡稱“均衡修修程”)存在一定差異。大部分運營單位的均衡修設(shè)置兩種修程——系統(tǒng)修修程(也稱為“均衡修修程”)和專項修修程;部分運營單位僅設(shè)置1種修程,將專項修的內(nèi)容納入特定的均衡修包中,如廣州地鐵[2];還有部分運營單位在系統(tǒng)修的基礎(chǔ)上另外增加24個特別修檢修包,形成系統(tǒng)修、特別修和專項修3種修程,如深圳地鐵。

以深圳地鐵采用的均衡修模式為例,均衡修修程結(jié)構(gòu)如圖2所示。

注:虛線表示該修程已包含在上一級修程中,不單獨實施;灰色為單獨實施修程;均1為系統(tǒng)修檢修包編號;特1為特別修檢修包編號;余類推。

均衡修模式各修程的檢修周期如下:

1) 系統(tǒng)修(+特別修)。系統(tǒng)修的基本周期主要有1個月和2周兩種,大部分運營單位的系統(tǒng)修周期為1個月,設(shè)12個檢修包,每個檢修包包含各檢修包均要完成的常規(guī)檢修內(nèi)容和每個包特有的檢修內(nèi)容兩部分,部分運營單位的系統(tǒng)修周期為2周,如重慶地鐵[4]。特別修周期均為2周。

2) 專項修。專項修主要是對于檢修周期為1年,或超過1年但又不到架修周期的部件進行檢修。例如深圳地鐵規(guī)定,專項修周期為1年,主要作業(yè)內(nèi)容包括:空壓機油更換、牽引電機油加注、齒輪箱油更換,C車-C車解鉤作業(yè),A車-A車連掛作業(yè),蓄電池均衡充放電及車底吹塵等。

1.2 均衡修模式下的作業(yè)流程及作業(yè)時間

各地運營單位在均衡修模式下采用的檢修作業(yè)(以下簡稱“均衡修作業(yè)”)流程基本一致,分為無電作業(yè)和有電作業(yè)兩個階段。輪徑調(diào)整等部分均衡修作業(yè)后需要試車。圖3為均衡修作業(yè)流程示意圖。

注:升弓、降弓不是檢修作業(yè),只是為檢修作業(yè)提供條件。虛線表示不是所有檢修包都要試車。

均衡修作業(yè)原則上都是利用早晚高峰之間的天窗時間對回庫列車進行檢修——上午進行無電作業(yè),下午進行有電作業(yè)。

各地鐵的每次均衡修作業(yè)時間存在差異。以廣州地鐵為例,每個均衡修的時間基本為1個天窗時間。由于每天只有1個天窗時間,為計算方便,檢修時間按1個天窗時間為1 d計算,即全年檢修時間為12 d,且每個月、每列車均執(zhí)行相同的檢修包。

南京地鐵12個全效修檢修包中,6個檢修包的作業(yè)時間均為1 d,4個檢修包的作業(yè)時間均為2 d,2個檢修包的作業(yè)時間均為3 d,全年檢修作業(yè)時間共計20 d,每個月每列車執(zhí)行不同的檢修包,以平衡工作量[5]。

上海地鐵的均衡修中,檢修包1～10的檢修時間均為1 d,檢修包11～12的檢修時間為2 d,故全年檢修作業(yè)時間共計14 d[5]。

1.3 工程設(shè)計時的均衡修修程及作業(yè)時間建議

目前,各地均衡修修程和檢修時間普遍存在一定差異,主要原因在于運營單位的維修經(jīng)驗和習慣存在差異,以及車輛技術(shù)狀態(tài)存在差異。例如,上海地鐵和廣州地鐵的修程較為簡單,總維修時間較短;南京地鐵總維修時間較長。采用24個均衡修檢修包(或者增加24個特別修時)時,維修時間至少為24 d。

根據(jù)當前均衡修的實際情況和發(fā)展趨勢,考慮到工程設(shè)計時應(yīng)有一定的包容性,建議均衡修修程和作業(yè)時間按表1確定,且建議不設(shè)特別修。均衡修和特別修按在線修,專項修按扣車修考慮。

表1 均衡修修程和作業(yè)時間表

2 均衡修對車輛段設(shè)計規(guī)模的影響

2.1 檢修工作量

2.1.1 按《地鐵設(shè)計規(guī)范》層級修模式計算

當配屬列車數(shù)為N時,1年中,定修(年檢)工作量Ly=0.8N-0.2N=0.6N,三月檢工作量Lq=4N-0.6N-0.2N=3.2N,雙周檢工作量Lw=24.0N-3.2N-0.6N-0.2N=20.0N。其中Ly、Lq及Lw的單位為列/年。

2.1.2 按均衡修模式計算

當配屬列車數(shù)為N時,1年中系統(tǒng)修工作量Lj=12N-0.2N=11.8N,特別修檢修工作量Lt=24N-0.2N=23.8N,專項修檢修工作量Lz=N-0.2N=0.8N。其中,Lj、Lt和Lz的單位為列/年。

2.2 檢修臺位

2.2.1 按《地鐵設(shè)計規(guī)范》層級修模式計算

定修庫停時間按6 d計算,全年工作天數(shù)按250 d計算,不均衡系數(shù)取1.2,則由Ly、Lq及Lw計算可得，定修(年檢)的檢修臺位數(shù)量By=0.017 28N,三月檢的檢修臺位數(shù)量Bq=0.030 72N,雙周檢的檢修臺位數(shù)量Bw=0.048 00N。

考慮三種修程的檢修臺可通用,故將其統(tǒng)一定義為輕型檢修臺位Bm,故有:Bm=By+Bq+Bw。

2.2.2 按均衡修模式計算

在均衡修模式下,系統(tǒng)修和特別修同時作業(yè),共用臺位,而專項修單獨作業(yè)。根據(jù)調(diào)研情況,目前采用均衡修模式的運營單位,周末都要進行檢修作業(yè)。保守考慮,全年按每周作業(yè)6 d,并扣除法定節(jié)假日11 d后,全年工作天數(shù)可達302 d。本文全年工作天數(shù)取300 d。根據(jù)均衡修的性質(zhì),不需計算不均衡系數(shù)。根據(jù)表1的建議,檢修臺位按以下兩種情況計算:

情況1:全年系統(tǒng)修12次,無特別修。計算可得,此時的系統(tǒng)修臺位數(shù)量Bj=0.039 3N,專項修臺位數(shù)量Bz=0.016 0N,故輕型檢修臺位數(shù)量Bm=Bj+Bz=0.055 3N。

情況2:增加特別修,且系統(tǒng)修與特別修同時作業(yè)。此時不再計算特別修的檢修臺位,故系統(tǒng)修臺位數(shù)量Bj=0.079 3N。專項修臺位數(shù)量不變,則輕型檢修臺位數(shù)量Bm=Bj+Bz=0.095 3N。

2.2.3 兩種檢修模式的輕型維修臺位分析

從上述計算結(jié)果可以看出:無特別修時,均衡修模式的檢修臺位數(shù)與傳統(tǒng)模式的檢修臺位數(shù)之差ΔBm=-0.041 18N,相應(yīng)檢修臺位規(guī)模減小了約43%;增加特別修時,ΔBm=-0.017 18N,相應(yīng)檢修臺位規(guī)模減小了約18%。

可見,實行均衡修后,車輛段及停車場的輕型維修設(shè)施規(guī)模需求大幅減少。

2.3 檢修車數(shù)量

檢修車數(shù)量指用于替換因檢修作業(yè)不能上線運營的備用列車數(shù)量。

2.3.1 按《地鐵設(shè)計規(guī)范》層級修模式計算

大修列車數(shù)量No=0.014 00N,架修列車數(shù)量Nh=0.008 00N,定修列車數(shù)量Ny=0.016 80N,三月檢列車數(shù)量Nq=0.015 36N,雙周檢列車數(shù)量Nw=0.040 00N,檢修車總數(shù)量Nr=No+Nh+Ny+Nq+Nw=0.094 16N。

2.3.2 按均衡修模式計算

在均衡修的模式下,列車的系統(tǒng)修和特別修均利用天窗時間完成,不需要專門的檢修車替代。專項修檢修時間比較長,需要的專項修列車數(shù)量Nz=(7/300)Lz=0.018 7N。大修列車數(shù)No和架修列車數(shù)Nh不變。檢修車總數(shù)量Nr為:Nr=No+Nh+Nz=0.040 7N。

2.3.3 均衡修模式下的檢修車數(shù)變化

與層級修模式相比,均衡修模式的檢修車數(shù)可減少ΔNr=-0.053 46N,降低了57%。

可見,與層級修模式相比,均衡修模式減少了檢修車數(shù)量,提高了列車上線率。

3 均衡修模式對車輛段設(shè)計的其他影響

1) 定修線。在均衡修模式下,定修修程納入均衡修范圍,不需要專用的定修線,因此不再設(shè)置定修線。

2) 靜調(diào)線。靜調(diào)線的功能及設(shè)計標準同周月檢線基本一致,僅增加了限界門和零軌。對于沒有大架修功能的車輛段,采用均衡修模式后,不再有定修修程,因此宜取消靜調(diào)線,并在周月檢線設(shè)置限界門。

3) 試車線。目前有部分地鐵運營部門提出在承擔車輛均衡修任務(wù)的停車場增加試車線,以滿足停車場實現(xiàn)全部系統(tǒng)修、特別修和專項修的要求。由于試車線的設(shè)置對停車場的用地影響較大,除試車線自身占地外,還需要增加聯(lián)絡(luò)線、試車線與停車場咽喉區(qū)之間的用地,對停車場選址和節(jié)約土地資源不利?？紤]到均衡修模式需要試車作業(yè)的檢修包為每年1～2次,因此建議維持《地鐵設(shè)計規(guī)范》的設(shè)計標準,停車場不宜設(shè)置試車線,通過生產(chǎn)調(diào)度,將需要試車的均衡修檢修包安排在車輛段完成。

4 結(jié)論

1)《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的雙周檢、三月檢和定修均屬于均衡修范圍,采用均衡修模式后,相應(yīng)的輕型檢修臺位數(shù)量可降低18%,檢修車數(shù)量可降低57%。

2) 均衡修模式下,不宜再設(shè)置定修線;車輛段不承擔車輛大架修時,可取消靜調(diào)線;停車場不宜因為均衡修模式增加試車線。

3) 現(xiàn)行《地鐵設(shè)計規(guī)范》不適應(yīng)均衡修模式,建議在下一輪修訂時按均衡修模式或兩種模式并行的原則對相關(guān)條文進行修訂。