高速列车运用检修及动车段的设计研究_吴庄胜[1]

高速列车运用检修及动车段的设计研究吴庄胜　赵　清　王伯铭(西南交通大学　机械工程学院　成都　610031)

【摘　要】　论述了高速列车在运用检修中的若干个基本问题。阐明了高速列车具有全新的运用检修模式;提出了高速列车的运行方式、乘务制度、检修制度、工艺流程,以及高速动车组配属数量、检修工作量、检修库线、存车线的设计计算方法与计算公式;给出了高速动力段主检修库厂房结构的推荐方案。【关键词】　高速列车;运用检修;检修制度;高速动车段【分类号】　U238;U269.9

列车在主要区间能以200km/h以上的速度运行的干线铁路称为高速铁路。高速铁路、高速列车、高速运用维修基地(主要是高速动车段)构成了高速铁路运营的三大要素。高速列车无论是动力集中式还是动力分散式,均采用整列运用、整列进段维修的全新的运用检修模式,因此常专称为高速动车组。高速动车段在国外被称为高速动车组的“家”。高速动车组每天参予运营后都回“家”进行日常检查检修、整备以及包括集便装置的排污、列车外部清洗、加水给砂、甚至包括客车车厢内部的清扫卫生、旅客餐饮补给等技术整备与运行整备作业等都在动车段内完成。可见高速动车段在高速列车运行维修中具有重要地位。

1　高速动车组的运用维修模式与维修制度

1.1　运行方式、乘务制度与维修模式高速动车组的运行方式与维修原则具有下列特点:(1)高速动力组不论是动力集中式还是动力分散式,都是全密封不摘钩整列运用和整列进段检修,是一种全新的运用检修模式。这不同于普通列车,机车是由机务段检修,车辆由车辆段检修的检修模式。(2)由于高速动车组的交路更趋超长,运行方式更趋合理,长途列车高速交路一次可达近3000km。我国京-沪间可往返一次才进段进行必要的技术作业;而短途列车可运行几个往返才进段检修。因此,高速动车组的运行方式称为“环形”运转制,以区别于普通列车所采用的肩回制和循环(半循环)动转制。(3)高速动车组的乘务制度应与运行方式相协调,它可按维修周期结构分别采用固定交路轮乘制和大套用(大交路套小交路)轮乘制。这样有利于提高动车组的使用效率,减少配属

收稿日期:1996-12-13 吴庄胜:男,1943年生,副教授。*铁道部科研项目(95J04)。

1997年6月 JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITY June　1997数量,减少高速动车组的购置费,也有利于提高日车公里与乘务司机的劳动生产率。(4)为了保证在60min内能完成日常检查和整备作业,高速动车组进入一个超过列车总长度的主检修库内,准确定位于某一具有架空轨道桥的检修股道上。工作人员、检修设备及运输车辆分列车下部、车体中间(车内)和车顶上部三个作业面围绕整列列车,实行高度有序的立体、全方位、符合人机工程的平行作业方式,并尽可能实现维修工作机械化、自动化和计算机化。(5)高速动车段应建立行车调度中心与运用、维修生产与管理计算机控制系统实行自动化管理,并通过车载控制监测诊断与通讯系统、线路地面诊断系统与段内通讯系统共同构成高速动车组的运用与维修生产系统。(6)高速动车组以“可靠性”为中心实行计划预防性定期检查和维修;实行以“安全舒适”为中心,提高高速列车的形象和优质服务的定期清洗与整备的模式。(7)按保证高速运行条件下的行车安全和舒适要求的检修原则,对列车设备、部件和装置进行寿命管理,动车段在最短的时间内采用状态修、单元部件换件修、单元部件实行高度专业化集中修的原则。动车段应建立备品材料供应、立体仓库、作业准备与生产管理信息系统。(8)高速动车段的总体平面布置应充分满足整列列车进段、作业与停留的生产工艺要求。动车段的存车场股道多、存车场与主检修库的配置组合应以尽量缩短列车在段内调度与在库检修的停留时间,提高列车通过能力为原则,相互间尽量采用纵列式布置。其中主检修库的结构形式起着关键性作用。

1.2　维修制度 高速动车组是高新技术密集型产品,必须利用系统工程理论对其可靠性和维修性进行研究;强调设计、制度、运用和维修中的信息反馈,建立统一的高速列车技术标准以指导高速列车的国产化和运用维修工作。根据国外成功的经验,我国高速动车组的维修制度可拟订为“以可靠性和舒适性为中心,实行计划定期预防检查和整备与车载地面联合监控诊断状态修理相结合,寿命管理、单元部件换件修和单元设备部件送专业修造厂实行高度的专业化集中修理的维修制度。”这种维修制度体现一个中心两个相结合,两个相结合保证一个中心的特点:(1)以可靠性安全舒适性为中心;(2)实行按计划定期预防性检查与状态修相结合;(3)实行高速动车段进行单元部件换件修与专业修造厂对单元部件进行解体修相结合。

1.3　检修周期与检修流程 (1)检修周期结构与检修周期通过对日本、法国、德国和西班牙等国高速列车近年来执行的检修规程和检修范围及其发展情况的研究[1-3],结合我国国情初步拟订我国高速动车组的检修周期结构如图1所示。检修修程分为五级:日常检查(DI)、一级检修(R1)、二级检修(R2)、三级检修(R3)和大修(OR)。各级修程对应的检修周期与在主检修库内的检修作业时间分别为:0.3×104km、1.2×104km、6×104km、24×104km、120×104km和1h、4h、2d、4d、20d。各级修程检修作业范围与动车

278西　南　交　通　大　学　学　报 第32卷图1　高速动车组检修周期结构组的型号不同有所差异。修程不同检查的范围不同、单元部件更换的范围与数量不同。在1h的日常检查中应能实现从动轮对的更换等检修作业与全部整备作业;在4h的一级检修修程中应能实现动力转向架的更换。(2)检修流程高速动车组检修流程如图2所示。动车组进入高速动车段后首先以2km/h的速度通过列车的外部清洗库进行自动清洗,一般隔日清洗一次。然后,动车组以5km/h的速度通过轮对踏面诊断装置进行裂纹检查、外形测量与圆度检测。根据轮对诊断的结果,对于动力转向架上的轮对,列车进入不落轮镟线进行镟轮;对于中间拖车的从动轮对,列

图2　动车组检修流程车进入主检修库后进行更换。然后,动车组以小于25km/h的速度进入主检修库。车体准确定位后进行检修、集便装置的真空排污、车内清洁卫生、旅客餐饮整备和运行整备同时进行。在列车定位停泊前,定期检修作业计划、更换单元部件作业计划以及更换材料代码在检修库内的屏幕中显示;参加检修和整备的工作人员都必须进行磁卡报到登记,工作完毕后进行离岗登记。确认各项检修与整备工作已完成且工作人员离岗后,列车驶出主检修库到存车场停留待班。

2　高速动车组配属数量与检修工作量的计算方法2.1　高速动车组配属数量的计算由于高速列车密度大,同一到达站列车数多,且高速动车组采用大套用交路运行方式,故计算高速列车开行方案所需的动车组数时,无法运用现行的中华人民共和国铁道部标准TBJ5-85“铁路车辆设备设计规范”中的有关公式。经研究,应根据日列车公里来推算动车段所需要配属的动车组数,推荐按下列方法计算。高速动车段配属动车组套数N配属应由运用动车组数N运用、检修动车组数N检修与备用动车组数N备用三部分组成,即N配属=N运用+N检修+N备用 (列)(1) (1)运用动车组数N运用

运用动车组数为该动车段及其派驻到其它动车段与高速运用检修所担当每一列车交路所

需的运用动车组n动车组之和,即

279第3期 吴庄胜等:高速列车运用检修及动车段的设计研究N运用=∑n动车组 (列)(2)式中,n动车组可由下式计算

n动车组=2ln对+(l配附加+l折附加)n对

(24-t天窗)vmaxU运U旅(1-U不)V运

(列)(3)

式中　l——始发终到站之间的距离或列车交路长度(km);　n对——开行列车对数;　l配附加,l折附加——配属站、折返站技术作业所需停留时间折合列车运行距离(km);

　l

配(折)附加=vmaxU运U旅t配(折)

停;

　t

天窗——高速铁路综合养护维修天窗时间(取4h);

　vmax——高速动车组最高运营速度(km/h);　U运——高速动车组平均运行速度系数(一般取0.9);　U旅——高速动车组平均旅速系数(一般取0.8);　U不——高速动车组运行图运行线不协调系数(一般取0.1);　V运——高速动车组运行率(一般取0.8);　t配(折)停——高速动车组在配属站或折返站的停留时间(h),(一般短途车取0.5h,长途车 取1～1.5h)。(2)检修动车组数N

检修

设高速动车组年总走行列车公里为S(104km),大修周期为R(104km),按高速动车组检

修周期与库检作业时间可导出

年大修套数NOR=SR(列) 年停时TOR=20×24SR=480SR(h)年三级修数NR3=4SR(列) TR3=4×24×SR=384SR(h)年二级修数NR2=15SR(列) TR2=2×24×15SR=720SR(h)年一级修数NR1=80SR(列) TR1=4×80SR=320SR(h)年日检套数NDI=300SR(列) TDI=300SR(h) 为了提高列车利用率,通常日常检查及一级检修这两级修程安排在夜间作业(晚上10点到次日凌晨6点),因此在计算N检修时,一般不计入上述TD1和TR1两项,则

N检修=TOR+TR3+TR224×365=0.181SR　(列)(4)

(3)备用动车组数N

备用

高速动车组因故障、晚点或其它原因造成计划外修理,必须要有备用动车组投入运行。参

照国外的运营经验,取备用系统为0.06,即N备用=0.06N运用　(列)

2.2　高速动车段主检修库配备检修股道线的确定 (1)高速动车段主检修库库线数H1的计算公式

280西　南　交　通　大　学　学　报 第32卷