现代有轨电车车辆检修计划制定研究

葛茂林

(兰州交通大学，甘肃 兰州 730070)



现代有轨电车车辆检修计划制定研究

葛茂林

(兰州交通大学，甘肃 兰州 730070)

文章通过分析制定车辆检修计划的影响因素，结合上海张江有轨电车系统数据，提出了检修制度“以技术状态修为主，计划预防修为辅”，检修计划制定“以计算机为主，人工为辅”的策略，利用科学的模型方法和详细的数据优化检修任务，为车辆段信息化建设及智能制定检修计划提供了解决方案。

现代有轨电车；检修计划；检修制度；信息化

0 引言

现代有轨电车系统逐渐成为城市轨道交通系统的重要组成部分，具备运量适中、工程简单、投资较低、敷设方式灵活、运营灵活的特点。有轨电车系统车辆维修成本约占整个系统设备维修成本的40%，目前我国已开通有轨电车的线路采用传统的计划预防修检修体制，成本高昂且影响车辆利用率，检修计划的制定依然采用人工制定，依靠既定的修程，无法依据科学的方法准确判断预测车辆及设备的损耗情况，影响了生产效率。因此科学合理的车辆检修计划制定方法可以为有轨电车的经济运营打下良好的基础。

1 检修计划制定影响因素分析

有轨电车车辆段制定检修计划需要参考车辆检修体制、车辆信息、检修指标、车辆运行图、检修基地布局和检修能力、备用车数量。应综合考虑，统筹规划，制定适宜的检修计划。

1.1 车辆检修体制的确定

目前我国现代化有轨电车正处于高速发展时期，对于检修体制及作业方式主要参照国内轨道交通车辆检修标准，采用以成本保安全的计划预防修，即按车辆的运行里程和时间，确定不同的维修等级，参照车辆检修指标，对车辆进行日常维护保养、检查和大、中、小修。目前国内北京、上海、广州轨道交通车辆检修均采用计划预防修制度。但是这种检修制度并未详细考虑车辆不同线路、不同温差、不同环境的状况，欠修和过剩修现象突出，造成材料、备件、修理工时的浪费，而且还要承担因检修带来的报废风险，影响车辆利用率。

而技术状态修能够实时监测车辆的运行状态，如设备和零部件的磨损情况，车辆运行时出现故障的部位和原因，结合制定的技术标准和维修记录，分析设备的劣化程度，确定修理或者更换的部件、修理时间、等级和时长，以便在故障发生前就能进行维修。而且随着车龄增大和设备老化，若依然按照计划预防修的修程修制，车辆无法及时更新报废，极易造成运行事故。

因此我国现代有轨电车宜采用以技术状态修为主，计划预防修为辅的检修策略，技术状态检修在保证系统可靠性的基础上适当延长检修周期，检修计划的制定参考优化后的修程修制。现代有轨电车车辆在控制技术、牵引、供电、信号方面较传统有轨电车得到完全的更新，提供了技术保障。

1.2 现代有轨电车车辆信息

采用新型低地板多模块铰接钢轮钢轨车辆，弹性车轮，电力牵引，包括电阻、液压、磁轨等多种制动方式。列车至少由三个模块铰接组成，两端各有驾驶室，以分区供电方式保证只有在列车覆盖区域才能带电的有轨电车接触轨供电系统。主电路采用VVVF主逆变器，三相四线鼠笼式异步电动机，辅助电源，空调、采暖、通风系统，不锈钢或铝合金车体，电动塞拉门，客室之间的贯通通道，司机室与客室之间的通过门，独立转轮向架，防火、防噪声设施。

有轨电车系统规模较小，一般采用同一型号车辆，载客能力、供电系统、编挂连挂信息固定。制定具体检修计划时，应根据车辆设备种类、型号、维修周期等信息，列出设备的维修历史资料，检修的基本内容，部分设备还需列出易磨损腐蚀及变形的部位，维修诊断系统可依据记录来判断该设备是否需要维修或更换。

1.3 车辆检修指标及优化

1.3.1 车辆检修指标

上海张江现代有轨电车一期工程线路全长9.156 km，发车间隔高峰10～14 min，低谷14～20 min，每天运营16 h，营运里程约1 020 km。车辆检修周期表如表1所示。

表1 上海张江现代有轨电车一期工程定检周期表

1.3.2 检修任务量

年检修工作量(列数)的确定可用以下方法确定：

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：S为全年车组走行公里,L1，L2，L3，L4为定检公里，N1，N2，L3，N4为年检修任务量。

据统计，张江现代有轨电车一期工程全年列车走行公里数为36.11万km，可计算出全年检修任务量如表2所示。

表2 检修任务量统计表

检修计划的制定依据上述定检周期执行，基于可靠性分析的技术状态检修可通过往年车辆运行统计的故障发生件数计算车辆系统的可靠度，从而适当延长检修周期，优化修程，节约资源。以2012年上海张江有轨电车牵引系统故障统计为例(见表3)，计算分析车辆的可靠性，如表4所示。

表3 上海张江有轨电车牵引系统故障统计表

(注：故障百分比是该系统故障件数与2012年车辆故障总件数(369次)的比值，故障率为每辆车行驶6万km故障发生件数)

(5)

可靠度：R=e-λ

(6)

系统综合可靠度：Rs=R1R2R3

(7)

(8)

(9)

式中：n——故障率；

L——总运营里程数。

表4 上海张江有轨电车牵引系统可靠性计算表

由上述计算结果可知：上海张江有轨电车牵引系统可以无故障运行22.43万km，数据远大于年修的额定值6万km，具有较高的可靠性，因此可以适当地延长年修的周期。此方法同样可以预测其他各系统及部件的平均寿命，为检修计划的制定提供一个参考值。

1.4 车辆运行图

包括车辆的始发车站、终到车站、发车间隔、运营时间、往返次数。在客流高峰期适当缩短发车间隔，若有车辆在运行途中出现影响行车安全的故障，应立即扣修，制定临修计划，调整其他车辆运行时间。在车辆段检修完毕后库停等待，根据运行图的需求合理安排出车。

1.5 检修基地布局和检修能力

合理布局的检修基地和适中的检修能力，能够保证车辆进出段联锁系统正常运行，避免多余的空车走行，为进段维修车辆提供配套的停车列检列位、维修设备、维修人员，安全高效地完成检修任务。上海有轨电车检修库设置了5列位，2股道，配套供电通信系统完善。

1.6 备用车数量

实际运用中，车辆数总是要多于投入运营的车辆，当车辆有检修作业的需求，特别是厂修、五年修、年修，停修及库停时间长，此时由备用车承担开行任务。一般备用车数量为总车数的10%。上海有轨电车初期配车9列，1列备用。

2 检修计划的制定

我国已建的有轨电车线路车辆段已采用计算机辅助管理信息系统，如车辆设备管理系统、维修记录系统、车辆运行数据库、综合查询系统等，对于如何制定详细的检修计划没有相关的支持系统，制定维修决策通常采用人工制定办法，按照既定的修程修制执行，缺乏高效节约的管理方案。人工制定计划后填入表格发送到各个车间，没有一个集成度高的整合系统来综合管理车辆段多项维修任务。本文提出的检修计划制定以“计算机为主，人工为辅”，车辆段各个子系统开放接口，方便信息传达，综合管理车辆运行、维修记录，利用现有的优化模型科学诊断故障、制定维修决策、管理维修质量，通过分析车辆运行数据、维修记录、修程修制，结合优化模型，智能生成年度、月度、日补充计划，经人工审核后快速生成分析表，下达工单到对应车间，完成检修计划信息化。

2.1 检修计划信息化基础

要实现检修计划的信息化，需要有轨电车调度运行系统提供准确的车辆运行监测信息，如走行公里数、走行时间、运行图时刻等，行车安全预警系统提供的车载设备记录数据、对各个部件的监测数据等，车辆段维修系统提供的车辆及设备维修记录、故障记录、维修备件记录、维修工具记录、维修人员记录、车辆档案信息、修程修制等。

2.2 方法模型库的优化

传统检修计划是按照车辆规定的修程来按时扣车检修，本文通过对技术状态修的可靠性分析，提出了适当调整检修周期的可行性，属于维修质量分析方法库的内容，随着现代有轨电车车辆制造技术及监测技术的日渐成熟，更多的优化方法将被使用，如维修决策模型，通过专家经验系统或数学模型，提供维修决策支持。维修过程模型优化了维修活动执行过程，提高效率。故障诊断预测模型通过分析设备故障记录和寿命，预测设备故障部位、故障发生时间，尽可能避免行车安全事故。行业标准规范库规定了车辆及设备的检修周期、使用寿命。利用这些方法模型，判断维修等级、维修时间，安排人员和工具进行维修，并生成具体检修计划，利用设备维修记录不断完善模型库。

2.3 制定检修计划

2.3.1 年度检修计划

合理分配全年的检修任务，按照优化后的修程及车辆和设备的维修规范统筹规划检修作业范围。检修计划应该包含如下内容：

(1)统计车辆及各类设备的数量、种类，检查是否丢失、多余，是否符合记录。

(2)按检修的难易程度、设备保养周期分类，选择适宜的时间维修。如主电路VVVF主逆变器、电动机、独立转轮向架、控制制动装置等较难维修设备与空调、采暖、通风系统的维修区别开来，设置不同检修时间。对易损部件分配较多的检修次数，还要进行必要的试验，对计量仪器、仪表进行校验。

(3)配合车辆制造商确定维修周期，整理车辆维修记录，设备保养记录，使用模型方法库估算零部件的寿命，及时更新与报废。

2.3.2 月度检修计划

分解年度检修计划到各月，规定当月的任务量，再具体到各个设备，规定完成日期。

(1)根据各个设备所需检修时间，合理安排完成日期，车辆的维修计划不应影响到轨道、供电等系统的维护。白天车辆正常运营，尽量停运后安排维修。上海张江现代有轨电车一期工程车辆运营时间为：往张东路金秋路方向：06：30～22：25，往张江地铁站方向：05：45～21：45，每晚约有5h维修时间。

(2)分类部件的重要性，设置优先级。先维修重要的、技术难度大的设备，再安排次要的维修。参考维修过程模型库制定的先后顺序维修。

(3)据维修人员的业务能力、工作时间安排不同任务。

2.3.3 日补充计划

由于一些设备维修过程较为复杂，维修周期长，或在维修过程中出现一些需要延期的问题，不能按照年度和月度计划完成，用日补充计划来制定详细的维修过程和修竣时间，将新的维修计划添加到记录中。日补充计划应该完善年度月度计划的检修内容和记录数据。

(1)检修内容。对受电弓、控制装置、各种电气装置、转向架、制动装置、铰接装置、电动塞拉门、车体、车灯、蓄电池箱、防火、防噪声设施等部件进行外观检查，对危及行车安全的故障进行重点修理或更换。

(2)记录数据。设备故障记录，包括设备运行时间、故障时间、故障原因、生命周期。车辆和设备状态监测数据，由车载移动设备提供。车辆设备的维修记录，包括维修起止时间、维修周期、维修人员、维修类别，维修工具、消耗备件。备件的基本参数、使用人员、使用时间、库存量。

2.3.4 临修计划

处理车辆运行过程中临时出现的故障和缺陷，进行紧急抢修，维修优先级别最高，应简化此类计划的流程和手续，尽快排除故障，保证正常运营。修竣后将该故障添加到故障诊断预测模型，密切关注该设备的运行状态，避免再次发生意外。

2.4 工作指令下达

依据模型库和记录制定的初步计划，交由维修管理人员审核，若存在不符合当前条件的检修计划，可人工修改，保证指令的正确性。完成后由系统上报至上级单位，审批通过后下发到对应的车间，包含预防维修计划工单、故障维修工单、设备状态巡视工单、日常保养工单、备件采购工单。另外根据模型库生成分析表来评判维修质量、统计维修费用。由“计算机制定为主，人工为辅”的检修计划制定策略为有轨电车系统全面信息化提供了安全保障。

3 结语

采用本文提出的车辆检修计划制定策略，能够优化既定的修程，提高车辆利用率。依据科学的方法预测故障，能够减少车辆段检修费用，保障行车安全，计算机依据模型库生成的计划较人工计划高效，节约了时间成本。随着有轨电车的蓬勃发展，监测技术的提升，车辆段应做好检修数据、监测数据的积累，不断完善方法模型库，延长检修周期，增强维修人员专业技能，更新维修工具，提高检修效率，早日建成信息化程度高的车辆段综合管理系统。

[1]北京市基础设施投资有限公司.北京现代有轨电车技术标准[Z].北京：北京城建设计研究总院有限责任公司，2010.

[2]李利军.南京河西新城区现代有轨电车一号线车辆段设计特点及建议[J].铁道勘察，2013(3)：96-99.

[3]温 清.关于地铁车辆检修制度[J].城市轨道交通研究，2004(4)：58-60.

[4]蒋芳政.车型合理接续的动车维修基地检修计划编制方法研究[D].成都：西南交通大学，2012.

[5]王 凌，徐文彬，郑恩辉，等.城市轨道交通设备维修管理系统综述[J].铁道运输与经济，2009(10)：47-50.

[6]冷庆君.城市轨道交通车辆检修模式及建议[J].城市轨道车辆，2011(1)：57-58.

Studies on Vehicle Maintenance Plan Formulation of Modern Tramcars

GE Mao-lin

(Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou，Gansu，730070)

Through analyzing the factors affecting the development of vehicle maintenance plan，and combined with Shanghai Zhangjiang Tramcar system data，this article proposed the strategy of mainte-nance system “based on the repair of technical state，supplemented by the planned preventive repair” and maintenance plan formulation “based on computers，supplemented by manual work”，to optimize the maintenance tasks by using the scientific model methods and detailed data，thus providing the so-lutions for the car-depot informatization construction and intelligent maintenance plan formulation.

Modern tramcar；Maintenance plan；Maintenance system；Informatization

葛茂林(1991—)，男，硕士研究生，研究方向：城市交通规划与管理研究。

U

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.01.014

1673-4874(2015)01-0064-06

2014-12-09