節(jié)約城市軌道交通車輛基地投資及用地的探討
摘 要:通過對車輛架、大修分修制和合修制的利弊,車輛均衡維修,線路維護(hù)社會化,折返線及車站存車線存車以及網(wǎng)絡(luò)中備用列車統(tǒng)一調(diào)配等問題的分析及設(shè)想的探討,期望對節(jié)約車輛基地的投資和用地起到啟發(fā)作用。關(guān)鍵詞:城市軌道交通; 車輛基地; 分修制; 合修制; 資源共享; 均衡修
在城市軌道交通系統(tǒng)中,車輛基地作為列車停放、維護(hù)、檢修的重要場所,是不可缺少的環(huán)節(jié)。但車輛基地的建設(shè)需要大量的土地和資金,而對大型城市的發(fā)展而言這些是十分珍貴的,過多地設(shè)置車輛基地往往會與城市整體規(guī)劃發(fā)生矛盾。因此,有必要對車輛的維修方式和車輛維修資源的合理配置進(jìn)行深入研究, 在充分滿足功能需要的前提下,控制車輛基地的規(guī)模和數(shù)量,提高車輛維修工作的效率,節(jié)約用地和投資。以下是幾個(gè)關(guān)于節(jié)約車輛基地投資及用地的想法探討,包括共享車輛段資源以減少車輛段數(shù)量;采用車輛均衡維護(hù)以減少車輛的配屬; 將線路維護(hù)社會化以縮減綜合維修基地規(guī)模;采用車站存車線存車以減小停車場規(guī)模;實(shí)行備用列車網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一調(diào)度以減少備用列車數(shù)量等。
1 車輛廠段分修制、合修制的比較分析以及車輛段資源共享
目前,國內(nèi)外城市軌道交通車輛架、大修主要采用兩種制度:車輛廠修、段修合修制(簡稱合修制) 和車輛廠修、段修分修制(簡稱分修制) 。
(1) 分修制利弊分析
所謂分修制是指在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置車輛大修廠,承擔(dān)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)車輛的架、大修,部件維修以及遠(yuǎn)期對舊車的翻新改造和技術(shù)革新工作,而車輛段承擔(dān)定修及其以下的檢修工作以及列車的日常維護(hù)。一般而言,城市軌道交通車輛架、大修的檢修工作量較大,技術(shù)要求較高,大部分零件均需分解檢修,因此需
慮城軌間聯(lián)絡(luò)線。
(2) 資源共享應(yīng)合理適“度”
車輛段、停車場資源共享程度越高,也會帶來大量檢修車的取送工作。這不但會增加運(yùn)營的成本,另一方面也會給線路的養(yǎng)護(hù)帶來不便,因?yàn)闄z修車輛在城市軌道交通線路間的取送一般是利用運(yùn)營的窗口時(shí)間(即運(yùn)營空隙),而運(yùn)營窗口時(shí)間也是執(zhí)行線路養(yǎng)護(hù)工作的時(shí)間,因此大量的、長距離的檢修車取送也會給線路養(yǎng)護(hù)工作帶來不便。所以,資源共享程度要有一個(gè)合理的度,即在考慮資源共享的同時(shí),還需充分考慮今后運(yùn)營的因素,包括運(yùn)營成本、運(yùn)營的行車計(jì)劃、檢修車的空走距離是否過長、車輛檢修工藝是否適合資源共享、是否會與線路養(yǎng)護(hù)沖突等因素。
(3) 車輛需模塊化、檢修需均衡化為滿足車輛集中的架、大修,一個(gè)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中車輛宜有一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),即需要車輛的外形限界統(tǒng)一,各部件模塊化、兼容化,這樣既有利于檢修車輛在各線路間的往返取送,也便于車輛段采用較高效的互換修。例如日本扎幌的整個(gè)軌道交通網(wǎng)絡(luò)都采用魚鷹系列的車輛,對于車輛集中架、大修是十分有利的。另一方面,車輛段的檢修也應(yīng)朝著均衡修、狀態(tài)修的方向發(fā)展,以提高車輛檢修效率,使之與集中架、大修相適應(yīng)。
目前,車輛段、停車場資源共享的理念已成為城市軌道交通業(yè)內(nèi)人士的共識,而我國在這一方面還處于不成熟的探索階段。以上是對國內(nèi)外一些城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)車輛段、停車場資源共享規(guī)劃實(shí)例的分析,以及由此而引發(fā)的一點(diǎn)建議和設(shè)想,期望能拋磚引玉,為我國城市軌道交通的建設(shè)與發(fā)展提供一些參考思路。參考文獻(xiàn):
[ 1 ] GB50157 92 , 地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范[ S] .
要較齊備的設(shè)備。另一方面,車輛架、大修一般5 年～ 10 年才發(fā)生一次,這使架、大修設(shè)施利用率偏低。如果將網(wǎng)絡(luò)中車輛架、大修相對集中,優(yōu)點(diǎn)是使維修廠房和設(shè)備也相對集中,減少建設(shè)投資,提高其利用效率, 降低維修成本;并使備品備件儲備集中,資源共享,統(tǒng)一調(diào)配,使備品備件的分散庫存量降到最低,有些可實(shí)現(xiàn)“零”儲備,減少因此占用的流動資金;提高對車輛檢修的效率及水平,可以實(shí)現(xiàn)專業(yè)化檢修。
分修制一般適用于具有較大規(guī)模城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的城市,例如國外的莫斯科、東京、柏林、漢堡等城市均采用了類似的檢修體制。
但分修制也存在一定的缺陷,因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)車輛集中架、大修會受諸多因素的制約影響。例如:必須在各線路間設(shè)置相互溝通的聯(lián)絡(luò)線,使各線的車輛可以進(jìn)入大修廠;必須保證網(wǎng)絡(luò)中各線信號制式、車輛限界、受電方式等技術(shù)規(guī)格統(tǒng)一; 車輛大修廠的設(shè)置還必須與軌道交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展順序相協(xié)調(diào)。另外,車輛集中架、大修會產(chǎn)生大量車輛的取送,這可能會與線路的養(yǎng)護(hù)工作產(chǎn)生沖突,同時(shí)還會增加運(yùn)營成本。
(2) 合修制利弊分析
所謂合修制是指列車的大修、架修、定修等各級檢修均集中在車輛段內(nèi)進(jìn)行,一般每線獨(dú)立設(shè)置車輛段, 其優(yōu)點(diǎn)是,可使車輛檢修不受外界因素的影響(諸如聯(lián)絡(luò)線的設(shè)置、信號制式等),克服了分修制的一些弊端, 比較適用于城市軌道交通尚未成形的初期,同樣也適用于一些城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小、線路建設(shè)間隔周期較長的城市。
合修制的主要弊端有:每條線均獨(dú)立設(shè)置帶有架、大修設(shè)施的車輛段會造成較大的投資和用地,同時(shí)設(shè)備的利用率也偏低。
(3) 綜合分析
分修制和合修制各有利弊,它們適用于不同規(guī)模的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)以及城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的不同階段。
① 對于規(guī)模較小且線路建設(shè)間隔較長的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò),一般宜采用合修制,即各線路獨(dú)立設(shè)置較完備的車輛段。如果線路有條件相互聯(lián)絡(luò),也可考慮共用一個(gè)車輛段。如香港地鐵現(xiàn)有3 條地鐵線路,總長
43. 2 km , 在九龍灣設(shè)置車輛段承擔(dān)三線車輛的大修、架修、定修以及月檢工作,另外在荃灣和柴灣還設(shè)有2 處停車場;又如新加坡83 km 的地鐵網(wǎng)絡(luò)中在Bishan 設(shè)置1 處較完備的車輛段,另外在Changqi 和Ulu 還設(shè)有2 處僅有簡單維護(hù)能力的停車場。
② 對于規(guī)模較大的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò),在其發(fā)展初期由于網(wǎng)絡(luò)尚未成形,資源共享?xiàng)l件不成熟,宜采用合修制,一般可先建成一二處設(shè)施較完備且具有遠(yuǎn)期發(fā)展余地的車輛段; 在網(wǎng)絡(luò)成形后,一般宜采用分修制,將已有的車輛段擴(kuò)建為車輛大修廠兼車輛部件維修中心,承擔(dān)車輛的翻新改造以及互換部件的維修,網(wǎng)絡(luò)中新建的車輛段可采用設(shè)備較簡單、用地較少的互換修模式。
③ 車輛大修廠、車輛段及停車場的規(guī)劃應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃同步進(jìn)行,建設(shè)應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展相協(xié)調(diào),且要在土地規(guī)劃上嚴(yán)格控制(包括車輛大修廠、車輛段、停車場以及聯(lián)絡(luò)線的規(guī)劃用地) 。
2 車輛均衡維護(hù)
目前,我國城市軌道交通車輛的維修制度基本沿用了鐵路的經(jīng)驗(yàn),采用按運(yùn)行里程和時(shí)間進(jìn)行預(yù)防性
“計(jì)劃維修”。所謂“ 計(jì)劃維修”,即列車運(yùn)營到一定的時(shí)間或里程,不論其狀況如何,一律退出運(yùn)營進(jìn)行檢修。由于車輛各部件具有不同的使用壽命和維修周期,因此按時(shí)間或里程進(jìn)行的計(jì)劃維護(hù)會產(chǎn)生有些部件得不到及時(shí)維護(hù),而有些部件又進(jìn)行了不必要維修的弊端。以致人力、財(cái)力浪費(fèi),列車的技術(shù)狀態(tài)也難以保證。目前,國外車輛檢修逐步在向均衡維修方式過渡,以下將對均衡維修作簡單介紹及分析。
(1) 列車運(yùn)行窗口
地鐵運(yùn)營時(shí)間一般為5 :00～24 :00 , 此外根據(jù)客流所具有的早、晚高峰時(shí)段特點(diǎn),在高峰時(shí)段和非高峰時(shí)段一般采用不同的運(yùn)行圖,因此各時(shí)段實(shí)際運(yùn)行列車的數(shù)量也各不相同(圖1) 。這些列車的非運(yùn)營時(shí)間稱為列車運(yùn)行窗口。
圖1 全日運(yùn)行計(jì)劃和列車運(yùn)行窗口
(2) 列車日常均衡維修
所謂均衡修即將原計(jì)劃修的檢修項(xiàng)目化整為零,分散在各列車非運(yùn)營的窗口時(shí)間進(jìn)行。一些日常修程如列檢、周檢、月檢等,一般以測試和檢查為主,通常可采用均衡維修。采用均衡維修的優(yōu)點(diǎn)主要有:避免列車必須退出運(yùn)營才能進(jìn)行檢修的弊端,使運(yùn)能發(fā)揮到最大, 減少車輛的配屬量和車輛購置費(fèi)用;同時(shí)也可避免檢修力量和設(shè)備忙閑不均的現(xiàn)象,使檢修能力效益最大化; 此外均衡維修還可在一定程度上縮短列車檢修的庫停時(shí)間,從而減少檢修臺位,縮小車輛基地規(guī)模。
(3) 列車大型檢修的狀態(tài)維修
大修、架修及定修主要是對列車部件進(jìn)行修復(fù)的高級修程,由于列車各部件系統(tǒng)的壽命和維修周期不同,原計(jì)劃檢修無法及時(shí)滿足各部件系統(tǒng)檢修的需要。因此,需要根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)和零、部件的狀況及檢修標(biāo)準(zhǔn),在原計(jì)劃修中增加以部件為重點(diǎn)檢修內(nèi)容的修程, 全面檢查、重點(diǎn)維修,以實(shí)現(xiàn)“ 對癥下藥”,這種檢修方式稱為“狀態(tài)修”。實(shí)現(xiàn)“狀態(tài)修”具備以下條件:
①“ 狀態(tài)修”一般采用互換修方式,需要一定的備品、備件儲備量;
② 需要在列車上安裝必要的自我檢測設(shè)備,及時(shí)掌握列車及其設(shè)備的動態(tài)技術(shù)狀態(tài);
③ 車輛購置時(shí),要求車輛系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。
3 線路維護(hù)社會化
在傳統(tǒng)意義上,城市軌道交通線路沿線的橋梁、隧道、線路、建筑及機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)和檢修都是由本線綜合維修基地承擔(dān)的,綜合維修基地是城市軌道交通線路的重要組成部分,它是保障線路各系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障基地和管理部門,一般設(shè)于車輛段內(nèi)。由于綜合維修基地管理范圍廣泛,涉及專業(yè)較多,因此以往綜合維修基地人員龐雜,設(shè)備投資也較大,往往在車輛段用地和投資中占有較大比例。如果能將城市軌道交通線路的維護(hù)工作社會化,那么可以簡化綜合維修基地,從而也可達(dá)到減小車輛段規(guī)模的目的。
所謂線路維護(hù)社會化,即在滿足城市軌道交通正常運(yùn)營需要的前提下,將一些非涉及行車及其安全的、非系統(tǒng)性的線路維護(hù)項(xiàng)目及其相關(guān)設(shè)備的中修和大修推向社會。例如: 將沿線橋梁、隧道、軌道、車站的維護(hù)、檢修委托給社會專業(yè)公司承擔(dān),沿線的變電所可委托城市供電部門負(fù)責(zé),通信管理可由“聯(lián)通”、
“ 鐵通”承擔(dān)。但對于一些系統(tǒng)性較強(qiáng)、直接涉及行車及其安全的項(xiàng)目還須綜合維修基地承擔(dān),如信號、接觸網(wǎng)等運(yùn)營設(shè)備,設(shè)施的巡檢,日常維護(hù)等。
4 利用折返線及車站存車線夜間存車
目前,我國城市軌道交通車輛夜間主要存放在停車場的停車列檢庫內(nèi),這有利于車輛的管理和維護(hù),但也會增加停車場的規(guī)模和數(shù)量。而利用車站折返線及存車線夜間存車,在國外已不乏先例,該停車模式不但能有效縮減停車場的規(guī)模,而且還可有效組織運(yùn)營、減少早晚發(fā)車的空駛距離,使發(fā)車均衡;同時(shí)提高線路運(yùn)營故障排除能力、降低運(yùn)營成本。但要實(shí)現(xiàn)車站折返線及存車線夜間存車,必須滿足以下條件。
(1) 目前我國城市軌道交通線路的養(yǎng)護(hù)工作均在夜間停運(yùn)時(shí)間進(jìn)行,利用折返線和車站存車線存車,必須考慮與線路的養(yǎng)護(hù)工作相協(xié)調(diào)。
(2) 利用折返線和車站存車線存車須考慮車輛列檢作業(yè)的實(shí)施。
(3) 需采取措施保障車輛自身的安全和早晚收發(fā)車運(yùn)營的安全。
5 備用車數(shù)量的確定及網(wǎng)絡(luò)中的統(tǒng)一調(diào)配
備用車主要是在軌道交通列車發(fā)生臨時(shí)故障時(shí), 作為儲備列車投入正線運(yùn)用,其數(shù)量的確定應(yīng)考慮以下因素: (1) 每日列車發(fā)生故障的概率; (2) 盡量減少列車為進(jìn)行臨時(shí)檢修出、入檢修基地的占用時(shí)間; (3) 當(dāng)列車發(fā)生故障時(shí)能盡快地調(diào)整運(yùn)行圖,恢復(fù)正常運(yùn)營秩序。
因此,建議采取以下備用車計(jì)算方法:
在軌道交通線路長度L< 20 km 時(shí), 備用列車數(shù)量取2 列;在軌道交通線路長度L> 20 km 時(shí), 每增加20 km 線路, 備用列車增加1 列。例如:40 km > L > 20 km 時(shí), 備用列車數(shù)量取3 列;60 km > L > 40 km 時(shí), 備用列車數(shù)量取4 列等。
此外,對于規(guī)模較大的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò),如每條線路各自獨(dú)立配置備用列車,其數(shù)量必然較大。因此有必要將備用車資源在網(wǎng)絡(luò)中共享,考慮網(wǎng)絡(luò)中統(tǒng)一、調(diào)配備用車輛,即利用線路間的聯(lián)絡(luò)線,在“ 有效”“就近”、“迅速”的原則下統(tǒng)一調(diào)度網(wǎng)絡(luò)中的備用列車,這樣可減少備用車輛的配備數(shù)量、節(jié)約投資費(fèi)用,也可減少停車設(shè)施的規(guī)模。但要實(shí)現(xiàn)備用車輛在網(wǎng)絡(luò)中的統(tǒng)一調(diào)配必須具備以下條件: (1) 在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部設(shè)置統(tǒng)一的車輛調(diào)度管理機(jī)構(gòu),使備用車輛能及時(shí)達(dá)到需要的地點(diǎn); (2) 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中各線路的信號制式以及車輛的限界、受電方式等技術(shù)規(guī)格需要兼容,使車輛能在不同線路上正常運(yùn)行; (3) 設(shè)置必要的聯(lián)絡(luò)線溝通整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
6 結(jié)語
上述是一些關(guān)于節(jié)約車輛基地用地、控制建設(shè)投資的設(shè)想,其中有些設(shè)想還處于不成熟的摸索階段,還須作深入細(xì)致的研究工作。隨著我國城市軌道交通事業(yè)的發(fā)展,希望這些設(shè)想能對優(yōu)化車輛基地的規(guī)模和布局起到啟發(fā)作用。參考文獻(xiàn):
[ 1 ] GB50157 92. 地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范[ S] .
