南京地铁小行车辆段大修、架修能力的研究

韦苏来 周鸣语 吴桂虎

(1.南京地下铁道有限责任公司，210019，南京;2.中铁二院工程集团有限责任公司，610031，成都∥第一作者，教授级高级工程师)

南京地铁小行车辆段为南京地铁线路已建成的唯一的大修、架修车辆基地，现承担已开通线路1号线一期、1号线南延线和2号线的列车大修、架修任务。随着南京地铁线网的调整，10号线一期工程配属列车的大修、架修任务也纳入到小行车辆段。此外，南京地铁已开通线路的行车密度已经超过原设计密度，在配属列车没有增加的情况下，列车年走行公里已超过相关要求。这导致列车检修周期比原设计提前，部分列车已经欠修;小行车辆段既有检修规模已无法满足1、2、10号线列车检修需要。基于这种状况，迫切需要对线网大修、架修需求和该车辆段大修、架修能力进行详细分析，以便为小行车辆段改扩建工程提供准确的依据。

1 小行车辆段既有情况

1.1 小行车辆段现状

小行车辆段隶属于南京地铁1号线，于2004年建成投用，占地约31 hm2。现设有停车列检线、月检线、架修线、试车线(长约1 300 m)等线路，已建成停车列检库、架定修库等检修车间与综合楼等辅助生产房屋约87 700 m2。目前，架定修库内设有2.5个架修列位(含架落车台位)，但无转向架检修间、轮轴检修间、车辆架修配套的检修车间等(原设计时，车辆大修考虑利用社会资源委外检修，段内预留大修条件)，目前转向架检修均采用人工检修，检修工装简易，其他零部件检修采用委外方式。

1.2 小行车辆段大修、架修的检修计划

根据《地铁设计规范》规定与南京地铁检修计划，2010年小行车辆段已完成7列列车架修，2011年已完成7列列车架修，2012年9月底前将完成剩余6列列车架修。因既有配属列车年走行公里数超标，计划2013年开始进行1号线一期配属列车的大修。

2 小行车辆段功能定位研究

2.1 南京市轨道交通线网规划

根据南京市轨道交通线网规划，南京市域轨道交通体系由都市圈轨道交通和城市轨道交通构成，共计22条线路。其中，14条城市轨道交通线路，总长约480 km;8条都市圈快速轨道交通线路，总长约295 km。线网总长775 km。为满足城市发展需要，至2020年南京市轨道交通线路将达365 km。

2.2 南京市轨道交通线网车辆基地规划

根据线网规划，全线网整合车辆基地，南京地铁车辆的大修、架修采用合修制，以合理利用车辆维修资源，最大限度地实现资源共享。远景规划共设置18条联络线，通过换乘站诚信大道站和机场路站两处的联络线，实现A型车线路连通。远景规划车辆大修、架修基地共8处，小行车辆段为南京地铁线网性的车辆大修、架修基地之一。

2.3 小行车辆段功能定位

小行车辆段的功能主要是承担南京地铁1号线配属小行车辆段的列车日常运用任务、列车周月检任务，承担1号线配属列车的定/临修任务以及其他有关任务，并承担1、2、10号线配属列车的大修、架修任务(承担线路长度为115.7 km)。

3 小行车辆段大修、架修能力的需求分析

3.1 大修、架修能力需求的理论分析

3.1.1 检修指标

根据《地铁设计规范》和《城市快速轨道交通项目建设标准》的有关要求，结合南京地铁已经投用的运营检修指标，本次计算采用的车辆检修修程及检修指标见表1。

表1 检修指标表

3.1.2 检修规模

根据2011年《南京轨道交通线网规划》，小行车辆段承担1、2、10号线车辆大修、架修任务，其工作量计算见表2、表3。

表2 1、2、10号线车辆检修工作量表(2020年)

从表2计算结果分析，至2020年，1、2、10号线车辆大修、架修需要3.23列位，取整为3.5列位。

表3 1、2、10号线车辆检修工作量表(2045年)

从表3计算结果分析，至2045年1、2、10号线远期车辆大修和架修需要4.47列位，取整为4.5列位。若10号线远期车辆大修不纳入小行车辆段，则小行车辆段承担1、2号线车辆大修、架修和10号线车辆架修，需要大修、架修3.63列位，取整为4列位。

3.2 大修、架修能力的实际需求分析

3.2.1 按实际需要的检修次数分析

因南京地铁1、2号线投入运营后，实际客流比预测客流量更大，为提高列车准点率、舒适度，缩短1、2号线行车间隔，在配属列车不增加的条件下，列车走行里程已达13.5～15.5万km/年(最高达20万km/年)，而设计参考的走行里程指标是10～12万km/年。这直接导致既有列车检修周期的提前，使检修任务量增大。即运行3.5～4年就达到50～60万km的架修作业指标，运行7～8年就将达到100～120万km的大修指标。根据南京地铁目前检修计划和列车实际走行里程推算，至2012年全部车辆架修完毕时，最后1列车的走行里程将超过80万km，导致列车发生欠修现象。

为了保证车辆安全运行，计划于2013年开始进行1号线一期工程配属列车的大修工作，于2014年开始进行1号线南延线工程和2号线工程配属列车的架修工作。至2014年将出现1列列车大修、2列列车架修、3列列车检修同时发生的情况。小行车辆段大修、架修任务年度分解计划见表4所示。

从表4可以看出:从2014年开始，小行车辆段均将出现3列列车同时检修，而2018年后每年均将出现4列列车同时检修的局面，2025年将出现4列列车大修的局面;各年度车辆检修工作量有较大的不均衡性。

通常车辆检修不均衡性主要由行车计划、车辆配属、检修计划、检修工艺、检修定员、检修装备、备品备件等多种因素引起的，正常大修、架修不均衡系数为1.1(参考 TB 10004—2008/J 833—2009《铁路机务设备设计规范》)。

表4 小行车辆段大修、架修任务年度分解计划表

考虑到1号线南延线、2号线列车将于2014年开始进行架修作业，故本次取2014年起10年内的检修次数来核算不均衡系数。即，在2014—2023年，1号线将进行1次架修、11/6次大修，1号线南延线将进行2次架修、1次大修，2号线将进行2次架修、1次大修，10号线将进行1次架修、1/3次大修，总共需要6次架修、25/6次大修(理论上则是4次架修、10/3次大修)。本次用大修、架修的检修时间来换算检修工作量(大修按35 d考虑，架修按20 d考虑):

1)实际上需要的检修时间为265.8 d。

2)理论上需要的检修时间为196.7 d。

3)不均衡系数为 265.8 d/196.7 d=1.351。

由于小行车辆段实际不均衡系数较正常值发生了较大变化，故需对大修、架修规模进行适当修正。考虑到后期增配车辆陆续投入运营，列车年走行公里超标的情况将得到改善，故仅考虑在1、2、10号线近期的大修、架修理论计算规模的基础上进行修正。经计算，小行车辆段实际需要的大修、架修规模，经取整后为4个列位。

3.2.2 按实际走行的公里数分析

以下用近年实际的年走行公里数，对1、2、10号线2020年的大修、架修规模进行验算(见表5)。

表5 按车辆实际走行公里测算2020年1、2、10号线车辆检修工作量表

从表5计算结果可以看出，通过车辆实际年走行公里计算，其1、2、10号线2020年的大架修规模为4.54列位，取整为4.5个大架修列位，与表2中2020年的理论计算值相比其不均衡系数为1.39。

3.3 大修、架修规模

从理论上分析，小行车辆段承担1、2、10号线车辆大修、架修时，近期需要大修、架修规模为3.5列位，远期需要大修、架修规模为4.5列位。若小行车辆段远期仅承担1、2号线车辆大修、架修和10号线车辆架修(远期可考虑10号线车辆大修由线网其他A型车大修、架修基地承担)，则需要大修、架修规模为4列位。

从实际需要检修次数上分析，小行车辆段承担1、2、10号线车辆大修、架修时，其大修、架修规模近期需4列位，远期的检修则趋于正常。

从实际走行公里数上分析，小行车辆段承担1、2、10号线车辆大修、架修时，其大修、架修规模近期需4.5列位，远期的检修则趋于正常。

据上分析，并结合资源共享、节约投资、避免重复建设、避免再扩建对运营干扰等因素，小行车辆段按远期大修、架修规模4.5列位一次实施到位较合理。

4 小行车辆段大修、架修扩能改造实施建议

通过对小行车辆段大修、架修能力与需求的分析可知，南京地铁车辆大修、架修已经迫在眉睫。为解决好部分车辆架修欠修和车辆大修能力不足问题，小行车辆段应在2013年前完成车辆段大修、架修的扩能改造工程，在具体实施过程中，主要应做好以下两方面的工作:

1)受城市化进程和客流上升等不确定性因素影响，南京地铁已开通线路的原设计依据与现实情况有较大变化，近期的车辆检修工作量的不均衡性系数已达到1.4～1.5。考虑到远期规模与修正后的近期规模无明显差别，因此，大修、架修的检修设施宜按远期规模一次实施到位。

2)因小行车辆段受既有地形条件和周边环境限制，其改造工程已无法按远期大修、架修规模实施，结合线网联络线、车型、车辆基地分布情况，可考虑将10号线车辆远期大修调整至3号线秣周车辆段(线网A型车大修、架修基地)承担。因此，小行车辆段应按不少于1、2号线远期车辆所需大修、架修和10号线远期架修的规模实施(4列位，同时满足了理论上1、2、10号线近期大修、架修的需要)。对于近期暴露出列位可能不足的问题，可通过临时利用车体外装台位、架落车台位来弥补，也可通过调整检修班制、增加关键部件的备品件来解决，以避免工程投资的浪费。

5 对新线车辆段设计的启示

本文限于篇幅，无法展开论述南京地铁线网车辆基地资源共享、线网联络线设置、大修和架修车辆段布置及关键零部件集中修等研究内容，但此次小行车辆段大修、架修能力研究正是其中的子课题。通过本次研究，对新线车辆段的设计有如下启示:

1)目前全国各城市均已出现城市化进程加快、客流上升、车流密度加大等情况，结合南京地铁实际运营经验，新线车辆基地设计时大修、架修的设施宜按远期一次性建成。

2)新线车辆段设计还需考虑备用车数、备品备件、检修效率等因素的影响。

3)考虑到设计前期条件(如线路长度、配属车数、行车密度、列车上线率等)的不确定性，检修不均衡系数宜适当放大，新线车辆段设计时的检修规模应留有一定富裕量。

4)为了缩短现车检修时间、减小车辆备用率，应加强换件修制度的落实。

5)随着运营线路的增加、行车速度的提高、车辆制造水平的提升等因素的影响，车辆各级检修修程的制定也都随之受到影响，宜对现有设计规范作适当修订(如对检修指标、初期车辆备用率等)。

［1］ GB 50157—2003地铁设计规范［S］.

［2］ 建标104—2008城市轨道交通工程项目建设标准［S］.

［3］ TB 10004—2008/J 833—2009铁路机务设备设计规范［S］.

［4］ 张雄.地铁车辆段设计规模的探讨［J］.铁道工程学报，1998(1):99.

［5］ 李强.地铁车辆段厂房组合［J］.铁道标准设计，1999(增刊1):65.

［6］ 胡建忠，蔡俊，朱捷.明珠线宝钢车辆段设计的探索与实践［J］.都市快轨交通，2003(3):33.

［7］ 肖瑞金编译.国外地铁车辆段的设计和车辆维修设施［J］.都市快轨交通，2005(2):75.

［8］ 张琼燕，刘循，洪海珠.上海城市轨道交通北翟路车辆段扩能工程仿真研究［J］.城市轨道交通研究，2011(5):36.

［9］ 尚漾波，叶霞飞.城市轨道交通车辆段规模影响因素分析［J］.中国科技论文在线，2008(10):731.