专业文章| 北京大兴机场线车辆检修标准研究

完成单位：

北京市轨道交通设计研究院有限公司

北京市基础设施投资有限公司

北京市轨道交通运营管理有限公司

主要完成人：

张继菁、李宏安、虞蕹、吴昊、田宇、阮巍、薛燕荣、杨峰、李森林、周广浩、曹向静、张文彬、洪鹤鹏、野研、董剑锋

主要技术特点描述

随着城市的发展，大城市的交通拥堵、空气污染、居住拥挤给人们的日常生活带来很大的困难，建立都市圈通过轨道交通疏解城市人口、发展区域经济已经是我国的基本国策。

区域快线是打破市域行政范围，介于城际铁路、地铁之间的城市轨道交通，满足出行半径70~100km距离、一小时通勤圈的需要，是我国城市轨道交通的重要组成部分。目前规划在建的北京地铁22号（平谷）线、广州地铁28号线、深圳地铁14号线都属于区域快线范畴。

北京市大兴机场线一期工程是国内最早建设运营的城市轨道区域快线之一。2019年9月25日开通运营，线路全长41.36km，采用AC25kv供电，地下采用刚性接触网，车辆采用D型车，最高运行速度160km/h，运营采用GoA4全自动运行模式，年走行30万km……多项技术属国内城市轨道交通首创，给车辆基地的建设提出更高的要求。有必要通过总结大兴机场线建设、运营的经验，编制具有实践检验的车辆检修建设标准。为今后城市轨道交通区域快线车辆基地的建设以及网络化资源共享提供理论基础。

大兴机场线是国内第一条160km/h的市域快线，市域D型车辆的运维需求无规范可循。可参考的规范有《地铁设计规范》GB50157—2013、《城际铁路设计规范》TB10623—2014相关条款也有较大差异。在初步设计阶段，通过对大兴机场线线路、车辆、供电、轨道、运营的工程特点研究，提出并实施的大兴机场线的车辆检修修程标准。其检修周期如表1。

其研究成果通过论文形式相继在《铁道标准设计》杂志发表了论文：《轨道交通区域快线车辆检修修程研究》、《城轨车辆大架修基地建设规划的探讨》《北京轨道交通大兴机场线车辆运维标准研究》，在2020年第七届全国智慧城市与轨道交通学术会议发表《浅谈市域D 型车轮对检修及设备配置方案》等多篇论文。从检修标准、检修资源共享、轮对检修方案等多视角研究城市轨道交通区域快线车辆运维的解决方案。

在优化设计方案的同时，我们也认识到，全自动运营场景对车辆检修提出更高要求，在车辆基地运维及检修中“人的工作正在逐渐被设备所代替”，“车载自诊断、在线检测设备大数据的智能化应用”能够给车辆基地的运维检修提供可靠的技术保证。并在北京市科委科技计划课题征集过程中提出，依托大兴机场线磁各庄车辆段工程建设开展《基于大数据的智能化车辆基地管控系统关键技术研究与应用》，于2020年6月顺利通过市科委主管部门的验收。

为更好的总结、推广大兴机场线的设计成果，为北京市轨道交通区域快线建设积累经验。

2017年10月通过北京市轨道交通网络化专项设计与管理工作立项《区域快线全自动驾驶车辆检修模式、在线检测设备应用和检修智能化设计》课题的研究。研究过程中，到大兴机场线磁各庄车辆段现场调研、交流，收集车辆运营状态，分析车辆供应商提出的车辆运维技术标准，编制了大兴机场线车辆检修规程、检修作业指导、工艺设备选择、在线检测设备应用，以及检修智能化等研究成果，并对北京市区域快线车辆基地建设提出优化方案。2020年11月5日完成课题验收。

为推广大兴机场线车辆检修标准研究的成果；满足北京市委办局的降本增效要求；落实市域（市郊）铁路车辆检修的规划建设标准，2021年北京市基础投资有限公司规划总部、运营管理部、科创部在各主管部门立项，并要求在北京市平谷线推广应用。

1.1国内外技术发展现状

经过150多年的发展，车辆的设计生产制造工艺不断提高，各设备系统的可靠性也在不断提高，车辆的维护检修的策略也在不断的修订完善。

1.1.1城市轨道交通车辆维修体系的基本特点

（1）建立在定期预防维修体制的框架下，以定期预防维修为主，事后维修和视情维修相结合，对不同类型的设备单元实施不同的维修方式；

（2）根据车辆运用的时间或里程，划分周期不同的维修等级，对车辆实施定期检查和预防维修；

（3）在不同的维修等级中，车辆维修中心对车辆不同类型的设备单元，制定不同的维修项点和维修作业指引，实施不同的维修作业；

（4）其发展趋势是通过车辆运行状态的监测及大数据分析，对车辆实行“计划修”与“状态修”的协调统一，做到车辆运维的降本增效。

1.1.2国外轨道交通车辆检修现状

1.1.3国内轨道交通车辆检修现状

建国以来，国内轨道交通建设标准是从无到有，从预防修到状态修与预防修结合检修体系发展过程。最早制定机车车辆日常维护及检修标准是参照苏联铁路管理模式，国内客、货车采用的列检—辅修—段修—厂修，机车采用的小辅修（定修）—中修（架修）—大修（厂修）的检修模式，国内地铁日常维护及检修标准是借鉴机车车辆的检修标准，结合地铁车辆的检修规程制定的。

城市轨道交通车辆安全保障维护及检修体系主要分为日常维护和定期检修。日常维护包括：列检、周检、月检等检修要求；车辆定期检修包括：定修、架修、大修等检修规程。根据车辆技术水平的提高和运营特点，车辆安全保障体系略有差别，中心思想是围绕车辆部件的耐久性、可靠性、寿命、质保期、维护检修需求，有针对性的进行维修保养及更换，提高车辆利用率。

（1）《地铁设计规范》GB50157-2013

新版《地铁设计规范》GB50157-2013，自2014年3月1日起实施。新规范在满足国内地铁车辆检修技术水平的基础上，兼顾接触网受电和接触网受电日常维护的特点，制定了新的车辆检修修程和检修周期，对地铁新线建设和旧线改造设计具有一定的指导意义。

GB50157-2013车辆检修修程考虑双周检受电弓需要高架专用平台的特点，细化了日常维护的作业内容，将月检作业内容分解到双周检和三月检的检修修程。

（2）北京地铁车辆维修修程

为适应北京市城市轨道交通建设、运营和网络化发展需要，体现北京城市发展目标和北京地方特点，进一步促进城市轨道交通的可持续发展，根据地铁车辆的发展水平，北京市规委组织相关单位编制《城市轨道交通工程设计规范》（北京市地方标准DB11/995-2013），并于2014年1月1日开始施行，本规范适用于北京市行政区域内，钢轮钢轨系统和全封闭线路条件下，采用A 型或B 型车辆，设计最高运行速度不大于100km/h的新建城市轨道交通工程的设计。

北京市地方标准DB11/995-2013车辆定修作业内容分解到月修、架修的修程内完成，在原GB50157-2013的基础上取消15万km的定修修程，架修周期缩短至37.5~40万km，提高架修频次，重点保证走行部的行车安全；在日常维护方面，车辆入库列检人员及时在停车位进行例行检查，双周检的作业内容涵盖在列检范围内，发现问题就地处理。

（3）上海轨道交通车辆维修模式

1989年上海地铁引进德国地铁车辆，加快了国内地铁车辆产品的更新换代步伐，地铁车辆产品已经发展到变频调速车辆，其产品的技术水平、可靠性都有很大的进步。其检修体系基本采用了德国的方式。上海轨道交通线网采用大架修合修制，线网设置了3个A型车大架修基地，1个C型车大架修基地。90km/h、100km/h、120km/h不同速度等级车辆统一维修。

（4）京港地铁检修修程

2006年北京成立京港地铁公司，这不仅引入香港地铁的投资，也引入了香港地铁的管理、检修模式。注重状态维护是香港地铁车辆保养的精髓。京港地铁提出车辆日常维护应该在专业库内作业。

港铁在北京地铁4号线车辆基地采用的检修修程、周期及停修时间是基于状态维护和定期检修相结合的检修制度确定的。列检主要是发车前司机的车上整备，检查车门开关、空调、照明、仪表盘状态等内容，以及清扫、消毒等作业，车辆部件检查、测试，以及故障排除主要由临修、A检、B检完成，定期检修（架修）采用同修程不同项的均衡修方式组织生产。

（5）城际铁路车辆检修修程

2014年12月29日国家铁路局颁布了《城际铁路设计规范》（TB10623—2014），并于2015年03月01日实施。本规范适用于新建设计速度为200km/h及以下、仅运行动车组列车的标准轨距客运专线铁路，设计速度分为200km/h、160km/h、120km/h三级。《城际铁路设计规范》第18.1.1条明确：动车组运用检修设备应按动力分散式交流传动动车组设计。动车组检修修程宜分为一、二、三、四、五级，动车组检修周期应根据车型确定。动车组按采用车型确定检修修程和周期，动车组车型未确定时，可参照中国铁路总公司相关规定及国内外同类动车组的检修修程制定。

（6）国铁高速动车组检修修程

从2003年我国引进高速动车组以来，各型动车组投入使用，经过多年的消化吸收、技术革新，我国自主研发的CRH400AF/BF系列标准动车组也已上线运营，随着技术的日趋成熟，高速动车组的检修修程也在不断的调整，以四方平台动车组为例，原有的检修修程和检修周期如表7所示。

第一次调整后的检修修程和检修周期如表8。

第二次调整后的检修修程和检修周期如表9。

此外根据国铁集团最新文件显示，2020年复兴号动车组首轮三级修全面按照延长至145万km实施，和谐号动车组高级修145万km延长验证扩大到105组；时速350km动车组人工技检时间周期已经由48小时延长至当前的72小时。全系动车组三级修检修周期正在试验逐步延长到165万km。

（7）《市域快速轨道交通设计规范》和《市域铁路设计规范》

2017年中国土木工程学会和铁道学会分别发布了《市域快速轨道交通设计规范》和《市域铁路设计规范》，对市域铁路的车辆制式和检修修程标准进行了规定，车辆检修修程及检修周期表如表10。

2017年国内并无成熟的市域快线运营经验，市域A/B型（窄体）车基于原有A/B型车的改进，提高车辆设计构造速度，检修修程及检修周期亦参考了原《地铁设计规范》中对A/B型车的检修修程及检修周期的规定。市域D型（宽体）车车辆基于CRH6型车设计，调整构造速度等级，在车辆宽度采用3.3m标准不变的情况下，通过缩短车辆定距，保证9人/m2标准下的轴重不超过17t，车辆检修周期在原国铁动车组和CRH6A/F城际动车组检修修程的基础上进行适当取中调整。但是市域车辆的检修修程没有体现郊区快线的高速、大站距带来的年走行公里数提高、线路标准的提升带来车辆修程需求“质的”变化。

1.2关键技术内容及技术路线

1.2.1确定合理的车辆检修周期，避免欠修和过度修

车辆检修周期主要受车辆的技术水平的制约，车辆各设备系统的耐久性、可靠性、寿命、质保期、维护检修需求是制定车辆检修标准的关键因素，此外车辆检修标准还受所行使线路条件、运营条件等制约，通过分析车辆日常维护及检修要求，结合车辆各部件的耐久性、可靠性及使用寿命，以及工程建设的影响因素，制定车辆检修周期。

1.2.2确定合理的停修时间，尽可能减少车辆检修时间，提高车辆利用率

通过工艺分析、配置检修设备、编制作业进度表，明确车辆日常维护及检修的作业时间。另外，通常检修作业时间还受外协检修、返厂修、配件供应等外部因素制约。

本项目依托大兴机场线工程，通过《区域快线全自动驾驶车辆检修模式、在线检测设备应用和检修智能化设计》《基于大数据的车辆基地管控系统关键技术研究与应用》等科研课题，对北京大兴机场线的线路条件、运营情况、车辆技术水平、车辆各部件的全生命周期特性等进行综合分析，结合北京大兴机场线车辆运营状态，提出车辆检修修程，日常维护采用列检、月检两级管理模式，定期检修采用配件全寿命周期的大、架修维修管理模式。对于运营安全要求较高的牵引供电系统、制动系统、走行部采用专项修的管理模式结合状态数据进行维护。推广根据配件寿命采用同修程不同检修内容的均衡修作业方式。

1.3在环保、节能、创新方面的指标

本项目针对大兴机场线制定的市域D型车车辆检修修程，与传统的城市轨道交通的车辆检修修程和《市域快速轨道交通设计规范》和《市域铁路设计规范》所规定的检修修程比较，延长了车辆检修周期，架修周期由40万、60万公里延长至120万公里，降低了车辆检修成本及车辆全生命周期维修修时，提高车辆利用率。

1.4主要技术特点和创新点

本项目主要针对大兴机场线采用的市域D型车车辆检修修程进行针对性、系统性研究，经过充分的调研分析，对大兴机场线定期检修的周期及检修内容进行明确，对其它区域快线的车辆维修亦可作为车辆段工艺设计及车辆检修的依据。本修程与传统的城市轨道交通的车辆检修修程和《市域快速轨道交通设计规范》和《市域铁路设计规范》所规定的检修修程比较，延长了车辆检修周期，架修周期由40万、60万公里延长至120万公里，降低了车辆检修成本及车辆全生命周期维修修时，提高车辆利用率。大兴机场线车辆检修修程如表12所示。

（1）定修

定修维修周期宜设置在60万km，维修周期时间不宜超过1.9年。主要针对减振器、橡胶节点、蓄电池等部件开展的定期专项维护。 

（2）架修-A修

修维修周期宜设置在120万km，维修周期时间不宜超过3.75年。主要针对转向架分解检修及车载其它各设备系统的现车修。

（3）架修-B修

修维修周期宜设置在240万km，维修周期时间不宜超过7.5年。主要针对列车各设备系统的分解检修。

（4）大修

大修主要针对列车各系统的全面检修。维修周期宜设置在480万km，维修周期时间不宜超过15年。

项目创新点如下：

（1）结合新机场线的线路、运营条件以及车辆的技术水平、车辆零部件的检修需求，合理确定定修、架修、大修检修周期。

（2）检修时间

通过工艺分析、检修设备配置研究、作业进度表编制，综合考虑外协检修、返厂修、配件供应等外部因素，合理确定车辆日常维护及检修的停修时间。

（3）通过车载监测数据、在线检测设备数据以及大数据分析处理等技术，充分验证了检修标准的合理性。

1.5技术成果评价、取得专利、是否编制技术规范标准等情况说明

目前北京大兴机场线已运营接近2年，车辆走行公里已达60万公里，截止目前车辆的运行状态良好，各项指标正常，关键系统部件未出现影响行车安全的重大故障。车辆目前正按照60万公里实施定修修程，后续车辆达到120万公里后将实施架修-A修修程。

《区域快线全自动驾驶车辆检修模式、在线检测设备应用和检修智能化设计》课题历经2年的研究，于2020年11月结题。课题得到了运营、设计、咨询及动车组等领域专家的高度认可。专家组认为课题研究成果对区域快线的建设具有很好的指导意义，建议后续继续跟踪新机场线车辆运维状态，结合课题研究成果，支持新机场线等后续区域快线车辆的运营维护及维修，同时开展经济效益及生产组织等课题的研究，指导规划、建设及运营组织。

成果应用情况说明

2.1使用效果评价

目前北京大兴机场线已运营接近2年，车辆走行公里已达60万公里，车辆目前正按照60万公里实施定修修程，后续车辆达到120万公里后将实施架修修程。

2.2市场需求分析

市域快线是今后轨道交通发展的重点方向。根据《京津冀协同发展》、《粤港澳大湾区发展规划纲要》、《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》等一系列文件要求，区域快线将成为打破市域行政范围满一小时通勤圈的重要交通方式。本标准可以作为其它区域快线的车辆工艺设计及车辆检修的依据。

按照《北京城市总体规划2016年-2035年》，到2035年，北京市域（郊）铁路将达到1000km。以平谷线为例，平谷线是北京市第二期建设规划调整方案中的线路，是北京市在建的第二条区域快线线路。线路西起朝阳区东大桥站，经过城市副中心、三河市燕郊镇，东至平谷站，线路全长线路全长约81.2km。全线共设置车站21座（其中河北境内设5座车站），其中换乘站12座，全线采用市域D型车8辆编组。平谷线全线拟设置一段一场，燕郊车辆基地（负责配属车辆的运用停放、一二级修以及全线车辆的三、四、五级修），平房停车场（负责配属车辆的运用停放、一级修）。通过该标准的研究推广实施，优化平谷线车辆的检修修程，为实现北京市域（郊）线网车辆检修资源共享、降本增效奠定基础。目前，相关课题正在京投公司立项。

2.3与同类产品或技术的竞争力分析，成果产业化

前景分析与国内同类产品相比具有如下技术优势：

本修程《市域快速轨道交通设计规范》和《市域铁路设计规范》所规定的检修修程比较，延长了车辆检修周期，架修周期由40万、60万公里延长至120万公里，降低了车辆检修成本及车辆全生命周期维修修时，提高车辆利用率。

经济效益和社会效益评价

3.1节约运维成本

大兴机场线车辆年走行30 km，三十年车辆全寿命周期走行900万km。根据2016年大兴机场线PPP项目特许协议成本估算：

三级修（60万km）车辆维护成本142.5万元；

四级修（120万km）车辆维护成本687.5万元；

五级修（240万km）车辆维护成本2740万元。

按照T/CCES2—2017《市域快速轨道交通设计规范》，市域D型车车辆检修修程及检修周期计算：大兴机场线车辆30年需进行7次三级修、5次四级修、2次大修的车辆单列总费用最低为9915万元。

按照大兴机场线检修修程和检修周期计算：全寿命进行6次架修、1次大修，全寿命高等级修维护成本的车辆单列总费用最低为6865万元。仅大架修每列车全寿命节约运维成本约3050万元。大兴机场线远期配属车辆20列计算，每年可节约大架修运维成本2033.2万元。

3.2标准示范效应

根据区域快线车辆运维需求特点，车辆基地的规划建设应充分考虑互联互通、资源共享等原则，为车辆降低运维成本创造条件。

大兴机场线车辆状态及研究成果表明，大兴机场线的建设标准，为车辆良好的运营状态提供了根本保证。通过北京轨道交通大兴机场线车辆运维标准的研究，在市域（郊）铁路、区域快线的规划建设，为今后车辆基地的建设、标准规范的制定、运维成本的控制等方面，提供科学的数据支撑、理论基础和技术保障。

来源：中国土木工程学会轨道交通分会