明珠線寶鋼車輛段設計的探索與實踐

上海磁浮交通發展有限公司

朱捷（上海鐵路城市軌道交通設計研究院）
摘要：本文分析了寶鋼車輛段的功能定位，合理控制設計規模，并結合運營管理體制的改 革，摒棄原有設計，優化的設計產生了很大的社會經濟效益。
關鍵詞：功能定位 設計規模 運營體制 管理體制 優化
明珠線寶鋼車輛段原來分為一、二期，一期工程歸入明珠線一期工程（3號線）范圍，現已設計完成，見圖1中的實線部分，施工尚未完成；寶鋼車輛段二期工程歸入3號線北延伸線工程范圍，需要進行設計。
我們在進行寶鋼車輛段的設計時，綜合考慮了3號線和明珠線二期工程（4號線）的相關情況，進行了一系列的設計研究工作。
一、 明確需求，明確功能定位
3號線設有石龍路停車場，4號線設有蒲匯塘停車場，3號線北延伸設有寶鋼車輛段，4號線在虹橋路站和寶山路站與3號線接軌，3號與4號共用虹橋路站與寶山路之間的車站和區間。因此，在現實上具備綜合利用石龍路停車場、蒲匯塘停車場和寶鋼車輛段的條件。
根據明珠線一段兩場統籌研究的成果，更好地進行車輛基地的資源共享，我們認為，由寶鋼車輛段承擔3號、3號北延伸及4號線定修及定修以上修程的維修任務；并鑒于4號線蒲匯塘停車場的征地十分困難，建議4號線的雙周雙月檢放在3號線石龍路停車場。石龍路停車場和寶鋼車輛段除承擔3號線的停車列檢作業外，還共同承擔3號線和4號線的雙周雙月檢作業。寶鋼車輛段為3號和4號兩線惟一的車輛檢修段。
二、 合理控制車輛基地的設計規模
根據最新客流預測資料編制的行車組織及計劃，經計算3號線和4號線車輛工作量如表1：
表1 3號線檢修列位
類別設計年度 廠 修 架 修 廠、架修小計 定 修 雙月檢 雙周檢 雙周雙月檢小計
2015年 0.54 0.30 0.84 0.83 1.38 1.72 3.10
2030年 0.58 0.32 0.90 0.89 1.48 1.86 3.34
表2 4號線檢修列位
類別設計年度 廠 修 架 修 廠、架修小計 定 修 雙月檢 雙周檢 雙周雙月檢小計
初 期 0.51 0.29 0.80 0.79 1.32 1.65 2.97
遠 期 0.51 0.29 0.80 0.79 1.32 1.65 2.97
由上述車輛工作量，寶鋼車輛段確定設計規模如下：
1. 停車列檢庫，近期需要8列位，遠期需要12列位。根據明珠線一期工程28列/168輛的購車計劃，第一列車2002年5月已到，最后一列車于2004年3月到，考慮到行車組織安排發車計劃的需要，以及設計對預留續建方案的綜合考慮，停車列檢庫按遠期一次建成，規模為12列位。
2. 雙周雙月檢庫，近遠期均按5列位設計。
3. 定修庫，近遠期均按2列位設計。
4. 廠架修，近遠期均按2列位設計。
三、 結合運營體制和管理模式改革
原先的車輛基地設計是基于原來的運營體制和管理模式的，原來的模式又是參考鐵路的方式。鐵路絕大多數是在荒郊野外，周圍條件很差，形成了大而全的維修模式，所有的修理工作包括職工生活問題都在自己的基地內解決。當前的軌道交通運營體制是“專線專營”，就是大而全的方式。以往的設計也是立足當前的車輛基地運作方式的。實際上，城市軌道交通是在大型城市市內，周圍社會條件很好，大部分的工作均可做到社會化；不僅如此，在軌道交通十分發達并在迅猛發展的上海，車輛基地完全可以考慮承接其他線路的工作。因而，我們進行了以下的工作：
1． 預留2列位廠架修庫，即寶鋼車輛段預留發展后的廠架修能力可達4列位
預留內容包括一個27m跨三線的廠架修主庫，與建設的廠架修主庫組成9線4列位的聯合主庫；以及一個15m跨的輔跨。預留庫上馬后，對聯合主庫兩側的輔跨統一調整，依然布置與主庫作業密切相關的車體組、鉤緩組、以及電子、電器組等輔助工間。與此同時，對于構成廠架修主要檢修能力的轉向架間、牽引電機間，除在設計中對其作業工位、流程布置等工藝條件，留有適當余地外，在生產量提升后，還可采取增配諸如轉向架分解，組裝機等關鍵作業設備；改善互換修比重和均衡生產、加強管理、提高工效、縮短檢修周期；以至改變作業班次等手段增加生產能力。
按照規模化經營的思想，廠架修部分承擔其他線路的部分工作任務。由于一條軌道交通線路的廠架修工作任務有限，如果每條線路均設廠架修列位，會使廠架修列位的工作能力大大浪費。寶鋼車輛段設計廠架修部分，如不考慮預留，工作能力即能滿足3號和4號線的需求；如果實施預留的廠架修列位，能夠承擔其他線路的一部分廠架修工作。同時，設計計算依據的是一周5天工作制，每天工作8h，如果采用多班全日制工作，設計生產列位的能力還可以增加2倍。
2．綜合維修面向社會
綜合維修中心負責3號和4號兩線車站、工務、車輛段與停車場以及通信、信號、接觸網、供電、售檢票等各系統固定設備的日常運行、維護和定期維修工作。綜合維修中心主要采用項目管理為主，自營為輔的運作方式。有社會力量可以承擔工作任務的項目，不再采用設置維修車間的做法。其項目管理以合同管理為主，采用專業維修公司的社會化、市場化的運作模式。
在寶鋼車輛段，設車輛段和綜合維修中心管理部門共用的綜合管理樓舍一幢。綜合管理樓規模按車輛段和綜合維修中心辦公、會議、管理用房的需要（包括基地食堂用房），并適當留有余地。為綜合維修管理和配合專業維修公司運作的需要，在車輛基地還建有綜合維修樓一幢，以提供專業維修公司倉儲、必要的工場以及現場辦公用房。綜合維修樓考慮擴建發展的余地。
3．取消材料總庫和培訓中心
材料總庫主要功能是存放建筑三材、機電設備、車輛配件、輔助材料等。這部分工作，除車輛配件較為特殊外，其余材料社會供應力量充足，并且能夠迅速供應到位。車輛配件可由車輛維修單位負責，因此取消材料總庫這一機構，將所必需的倉儲并入了綜合維修樓。
上海市已建有地鐵一號線培訓中心，3號和4號線的相關培訓任務可由其承擔，無需再建培訓中心。
四、 功能分類，布局分析
根據市場化運作，引進專業化公司的要求，在規劃時將車輛段功能分類分開，具體做法如下：
1． 車輛基地與綜合維修基地分開。車輛基地是針對運行車輛停放、運用、檢查、整備和修理之用，而綜合維修基地是維修其他一些線路設施的，從功能上是不同的。將車輛基地與綜合維修基地分開是合適的，提供了將來獨立經營的可能，為將來采用招投標方式引進車輛維護、維修單位打下了基礎。
2． 車輛基地內停車場部分（運行車輛停放、運用、檢查、整備和定修以下的修程部分）和廠架修部分分開。運用部分直接服務于3號線，并且與3號線的運營息息相關，因此停車場交給線路的運營單位運作比較合適；而廠架修部分專業性更強，需要強大的技術和設備支持，并且其市場不僅定位在3號和4號線，而且可以承接其他線路的廠架修任務，所以應該另外委托一家車輛專業單位運作。
由于車輛基地設計范圍內的區間結構采用敞開段形式，區間線路將車輛基地分割成兩部分，即區間以東的車輛運用和檢修設施，和區間以西的管理辦公和基地食堂設施區，綜合維修中心也設置在該區域內。此外，在兩個區域的相鄰部位，還布置了鍋爐房、浴室、牽引變電所等部分輔助生產用房。東區和西區通過若干過軌橋梁連接。由此形成生產和管理、生活兩大區域既分開設置又聯系方便的布局。
五、 根據工藝布局，優化車間組合
生產車間采用集中布置方式，組成停車列檢庫，聯合檢查庫和廠架修聯合車間三大板塊。各板塊以寬敞的運輸通道相間。同時，一些傳統上零星分散的輔助車間，如降壓變電所、壓縮空氣站、蓄電池間、材料庫、設備維修間等，也被納入了板塊內，這種布置方式，不僅減少占地，且有利于檢修生產的作業流程。在合理設計的條件下，能使車輛、人員、工件、材料的流動距離和相互干擾減至最低程度，提高作業效率，且便于生產管理。
由于運用和檢修設施采用并列布置，其相關股道，直接引入站場咽喉區，這一布置不僅使運用列車出入段流通順暢，并且為定期檢修列車的入庫提供了便利。此外，通過設計的牽出線，列車在各庫線間的轉換短捷有效。由此，使整個作業流程十分合理。
六、 摒棄原有設計，開創全新設計
寶鋼車輛段按原先的設計分為一、二期，一期為明珠線一期指揮部負責，二期由明珠線一期工程北延伸項目負責。寶鋼車輛段一期工程部分正在建設，有地下管線、部分建筑的基礎、軌道工程等。經過我們的分析，如果仍按原設計進行施工，將嚴重浪費土地，增加工程投資，并給將來的運營帶來很大的不便。經領導果斷決策，放棄這些在建工程，給設計充分發揮的余地，優化設計，獲得最佳的設計方案。設計優化帶來的效益遠大于廢棄工程的價值。
依據前述的設計思路，在滿足車輛基地設計規模的前提下，車輛段總體布局方案結合綜合維修中心運營體制和管理模式作了進一步優化。新的總體方案不僅符合寶鋼車輛基地的基礎條件，而且工藝布局緊湊，作業流程通暢，是一個比較合理的總體方案。新舊方案見圖1和圖2。據初步估算，新總體方案較之原設計方案可節約大約一半的用地，即24hm2左右，具有明顯的社會和經濟效益。
此外，新總體方案結合車輛段工藝，將車輛段內的職工用簡易車站納入正線，建成一個正式車站，將正線區間延長至車輛段內。這一變更給線路將來延伸至月浦提供了條件，并提升了周邊地區的交通和地段優勢。這樣所增加的工程量只是車站，而不涉及區間等，增加的投資較小。這一變更的性價比應該是很高的。