南京地鐵小行車輛段大修、架修能力的研究

韋蘇來 周鳴語 吳桂虎

(1.南京地下鐵道有限責任公司，210019，南京;2.中鐵二院工程集團有限責任公司，610031，成都∥第一作者，教授級高級工程師)

南京地鐵小行車輛段為南京地鐵線路已建成的唯一的大修、架修車輛基地，現承擔已開通線路1號線一期、1號線南延線和2號線的列車大修、架修任務。隨著南京地鐵線網的調整，10號線一期工程配屬列車的大修、架修任務也納入到小行車輛段。此外，南京地鐵已開通線路的行車密度已經超過原設計密度，在配屬列車沒有增加的情況下，列車年走行公里已超過相關要求。這導致列車檢修周期比原設計提前，部分列車已經欠修;小行車輛段既有檢修規模已無法滿足1、2、10號線列車檢修需要。基于這種狀況，迫切需要對線網大修、架修需求和該車輛段大修、架修能力進行詳細分析，以便為小行車輛段改擴建工程提供準確的依據。

1 小行車輛段既有情況

1.1 小行車輛段現狀

小行車輛段隸屬于南京地鐵1號線，于2004年建成投用，占地約31 hm2。現設有停車列檢線、月檢線、架修線、試車線(長約1 300 m)等線路，已建成停車列檢庫、架定修庫等檢修車間與綜合樓等輔助生產房屋約87 700 m2。目前，架定修庫內設有2.5個架修列位(含架落車臺位)，但無轉向架檢修間、輪軸檢修間、車輛架修配套的檢修車間等(原設計時，車輛大修考慮利用社會資源委外檢修，段內預留大修條件)，目前轉向架檢修均采用人工檢修，檢修工裝簡易，其他零部件檢修采用委外方式。

1.2 小行車輛段大修、架修的檢修計劃

根據《地鐵設計規范》規定與南京地鐵檢修計劃，2010年小行車輛段已完成7列列車架修，2011年已完成7列列車架修，2012年9月底前將完成剩余6列列車架修。因既有配屬列車年走行公里數超標，計劃2013年開始進行1號線一期配屬列車的大修。

2 小行車輛段功能定位研究

2.1 南京市軌道交通線網規劃

根據南京市軌道交通線網規劃，南京市域軌道交通體系由都市圈軌道交通和城市軌道交通構成，共計22條線路。其中，14條城市軌道交通線路，總長約480 km;8條都市圈快速軌道交通線路，總長約295 km。線網總長775 km。為滿足城市發展需要，至2020年南京市軌道交通線路將達365 km。

2.2 南京市軌道交通線網車輛基地規劃

根據線網規劃，全線網整合車輛基地，南京地鐵車輛的大修、架修采用合修制，以合理利用車輛維修資源，最大限度地實現資源共享。遠景規劃共設置18條聯絡線，通過換乘站誠信大道站和機場路站兩處的聯絡線，實現A型車線路連通。遠景規劃車輛大修、架修基地共8處，小行車輛段為南京地鐵線網性的車輛大修、架修基地之一。

2.3 小行車輛段功能定位

小行車輛段的功能主要是承擔南京地鐵1號線配屬小行車輛段的列車日常運用任務、列車周月檢任務，承擔1號線配屬列車的定/臨修任務以及其他有關任務，并承擔1、2、10號線配屬列車的大修、架修任務(承擔線路長度為115.7 km)。

3 小行車輛段大修、架修能力的需求分析

3.1 大修、架修能力需求的理論分析

3.1.1 檢修指標

根據《地鐵設計規范》和《城市快速軌道交通項目建設標準》的有關要求，結合南京地鐵已經投用的運營檢修指標，本次計算采用的車輛檢修修程及檢修指標見表1。

表1 檢修指標表

3.1.2 檢修規模

根據2011年《南京軌道交通線網規劃》，小行車輛段承擔1、2、10號線車輛大修、架修任務，其工作量計算見表2、表3。

表2 1、2、10號線車輛檢修工作量表(2020年)

從表2計算結果分析，至2020年，1、2、10號線車輛大修、架修需要3.23列位，取整為3.5列位。

表3 1、2、10號線車輛檢修工作量表(2045年)

從表3計算結果分析，至2045年1、2、10號線遠期車輛大修和架修需要4.47列位，取整為4.5列位。若10號線遠期車輛大修不納入小行車輛段，則小行車輛段承擔1、2號線車輛大修、架修和10號線車輛架修，需要大修、架修3.63列位，取整為4列位。

3.2 大修、架修能力的實際需求分析

3.2.1 按實際需要的檢修次數分析

因南京地鐵1、2號線投入運營后，實際客流比預測客流量更大，為提高列車準點率、舒適度，縮短1、2號線行車間隔，在配屬列車不增加的條件下，列車走行里程已達13.5～15.5萬km/年(最高達20萬km/年)，而設計參考的走行里程指標是10～12萬km/年。這直接導致既有列車檢修周期的提前，使檢修任務量增大。即運行3.5～4年就達到50～60萬km的架修作業指標，運行7～8年就將達到100～120萬km的大修指標。根據南京地鐵目前檢修計劃和列車實際走行里程推算，至2012年全部車輛架修完畢時，最后1列車的走行里程將超過80萬km，導致列車發生欠修現象。

為了保證車輛安全運行，計劃于2013年開始進行1號線一期工程配屬列車的大修工作，于2014年開始進行1號線南延線工程和2號線工程配屬列車的架修工作。至2014年將出現1列列車大修、2列列車架修、3列列車檢修同時發生的情況。小行車輛段大修、架修任務年度分解計劃見表4所示。

從表4可以看出:從2014年開始，小行車輛段均將出現3列列車同時檢修，而2018年后每年均將出現4列列車同時檢修的局面，2025年將出現4列列車大修的局面;各年度車輛檢修工作量有較大的不均衡性。

通常車輛檢修不均衡性主要由行車計劃、車輛配屬、檢修計劃、檢修工藝、檢修定員、檢修裝備、備品備件等多種因素引起的，正常大修、架修不均衡系數為1.1(參考 TB 10004—2008/J 833—2009《鐵路機務設備設計規范》)。

表4 小行車輛段大修、架修任務年度分解計劃表

考慮到1號線南延線、2號線列車將于2014年開始進行架修作業，故本次取2014年起10年內的檢修次數來核算不均衡系數。即，在2014—2023年，1號線將進行1次架修、11/6次大修，1號線南延線將進行2次架修、1次大修，2號線將進行2次架修、1次大修，10號線將進行1次架修、1/3次大修，總共需要6次架修、25/6次大修(理論上則是4次架修、10/3次大修)。本次用大修、架修的檢修時間來換算檢修工作量(大修按35 d考慮，架修按20 d考慮):

1)實際上需要的檢修時間為265.8 d。

2)理論上需要的檢修時間為196.7 d。

3)不均衡系數為 265.8 d/196.7 d=1.351。

由于小行車輛段實際不均衡系數較正常值發生了較大變化，故需對大修、架修規模進行適當修正。考慮到后期增配車輛陸續投入運營，列車年走行公里超標的情況將得到改善，故僅考慮在1、2、10號線近期的大修、架修理論計算規模的基礎上進行修正。經計算，小行車輛段實際需要的大修、架修規模，經取整后為4個列位。

3.2.2 按實際走行的公里數分析

以下用近年實際的年走行公里數，對1、2、10號線2020年的大修、架修規模進行驗算(見表5)。

表5 按車輛實際走行公里測算2020年1、2、10號線車輛檢修工作量表

從表5計算結果可以看出，通過車輛實際年走行公里計算，其1、2、10號線2020年的大架修規模為4.54列位，取整為4.5個大架修列位，與表2中2020年的理論計算值相比其不均衡系數為1.39。

3.3 大修、架修規模

從理論上分析，小行車輛段承擔1、2、10號線車輛大修、架修時，近期需要大修、架修規模為3.5列位，遠期需要大修、架修規模為4.5列位。若小行車輛段遠期僅承擔1、2號線車輛大修、架修和10號線車輛架修(遠期可考慮10號線車輛大修由線網其他A型車大修、架修基地承擔)，則需要大修、架修規模為4列位。

從實際需要檢修次數上分析，小行車輛段承擔1、2、10號線車輛大修、架修時，其大修、架修規模近期需4列位，遠期的檢修則趨于正常。

從實際走行公里數上分析，小行車輛段承擔1、2、10號線車輛大修、架修時，其大修、架修規模近期需4.5列位，遠期的檢修則趨于正常。

據上分析，并結合資源共享、節約投資、避免重復建設、避免再擴建對運營干擾等因素，小行車輛段按遠期大修、架修規模4.5列位一次實施到位較合理。

4 小行車輛段大修、架修擴能改造實施建議

通過對小行車輛段大修、架修能力與需求的分析可知，南京地鐵車輛大修、架修已經迫在眉睫。為解決好部分車輛架修欠修和車輛大修能力不足問題，小行車輛段應在2013年前完成車輛段大修、架修的擴能改造工程，在具體實施過程中，主要應做好以下兩方面的工作:

1)受城市化進程和客流上升等不確定性因素影響，南京地鐵已開通線路的原設計依據與現實情況有較大變化，近期的車輛檢修工作量的不均衡性系數已達到1.4～1.5。考慮到遠期規模與修正后的近期規模無明顯差別，因此，大修、架修的檢修設施宜按遠期規模一次實施到位。

2)因小行車輛段受既有地形條件和周邊環境限制，其改造工程已無法按遠期大修、架修規模實施，結合線網聯絡線、車型、車輛基地分布情況，可考慮將10號線車輛遠期大修調整至3號線秣周車輛段(線網A型車大修、架修基地)承擔。因此，小行車輛段應按不少于1、2號線遠期車輛所需大修、架修和10號線遠期架修的規模實施(4列位，同時滿足了理論上1、2、10號線近期大修、架修的需要)。對于近期暴露出列位可能不足的問題，可通過臨時利用車體外裝臺位、架落車臺位來彌補，也可通過調整檢修班制、增加關鍵部件的備品件來解決，以避免工程投資的浪費。

5 對新線車輛段設計的啟示

本文限于篇幅，無法展開論述南京地鐵線網車輛基地資源共享、線網聯絡線設置、大修和架修車輛段布置及關鍵零部件集中修等研究內容，但此次小行車輛段大修、架修能力研究正是其中的子課題。通過本次研究，對新線車輛段的設計有如下啟示:

1)目前全國各城市均已出現城市化進程加快、客流上升、車流密度加大等情況，結合南京地鐵實際運營經驗，新線車輛基地設計時大修、架修的設施宜按遠期一次性建成。

2)新線車輛段設計還需考慮備用車數、備品備件、檢修效率等因素的影響。

3)考慮到設計前期條件(如線路長度、配屬車數、行車密度、列車上線率等)的不確定性，檢修不均衡系數宜適當放大，新線車輛段設計時的檢修規模應留有一定富裕量。

4)為了縮短現車檢修時間、減小車輛備用率，應加強換件修制度的落實。

5)隨著運營線路的增加、行車速度的提高、車輛制造水平的提升等因素的影響，車輛各級檢修修程的制定也都隨之受到影響，宜對現有設計規范作適當修訂(如對檢修指標、初期車輛備用率等)。

［1］ GB 50157—2003地鐵設計規范［S］.

［2］ 建標104—2008城市軌道交通工程項目建設標準［S］.

［3］ TB 10004—2008/J 833—2009鐵路機務設備設計規范［S］.

［4］ 張雄.地鐵車輛段設計規模的探討［J］.鐵道工程學報，1998(1):99.

［5］ 李強.地鐵車輛段廠房組合［J］.鐵道標準設計，1999(增刊1):65.

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［8］ 張瓊燕，劉循，洪海珠.上海城市軌道交通北翟路車輛段擴能工程仿真研究［J］.城市軌道交通研究，2011(5):36.

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