成渝中線高速鐵路車輛設備布局研究

王利鋒 李偉東 王利軍 代宗權 胡 帆

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

從工程項目管理角度來看，布局研究屬于項目前期階段的工作內(nèi)容，相較于準備、實施等其他階段，其投入的時間和工作量較少，但對整個工程效益的影響卻很大，布局決策失誤往往會導致重大投資損失[1]。

鐵路工程車輛設備布局在宏觀層面上主要研究項目建設的必要性、可能性、可行性、合理性以及何時投資、在何地建設、如何實施等重大問題，并進行科學論證和多方案比選。在微觀層面上主要研究車輛設備的布點、性質、規(guī)模。就車輛專業(yè)設計而言，主要從微觀層面著手，折射宏觀理念及價值。

成渝中線高速鐵路線路設計速度按照預留400 km/h 考慮，是目前我國乃至世界設計運營時速最高的高速鐵路[2]。成渝中線高速鐵路引入成都、重慶樞紐車輛設計內(nèi)容復雜，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)成都和重慶樞紐客站分工調整，引起客車設備布點調整。

(2)設計年度樞紐鐵路建設復雜，各個項目對動車組設備布局相互影響。

(3)客車、動車組修程修制以及檢修技術標準變化，引起規(guī)模需求及設備配置標準變化。

(4)動力集中動車組投入使用，增加了運用檢修新需求。

1 三階段法框圖

成渝中線高速鐵路車輛設備布局體現(xiàn)了多因素、多變量等特點，提出采用“三階段法”工程設計方法。理清設計過程，提煉關鍵詞，實現(xiàn)工程設計系統(tǒng)化。三階段分別為資料收集、需供分析和布局方案[3]，如圖1所示。

圖1 三階段法框圖

1.1 資料收集階段

該階段的主要工作內(nèi)容包括：收集既有現(xiàn)狀資料、落實路網(wǎng)規(guī)劃建設情況、明確客站分工、整備技術指標、計算整備需求等。該階段研究內(nèi)容展現(xiàn)了項目的多因素、復雜性等特點。

資料收集是布局研究的基礎。該階段工作量大，需詳細收集訊息、認真計算、仔細核對，甄別訊息和數(shù)據(jù)的準確性、完整性，為工程設計提供可靠的基礎數(shù)據(jù)。

1.2 需供分析階段

該階段的主要工作內(nèi)容包括：根據(jù)整備工作量計算需求，分析既有生產(chǎn)力布局供給的適應性和缺口情況，綜合研究布局功能、能力、效率等多個變量，進行多方案比選研究，做到客觀、公正。該階段工作需綜合應用比較、推理、判斷等多種邏輯思維方式。

布局需供分析是布局研究的重要保障。根據(jù)需求，逆向研究現(xiàn)狀供給，系統(tǒng)分析布點需求、功能性質、規(guī)模缺口等，為下階段決策提供最直接的信息。

1.3 布局方案階段

該階段的主要工作內(nèi)容包括：根據(jù)方案比選研究結論，綜合工程技術、建設工期、投資等自然、社會多個因素，確定設計原則，進行決策，提出推薦方案，對存在的問題提出合理化建議。

布局方案是布局研究的關鍵。布局方案也是最復雜，最艱難的一項內(nèi)容，體現(xiàn)設計工程師精妙的決策能力。要做到、做好這一點，有時需從工程哲學角度，詮釋工程的科學性、社會性、創(chuàng)造性、非唯一性、選擇性、妥協(xié)性。

2 資料收集

2.1 既有現(xiàn)狀

成都、重慶樞紐既有客車整備設備、動車組運用設備如表1、表2所示。

表1 既有客車整備設備表

表2 既有動車組運用設備表

2.2 路網(wǎng)建設

根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃，設計年度成都樞紐規(guī)劃14條鐵路，其中既有7條(西成、成渝高速鐵路、遂成、寶成、成渝、成昆、成貴)，在建2條(成自、成蘭)，擬建5條(成格、川藏、成達萬、成金三、成渝中線)；重慶樞紐規(guī)劃鐵路19條，其中既有10條(成渝高速鐵路、遂渝、蘭渝、樞紐、襄渝、成渝、渝懷、川黔)，在建2條(渝萬城際、渝昆)，擬建7條(蘭渝高速鐵路、渝萬高速鐵路、渝宜高速鐵路、渝湘高速鐵路、渝貴高速鐵路、成渝中線)。

2.3 客站分工

成渝中線高速鐵路引入樞紐分別接入成都站、重慶北站，引起客站分工調整。成都、成都東、天府站辦理動車組始發(fā)作業(yè)，十陵南站辦理普速客車始發(fā)作業(yè)。重慶西、重慶東、重慶北、重慶站辦理動車組始發(fā)作業(yè)，重慶西、重慶東、重慶北辦理普速客車始發(fā)作業(yè)。

2.4 整備需求

2.4.1 客車整備

(1)技術指標

采用TB 10029-2019《鐵路客車車輛設備設計規(guī)范》規(guī)定的整備技術指標。

(2)工作量計算

客車整備工作量如表3所示。

表3 客車整備工作量計算表

另外，成都、重慶樞紐均開行部分動力集中動車組，但不影響整備線總規(guī)模。

2.4.2 動車運用設備

(1)技術指標

根據(jù)成都鐵路局動車組修程修制改革意見，一、二級修標準為：300～350 km/h運營動車組，檢修周期采用48 h機檢(或人機分工)+72 h人工技檢交替的作業(yè)方式；200～250 km/h運營動車組，檢修周期采用48 h機檢(或人機分工)+96 h人工技檢交替的作業(yè)方式；200 km/h及以下運營動車組，檢修周期不大于 6 000+600 km或96 h[4-5]。

(2)工作量計算

動車組運用設備工作量如表4所示。

表4 動車組運用設備工作量計算表(條)

3 需供分析

3.1 成都樞紐

3.1.1 客車設備

(1)因客站分工調整，普速客車始發(fā)作業(yè)搬遷至十陵南站，在客站附近需配套建設客車技術整備所。

(2)十陵南客車技術整備所近期需整備及車底停留線14條，遠期需15條。調研數(shù)據(jù)顯示，2020年常態(tài)整備量32列，考慮春運增加臨客12列，共44列，需整備線19條。十陵客車技術整備所預計2025年建成，屆時普客預計減少3列，整備線減少1條，需18條。

(3)若客車段修設備維持既有位置不變，由于段修和整備設備分設，段修取送車路徑可從十陵南經(jīng)石板灘、成都站進入成都車輛段，每6 d送1次段修車輛；若考慮管理的方便性，避免取送客車，可考慮將段修設備一并搬遷至十陵南站附近。

3.1.2 動車運用設備

按照原規(guī)劃布點，成都動車所承擔成都站和成都東站，天府動車所承擔天府站。

(1)成都動車運用所近期需檢查線23條、存車線174條，遠期需檢查線29條、存車線201條，近、遠期檢查線和存車線均存在缺口。

(2)天府動車運用所近期需檢查線4條、存車線24條，遠期需檢查線4條、存車線29條，近、遠期檢查線和存車線均有富余。

(3)本線引入成都站近期需檢查線3條、存車線19條，遠期需檢查線4條、存車線24條。

(4)從樞紐總體研究，近期檢查庫線基本滿足需求，存車線存在缺口。成都樞紐動車組運用設備近期規(guī)模缺口如圖2所示。遠期檢查線存在少量缺口，存車線存在較大缺口。

圖2 成都樞紐動車組運用設備近期規(guī)模缺口圖

3.2 重慶樞紐

3.2.1 客車設備

(1)根據(jù)客站分工，近期由重慶西客車技術整備所和重慶東客車存車場承擔樞紐客車整備作業(yè)需求。

(2)既有重慶客車技術整備所預計在2020年底關停，既有重慶北客車技術整備所預計在2021年關停，屆時搬遷至重慶西客車技術整備所。

(3)重慶西客車技術整備所近、遠期需整備及車底停留線7(8)條，既有滿足需求。重慶東客車存車線近、遠期需存車線3條，既有滿足需求。

(4)既有重慶西客車技術整備所、在建重慶東客車存車場均不滿足動力集中動車組作業(yè)條件。

3.2.2 動車運用設備

(1)重慶西動車所近期檢查線富余4條、存車線富余19條；遠期檢查線富余7條、存車線富余14條。

(2)重慶北動車所近期需檢查線缺口4條、存車線缺口23條；遠期檢查線缺口5條、存車線缺口 43條。

(3)重慶東動車運用所近期檢查線富余3條、存車線富余5條；遠期檢查線富余5條、存車線缺口1條。

(4)本線引入重慶北站近期需檢查線0.5條、存車線3條，遠期需檢查線0.6條、存車線4條。

(5)從樞紐總量分析，近期檢查線滿足需求，存車線略有缺口，重慶樞紐動車組運用設備近期規(guī)模缺口如圖3所示。遠期檢查線可滿足需求，存車線存在較大缺口。

圖3 重慶樞紐動車組運用設備近期規(guī)模缺口圖

4 布局方案

4.1 設計原則

成渝中線高速鐵路的建設對成都、重慶樞紐客車、動車組運用設備影響較大，綜合考慮功能、能力、用地等因素，確定設計原則如下：

(1)客車設備

成都樞紐遷建的客車整備設備規(guī)模不僅需滿足近、遠期需求，還需考慮開通期作業(yè)需求。

(2)動車組運用設備

根據(jù)修程修制改革，研究動車運用所檢查線和存車線需求，根據(jù)樞紐路網(wǎng)建設及客站分工，結合動車組設備周邊用地條件等因素，確定主要矛盾，合理確定車輛布局方案。

4.2 成都樞紐

4.2.1 客車設備

(1)新建十陵南客車技術整備所。新建整備線12條、車底停留線6條，承擔樞紐普速客車及其他集中動車組整備作業(yè)需求，滿足樞紐近、遠期客車整備作業(yè)需求，也適應初期需求；新建存車線5條，結合雙流客車技術整備所存車線6條，基本滿足樞紐近期散車存放需求。

(2)考慮投資控制，維持既有段修設備位置不變；考慮遠期發(fā)展需求，在十陵南客車技術整備所預留段修用地。

4.2.2 動車運用設備

(1)成都動車運用所檢查線、存車線近遠期缺口較大，其主要原因在于成都動車運用所承擔了兩個車站的動車組運用作業(yè)。從整個樞紐來看，成都站附近動車運用設備的主要矛盾是緩解存車線缺口問題，近期檢查線缺口可由天府動車運用所補充解決。因此，本次利用既有成都客車技術整備所用地新建成都動車存車場，新建存車線31條，滿足了本線引入成都站動車組運用作業(yè)需求，同時也緩解了成都站附近動車組存車能力緊張的問題。

(2)天府動車運用所規(guī)劃規(guī)模較大。近、遠期天府動車運用所可分擔成都東站始發(fā)列車36對，通過成自工程新建的2條聯(lián)絡線接發(fā)車。經(jīng)測算，通道能力滿足需求。

(3)目前，部分鐵路局已經(jīng)開展了“300～350 km/h運營動車組檢修周期采用48 h機檢(或人機分工)+96 h人工技檢交替的作業(yè)方式”驗證工作，未來修程修制改革將進一步延長一級修入庫周期，屆時檢查線需求將降低。因此，遠期樞紐檢查線可滿足需求；利用成都站、成都東站、成都南站、成都西站及天府站的部分到發(fā)線和樞紐周邊的存車場進行存車，可滿足成都樞紐動車組存車需求。

4.3 重慶樞紐

4.3.1 客車設備

(1)由于成渝中線高速鐵路不開行普速客車，也未改變樞紐原規(guī)劃的普速客車設備布局，因此從工程設計范圍角度分析，可維持既有普速客車設備不變。

(2)從樞紐功能角度研究，應規(guī)劃建設動力集中動車組整備設備，納入其他工程研究。

4.3.2 動車運用設備

(1)成渝中線高速鐵路引入動車運用需求較小，可不新建工程。重慶北站動車運用設備缺口可納入渝宜、渝貴等工程研究。

(2)重慶西動車所、重慶東動車所維持既有規(guī)模不變[6]。

5 結論

本文通過“三階段法”對成渝中線高速鐵路車輛設備布局進行研究，得到以下主要結論：

(1)工程設計理論化是工程設計方法論發(fā)展的方向。借鑒學科理論的嚴謹性、系統(tǒng)性理念研究工程設計，可使設計成果更具科學性、合理性。特別是針對成渝中線高速鐵路多變量、多因素的特點，理論化的研究更能體現(xiàn)出其系統(tǒng)性優(yōu)勢[7]。

(2)動力集中動車組的投入運營給既有生產(chǎn)力布局帶來了新的功能需求，追蹤車輛技術發(fā)展，合理建設整備配套設備，做到既能滿足需求，又不閑置設備。

(3)動車組機檢方式的推廣、先進檢測技術及健康管理技術的使用，將引起動車組修程修制的進一步改革，屆時將延長檢修周期，縮短庫停時間，檢查庫線需求將減少，存車線需求將增加[8]。

(4)未來樞紐將普遍存在存車線缺口問題，研究利用車站到發(fā)線存車將是一個挖潛方向。

(5)從成都動車所缺口情況及全路動車所布局分析，動車運用所布點宜按“一站一所”方式布置，檢查線建設規(guī)模宜為8～12條，存車線宜為50～80條。