動車組高級修生產規模與需求適應性評價研究*

艾厚溥，錢小磊，李 昊

（1 中國鐵道科學研究院集團有限公司 機車車輛研究所， 北京 100081；2 北京縱橫機電科技有限公司， 北京 100094）

隨著我國高速鐵路運營里程不斷增長，動車組保有量和高級修工作量持續增加，大量動車組陸續進入高級修程中的三、四、五級檢修，動車組高級修工作面臨嚴峻挑戰。動車段是開展動車組高級檢修的主要場所。對比未來一定時期內動車組高級修發生量的增長趨勢，以及動車段當前高級修生產規模，能否滿足檢修需求，缺口大小，各段存在的能力短板，補強方式均是迫切需要回答的問題。文中建立了一套動車組高級修生產規模與檢修需求的適應性評價方法，綜合考慮動車組高級修數量、檢修修時和動車段架車、調試等檢修單元間的能力匹配關系等因素，從全局角度評估檢修規模較需求的不足或富余狀況。

1 高級修生產規模需求計算方法

動車組高級修生產規模主要包括架車列位（臺位）、調試列位（臺位）以及轉向架車間的輪對檢修線、構架檢修線（工位）、轉向架分解/組裝線的數量等，一般選取架車、調試列位數量和轉向架產出能力（個/日）作為衡量高級修生產規模的主要指標。

高級修架車、調試列位需求數量根據年檢修工作量、作業時間、年工作天數、檢修不均衡系數來計算，計算公式為式（1）［1］：式中：L為架車/調試列位數（標準列位）需求量；N為年檢修工作量（標準組）；t為架車/調試作業時間，d；T為全年工作天數，d，考慮春運、暑運、節假日期間檢修量少等因素，扣除約60 d 作業時間，全年按300 d 計算（《TB 10028-2016：鐵路動車組設備設計規范》中取250 d，考慮生產實際情況，取值300 d）；β為檢修不均衡系數（檢修不均衡系數一般指考慮檢修到期不均衡及臨修等因素而設定的參數，按《TB 10028-2016：鐵路動車組設備設計規范》，該系數一般取值1.1～1.4，文中取值1.2）。

轉向架日產出能力需求計算公式為式（2）：

n=(N×16×β)/T（2）

式中：n為轉向架產出需求能力，個/日；16 為每組動車組轉向架數量，個。

2 高級修有效生產規模

2.1 “高級修有效生產規模”概念提出

一方面，隨著我國高速鐵路事業的飛速發展，動車組數量快速增加，動車組高級修每年的發生量與早期規劃設計的動車段的檢修能力不匹配。另一方面，由于動車段高級修場地設施的規劃、設計和建設時間一般較早，架車、調試等檢修設施的規模基本依據鐵路局配屬動車組數量，并參考國外同類車型的修時指標而確定；隨著我國動車組高級修工作持續開展、技術經驗逐漸積累以及檢修生產組織、工藝流程、修程修制的不斷優化，動車組高級修各級修程中架車、調試時間的比例關系較原設計參考的修時指標已發生了較大變化，導致當前動車段架車、調試、轉向架能力之間不能完全匹配。甚至近年來有些動車段對調試能力進行了補強，補強后的調試能力與架車能力相比，又呈現出一定程度的富余情況。

因此，為準確反映動車段高級修的實際能力，準確評價高級修生產規模與檢修需求（尤其是未來需求）的適應情況，文中提出“高級修有效生產規模”的概念，即在統籌考慮架車、調試等能力匹配程度的基礎上，除去多余或無效規模后，剩余實際發揮作用的高級修生產規模。

2.2 前提原則

（1）動車組高級修可分為預檢、架車、調試、轉向架等部件檢修、交驗等工藝，考慮預檢、交驗時間分別納入占用架車及調試臺位時間。根據目前各動車段高級修檢修實際情況，假設各級修程中架車時間、調試時間的比例為2∶1［2］。按照分別占用架車線（臺位）和調試線（臺位）的工序不同，三級修架車時間一般包括架落車和上車檢修作業時間，調試時間包括接車鑒定、稱重測量、靜調及交檢驗作業時間；四、五級修架車時間一般包括解編、架車、部件拆卸、車體清洗、涂裝、無電檢修、部件組裝、有電檢修、落車、單車稱重測量、單車調試、編組作業時間（其中解編、編組也可根據實際列入調試時間），調試時間包括接車鑒定、整列調試、交檢驗作業時間。

（2）按動車段調試能力優先保證三級修架車需要，富余能力再依次匹配四、五級修架車的原則。

（3）兼具架車、調試功能的三級修檢修線，按動車段實際利用情況計算。

（4）由于不同車型轉向架的檢修修時不同，其生產規模難以統一量化，大多以轉向架車間面積體現其轉向架檢修能力，且轉向架檢修能力大多可滿足整車高級修要求，故高級修有效生產規模主要考慮架車和調試規模的匹配程度。

2.3 計算舉例

以動車段A、動車段B 為例：

A 動車段現有三、四、五級修架車規模分別為8 列 位、4 列 位、4 列 位，調 試 規 模 為4 列 位，根 據 各修程架車時間與調試時間2∶1 的比例關系，為完全匹配架車需要，三、四、五級修調試規模分別需要4列位、2 列位、2 列位，而根據上述原則將既有全部4 列位調試規模全部用于三級修后，再無剩余調試能力用于四、五級修，因而四、五級修架車能力均不能得到正常發揮，四、五級修“有效架車列位”均為0 列位。

同理，B 動車段現有三、四、五級修架車規模分別為6 列位、3 列位、3 列位，調試規模為10 列位，為完全匹配架車需要，三、四、五級修調試規模分別需要3 列位、1.5 列位、1.5 列位，實際調試能力富余4 列位，“有效調試列位”為6 列位。

按上述原則和計算方法，在動車段全部高級修生產規模的基礎上，可得到各段高級修有效生產規模。下面舉例列舉動車段高級修規模，見表1，其中括號內數據為計算出的“有效規模”。

表1 動車段高級修（有效）生產規模

由表1 可知，D 動車段高級修架車和調試有效規模相同，動車組檢修能力得到充分利用，其余動車段均存在架車或者調試有效規模不匹配的情況，需要通過補強短板，提升檢修能力。

全路動車段動車組三級修架車有效列位為48列位，調試有效列位為48/2=24 列位，三級修有效規模合計為72（48+24）列位。同理，四級修架車有效列位為22 列位，調試有效列位為11（22/2）列位，四級修有效規模合計為33（22+11）列位。五級修架車有效列位為20 列位，調試有效列位為10（20/2）列位，五級修有效規模合計為30（20+10）列位。全路架車列位有效規模合計90 列位，調試列位有效規模合計45 列位。

3 研究動車組高級修年度相應修時指標

根據動車組高級修現狀，假設動車組高級修年度修時指標見表2。

表2 動車組高級修年度假設高級修修時指標單位：d

4 研究年度動車組高級修生產規模與需求適應性分析

由前文的高級修生產規模需求計算方法及表2 中相應研究年度的修時指標，以2020 年為例，預測當年動車組高級修生產規模需求情況見表3。

表3 2020 年動車組高級修生產規模需求預測

按照同樣方法測算出2025、2030 年的高級修生產規模需求量，結果見表4。

表4 2020、2025、2030 年動車組高級修生產規模需求預測 單位：列位

假設屆時各動車段高級修仍維持現有規模，將高級修生產規模與當年需求對比，結果見表5～表7。

表5 現有高級修有效規模（架車）與2020、2025、2030 年需求 單位：列位

表7 現有高級修有效規模與2020、2025、2030 年需求 單位：列位

表6 現有高級修有效規模（調試）與2020、2025、2030 年需求 單位：列位

由動車段現有高級修規模分別與2020、2025、2030 年需求對比可見：

（1）各研究年度在達到假設修時指標的前提下，動車段現有高級修規模總體上無法全部滿足120 萬、240 萬、480 萬km 修程檢修需要，尤其是240萬、480 萬km 修程缺口較大，可通過借助制造企業能力或對動車段高級修能力進行適當補強的方式解決（說明：該結論僅針對表5～表7 的對比結果而言）。

（2）在未來一定時期內動車組高級修發生量基本可以預見的情況下，檢修修時是決定動車段高級修規模與需求匹配程度的關鍵因素，修時越短所需架車、調試、轉向架等的規模越小，反之則越大。因此，如果本著充分利用檢修資源、發揮設施設備最大效率的原則，通過優化生產組織、修程修制、物料供應等措施實現高級修修時逐步縮短，是緩解檢修臺位需求、確保完成檢修任務的重要手段。

5 動車段高級修能力補強建議

針對前文提出的動車段現有高級修規模與需求相比差距較大的問題，如果采取對動車段高級修能力進行適當補強的方式解決，建議優先補強相關動車段的高級修能力短板，盡快實現架車、調試等能力的相互匹配，提高動車組高級修有效規模，可在短時間內取得明顯的效果。以表1 中的A動車段為例，由于該段調試列位與架車規模嚴重不匹配，制約了整體能力，如優先補強其調試能力，按下表增加4 個調試列位，則該段的高級修有效規模可從12 列位增至24 列位（整體規模僅增加4 列位），從而較迅速地增強了全路高級修整體有效規模，見表8，其中括號內數據為計算出的“有效規模”。

表8 A 動車段高級修（有效）生產規模補強前后對比

6 結 論

實踐表明，通過統籌考慮動車組高級修數量的增長和檢修修時的發展變化趨勢，結合動車段調試能力優先保證三級修架車需要，富余能力再依次匹配四、五級修架車的應用實際，對動車段架車、調試等檢修單元的能力進行匹配分析，得出各動車段高級修有效生產規模，按照有效規模而非所有臺位數量的自然相加，進行高級修規模與檢修需求的適應性評價，能夠更準確地從全路所有動車段的全局角度把握檢修規模較未來需求的不足或富余情況，從而為動車段動車組高級修能力優化調整及后期擴能決策提供參考依據。

計算表明，如果采取對動車段高級修能力進行對應補強的方式解決現有高級修規模與需求相比差距較大的問題，通過優先補強相關動車段的高級修能力短板，盡快實現架車、調試、轉向架等能力的相互匹配，直接提高動車組高級修有效生產規模能夠以較低的成本投入、較短的時間投入，取得明顯效果。