轨道交通车辆全寿命周期费用分析

张晓坤 陈茜 于海波 苏博

摘要：本文通过分析影响轨道交通车辆全寿命周期费用相关因素，总结影响因素为标准化（节能化）设计、自重、载客量、修程修制，针对这些关键因素，本文提出了一系列可行的措施，旨在降低轨道交通车辆全寿命周期成本，为轨道交通车辆技术管理、采购等提供可靠的参考。

关键词：轨道交通;车辆;全寿命;周期费用

1全寿命周期费用要素分析

1.1车辆购置费

轨道交通车辆构件包括：车体、车钩、转向架、制动、牵引、通风空调、乘客信息、自动控制、视频监控、辅助系统，所有购置均是通过公開招标实施采购。

近年来，随着国内轨道交通的迅速发展，实现了引进、消化吸收与再创新，不管是车辆、厂家或者是制造商，车辆设计、制造水平均在不断提升，使得车辆国产化率不断提升。当前我国国产化率高达75.0%，城市轨道车辆部分关键系统、部件已经实现了100.0%国产化率，这也使得整车价格在不断降低，比如;B 型车购置费约为 450～500 万元 / 辆。

调查表明，车辆制造商已经掌握基本的车辆系统关键技术，并借助自身设计、制造平台等，开始朝国外城市提供车辆，车辆造价控制效果显著，再降低可能性较低。

当前影响车辆造价的因素在于新技术、设备与新材料等，比如：轻量化实现需要铝合金车体，能耗降低实现要借助永磁电机。

1.2车辆维护维修费

轨道交通在其运营阶段，车辆维护包含预防性维护与故障性维护两种，就车辆检修进程，GB 50157—2013《地铁设计规范》更是对其检修周期做出了规定，详见下表1。可见全寿命周期内，一般需要实施2次厂修、1次架修、18次定修。

车辆维护费用与维修费用由人工、物料与配套设施组成，其中配套设施在轨道交通路线开通运营前、厂架修开展前一般配置到位，属于一次性投入，虽说后期还需要一定的维护费用的，但是与购置费相比费用较低，人工因素与之相比，影响更大。

1.3车辆牵引能耗费

轨道车辆选择的是电力牵引，消耗能源为电能，成本与车辆牵引重量、线路状态有密切的关系。

轨道交通线路建成之后，其线路、站间距、曲线与坡度等参数无法再调整，对牵引能耗影响的因素为牵引重量。牵引能耗划分为有效与无效能耗，有效指的是运营载客所消耗的能量，非有效指的是车辆自重消耗所产生的的能耗。从降低车辆牵引能耗角度出发，在线路规划阶段，需要与城市规划结合，尽可能的兼顾应用与效益。车辆设计阶段与制造阶段，要积极选择新技术、新材料等，确保实施轻量化，线路建成且运营之后，做好客流引导、交接等，科学预测客流，合理安排出行图，以此确保运力的有效应用。

1.4车辆退役报废费

按照绿色、环保原则，报废回收利用，这期间会产生一些拆卸、运输 做需要的人工费用与机械台班费用。由于车辆报废可按照旧钢材实施回收处理，虽说车辆报废，但是部分零件具备一定残值，可继续使用。就单位而言，车辆即便是退役报废，其也会产生一定收益。

2 降低全寿命周期费用措施分析

2.1实施标准化

随着国产化率的不断提升，车辆造价也得到了有效控制，针对目前存在的一些显现问题或隐藏问题，笔者认为业内车辆、设备部件制造商需要加速推动车辆子系统、;零部件设计，确保制造与接口等设计标准化，尽量统一子系统、零部件标准，建议各个轨道交通业主，结合城市文化与客流特点，制定相应的计划，规定座椅及内饰标准。标准化的实施，可将车辆造价降低，能够助力于车辆维护、维修互换信息贡献个，可将维护与维修成本降低。

2.2 实施节能设计

选择轻量化设计可将车辆自重降低，进而将能耗降低。轻量化设计的措施包括：集成化系统、轻量化结构与轻量化材料等。选择集成化制动控制模块，可减轻约10.9%的自重，选择碳纤维复合材料，相比铝合金车体可减重25.0%-30.0%，内饰与座椅、扶手、踏板与空调机组外壳、空调送风道等，也可选择铝合金，以降低自重。

2.3 优化修程修制

检修周期优化：第一，适当的延长检修周期，部分城市可延长1.5年/次检修;第二，预防性检修+状态检修，充分借助前期所掌握的基础数据信息，掌握车辆系统、零部件的状态，在零部件寿命期间内，充分使用。

停修时间优化包括：充分借助车辆回段停车时间实施维护，当前包括均衡修（上海地铁）、全效修（南京地铁）、系统修（广州地铁）等 。通过实践分析，发现借助优化检修的窗口时间，可将全年内车辆维护扣车时间减少50.0%。检修人员通过进一步提升工时利用率，能够将检修人员、检修车辆缩减，以此将维修、维护成本降低。

就新制造的车辆，在设计研发阶段可借助维修（RCM）分析研究，其核心点在于，能够消耗最少的资源，确保货源维持设备可靠性与安全性。并借助逻辑决断策略，实施预先性维修，从可靠性、维修性设计源，实现LCC优化，以此促进计划预防维修的可靠性提升，确保发展。

2.4研究全寿命周期采购

车辆采购一般由建设单位、车辆运营单位选择公开招标进行，车辆维护由车辆运营单位负责，依照车辆维护与维修方式，可划分为自修、部分委外维修、全部委外维修。不同阶段的主体单位差异较大，且对全寿命周期费用理解不一，在项目具体实施阶段，可见明显的前后矛盾不一。这就意味着，全寿命周期采购十分有必要。

全寿命周期采购包括：车辆研发、生产制造与调试验收、车辆维护、车辆服役期间全寿命周期维护等。实施全寿命周期采购，运营单位仅需要配备少量项目管理人员与验收人员，车辆制造商承担车辆制造与全寿命周期维护内的所有费用，这类安排能够激发车辆制造商加大研发统筹力量的投入，更好的开展制造与维护维修业务，以此将全寿命周期费用降低。

结束语

本文在费用影响因素基础上，制定相应的措施。结合实际实施发现，本文提出的这一系列措施，能够有效降低轨道交通车辆全寿命周期成本，可为今后轨道交通车辆技术管理与采购提供参考。

参考文献：

[1]郭明明.铝合金模板在高层房屋建筑施工中的应用[J].科技经济导刊，2021，29（18）：54-55.

[2]翟鹏义.铝合金模板施工技术在住宅中的应用[J].中国建筑装饰装修，2021（06）：148-149.

作者简介：张晓坤，1984 ，女 ，汉 ，吉林长春 ，职务职称：工程师 ，学历：硕士，单位名：中车长春轨道客车股份有限公司，研究方向：标准化，单位所在省市及邮编：吉林省长春市，130062