車輛段工藝設備工程管理與技術創新

石鵬鵬

摘要 文章介紹了南京地鐵建設階段車輛段工藝設備專業情況以及各時期項目工程管理的模式，分析總結每階段的管理模式并不斷調整改進，提升管理水平并節約工程管理成本。集成管理是目前各地鐵公司建設階段車輛段工藝設備管理的主要模式，它能發揮集成商的團隊優勢協助建設單位管理執行項目。依托南京地鐵7號線無人駕駛創新平臺，介紹車輛段工藝設備在新技術、新設備的應用和創新。

關鍵詞 車輛段工藝設備;集成管理;項目管理;無人駕駛

中圖分類號 U231.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）13-0184-03

0 引言

車輛段是地鐵車輛停放、檢查、運用、維修、保養的綜合基地，在建設階段隨地鐵線路一并建成。車輛段工藝設備負責基地內車輛檢修以及特種工程車的供貨、安裝、調試、驗收管理，功能覆蓋電客車日常運行檢修、車體架修、輪對維修、洗車、動靜調等檢修需求。因設備類型多而雜且層出不窮，南京地鐵緊跟軌道交通行業發展方向，充分研究后穩步實施，在建設階段的項目采購管理模式和新技術的開發應用上持續探索優化。

1 車輛段工藝設備簡介

地鐵車輛段是少數能基本覆蓋地鐵所有設備專業的綜合基地，綜合基地以其面積大、專業多、協調難度大、配合困難而著稱[1]。南京地鐵車輛段所采購設備主要圍繞服務于車輛全生命周期的檢修，覆蓋日檢、全效修、定臨修、架大修等各級修程，特種工程車輛滿足正線救援、調機牽引、物資運輸、接觸網和軌道巡檢維修需求，另包含倉儲物流、供電、機自、工務車間的專用配套維修工器具等。表1列舉車輛段工藝專業主要采購的典型設備。

南京地鐵車輛段工藝設備建設期概算費用在每條線2～3億元，設備種類繁多達數千種近萬臺（套）、專業跨度大、外部接口復雜、單價從1000元～8 000萬元不等。設備的安裝調試需對接車輛、軌道、土建、低壓配電、供電、給排水等多個專業，跨專業跨部門協調難度大，作業現場存在長大件吊裝、深基坑和高空業安全風險，要對進度和質量安全嚴格管理。以上直接關系到工程建設整體的質量、成本、工期、安全等問題[2]，非常考驗項目管理人員的綜合管理協調能力。

2 南京地鐵車輛段工藝設備項目管理模式

2.1 分階段采購劃分原則

綜合考慮設備投用時間和全生命周期采購維護成本，避免一次性全采購但部分設備幾年后才投用造成折舊，車輛段工藝設備采購分成建設期和運營期兩階段實施。

（1）建設期采購設備主要原則為：①為初期正常運營服務的設備;②為試驗和運營中的可能事故預備的應急設備;③配合首列車到車輛段，用于牽引、壓道、冷滑等的設備;④靜調、動調試驗必須到位的設備;⑤需通過國際招標形式采購的大型設備;⑥和土建密切相關、接口比較多的設備;⑦為倉儲服務的基本設備等。

（2）運營期采購設備即概算清單內建設期采購后剩余設備：①主要為線路開通運營5年后才投用的車輛架大修設備，運營公司結合多年檢修經驗和架大修工藝流程，更了解現場實際使用需求，可高效采購適配性好的專用工裝和專用工具等;②綜合維修車間（含工務、供電、機自、后勤等）的專用維護設備。車輛段工藝設備主要還是服務于車輛專業的檢修，考慮專業程度和跨度，綜合維修車間設備由運營公司各專業根據概算清單開項采購。

2.2 車輛段工藝設備項目管理模式歷程

從2000年南京地鐵1號線開建以來，建設規模從起初的單線建設到如今15條線共建，同期開工建設線路成倍增長，建設單位人員工作量也是與日俱增，工程進度和質量的管理難度越來越大。車輛段工藝設備專業在這20多年中，根據管理經驗和內外圍環境因地制宜、因時而進、因勢而新不斷優化管理模式。管理模式歷程如表2。

（1）單種設備管理（1999—2010：1號線、2號線）。南京地鐵初期1、2號線采用單種設備采購管理方式，因有充足的建設時間，數10個合同執行起來有條不紊。但進入“十二五”期間，南京地鐵建設迎來3、10、S1（機場線）、S8（寧天城際）四線共建的第一階段建設高峰期，短期內工作量爆發式增長，管理人員分身乏術。

（2）同期建設線路合并管理和PPP模式（2011—2015年：3號線、10號線、S1機場線、S8寧天線、S3寧合線）。在分析研判了北京、上海、廣州集成化管理和自身情況之后，南京地鐵并未直接采用集成模式，而選擇當時建設時序較接近的3、10號線合并采購管理，設備類型試點車輛檢修主要核心設備：固定式架車機、洗車機、不落輪鏇床，減少了一半的合同執行、設計聯絡、出廠驗收、支付款項等管理工作量。同期建設的S1、S8、S3線引入PPP管理模式，建設單位提供技術支持和咨詢，并對項目執行進行監督。

（3）標準類設備集成（2015—2017年：4號線）。同期建設線路合并管理方式提高了管理人員在前期招標和后期支付、竣工結算的效率，但在中期的項目執行工作量并未有較大改善。“十三五”階段，南京地鐵迎來10線共建的新一輪高峰。4號線首次采用集成管理模式，將與土建接口較多設備和市購標準類設備小范圍集成管理，由集成商協同建設單位進行項目執行，部分輔助檢修類設備由運營后續自行采購。

（4）車輛檢修設備集成（2017—2018年：S9寧高線、S7寧溧線）。通過將前階段合并招標與小集成包模式的經驗融合，寧高線和寧溧線實現車輛檢修設備類和工程車（組）類分成2個集成包進行管理。該模式能夠較大發揮集成商的優勢，集成商管理團隊協助分擔一部分簡單流程化工作，建設單位項目管理人員有更多精力去處理外部接口矛盾，同時進行技術方案優化研究和技術創新。

（5）車輛檢修設備和工程車集成包（2019年至今：1號線北延、二號線西延、5號線、7號線、S6寧句線）。2019年至今，從1號線北延、2號線西延、7號線到S6寧句線，將內燃機車、接觸網作業車、平板（吊車）也合并入集成包，實現建設階段所有車輛段工藝采購設備總集成。

3 集成化管理模式

3.1 集成化管理模式產生

近10年來，隨著城市軌道交通大規模建設，催生了大量車輛段、停車場和檢修基地建設，同時催漲了段場設備巨大的市場需求，各地鐵單位的車輛段工藝專業現已普遍采用集成包招標方式。隨著市場體量的發展，不少市場占有量大、技術資金力量雄厚且有豐富管理經驗的車輛段工藝設備供應商轉型成集成商。

3.2 集成化管理模式分析

集成化管理后由集成商去面對眾多供應商，統一協調調配資源，建設單位管理承包商從一對多變成一對一的關系，集成商協助管理人員組織協調設計、技術、質安、土建、監理單位，推進完成接口、安裝、調試、驗收等節點目標，配合完成商務部分的合同、支付、結算、資產移交流程化工作，實現總體降低協調難度、減少接口矛盾、提高設備質量、提升管理效率的目的。同時，各集成商的項目管理水平及資金、技術力量良莠不齊，過分追求利潤而降低供貨質量和短期膨脹發展造成管理水平下降的問題逐漸暴露，因此還需要建設單位管理人員嚴格細化對集成商的管理。

3.3 集成化管理模式提高

設計聯絡階段：集成商整合各分供設備的結構、建筑、軌道、暖通、綜合管線等外部接口需求，統一技術規范要求進行提資，對設計院深化設計后的圖紙進行統一確認。

進場施工階段：明確屬地化管理單位和施工單位之間管理責任界面，細致量化土建接口要求和設備入場條件，形成《車輛段工藝設備現場條件檢查表》寫入《設備安裝及調試階段協調管理辦法》。

4 無人駕駛新技術創新應用

7號線是南京地鐵首條無人駕駛技術線路，結合無人駕駛創新技術平臺，調研國內目前已開通的無人駕駛線路北京燕房線和上海10號線，交流已成熟運用的無人駕駛技術，將無人駕駛的新技術、新設備在7號線車輛段工藝設備采購中創新應用。

4.1 智能運維管理

傳統人工檢修方式自動化、信息化水平低。為了解決這一問題，需要結合智能運維系統的優勢，對現有車輛維修體系進行優化，發展出基于智能運維系統的車輛維修模式，用以降低檢修人員的故障維修難度，保障車輛的維修質量，提升列車的可靠性[3]。以設備設施的精準維護為導向，將檢修體系向精細化和智能化發展。智能運維是未來發展趨勢，也是軌道交通市場業務增長點。

南京地鐵車輛段工藝設備在智能運維方面新技術的應用提出了軌旁輪對、受電弓、軸承聲學在線檢測系統三位一體的思路。在車輛段出入段線咽喉區設置輪對受電弓綜合檢測棚，對經過車輛的受電弓、輪對參數檢測和異常狀態圖像識別;在正線區間設置軌旁軸承聲學檢測系統，早期預防軸承故障，降低列車行駛安全隱患，并獲得一項實用新型專利。根據檢測數據和故障報警，精準協助指導檢修人員進行預防性維修和故障修，降低維護成本。

4.2 可視化驗電接地裝置

傳統五防鎖只實現了流程順序的安全聯鎖，但驗電結果與地線是否掛好無法互鎖驗證，只做到流程管控而未實現設備管控，造成人員誤操作接地短路的安全事故。可視化驗電接地裝置可通過驗電、放電及接地操作一體化功能，實現每一步的安全互鎖和驗證，有比較完善的操作安全保障技術措施。在保證接地操作安全的前提下，還實現接觸網遠程可視化斷電接地，有效降低作業人員安全風險，節省斷送電時間，提高作業效率。

4.3 無人駕駛洗車機

南京地鐵7號線洗車機具備無人駕駛洗車功能。為了在城市軌道交通車輛段、停車場洗車線上實現全自動無人洗車功能，須對洗車線長度、洗車接口信息、信號系統與洗車機接口等方面做特殊設計[4]。通過對北京燕房線和上海10號線的調研發現，洗車機操作人員仍需就地進入到洗車庫控制室操作，沒有真正實現無人洗車的要求。因此在7號線進行自主創新，采用洗車庫就地和DCC遠程雙控制臺模式操作，人員可在DCC遠程啟動洗車機，實現信號管控下的無人駕駛和無人洗車，通過現場配備的攝像機實施監控洗車區域，操作人員無須再進入洗車庫，實現真正意義的無人值守。

無人駕駛洗車機，得益于車輛和信號的自動調度，大大減少了列車場內調度和司機駕駛列車進出洗車庫的時間，降低洗車機現場操作人員工作量，并獲得一項實用新型專利。但是對洗車機和信號的安全性有較高要求，需要第三方安全評估單位對洗車機RAMS指標提出要求和評估認證，保障無人駕駛安全性。

5 總結

該文主要就南京地鐵車輛段工藝設備從“十二五”到“十三五”期間，在建設階段工程管理和技術創新方面進行了階段性分析、總結。

工程管理方面，實現了由傳統單招管理至同期建設線路合并管理再到標準類設備集成，逐步擴大集成招標范圍至如今的整個車輛段工藝設備總集成，充分發揮集成管理的優勢，提高建設管理單位在招投標和項目執行管理等方面的工作效率，降低建設管理成本，產生較好的經濟效益。

技術創新方面，借助南京7號線無人駕駛技術創新平臺，引入智能運維軌旁設備、可視化驗電接地、無人駕駛洗車機等新技術、新設備進行應用，并結合南京地鐵實際情況進行方案優化，最終在7號線車輛工藝設備技術方案上進行落實，獲得2項實用新型專利，達到科研創新預期效果。提高車輛檢修水平同時減少人工、增加經濟效益。

參考文獻

[1]李舫. 地鐵車輛段工程建設控制要點[J]. 現代城市軌道交通， 2013（2）： 71.

[2]光曉霞. 淺談地鐵車輛段設備項目管理[J]. 中國設備工程， 2018（15）： 45-46.

[3]陳曉鳴. 基于智能運維系統的地鐵車輛故障維修模式和車隊管理模式優化[J]. 城市軌道交通研究， 2021（S1）： 154-156+161.

[4]杜時勇， 陳華銀. 地鐵全自動洗車方案研究[J]. 鐵道通信信號， 2017（8）： 67-70.