武汉市轨道交通网络化条件下的车辆部件集中修

周小斌

(中铁第四勘察设计院集团有限公司 武汉430063)

车辆段与综合基地(简称“车辆基地”)包括车辆段、综合维修中心、物资总库、培训中心和必要的办公、生活设施，是地铁系统的重要基地，其建设需要大量的土地和资金［1］。随着城市轨道交通由初期单线建设向网络化建设的发展，车辆基地资源共享作为一种先进的理念，可以有效地实现轨道交通成本最小化和运营效益最大化的目的，得到了城市轨道交通领域各方面的广泛重视。

1 武汉市轨道交通车辆检修资源现状

1.1 轨道交通线网规划

武汉市主城区轨道交通远景线网由12条线路构成，全长540 km;近期建设规划由1、2、3、4、6、7、8号线7条线构成，全长244.7 km［2］，其中1号线、2号线一期、4号线均已建成，1号线设置古田车辆厂架修基地，2号线设置常青车辆厂架修基地，4号线设置青山车辆厂架修基地，均为B型车车辆基地。

由于武汉市轨道交通线网构架逐渐形成，城市客流迅猛增加，武汉地铁公司最终确定:1～4号线均采用B1型车，其余拟建线路均改为A型车，如表1、图1所示。

表1 武汉市轨道交通线网规划建设线路

图1 武汉市轨道交通建设规划方案

1.2 已建成车辆基地的检修能力

武汉市轨道交通线网后续线路调整为A型车后，线网1～4号线均采用B型车，主城区线网B型车年厂架修总需求为250辆/年;而建成的1、2、4号线B型车车辆基地总厂架修能力达到529辆/年，远期富余能力279辆/年，总富余能力为112%，如表2所示。

表2 武汉市轨道交通建成车辆基地检修能力估算

各车辆基地富余能力主要体现在两方面:建成检修厂房富余，主要为厂架修库及部件检修厂房能力富余;检修设施配置富余，主要为部件检修设施配置能力富余。

武汉市轨道交通线网调整车型后，需要针对已建成车辆基地出现不同程度的能力富余，充分利用既有基地能力，分别分析各自现状、厂房能力、设备能力等，合理确定线网车辆基地布局和规模，达到整体线网系统性、协调性、统一性和合理性，实现线网资源共享，起到节约建设投资和长期运营成本的目的。

由于轨道交通车辆制造技术的不断进步，轨道交通车辆的高自动化和高精密化的进一步提高，对轨道交通车辆的维修也提出了越来越高的要求［3］。为了提高轨道交通车辆维修质量和效率，国内外城轨交通部门逐渐形成两种车辆检修资源共享的模式，即整车检修资源共享与车辆部件集中修。

2 车辆检修资源共享模式

2.1 整车检修资源共享

整车检修资源共享是指在城市轨道交通线网中设置车辆厂架修基地，对整个线网配属车辆的大架修资源共享、专用设备资源共享、段场合建资源共享、综合维修基地资源共享以及培训中心资源共享等［4］，这些内容的资源共享对减小车辆段规模可以起到显著的作用。国外许多城市如伦敦、巴黎、东京以及首尔等城市已经对此进行了实践，我国在各个城市轨道交通车辆段的规划设计中也已经实践了这一理念。

2.2 车辆部件集中修

车辆部件集中修是指在城市轨道交通线网中成立几个车辆部件检修及配送中心，实现车辆部件的集中修理，分散配送。

车辆部件集中修可以提高检修人员的专业化水平，全面提高维修效率，有效降低检修车辆取送对运营的影响。集中修的设备、人员、管理专业化程度高，资源利用效率大，不仅能提供较高的维修服务质量，而且其生产规模效益提高，生产成本、技术成本、管理成本均可降低;检修以换件修为主，在车辆段检修库内仅做一些检测和换件作业，可缩短库停时间，提高检修效率;同时，可减小车辆段建设规模，降低运营成本［5-6］。目前上海、广州、南京等城市轨道交通已开始采用这一模式。

3 车辆检修需求分析

3.1 车辆检修设施厂架修总需求

武汉市建成线路已形成车辆基地检修能力、在建(设计)线路检修能力、规划线路检修能力需求估算分析，如表3所示。

可以看出，远期武汉市线网总配属车辆约5 261辆，远期年厂架修总需求约872辆。

3.2 车辆部件集中修需求分析

城轨车辆主要由车体、转向架、连接装置、制动装置、受流装置、电气系统、内部设备及信息网络系统等八大部分组成［7］。城轨车辆可采取集中修的部件有转向架、钩缓、制动、空调、电子电器等。其中，由于转向架的体积与质量较大，转运不便，可将其拆解为轮轴、电机、制动等零部件。鉴于此，车辆部件集中修可分为5个检修中心，分别为空调检修中心、电子电器检修中心、轮轴检修中心、电机检修中心以及零部件检修中心。

表3 武汉市线网车辆检修设施厂架修总需求汇总

3.2.1 空调检修中心

城轨车辆的每节车配有2台独立的车顶一体式空调机组，用于客室、司机室的通风和空调，这种单元式空调机组具有结构紧凑、体积小、互换性好的特点［8］，其外形尺寸一般不超过3 m×2 m×0.5 m，质量一般不超过1 t，具备集中修的条件。

武汉市线网车辆厂架修量总需求约872辆，空调年检修量为1 744台。按空调检修时间为2 d计算，空调检修台位为1 744×2/250=13.95≈14，共需要14个空调检修台位。空调检修工艺面积为1 400 m1;空调存放面积按检修面积的1倍控制，为1 400 m1;空调试验面积为700 m1，共计需要3 500 m1。

空调检修间起重机轨顶标高不宜小于6.3 m。空调检修间需要配备2 t起重机、空调机组综合性能试验台、空调机组冲洗干燥设备、组装与分解升降台、各类风机试验台、淋雨试验装置等相关设备。

3.2.2 电子电器检修中心

城轨车辆的电子电器检修主要包括电子防滑器、灯具、乘客信息服务系统、控制箱、继电器、空调机组电器元件、仪器仪表等［9］。线网电子电器检修中心不宜与空调集中检修中心相距过远。电子电器检修中心可分为电子检修分间、电器检修分间、控制检修分间、备品备件间等，检修工艺面积可按2 500 m1进行控制。

3.2.3 轮轴检修中心

轮轴检修工艺根据轮对、轴承等的检修工艺组合形式确定，轮轴检修间可由轮对检查、除锈、探伤等流水线，轮对镟修间，轮轴组装间，轮轴存放间等检修分间组成［10］。轮轴检修中心设3 t单梁桥式起重机、轮对轴承故障诊断设备、轮对探伤设备、轮对镟修设备等相关工艺检修设备。

武汉市线网车辆轮对年检修量为3 288台。应配备2条轮对分解检测线，2条轮对组装检验线，共计约为2 000 m1，轮对镟修间约需1 000 m1，轮对存放棚约为800 m1，轴承检修存放间约为1 500 m1，合计共需5 300 m1。

3.2.4 电机检修中心

电机检修中心可对牵引逆变器、牵引控制单元、牵引电机、制动电阻、辅助电机等进行全面检修。其中，牵引电机由定子、转子、轴承、端盖、传感器等部件构成。电机检修完成后一般需进行空转试验与型式试验。牵引电机全检周期一般为6年左右，主要工艺为解体、清洁、部件探伤、更换轴承与O型圈、定子浸漆、转子除锈防锈、传感器检查更换、装配、试验等。

电机检修中心可分为电子电器检修分间、控制检修分间、电机检修间、电机试验间等，检修工艺面积可按4 000 m1进行控制。

3.2.5 零部件检修中心

城轨车辆的零部件品种较多，数量较大，零部件检修中心可分为钩缓检修分间、受流器检修分间、空压机检修分间、门窗检修分间等，检修工艺面积可按9 000 m1进行控制。

4 既有车辆基地利用

4.1 古田车辆基地

4.1.1 古田车辆基地检修库现状

古田车辆基地检修库由厂架修库、定临修库、月检库、静调库、吹扫库、车体检修库、车体油漆库以及部件检修车间组成，总建筑面积为25 386 m1，如表4所示。

表4 古田车辆基地检修库房屋组成

4.1.2 古田基地检修房屋富余能力分析

古田车辆基地厂架修任务仅包括本线配属列车，远期厂架修能力仅需约1.7列位，建成投入生产的2列位能力能满足需求，共计2 484 m1;建成定临、月检、静调、吹扫等房屋设施维持既有，共计9 540 m1;辅跨工艺检修面积按主厂房的1/3考虑，共计4 008 m1。因此，所需工艺面积为16 032 m1，富余9 354 m1。

4.1.3 古田基地富余能力调整规划

1)轮轴检修中心。轮对加工检修间面积为2 040 m1，结合线网轮轴检修中心所需面积5 300 m1分析，还需3 260 m1，可结合设计已配备相关设备，重新规划组合，使其具备线网轮对加工检修中心条件。

2)电机检修中心。利用预留厂架修库库房规整，利用与其他车间相对独立的特点，将其改造为线网电机检修及配送中心，合计面积约为4 000 m1。

4.2 常青车辆基地

4.2.1 基地检修库现状

常青车辆基地检修库由厂架修库、定临修库、月检库、静调库、吹扫库、车体检修库、车体油漆库以及部件检修车间组成，总建筑面积为28 902 m1，如表5所示。

表5 常青车辆基地检修库房屋组成

4.2.2 基地检修房屋富余能力分析

常青车辆基地承担2、3号线厂架修任务，远期厂架修能力约需2.5列位，建成投入生产的4列位能力能满足需求，共计7 776 m1;建成定临、月检、静调、吹扫等房屋设施维持既有，共计9 300 m1;辅跨工艺检修面积按主厂房的1/3考虑，共计5 692 m1。因此，所需工艺面积为22 768 m1，富余6 134 m1。

4.2.3 基地富余能力调整规划

1)空调检修中心。既有空调检修间面积为1 080 m1，结合线网空调检修中心所需面积3 500 m1分析，还需2 420 m1。考虑到常青车辆基地厂架修列位有较大富裕，可取消移车台，采用定维修的作业方式，因此将移车台、电子检修间以及既有空调检修间合并计算，检修工艺面积为3 330 m1，可结合已配备的相关设备，重新规划组合，使其具备线网空调检修中心的条件。

2)电子电器检修中心。综合分析上述检修库的检修分间组成，结合2、3号线总体检修能力需求，在常青车辆基地设立线网电子电器检修中心，即将电机检修间部分房屋、原设计电子检修间、车体检修库，重新规划面积为2 500 m1的线网电子电器检修中心。

4.3 青山车辆基地

4.3.1 基地检修库现状

青山车辆基地检修库由厂架修库、定临修库、月检库、静调库、吹扫库、车体检修库、车体油漆库以及部件检修车间组成，总建筑面积为24 876 m1，如表6所示。

表6 青山车辆基地检修库房屋组成

4.3.2 检修房屋富余能力分析

线网车型调整后，青山车辆基地承担4号线厂架修任务，远期厂架修能力需求为1.7列位，建成厂架修列位为3列位，共计4 617 m1;建成定临、月检、静调、吹扫等房屋设施维持既有，共计7 128 m1;辅跨工艺面积按检修主厂房的1/3考虑，共计3 915 m1。因此，所需工艺面积为15 660 m1，富余9 216 m1。

4.3.3 对本基地富余能力调整规划

综合分析上述检修库组合平面图和其检修分间组成，结合4号线总体检修能力需求，在青山车辆基地设立线网零部件检修中心。调整后的零部件检修中心可用房屋建筑面积为9 200 m1，可提供主城区线网相关部件的换件修能力。

5 部件集中修经济效益分析

结合建成的3个车辆基地实际情况，在不影响建成线路运营条件下，通过针对性的分析和规划设想，经调整检修工艺和整合既有设施设备，可建成满足武汉市轨道交通线网(含A、B型车)的五大检修中心:线网空调、线网机电、线网轮轴、线网电子电器、线网零部件检修中心。主要效益体现在:

1)充分利用富余房屋，整合建成车间房屋设施约24 700 m1。

2)整合各基地重复配置的相关设备，减少重复配置工艺设备，提高利用率。

3)后续规划基地，充分利用规划线网中心，不用重复建设空调、轮对检修、电子电器检修、其他零部件等房屋。若利用规划的线网检修中心，后续规划基地按上述建设面积的1/3考虑备件仓储，每建一处基地，可少建3 600 m1。

4)相应会减小后续车辆基地城市用地面积，利于节约土地资源。

5)实现零部件换件修，提高总体检修效率和检修质量。

6 结语

针对武汉市轨道交通线网调整车型、已建成B型车车辆基地的现状，综合分析远景线网检修能力需求、武汉地区社会资源能力状况、建成及在建车辆基地能力，提出充分利用建成B型车基地的富余能力，建设五大线网部件检修中心的设想。

目前我国正处在大中城市修建地铁的高潮时期，有许多待建的新车辆段正在设计当中［11］。本文详细阐述了城市轨道交通车辆检修采用部件集中修理、分散配送模式的优势，但在具体设计中应结合线网规模，深入调研，反复论证，最终确定城轨交通系统车辆的检修模式。

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