国内外城市轨道交通车辆段规模比较分析.pdf

都市快轨交通 第22卷 第3期2009年6月快轨论坛URBAN RAPID RAIL TRANSIT国内外城市轨道交通车辆段规模比较分析尚漾波 叶霞飞(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室 上海 201804)摘 要 为控制城市轨道交通车辆段的规模,选择国内外若干典型城市轨道交通车辆段,对其进行不同技术层面的比较和分析,最后提出一些对未来我国城市轨道交通车辆段规划和建设的建议。比较分析结果表明,由于缺乏相应的设计经验,我国的城市轨道交通车辆维修的策略以及相应检修设施的设计均偏于保守,同时由于对附属设施以及段内设施布局的研究尚不充分,导致我国车辆段规模偏大。建议对城市轨道交通车辆的长期维修策略、段内设施布局优化、设置层级以及建立评价指标体系等问题展开深入研究。关键词 车辆段 规模 检修体制 设施布局城市轨道交通车辆段是城市轨道交通工程的重要组成部分,是对城市轨道交通车辆进行运行管理、日常维护和各级检修的基地,其用地规模一般很大。在我国城市土地资源日益紧缺的情况下,对如何通过减少车辆段用地面积来降低工程造价、并保证城市轨道交通的安全以及车辆设备的检测与维修进行研究是十分必要的1。本文将在既有研究成果的基础上,选择国内外若干典型城市轨道交通车辆段,对段内各设施用地规模进行定量比较和分析,从中找出我国车辆段偏大的具体原因,并在最后提出对未来我国城市轨道交通车辆段规划和建设的建议。1 比较对象本研究选择上海轨道交通1号线梅陇基地、南京地铁1号线小行车辆段、首尔地铁7号线道峰车辆基收稿日期:2008211207修回日期:2009201212作者简介:尚漾波,男,在读硕士研究生,从事城市轨道交通规划与设计的研究,guidaoshang 叶霞飞,男,教授,博士生导师基金项目:教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20060247037)地以及东京地下铁东西线深川车辆基地作为比较对象(以下统称为车辆段),各线路主要技术特征与车辆段、停车场配属情况详见表1。表1 对象线路主要技术特征与车辆段、场配属情况表城市线路名称长度/km供电电压/V初运营段开通时间车辆基地车辆段停车场用地面积/m2上海1号线36.39 DC15001995204梅陇284 000富锦路330 000南京1号线21.72 DC15002005209小行290 000新生圩56 000首尔7号线46.9DC15001996210道峰258 000天旺212 518东京 东西线30.8DC15001964212深川87 106行德54 274 在该4条线路上所开行的车辆的车底面积不同会影响到车辆段内线路长度、间距的布设,从而影响到车辆段的用地规模,因此以东京地下铁的车辆车底面积为基元面积,对其他线路系统的车辆数进行换算,以此计算车辆段所担当的车辆数,具体换算详见表2。表2 担当检修车辆数与停车车辆数换算表车辆段车宽/mm车长/mm换算系数实际担当检修车辆数实际担当存车车辆数换算担当检修车辆数换算担当存车车辆数梅陇3 00023 5401.24712240883297小行3 00024 4001.28366240470308道峰3 12019 5001.07827112883120深川2 85020 00015803005803002 比较与分析国内外城市轨道交通车辆段内的主要设施一般包61国内外城市轨道交通车辆段规模比较分析URBAN RAPID RAIL TRANSIT括检修设施、运用设施和辅助生产设施,其中检修设施一般担当车辆的高级修程,如大修、架修(全面检查),运用设施一般负责列检和月检等低级修程以及车辆的存放,而辅助生产设施一般包括段内人员的办公、生活与休闲设施。除此之外,我国地铁设计规范将车辆段与综合维修中心、物资总库与培训中心等功能区综合设置,称之为车辆段与综合基地2,这一点与国外有所不同。为了保证比较基准的统一,本文主要针对车辆段内各设施用地情况来深入进行国内外对比分析(详见表3)。表3 车辆段各种功能设施用地规模比较车辆段检修设施运用设施辅助生产设施各设施总用地担当车辆数用地面积/m2用地指标/(m2/辆)担当车辆数用地面积/m2用地指标/(m2/辆)用地面积/m2比例/%用地面积/m2比例/%车辆段总用地面积/m2梅陇88345 2005129740 2181357 0002.592 41833284 000小行47028 9806230841 63413510 4603.681 07428290 000道峰88320 9762412023 2841949 0203.557 28021258 000深川58011 7002030029 9501003 0043.445 0645187 106 表3中各设施规模的比较均是以单位车辆占用设施面积为基准进行面,其中检修设施担当车辆数为车辆段所担当的高级修程的车辆数,而运用设施担当车辆数为车辆段所担当的日常修程以及列车存放的车辆数。由于车辆段最重要的职能为车辆检修,因此在比较时辅助生产设施担当车辆数时主要选择检修设施担当车辆数。各设施总用地规模为检修、运用以及辅助生产设施用地规模之和,其占车辆段总用地规模的比例可反映段内布局紧凑的程度。以下将对各设施用地规模比较结果进行多方位的详细分析。2.1 检修设施用地规模比较城市轨道交通车辆检修设施主要包括架修、大修库(车辆工场、重整备库),不包括月修库等日常维修库房,主要负责车辆的高级修程,检修范围大,作业质量要求高。其用地规模的主要影响因素为车辆的检修周期、修程内容与修理社会化情况以及库房设计方法等。2.1.1 检修周期城市轨道交通车辆的检修周期主要根据各零部件的使用期限与车辆经济使用寿命来确定,检修周期的大小可以反映车辆的制造技术水平。与东京地铁相比,由于上海轨道交通车辆的日常检修频率较高,因此其架修和大修的检修周期均大于东京地铁的重要部位检查和全面检查的检修周期。国内对这部分已进行过许多研究3,在此不再赘述。2.1.2 修程内容与修理业务社会化上海、南京、首尔和东京轨道交通车辆检修的高级修程基本相同,均分为重要零部件检查(架修)与全面解体检查(大修)两级。上海轨道交通和东京地铁的车辆检修高级修程内容基本类似,主要针对车辆的核心零部件进行详细检查。所不同的是,上海轨道交通的梅陇车辆段要同时负责高级修程的检查和修理业务,互换修程度较低,而首尔地铁的道峰车辆段与东京地铁的深川车辆段仅需要负责一部分零部件的检查与修理业务,且互换修程度高,并将部分零部件的检查与修理业务外委给了车辆生产商与负责维修的子公司进行,因此库停时间较短,维修效率较高。南京地铁在设计初期并未考虑将车辆高级修程委外,因此仍按照车辆段负责所有检修业务的功能来进行车辆段的设计,只是在后期才采用了与南京浦镇车辆厂合作维修的模式,造成了小行车辆段的大、架修库设施能力的部分浪费。综合对检修周期、修程内容及修理业务社会化的比较可以看到,相较于日本和韩国,虽然我国城市轨道交通车辆的高级修程周期较长,但由于采用互换修的程度较低,同时与社会专业修理机构的合作不够或者太晚,成为车辆的高级修程检修库占用面积较大的原因之一。2.1.3 设计规范从表4可以看出,与道峰车辆段和深川车辆段相比,我国城市轨道交通车辆段的检修设施库房的跨度特别是长度均较大,除了车辆长度以及编组长度会影响库房的长度外,由于我国地铁规范对库房最小尺寸的要求也比较保守,对各库房设定了比较大的设计附加长度,如我国地铁设计规范中对检修库长度的设计附加长度规定为16 m2,而日本地铁设计规范中对检修库长度的设计附加长度规定仅为6 m4,这也是导致我国的高级修程检修库规模较大的原因之一。71都市快轨交通 第22卷 第3期2009年6月URBAN RAPID RAIL TRANSIT表4 各车辆段检修设施用地规模分析项目名称股道数/股线间距/m库长度/m库宽度/m用地面积/m2大、架修库梅陇6846613545 200小行8827610528 980道峰11918411420 976深川55/82006511 7002.2 运用设施用地规模比较2.2.1 日常检修修程城市轨道交通车辆段运用设施主要包括负责车辆的日常修程的定期检修库(双周检、双月检库、月检库)与负责车辆存放和日常检查的停车、列检库5。由于缺乏设计和运营经验,在以尽量确保安全为车辆维修的主要设计原则指导下,上海轨道交通1号线在进行车辆段的设计时采用了非常保守的、包含了四层次的日常修程。后来随着运营与检修经验的不断积累,运营部门开始逐渐调整其日常修程,由当初的四层次调整为现在的二层次(见表55),逐渐与首尔地铁和东京地铁的二层次(日检、月检)日常修程趋近。在调整之后,便出现了当初建设的双周检库、双月检库以及定修库能力的部分浪费。表5 上海轨道交通车辆日常检修修程变迁原修程调整修程现修程日检日检日检双周检月检(A)双月检月检(B)定修(1年检)定修(1年检)月检1月检12 由此可见,轨道交通车辆的检修策略是可以、也是必须根据车辆的实际运行性能来不断地进行调整,但由于车辆段的建设为永久性土建工程,建成之后改建的难度和成本较大,因此在设计阶段做好对车辆的长期检修计划的研究,对确定车辆段内各设施规模来说是非常必要的。依据车辆的长期检修计划和车辆的检修作业流程,并利用计算机仿真的方法来设计车辆段内各设施规模6,这在国外已经有研究,而在国内目前尚无这方面的研究。2.2.2 设计规范从表6可以看出,与前述我国地铁规范对车辆段内检修设施的尺寸要求一样,我国地铁规范对段内运用设施(如停车库、列检库和月修库库房)的最小尺寸要求同样也是比较偏于保守的。如我国地铁设计规范对单列位停车库、列检库长度要求库两端横向通道9 m,考虑停车列位距停车库两端端墙各4 m,附加长度就达到了26 m,另外对双列位库还要加上停车列位之间通道宽度8 m2;而日本地铁设计规范中停车库、列检库均为单列位库,附加长度规定仅为20 m4。这也是导致我国车辆段运用设施较大的原因之一。表6 各车辆段运用设施用地规模分析项目名称股道数/股线间距/m库长度/m库宽度/m用地面积/m2停车、列检库梅陇1553967527 978小行204.831811436 252道峰144188509 400深川3052109522 000月修库梅陇46204428 568小行4615634.55 382道峰961787813 884深川45260307 9502.3 辅助生产设施规模比较城市轨道交通车辆段内辅助生产设施主要包括办公、生活场所、汽车库与食堂等。不同车辆段的配备情况各异,在本次比较中以小行车辆段内配备的辅助生产设施最多,除了前述常见的设施以外,小行车辆段内还配备了单身宿舍、招待所、淋浴水处理房、浴室以及锅炉房等设施,用地面积较大,同时辅助生产设施规模又与段内配属的职工数量相关。由于小行车辆段所配属的职工人数远远大于道峰和深川车辆段所配属的职工人数(见表7),因此综合以上因素造成了其辅助生产设施用地指标在各车辆段中最大。表7 各车辆段内配属职工数比较车辆段担当检修车辆数/辆段内职工数/人每辆车担当职工数/(人/辆)小行3661 4603.99道峰8271800.22深川5802170.372.4 各设施总用地占车辆段总用地比例各设施总用地占车辆段总用地比例主要反映了城市轨道交通车辆段内各设施的布局紧凑程度。深川车辆段布局较为紧凑,土地利用率最高,而其他3座车辆段则布局较为粗放,如其中梅陇车辆段由于是上海轨道交通线网中第一座车辆段,不仅设计经验不足,而且在建设时上海的轨道交通线网规划尚未成熟,在设计时主要考虑要为将来储备足够的预留7,因而造成了其段内各库房设施的间距较大、分布比较松散的情况,导致其各设施总规模虽然并不大但其车辆段总用地规81国内外城市轨道交通车辆段规模比较分析URBAN RAPID RAIL TRANSIT模却很大的结果。3 结论和建议本研究选择了国内外若干典型城市轨道交通车辆段,对其进行不同技术层面的比较和分析。从分析结果可以看到,由于缺乏相应的设计经验,我国的城市轨道交通车辆维修的策略以及相应的检修设施的设计均偏于保守,同时由于对附属设施以及段内设施布局的研究尚不充分,导致我国城市轨道交通车辆段规模偏大,为此提出以下建议。(1)城市轨道交通车辆已由直流牵引进入交流牵引时代,车辆的检修方式、检修周期以及检修内容已经发生了巨大的变化,有必要针对车辆的检修特性进行进一步研究,并据此对地铁设计规范中车辆段的设计方法进行修订。(2)有必要针对城市轨道交通车辆段内各库房的设计方法以及设计尺寸进行详细研究,在保证不影响车辆段正常作业的前提下,适当缩减多余的附加设计长度,以减少冗余库房的用地规模。(3)应对城市轨道交通车辆段内的辅助生产设施规模进行适当控制,以严格减少土地资源占用为原则来进行规划设计,如有适当的条件,应让周边社会服务机构来适当分担段内部分生活设施的功能。(4)建议尽快确立一套权威的科学评价城市轨道交通车辆段的指标体系,以此作为车辆段用地控制政策的技术支持,确保车辆段规划地块利用的高效与合理。参考文献1尚漾波,叶霞飞.城市轨道交通车辆段规模影响因素分析J.中国科技论文在线,2008(10).2 GB 501572003地铁设计规范S.北京:中国计划出版社,2003.3温清.关于地铁车辆检修制度J.城市轨道交通研究,2004(4).4停車場線路配線研究会.停車場線路配線 fl?M.東京:吉井書店,1982.5何宗华,汪松滋,何其光.城市轨道交通车辆运行与维修M.北京:中国建筑工业出版社,2006.6 JangSeong2Young,JeonByoung2Hack,LeeWonYoung.Evaluation of train overhaul maintenance capacityfor rolling stock depot using computer simulation methodC/韩国铁道学会论文集,2007:2312242.7钱履中.上海地铁梅陇车辆段总体布局设计J.地下工程与隧道,1993(4).(编辑:曹雪明)Comparison of DepotsScale betweenDomestic and Foreign UrbanRail Transit SystemsShang YangboYe Xiafei(Key Laboratory of Road and Traffic Engineering ofthe Ministry of Education,Tongji University,Shanghai 201804)Abstract:In order to control the scale of deopts in urbanrail transit system,compararisons were made among sometypical depots in domestic and foreign URT systems byanalyzing them in terms of different technical levels so as toput forward some suggestions about how to plan and designdepots in the future.Results indicated that in China thescale of depots was unnecessarily large because of the lack ofexperience in design,maintenance and repair strategies forthe vehicles of urban rail transit,the conservative design ofcorresponding repairing facilitiesa,and the insufficientreaserchonaffiliatedfacilitiesandthelayoutofmaintenance facilities in depots.Some in2depth studiesabout long2term maintenance strategy,optimiza2tion offacilities layout in depots,setting levels and establishment ofevaluating index systemare suggested to be carried out in thefuture.Key words:depot;scale;examination and repair system;facilities layout艾默生CT产品技术交流会成功举行2009年4月24日,由艾默生CT天津办事处与天大海德自动化工程有限公司联合举办的“艾默生CT产品技术交流会(秦皇岛站)”在秦皇岛市绿洲大酒店成功举行。会上,详细地介绍了艾默生CT公司的MENTOR II全数字直流调速器、通用型可编程变频器Commander SK产品、高性能系统型驱动器Unidrive和SPEC系列PLC+触摸屏的技术特性、功能以及特殊应用。艾默生CT为现场客户提供的系列自动化解决方案,能为国内大多数企业带来可以量化的节能效益,对于提高企业的生产力和竞争力都将发挥着极其重要的作用。91