城市軌道交通車輛段布局優(yōu)化方法研究

1、同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院碩士學(xué)位論文城市軌道交通車輛段布局優(yōu)化方法研究姓名:李君申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):道路與鐵道工程指導(dǎo)教師:葉霞飛20040301 城市軌道交通車輛段布局優(yōu)化方法研究 1研究背景 停車場的規(guī)劃設(shè)計就顯得尤為重要。1.2車輛段、停車場的基本概念1.2.1車輛段、停車場的定義及主要功能上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的車輛段、停車場根據(jù)功能和規(guī)模的大小可劃分為 三大層次,【2l:車輛大修廠、檢修車輛段(簡稱車輛段、運(yùn)用車輛段(簡稱停車場。 (1停車場停車場是城市軌道交通車輛停放的場所,承擔(dān)城市軌道交通車輛的停放、清 潔、列檢、維護(hù)和乘務(wù)工作。一般每條軌道交通線路按其車輛配屬的多少,設(shè)置

2、一處或多處停車場。規(guī)模較小的停車場僅設(shè)置停車列檢設(shè)施,規(guī)模較大的停車場 還設(shè)有定修、臨修和月檢設(shè)施。停車場主要設(shè)備如圖1.1所示:圖1-1停車場主要設(shè)備f11(2車輛段車輛段是城市軌道交通車輛更換損壞部件的場所,在停車場的基礎(chǔ)上增加了 一些車輛檢修設(shè)施,其中以大、架修設(shè)施為主。車輛段主要擁有以下功能:1承擔(dān)線路車輛的大、架修工作,損壞部件直接送車輛大修廠進(jìn)行維修。2承擔(dān)所屬線路車輛的定修、月檢及臨修工作,損壞部件直接送車輛大修 廠進(jìn)行維修。另外還需通過靜調(diào)和動調(diào),對列車進(jìn)行綜合性能的測試。3承擔(dān)所屬線路的車輛停放和列檢工作。4列車運(yùn)用和在段內(nèi)編組、停放、日常檢查、一般故障處理和清掃洗刷。5運(yùn)營

3、線路折返站乘務(wù)司機(jī)換班室的業(yè)務(wù)工作。2城市軌道交通乍輛段布局優(yōu)化方法研究 l研究背景6段內(nèi)設(shè)備和機(jī)具的維修。7車輛段主要劃分為檢修區(qū)和運(yùn)營區(qū),檢修工作集中在檢修區(qū)進(jìn)行,運(yùn)營 區(qū)主要負(fù)責(zé)段屬車輛的停放、列檢和乘務(wù)工作。車輛段主要設(shè)備如圖1.2所示:I車輛段圭嬰設(shè)備ll I l I4不落輪鏇床 ll 洗牟機(jī) l l 地直式架車機(jī) l 試車線砹備 l H轉(zhuǎn)線(調(diào)頭線,l 哺 II 射圖1.2車輛段主要設(shè)備11】(3車輛大修廠車輛大修廠是城市軌道交通線網(wǎng)中車輛互換部件(模塊的維修中心,規(guī)模較 大、設(shè)備齊全、具有較雄厚的車輛檢修技術(shù)力量,承擔(dān)線網(wǎng)中車輛段、停車場車 輛互換部件的檢修工作。同時具備到車輛段

4、、停車場維修現(xiàn)場進(jìn)行部件檢查、簡 易維修的能力,在一定年限后還將承擔(dān)列車的更新和改造工作。車輛大修廠也是軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的物流(部件供應(yīng)中心,各停車場、車輛段 互換下的損壞部件送到大修廠檢修,大修廠修復(fù)的部件再路回送至各車輛段、停 車場。車輛大修廠主要設(shè)備如圖1.3所示:圖I.3車輛大修廠主要設(shè)備1.2.2綜合維修基地的定義及功能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。在其所轄線路范圍承擔(dān)以下功能和任務(wù):城市軌道交通下輛段布局優(yōu)化方法研究 1研究背景(1沿線隧道、線路和橋梁等設(shè)施的檢查、保養(yǎng)和維修工作;(2車站建筑和地面建筑的保養(yǎng)和維修工作

5、;(3變電所、接觸網(wǎng)、供電線路和設(shè)備的運(yùn)行管理、檢查、保養(yǎng)和維修工作:(4各機(jī)電系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行管理、檢查、保養(yǎng)和維修工作;(5通信、信號系統(tǒng)的運(yùn)行管理、檢查、保養(yǎng)和維修工作;(6自動售檢票系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行管理、檢查、保養(yǎng)和維修工作;(7防災(zāi)報警系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的檢查、保養(yǎng)和維修工作,基地各系統(tǒng)和 設(shè)備的大、中修等對外委托修理工作。(8檢修所需的各類材料、設(shè)備、備品配件的采購、儲備、保管和發(fā)放工作。 綜合維修基地主要設(shè)施如圖I-4所示:圖1-.4綜合維修基地主要設(shè)施【111.3研究目的和論文結(jié)構(gòu)1.3.1研究目的維修體制是影響車輛段規(guī)劃布局的重要因素之一。維修體制決定了車輛段的 布局、結(jié)構(gòu)、

6、工藝流程及主要設(shè)施等重要因素。目前軌道交通車輛的維修體制基 本上延用城市間鐵路經(jīng)驗(yàn),還沒有充分結(jié)合城市軌道交通自身的特點(diǎn)。我國城市 軌道交通車輛段、停車場在維修模式、車輛配屬的計算以及段、場多線共享方案 評價體系方面,尚缺乏比較系統(tǒng)的研究。而正是由于車輛段、停車場相關(guān)研究丌 展較少,導(dǎo)致現(xiàn)在段、場規(guī)劃以及購置車輛時采用的還是一種相對較粗放的方式, 爭占較大的土地,配備過量的檢修設(shè)施,購置較多的車輛,造成段、場以及車輛 投資龐大,這無論對軌道交通建設(shè)投資還是線路丌通運(yùn)營后的運(yùn)營及維護(hù)成本都 是極為奢靡的。眾所周知,軌道交通建設(shè)投資大,運(yùn)營成本高,資金已成為制約 城市軌道交通發(fā)展的首要因素。本論文

7、的核心之一就是以此矛盾為出發(fā)點(diǎn),期望城市軌道交通乍輛段布局優(yōu)化方法研究 I研究背景通過對維修體制及車輛配屬數(shù)量的優(yōu)化研究來縮減車輛段、停車場的規(guī)模,減少 檢修設(shè)施的數(shù)量,降低軌道交通車輛配屬量(如圖1.5所示。車輛段的選址和資源共享也是影響車輛段規(guī)劃布局的又一重要因素之一。而 以前由于客觀條件的限制,很少進(jìn)行軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,故對車輛設(shè)施資源共享 研究較少,特別是針對軌道交通網(wǎng)絡(luò)車輛段規(guī)劃布局方案,尚缺少一套比較可行 的評價體系,從而導(dǎo)致方案選擇時的主觀色彩較濃。本論文試圖建立一套與之相 適應(yīng)的評價體系,使在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)車輛段規(guī)劃方案抉擇時,能盡量做到客 觀、經(jīng)濟(jì)、合理、高效。圖1-5段、

8、場建設(shè)瓶頸解決方案流程圖城市軌道交通下輛段布局優(yōu)化方法研究:-磊磊淼葫 堂!竺竺j L.一JI第4章檢修模式及其對車輛配屬、檢修設(shè)施規(guī)模的影響 ll以計I陋,il工作I.1.6論文結(jié)構(gòu)層次圖城市軌道交通乍輛段布局優(yōu)化方法研究1.3.2論文結(jié)構(gòu)論文的結(jié)構(gòu)見圖1-6。第2章總結(jié)并分析了國內(nèi)外城市軌道交通車輛段、停車場布局案例,研究了 段、場規(guī)劃的特點(diǎn)及原則,并對段、場的線路布置布局型式及特點(diǎn)進(jìn)行了分析。 第3章系統(tǒng)地研究了段、場設(shè)施網(wǎng)絡(luò)資源共享這一理念,對車輛段資源共享 的范疇進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納,并以國內(nèi)外資源共享案例為基礎(chǔ),闡釋了資源共享的 軟、硬件條件。第4章主要討論了車輛段檢修模式及其對段、場

9、規(guī)模和車輛配屬的影響。在 分析兩種主流修制(計劃修和狀態(tài)修的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍的前提下,完善了適合 我國國情的軌道交通車輛段計劃修與狀態(tài)修優(yōu)勢互補(bǔ)的計劃狀態(tài)修理念,提出了 根據(jù)基于零部件性質(zhì)的檢修策略模型。從定量角度研究了均衡修和檢修工作日優(yōu) 化對檢修規(guī)模及車輛配屬數(shù)量的影響。在此基礎(chǔ)上,對車輛配屬數(shù)量計算中相關(guān) 參數(shù)進(jìn)行了定性和定量的探討。第5章以第3、4章的研究成果為基礎(chǔ),以上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)期規(guī)劃 為藍(lán)本,提出了2套段、場布局方案。第6章針對目6仃缺乏完整的車輛段評價方法,提出了一套車輛段布局資源共 享方案評價體系,并對第5章提出的2套方案進(jìn)行了評價。第7章結(jié)論與展望。2車輛段布局2.

10、1車輛段布局案例及分析目前國外一些國家的城市軌道交通已經(jīng)發(fā)展成熟,吸收其先進(jìn)的車輛段、停 車場布局理念可以為我國軌道交通段、場規(guī)劃布局提供借鑒【¨。2.I.1國外軌道交通車輛段布局案例(1東京營團(tuán)地鐵表2.1列出了東京營團(tuán)地鐵車輛段設(shè)置的基本情況。從表中可見:東京營團(tuán) 地鐵車輛段分為三個層次:第一層次為車輛檢修段,對長度較短的線路一般設(shè)置 一個檢修段,而長度較長的線路則一般設(shè)置二個檢修段;第二層次為車輛修理車 間,一般情況下每條線路設(shè)置一個車輛修理車間,也有二、三條線路共用一個車 輛修理車l日j的情況(如中野修理車間由銀座線和丸之內(nèi)線二線共用:綾瀨修理車 間白干代Ffi線、有樂町線和

11、南北線三線共用;第三層次為車輛CR工廠,東京 營團(tuán)地鐵全線一共設(shè)置了兩個CR工廠,一個是小石川CR工廠,承擔(dān)銀座線、 丸之內(nèi)線的大規(guī)模車體修理,另一個是新木場CR工廠,承擔(dān)除銀座線、丸之內(nèi) 線之外的所有其它營團(tuán)線路的大規(guī)模車體修理。(2日本札幌市營地鐵車輛段札幌市營地鐵共有3個車輛段,包括南北線的南車輛段、東西線的西車輛段 和東車輛段。在南北線上魚鷹的3000系和5000系車輛使用南車輛段,在東西線 上運(yùn)營的6000系和8000系車輛使用東車輛段。東豐線沒有車輛段,它的7000系車輛使用東西線的西車輛段。因此,需要通過連接?xùn)|西線和東豐線的聯(lián)絡(luò)線來 使用7000系車輛。東豐線雖然沒有車輛段,但是

12、它設(shè)有榮町檢車線。榮町檢車 線是考慮到東豐線車輛萬一發(fā)生故障而無法送到西車輛段進(jìn)行維修的情況設(shè)置 的,它設(shè)于距離東豐線榮町車站650m的正線上,它含停車線、更換車輪線、工 作車線等。西車輛段一共有13股線,它在東西線開通當(dāng)初,曾擁有6000系車輛80輛 (4輛編組20列,但是隨著線路的延伸,該車輛段難以滿足車輛增加的需要,因 而重新建設(shè)了東車輛段。之后,6000系車輛被移至東車輛段,西車輛段該為東 豐線7000系車輛60輛(4輛編組15列的車輛段。表2.1東京營園地鐵車輛段一覽表線路 開通 線路 車輛 承擔(dān) 名稱 年月長度配屬車輛段名稱建設(shè)年月線路名稱 銀摩線1927.1214.3228上野車

13、輛段 上野檢修段 1927.12銀座線中野車輛段中野修理車間 1961.9銀座線丸 丸之內(nèi)線 中野檢修段1961.2丸之內(nèi)線 之 1954.124.2336小石川銀座線 內(nèi)小hfi-川車輛CR I:廠1989.4線丸之內(nèi)線段4,4iN檢修段 1954.1丸之內(nèi)線日 千住修理乍間 1963.6千住乍輛段比 1961.320.3336干住檢修段1963.3日比谷線谷 線竹壕車輛段 竹琢檢修段 1966.9東深川車輛段深川修理車間 1968.4兩1964.1230.8470深川檢修段1967.9東西線線行德車輛段 行德檢修段1981.8千代田線干代1969.1221.9369綾瀨下輛段綾瀨修理下間

14、1971.7有樂町線 田線南北線 綾瀨檢修段1969.12千代田線 和光車輛段和光檢修段 1987.8有樂町線 有樂 1974.1028.3400新水場乍輛新術(shù)場除銀座線、丸之 町線CRI:廠1991.12內(nèi)線外的線路 段新木場檢修段1988.5有樂町線 ?I,.藏1978.810.8190鷺沼車輛段 鷺沼修理車間 1983.10j卜藏lJ線f J線鷺沼檢修段1980.9南北線1991.1121.3126千子車輛段王子檢修段 1991.11南北線(3新加坡地鐵新加坡第條地鐵于1983年10月22同開工建設(shè),并于1987年11月7同 丌通運(yùn)營。截止到1996年3月,新加坡地鐵線路總長度為83km

15、(地下線路19km, 高架線路64km,車站總數(shù)量48座(地下車站15座,高架車站32座,地面車 站l座,車輛配屬數(shù)量為510輛(85列、6輛編組。新加坡地鐵一共有三個車輛段,Bishan車輛段在南北線上,Changqi車輛段 在東部,Ulu車輛段在西部。其中Bishan車輛段最大,占地O.375km2。Changqi 車輛段和Ulu車輛段相對較小,只是用來晚間存車,當(dāng)然也可以進(jìn)行列車R常的 內(nèi)外部清洗和小型修理。地鐵綜合維修基地設(shè)在Bishan車輛段內(nèi),綜合維修基9城市軌道交通下輛段布局優(yōu)化方泫研究 2車輛段布局地主要包括:車輛維修、信號設(shè)備維修、通信設(shè)各維修、自動檢售票設(shè)備維修等。 新加坡

16、地鐵不設(shè)車輛大修廠。Bishan車輛段是一個功能齊全的車輛段,大部分列車在該車輛段內(nèi)檢修、大 修以及其他整備修理,能夠承擔(dān)車輛的日檢、月檢、重要部位檢查、全面檢查4個修程,具有3年內(nèi)全部對66列地鐵車輛進(jìn)行一個循環(huán)修理的能力。在列車進(jìn) 出段線路上還設(shè)有列車酸洗設(shè)備,可對列車外部進(jìn)行徹底清洗。在該車輛段內(nèi)還 設(shè)有一條2km長的試車線,試車線設(shè)有3個車站,裝備與正線一樣的設(shè)備(供電、 信號等,列車修理后可在該試車線上做動態(tài)試驗(yàn),以檢驗(yàn)列車本身及車載信號 等設(shè)備的完好程度。(4莫斯科地鐵車輛段的規(guī)劃布局概況莫斯科地鐵始建于1933年,截至1993年,莫斯科地鐵線路總長度已達(dá) 230km。莫斯科地鐵車

17、輛維修采用大修與段修分修制,車輛大修廠集中承擔(dān)地鐵 全系統(tǒng)車輛的大修任務(wù)。車輛段承擔(dān)本線車輛的定期修理(架修和定修、日常維 修(月修、技術(shù)檢查、列檢、清掃洗刷和列車停放任務(wù)。莫斯科地鐵車輛段的設(shè) 置根據(jù)線路長短而定,一般每條線設(shè)個車輛段,當(dāng)線路長度超過30km時,可 設(shè)兩個車輛段。莫斯科地鐵現(xiàn)已建成9條274krn、13個車輛段,二個車輛大修 廠。(5柏林地鐵車輛段規(guī)劃布局概況柏林地鐵現(xiàn)共有9條線,總長146km,主要有2個車輛段(大修基地,分別 位于U2的Olympia.station站和U6的Holzhauser Strabe站附近。(6慕尼黑地鐵車輛段規(guī)劃布局概況慕尼黑現(xiàn)共有8條線,運(yùn)營

18、正線總長85km,89座車站。設(shè)有一個主車輛段 (大修基地,位于U6的Frottmanning站附近,另外在U5的終點(diǎn)站NeuperlachSud 附近建有一個主要停車場兼作中修基地。2.1.2國內(nèi)軌道交通車輛段布局案例上海地鐵l號線作為上海第一條城市軌道交通線路,建設(shè)時尚無法考慮與其 他線路資源共享,因此設(shè)有完整的車輛停放和維修設(shè)施。新龍華車輛段與地鐵1號線同期建成,之后又規(guī)劃了富錦路停車場,形成了一條線“一段一場”的格局。 上海地鐵2號線設(shè)計時考慮了北翟路車輛段和龍陽路停車場。明珠線一期設(shè)有寶 鋼車輛段和石龍路停車場【引。參見表2.2。lO城市軌道交通下輛段布局優(yōu)化方法研究 2車輛段布局表

19、2-2上海地鐵1號、2號線、明珠線一期車輛段設(shè)計規(guī)模車場名稱建設(shè)規(guī)模乍場線路長 規(guī)劃 線別起點(diǎn)停車 人、 定 臨 月 停幣 度/km乍輛段面積場架修修修檢列檢/hm2蘋莊一上 l號線 20.96新龍華2l143028.4?；疖囌?1號線 上?；疖嚤毖由?13.8站一富錦富錦 路 路 l l 33230中山公尉 龍陽 2號線 18.7l 122421.8一張江 路2號線 虹橋臨空 兩延伸5.4吲一中山 北翟路64l 92450公同上海南站 釘龍 明球線 24.4l 22011.7l一江灣鎮(zhèn) 路明珠線 江灣鎮(zhèn)一 一期北 13.9寶鋼寶鋼2l l 21240.19延伸(1軌道交通車輛選型及受電方式上

20、海市經(jīng)過反復(fù)研究,確定了城市軌道交通主要采用鋼輪鋼軌制式的軌道交 通模式,確定了高度基本相N(3.8m的大車(寬3.0m和小車(寬2.6m兩種車輛為 城市軌道交通的基本車型。軌道交通車輛一般均采用DCl500V的架空接觸網(wǎng)受 電方式。這為車輛及車輛檢修設(shè)施資源共享和綜合利用創(chuàng)造了非常有利的條件。最近,上海征組織力量著手對車輛靈活編組進(jìn)行研究,一旦實(shí)現(xiàn)車輛的靈活編組,車輛資源共享程度將可得到更進(jìn)一步的提高。(2車輛基地新龍華車輛段大修、架修設(shè)施初、近期為軌道交通l號線和2號線一期工程 共享。軌道交通2號線一期工程不設(shè)大修、架修設(shè)施,待線路延長、車輛增加、 大修和架修任務(wù)趨于飽和后再修建。軌道交通

21、3號線(明珠線一期、軌道交通4號線(明珠線二期和軌道交通M8線共享寶鋼車輛段的大、架修設(shè)施資源和相應(yīng)人力資源,明珠線二期和M8線只 設(shè)定修級停車場。軌道交通2號線向西延伸后擬與規(guī)劃M6線合建北翟路車輛段;軌道交通 城市軌道交通乍輛段布局優(yōu)化方法研究 2卞輛段布局的地形和布置特點(diǎn),采用燈泡線或三角線,也可根據(jù)出入段線的布置情況,采用 外八字形布置方式。(16與城市間鐵路的聯(lián)絡(luò)線在有條件的情況下,軌道交通車輛段內(nèi)要求設(shè)置與城市間鐵路相連的聯(lián)絡(luò) 線,以溝通軌道交通系統(tǒng)與城市間鐵路的聯(lián)系,來解決軌道交通系統(tǒng)材料、大型 設(shè)備的運(yùn)輸以及新車入段。(17救援列車停放線救援列車由動力牽引設(shè)備、列車起吊及復(fù)位設(shè)

22、備及人員輸送設(shè)備組成固定編 組,用于線路故障的緊急救援。車輛段還可根據(jù)需要設(shè)置走行線、解鉤線、軌道車線、特種車線等。2.4.3車輛段檢修設(shè)備組成內(nèi)容為保證軌道交通車輛檢修、運(yùn)用和試驗(yàn)的需要,車輛段內(nèi)需配置大量的機(jī)械 加工、起重、動力、清洗、測試、調(diào)車等設(shè)備,其中有很多是非標(biāo)準(zhǔn)專用設(shè)備。 車輛段的所有檢修設(shè)備大體上可以分為如圖2-4所示6大類【Il】:2.5車輛段、停車場線路布置型式從車輛段、停車場的線路布置型式上來看,一般可以有平面和立體兩類,其 中平面布置又可以設(shè)計成長方形和環(huán)形。對于立體型式的6-Ntl21(見圖2-5,其 特點(diǎn)是可以大大降低占地面積。但如果底層位于地下,則由于采光、通風(fēng)等

23、難以 保障,會惡化工人的工作環(huán)境。若這一矛盾能得到妥善解決的話,其應(yīng)用前景還 是相當(dāng)廣闊的。本論文以停車40列的停車場為案例,分別給出幾種布置型式對 應(yīng)的圖式。城市軌道交通下輛段布局優(yōu)化方法研究 2車輛段布局各種牟輛及起重設(shè)備 談觸網(wǎng)柴線作業(yè)車軌道甲板午電動葫蘆嗣午.午輛 午輛段檢修設(shè)備接觸網(wǎng)檢|婪4車 起重機(jī)地F及移動式架午.機(jī) 檢修設(shè)備不落輪鍵床遠(yuǎn)紅外線丁燥箱#陽架電厶勻轉(zhuǎn)|!;午廉電埠機(jī)移動檢修設(shè)備 列車自動清洗機(jī)直流高壓試驗(yàn)器電磁凍傷裝置 耐睢試驗(yàn)裝置 輪軸熒光磁扮探傷機(jī) 鉆床奄引電機(jī)檢測裝覆 儀器儀表雙線示波器直流穩(wěn)J卡電源直流穩(wěn)J卡.發(fā)生器轉(zhuǎn)叫架清洗機(jī) 線路故障檢測儀電子設(shè)備儀表校

24、驗(yàn)臺交直流電源電子交流穩(wěn)膳器數(shù)字萬用衷晶體管特性圖式儀 電纜檢測設(shè)備 電監(jiān)控系統(tǒng)檢測設(shè)備生產(chǎn)丁具臺柜焊接T作臺鉗T臺圖2.4車輛段檢修設(shè)備儀表柜F具臺城市軌道窯通車輛段布局優(yōu)化方洼研究 2輛&￥月。地m根m 4“m酣f3I目 數(shù)B!”4刪擻 40m&*￥啦!“可瓣4兩 镕￥K 7n 喝2-5末京地鐵12號線光丘車輛段示意圖圖2-6停車40列單線進(jìn)出每線1列(6輛走車編組的停車場布置示惠圖圖2-7停車40列每絨2列(6輛尢車編組的停車場布置示意圖一一 孽" 囂一城市軌道變通車輛段布月優(yōu)化方法研究 2車輛&布月;露辜參! 童 、%i7,。 一“_=毒暑富童-一 擴(kuò)

25、。 、, ; 一;!竺竺:一 4“840“一. 廣=而F一面一圈2-8停車40列0輛大豐編組環(huán)形停車場布王示意圖從圖中可以看出停車場各種布置設(shè)計方案的特點(diǎn)(1從圖2-6與圖2.7的對比中可以看出,每股道的停車數(shù)越多,其占地面 積越小.道岔數(shù)量越少;但是.列車空走損失距離和空走能耗損失就越太,運(yùn)營 費(fèi)相應(yīng)增大。f2從圖2-8中可以看出,環(huán)形停車場雖然道岔數(shù)量很少,但其占地面積非 常大,列車空走損失距離和空走能耗損失比同等停車規(guī)模的長方形停車場太 152倍左右,所以,一般不宣采用。具體到每一個停車場應(yīng)采用何種線路布置型式,主要由每一停車場的征地情 況來控制。一般說來.矩形停車場較為常用,而環(huán)形停車

26、場則適用于外圍征地易 控制、中心的建筑物不宜拆除的情形,立體停車場則因其占地較省,故適用于土 地緊缺、需要布局緊湊的情形。如日本的軌道交通車輛段不拘一格.形式多種多 樣,適應(yīng)各種地形條件,有長方形的,也有三角形,段內(nèi)線路長短相結(jié)合,能停 兩列的停兩列,不能停兩列的停一列,有的線路只能停幾輛車,線路也可咀向不 同的方向展開,甚至車輛段與正線也采用之字形的連接方式。在減少用地,充分 利用空間方面,特別是設(shè)在市區(qū)的車輛段.有建成地下或半地下,如同本大島車 輛段,地下設(shè)停車線.樓上是車輛工場、檢修線和洗車線;又如香港九龍灣車輛 段,車輛工場設(shè)在地下,上面是香港地鐵公司總部大樓;廣州車輛段方案中考慮 了

27、停車庫頂上建高層住宅的設(shè)想?？偠灾?在車輛段的布局中,應(yīng)園地制宜, 力求布囂緊湊,工藝流程合理.運(yùn)營管理方便。2.6小結(jié)本章在對國內(nèi)外軌道交通車輛段布局案例進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,總結(jié)了段、場 規(guī)劃布局的方法、特點(diǎn)、設(shè)施組成及布置型式,并對停車場線路布置型式進(jìn)行了 分類.對每一類的特點(diǎn)及適用范圍進(jìn)行了研究及總結(jié)。城市軌道媳車輛段布局優(yōu)化方法研究3車輛疑費(fèi)鱒共事研究3車輛段資源共享研究 車輛段資源共享是一種比較新的理念,對于降低車輛段、停車場規(guī)模以節(jié)約 投資,實(shí)現(xiàn)設(shè)旄離效使用是稚有意義的。為此,本論文決定對此展開相關(guān)研究。 3.1車輛段資瑟共享的必要性隨著我國城市軌道交通的蓬勃發(fā)展,特荊是上海、北京

28、這樣的超大城市,都 已規(guī)劃了龐大的軌道交通網(wǎng)絡(luò)。新的形勢引發(fā)新的矛盾,當(dāng)軌道交通形成網(wǎng)絡(luò)規(guī) 模后,原來的車輛段、停車場設(shè)置“以線為本,各自為政”的做法必須被摒棄, 而應(yīng)代之以“瓷源共享”這一全新理念,以車輛段、停車場設(shè)施多線共用為基點(diǎn), 著眼于全局效益?；谶@種理念,軌道交通的資源共享業(yè)已提上議事日程,并日 益受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。軌道交通資源共享作為一種全新的理念,其核心思想是在車輛段規(guī)劃時,以 整個軌道交通同為著眼點(diǎn)和出發(fā)點(diǎn),注重軌道交通網(wǎng)絡(luò)的整體性。以實(shí)現(xiàn)軌道交 通瓷源利用度管理的集約化、規(guī)?；⑸鐣约凹夹g(shù)管理的規(guī)范化,這對城市 軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及建成之后的經(jīng)濟(jì)運(yùn)營有著特殊的意義。以上

29、海軌道交通車輛段布局為例,在兩絡(luò)建設(shè)初期,各條線路尚不具備溝通 聯(lián)絡(luò)的條件,售線無法資源共享,必須獨(dú)立設(shè)置包括車輛段在內(nèi)的各種設(shè)施因 此,一條線“一段一場”的格局在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期是合理的。但隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展, 每條線仍獨(dú)立設(shè)置各種設(shè)施就會產(chǎn)生一定的弊端,主要體現(xiàn)在車輛段數(shù)量眾多-占地大,而各車輛段的設(shè)備利用率偏低,造成投資和用地的浪費(fèi)。上海已建或已 設(shè)計線路車輛段能力利用率剛見圖3-l至圈3-3.上海地鐵1號線車輛段能力利用率2005年2007年2030年時間 口太、架修能力利用定修能力 利用率 口周月檢能 力利用率田3-I上海地皺1號巍車輛勝能力利用率26嘣噸吣儺篩帆蚰0斟匠冥 4檢修模式及其對

30、車輛配屬、檢修設(shè)施規(guī)模的影響在車輛段、停車場規(guī)劃之初,必須確立檢修模式。檢修模式對車輛配屬以及 檢修設(shè)施規(guī)模都會產(chǎn)生重要影響【l引。隨著我國城市軌道交通建設(shè)的蓬勃發(fā)展,為了確保行車安全,提高車輛的使 用效率和經(jīng)濟(jì)效益,許多國家都在對當(dāng)前實(shí)行的車輛檢修制度做出了新的探索。 目前我國和世界上大多數(shù)國家一樣,仍然延用城市間鐵路的計劃預(yù)防修經(jīng)驗(yàn),這 種體制既存在著先天不足,又不能適應(yīng)新技術(shù)、新工藝的發(fā)展要求。因而,變革 維修體制已為大勢所趨。為此,有人提倡“狀態(tài)修”,但這種純粹意義上的“狀 念修”的概念,從理論上尚有不足,實(shí)踐上較為困難。4.1兩種典型的檢修模式4.1.1計劃修的內(nèi)容及優(yōu)缺點(diǎn)我國現(xiàn)有的

31、軌道交通車輛檢修體系是屬于計劃預(yù)防檢修方式,即按車輛的實(shí) 際運(yùn)行周期或走行里程施行維修。這是一種在尚未發(fā)生故障之前就對車輛進(jìn)行修 理,消除車輛零部件的缺陷和隱患,預(yù)防車輛故障發(fā)生的一種修理模式。計劃修 包括定期檢修和R常保養(yǎng),定期檢修是指車輛每運(yùn)用一定時間(或里程對車輛的 全部或部分零件進(jìn)行一定程度的檢修;日常保養(yǎng)是車輛在運(yùn)用中對易損零件和由 于特殊情況造成的故障進(jìn)行維修。(1計劃修的優(yōu)點(diǎn)1這種修理模式的修理作業(yè)是定期的,修理范圍一旦確定,一般是固定的。 其修理所需設(shè)備和工裝也相對較固定,無需做大的變更和增減。全年的任務(wù)是可 以計算出來的,因而可以提前準(zhǔn)備檢修所需的材料、零件、設(shè)備及人力;2計

32、劃修是對某一特定種類的車輛的使用壽命、運(yùn)用狀況、設(shè)計制造工藝 要求、用戶需求進(jìn)行綜合分析和科學(xué)預(yù)測之后給出的具有系統(tǒng)性、預(yù)防性和計劃 性的修理方式。計劃修為企業(yè)維修管理模式的穩(wěn)定奠定了基礎(chǔ),同時,為企業(yè)大 規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化流水作業(yè)的開展創(chuàng)造了條件:3經(jīng)過長期實(shí)踐、修改、完善之后,計劃修的工藝規(guī)程都己成形,其所需 的工裝設(shè)備也已定型。當(dāng)車輛各零部件的故障率變化特性為單純增加時,這種車 輛檢修體系是有效的。32(2計劃修的不足1計劃修不適宜處理早期故障或偶然故障;2由于各種車型的結(jié)構(gòu)和技術(shù)狀態(tài)的差異,車輛各部分設(shè)計壽命與實(shí)際使 用壽命的不均衡性,車輛的使用頻率和使用年限的不一致,使得車輛的定檢、定 修作

33、業(yè)是在一部分狀態(tài)良好而勿需大量分解和更換零部件的車輛上進(jìn)行的,既占 用了檢修能力,又不合理地增加了維修費(fèi)用,而有的車輛又因?yàn)榉N種原因長期失 修,難以保證良好的技術(shù)狀態(tài),直接威脅行車安全。3隨著車輛設(shè)計理論與制造技術(shù)的發(fā)展和材料性能的提高,車輛各零部件 的損傷規(guī)律也發(fā)生了變化,舊的檢修周期及范圍已不能適應(yīng)這種變化,需要作適 時的調(diào)整和改進(jìn)。4當(dāng)使用壽命的離散性太大時,則定期檢修不僅造成過度修,還會成為早 期故障增加的原因。5檢修基地相對龐大。4.1.2狀態(tài)修的內(nèi)容、優(yōu)缺點(diǎn)及所需條件針對車輛技術(shù)診斷手段的逐步完備和發(fā)展,有的國家提出:車輛的修理應(yīng)取 決于車輛本身的技術(shù)狀態(tài),車輛維修的目的是保證車輛

34、良好的技術(shù)狀態(tài)。據(jù)此, 他們提出了“狀態(tài)修”制。在這種檢修制度下,車輛兩次修理之間的走行公里數(shù)、 車輛修理作業(yè)的周期和檢修范圍,都是依照車輛設(shè)計、運(yùn)行的可靠性及技術(shù)診斷 的結(jié)果確定的,根據(jù)車輛主要結(jié)構(gòu)及零部件的磨損規(guī)律所提供的安全運(yùn)行時間及 可能走行的公罩?jǐn)?shù)來決定修程,按車輛實(shí)際損傷程度決定檢修工作量。發(fā)現(xiàn)一件 故障就修理一件,每次修理無一定的作業(yè)范圍及檢修工作量,對車輛不作徹底修 理,車輛使用到規(guī)定年限就報廢。狀態(tài)修的修理范圍一般不固定,隨車輛狀況的 不同而做相應(yīng)調(diào)整,其相應(yīng)的修理設(shè)備也有增減,因此,狀態(tài)修理作業(yè)需要對工 藝裝備進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備,要求有關(guān)人員在制定檢修規(guī)劃時具有超前性和預(yù)見性,跟

35、 蹤一些重要或大型零部件的故障及損傷情況,提前準(zhǔn)備修理所需的工裝和設(shè)備。 這就克服了“定期檢修制”的一些不足之處,盡可能大地利用材料性能,降低維 修成本。(1狀態(tài)修的優(yōu)點(diǎn)【15】【16】1狀念修不同于傳統(tǒng)的計劃檢修體制,能較好地處理早期故障和偶然故障;2狀念修每次的檢修內(nèi)容都不盡相同,對車輛的檢修是有重點(diǎn)地進(jìn)行,效 率較高:3檢修基地規(guī)模相對較小。(2狀態(tài)修所需條件1狀態(tài)修要實(shí)行預(yù)檢,即在制定檢修規(guī)程和檢修工藝之前對車輛的當(dāng)前狀 況進(jìn)行全面檢查評估,針對車輛各系統(tǒng)的當(dāng)前損壞狀況制定出科學(xué)合理的修理計 劃:2狀態(tài)修需要預(yù)檢人員具備豐富的故障損傷判定、檢查經(jīng)驗(yàn),能夠在較短 時間內(nèi)判別出各種復(fù)雜的車

36、輛隱患及故障損傷類型,并加以歸類分析:在此基礎(chǔ) 上給定不同的技術(shù)修復(fù)、工藝布置要求。同時,針對出現(xiàn)的新問題,調(diào)整工藝步 驟,完善工藝流程,為實(shí)施過程中出現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)和工藝障礙提供技術(shù)支持; 3狀態(tài)修的工藝或流程一般隨車況而定,不同車況車輛的工藝差異較大, 因此,制定工藝文件的工作量大,往往因制定人員的不同而造成工藝有所差別; 41狀態(tài)修對一個企業(yè)的管理水平要求較高,它要求企業(yè)具備較強(qiáng)的統(tǒng)籌運(yùn) 作及組織管理能力、對不同作業(yè)環(huán)境的適應(yīng)能力、成本控制能力及技術(shù)革新能力。 4.2計劃狀態(tài)修理論為了跟上形勢的發(fā)展,必然要求我國軌道交通車輛檢修部門改善原有的計劃 (預(yù)防維修體制IJ7J。有時會出現(xiàn)這樣的看

37、法,即在車輛管理部門,診斷設(shè)備的開 發(fā)及其廣泛采用會使計劃修體系向按需要或按車輛技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行修理的體系過 渡。但是,這種情況只針對那些結(jié)構(gòu)簡單的零部件而言,即這些零部件相互間是 獨(dú)立的,修復(fù)起來極為容易。對于車輛上大量的零部件,要改善它們的狀態(tài)就必須進(jìn)行勞動量大的安裝和 拆卸工作。在逐一修理零部件的情況下,要完成這些工作就會導(dǎo)致大大增加車輛 的在修時間,從而增加其修理成本,所以在車輛因某一裝置故障或者由于使用壽 命到期而送修時,不僅對該裝置而且對那些雖使用壽命尚未到期但已接近極限的 零部件進(jìn)行修復(fù)是合理的。這種體系,也就是計劃狀態(tài)修體系(見圖4.1。這種 檢修方式把檢測診斷技術(shù)運(yùn)用到原有的計劃

38、維修體制中來,使其煥發(fā)了新的生命 力。其機(jī)理是利用裝在車輛內(nèi)的或固定的診斷裝置來診斷獲得部件和整車的技 術(shù)、工作狀況數(shù)據(jù)資料,在對零部件進(jìn)行診斷時所得到的信息通過電腦進(jìn)行處理 后便可確定車輛的實(shí)際狀態(tài),并確認(rèn)是否有必要進(jìn)行修理。采用全套診斷裝置, 對信息進(jìn)行自動化采集與處理就有可能在保持維修保養(yǎng)體系計劃特點(diǎn)的情況下, 根據(jù)每輛車的具體技術(shù)狀態(tài)及時完成其修理工作。34計劃修體制 檢測診斷技術(shù)l l;確立零部件種類及檢修級別 :確定診斷方法、設(shè)備÷I 統(tǒng)計零部件壽命 建立質(zhì)量檢測追蹤! T、分布函數(shù)F(tI 經(jīng)濟(jì)因素旦!墊壟塑蔓4.2.1計劃狀態(tài)修的理論基點(diǎn)4.1計劃狀態(tài)修流程圖由于研究

39、對象相當(dāng)復(fù)雜,加上有大量干擾因素的作用,且這些干擾因素中有 相當(dāng)一部分具有偶然性,改進(jìn)計劃(預(yù)防修的工作要通過總結(jié)車輛運(yùn)行過程中積 累起來的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行專門安排的試驗(yàn)來實(shí)施。這在很大程度上要依靠現(xiàn)場工程技 術(shù)人員和實(shí)際操作人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和資料的積累。需要建立這樣一個理論基礎(chǔ),即該理論有可能用統(tǒng)一的方法論來解決維修保 養(yǎng)體系的改進(jìn)問題,就是說能合理選定具體運(yùn)行條件下的任何一種型號車輛計劃 修的周期和工作量。即使在一個運(yùn)行區(qū)段的不同地點(diǎn),線路條件也存在明顯差別。 這涉及到運(yùn)行速度、列車質(zhì)量、線路條件等,所以零件到極限狀態(tài)的工作時間是 一個隨機(jī)值,確定車輛零部件的修理時間需要采用概率論和數(shù)理統(tǒng)計方法。

40、采用 這樣的方法可以建立零部件失效、磨損或老化數(shù)學(xué)模型,確定使用壽命規(guī)律的數(shù) 字特征值,并在考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)因素的基礎(chǔ)上確定更換計劃或計劃修的時問【I引。 衛(wèi)城市軌道交通車輛段布局優(yōu)化方法研究4檢修模式及其對車輛配屬、檢修設(shè)施規(guī)模的影響采用計劃修與狀態(tài)修相結(jié)合的修理模式是在新形勢下對軌道交通車輛維修 和應(yīng)用理論的有益嘗試和發(fā)展。在廣州地鐵車輛運(yùn)營初期,采用計劃修與狀態(tài)修 相結(jié)合的修理模式是基于以下因素考慮的:(1用車輛的經(jīng)濟(jì)壽命作為車輛維修成本的衡量指標(biāo)。車輛經(jīng)濟(jì)壽命的總費(fèi) 用計算公式:S=A/f+口+舾/2(4-1 式中:S每年車輛平均總費(fèi)用;4車輛重新購置費(fèi)用:,車輛的使用年限:口每年車輛檢

41、修固定費(fèi)用;b每年車輛檢修遞增部分費(fèi)用。對上式求導(dǎo),得出總費(fèi)用最小時車輛的使用年限:魯=一A/t2+b/2當(dāng)一A/t2+6/2=0時,f=24/6,即為車輛的平均壽命。隨著車輛使用年限的增長,技術(shù)質(zhì)量下降和修理費(fèi)用上升造成的經(jīng)濟(jì)損失為 車輛的有形損耗,而車輛的無形損耗容易發(fā)生事故,車輛在有形損耗到來之前報 廢,無論從社會效益還是安全角度來說都是有益的。(2隨著新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)計思想、新運(yùn)營維護(hù)方式在軌道交 通車輛中的大量應(yīng)用,會產(chǎn)生許多新的運(yùn)用和維修課題,如廣州地鐵車輛采用了 大量的高分子復(fù)合材料及交流電機(jī)技術(shù)等,近期或?qū)砜紤]采用的新技術(shù)有紅外 線軸溫檢測系統(tǒng)、滾動軸承故障診斷設(shè)

42、備、輪軸探傷設(shè)備等等,這些都使得軌道 交通車輛的維修理念發(fā)生了根本變化。(3狀態(tài)修是對計劃修的探索和嘗試,當(dāng)企業(yè)對狀態(tài)修的嘗試達(dá)到一定程度 積累之后,當(dāng)車輛維修策劃人員具備了對車輛相關(guān)系統(tǒng)或部件檢修的完整理念 時,在狀態(tài)修的基礎(chǔ)上經(jīng)過總結(jié)歸納就可以將其列為計劃修的一部分,這部分計 劃修內(nèi)容更具有針對性、實(shí)效性和可操作性。這不僅避免了修理內(nèi)容包羅萬象不 夠詳盡的缺陷,同時也避免了一開始就將其列為計劃修而可能出現(xiàn)的檢修程序的 富余設(shè)置或者誤漏修等不足,提高了作業(yè)效率,降低了檢修成本。(4檢修頻繁既浪費(fèi)資金,又影響車輛的周轉(zhuǎn)使用,同一批車輛,運(yùn)用效率城市軌道交通下輛段布局優(yōu)化方法研究 4檢修模式及j

43、e對下輛配屬、檢修設(shè)施規(guī)模的影響高者,在術(shù)到定期檢修時就可能發(fā)生故障,給日常保養(yǎng)加重負(fù)擔(dān),影響行車安全; 而使用效率低者,在定期檢修時零件尚可使用,對他們進(jìn)行修理會造成浪費(fèi)。隨 著車輛修理數(shù)量的增多,定期檢修工作量增大,即使有龐大的檢修基地也完不成 檢修任務(wù),新建檢修基地投資又很高,問題難以解決。4.2.2計劃狀態(tài)修的內(nèi)容(1對于定修以下修理作業(yè)實(shí)行必檢和輪檢相結(jié)合的檢修制度,對與行車安 全有關(guān)的主要零部件實(shí)行必檢制,保證車輛質(zhì)量和完好狀態(tài),如電動機(jī)、轉(zhuǎn)向架、 主牽引電路、制動系統(tǒng)等等;而其他項(xiàng)目則分批分期檢查修理,這樣既保證了重 點(diǎn),又兼顧了全面。(2在定修以上修理作業(yè)中對一些受交變載荷作用

44、頻繁、運(yùn)行要求較高的系 統(tǒng)和部件可按計劃進(jìn)行全面檢修,如轉(zhuǎn)向架、制動系統(tǒng)、牽引電機(jī)、受電弓等等, 形成一套較為穩(wěn)定的檢修程序。(3對一些載荷變化較小、作用應(yīng)力較小、運(yùn)行要求較低的系統(tǒng)和部件,可 降低修理級別或依據(jù)運(yùn)用狀態(tài)做修理調(diào)整,以便在最小修理量的情況下保證其運(yùn) 用的有效性、安全性和可控性。(4運(yùn)用科學(xué)統(tǒng)籌的方法對一些重大部件的修理方式和修理級別進(jìn)行評估、 核算,如軸承和空調(diào)采用對外委托修理或自修的綜合對比,各部件或系統(tǒng)在某種 特定條件下有無繼續(xù)修理的必要等等,找出安全性和經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一條件下的最佳 方案,從而為修理作業(yè)提供科學(xué)決策依據(jù)。(5實(shí)行車輛修理預(yù)檢制及重要部件、故障頻繁部件的跟蹤制度

45、,這樣不僅 可消除車輛修理中存在的故障和安全隱患,而且可加強(qiáng)修理的針對性和時效性。 (6完善車輛修理作業(yè)中的安全限度理論,改變傳統(tǒng)維修中不分差異一刀切 的'孝H放維修方式,在檢修作業(yè)中大力推行等級修、互換修和集中修等修理理念。 (7加大技術(shù)投入,對一些頻繁出現(xiàn)的慣性故障及影響行車安全的隱性故障 組織力量進(jìn)行攻關(guān),全面剖析有關(guān)故障和損傷發(fā)生的機(jī)理,從根本上消除故障隱 患?？傊?車輛修理模式的選擇是一個系統(tǒng)而復(fù)雜的過程,它需要集中多方面 的人員進(jìn)行全面科學(xué)的調(diào)研、分析、計算和統(tǒng)籌規(guī)劃,才能找出一條適合的維修 管理模式。城市軌道交通乍輛段布局優(yōu)化方法研究4榆修模式發(fā)其對車輛配屬、揄修設(shè)施J;

46、!l!模的影響 4.2.3計劃狀態(tài)修的現(xiàn)實(shí)要求新的維修制度是一種科學(xué)性很強(qiáng)的維修制度,必須有足夠的技術(shù)條件,才能 實(shí)現(xiàn)車輛檢修制度的轉(zhuǎn)換。一般說來,以下三方面是實(shí)現(xiàn)計劃狀態(tài)修所必須的: (1隨著車輛本身技術(shù)狀態(tài)的提高,根據(jù)可靠性理論及技術(shù)診斷原理,研究 適合每一車輛系列的診斷方法和設(shè)備,提出反映車輛狀態(tài)的基本理論,確定各種 設(shè)備安全運(yùn)行的狀態(tài)值、限界值和壽命值丁,以及零部件發(fā)生故障的概率分布函 數(shù)F(t、概率密度f(t。(2根據(jù)構(gòu)件的壽命設(shè)計、運(yùn)用條件、運(yùn)行里程和運(yùn)用時間判斷其運(yùn)用狀態(tài), 確定要維修的構(gòu)件及其檢修周期,建立信息管理系統(tǒng),建立原始記錄、管理卡片、 檢修工藝、考核辦法等科學(xué)、合理的

47、管理細(xì)則,車輛各部件使用壽命統(tǒng)計,所有 車輛故障信息的收集及統(tǒng)計分析。(3在開始進(jìn)行狀態(tài)修試驗(yàn)后,從經(jīng)濟(jì)、可靠、安全、人力、物力消耗等方 面對其作綜合評價和認(rèn)證,以求在實(shí)踐中不斷豐富和完善這種新的車輛檢修制 度。4.2.4計劃狀態(tài)修零部件更換策略摒棄傳統(tǒng)的預(yù)防(計劃維修體制一刀切的粗放式做法,結(jié)合狀態(tài)修的做法, 根據(jù)零部件的特點(diǎn)、重要性等把零部件歸為不同的檢修級別。(1最重要零部件的檢修策略.對涉及行車安全的重要部件實(shí)行跟蹤制度,這樣不僅可消除車輛修理中存在 的故障和安全隱患,而且可加強(qiáng)修理的針對性和時效性。(2次重要零部件的檢修策略對一些雖然重要但尚未危及行車安全的零部件我們主要從經(jīng)濟(jì)的角度

48、出發(fā), 測算一個合理的更換時間,以期取得最大的經(jīng)濟(jì)效益【1引。若某零部件壽命x的分布函數(shù)為F(t,概率密度記為f(t,平均壽命為, 壽命大于,的概率記為R(t,令r(t=f(t/R(t,零件發(fā)生故障后更換帶來的損 失為c。,未發(fā)生故障而采取預(yù)防性更換的費(fèi)用為c,顯然c.>-C,所謂預(yù)防性更 換是指,確定一個時間丁,當(dāng)零件壽命X<丁時進(jìn)行故障后更換,當(dāng)x=丁仍然 38地市軌道交通下輛段布局優(yōu)化方泫研究4榆修模式及其對車輛配屬、榆修設(shè)施規(guī)模的影響 正常時進(jìn)行預(yù)防性更換(假定更換所需時間忽略不計,使得長期運(yùn)行時的經(jīng)濟(jì)損失最小。對于這個隨機(jī)優(yōu)化模型,目標(biāo)函數(shù)取為單位時間的平均損失c(丁,

49、c(T=警旦生掣=墮芒盟竺, 若想使c(r取極小值, r應(yīng)滿足 JI,(”j7M( rp(tdt7,.(TJR(tdt-F(T=喪對于上式,可以進(jìn)一步得出如下結(jié)論,若,.(r為增函數(shù)且 ,.(f尺(f班>-老,則存在唯一的有限的71滿足上式,使c(丁達(dá)到最小,且 c(T=(clc2r(T如果這樣的丁找不到,表示不存在預(yù)防性更換策略,即不存在比故障后更換 平均損失更小的預(yù)防性更換策略。(3一般零部件的檢修策略關(guān)于這類對行車安全關(guān)系不是很大的零部件,實(shí)行定期檢查維修制。我們知道,零部件出現(xiàn)故障的時刻是隨機(jī)的,一旦出現(xiàn)故障,假定設(shè)備將帶 故障運(yùn)行到下一次檢查時才被發(fā)現(xiàn),這會造成相當(dāng)大的損失,顯

50、然檢查周期越長, 損失越大,另一方面,檢查需付費(fèi)用,周期越短,檢查費(fèi)越多。為了實(shí)現(xiàn)正常行 車和節(jié)約檢修費(fèi)用的雙重目的,我們要確定一個合理的檢修周期,使總的平均費(fèi) 用最少【201。同樣的,若設(shè)備故障時刻的概率分布函數(shù)為F(t,概率密度為f(t,設(shè)備使 用期限為丁,則F(T=l;設(shè)備帶故障運(yùn)行到檢查時為止的損失與這段運(yùn)行時間 成證比,設(shè)比例系數(shù)為c.,則c。即為單位時間損失費(fèi):一般地說,檢查周期不一 定是常數(shù),而應(yīng)該根據(jù)故障出現(xiàn)時刻的概率分布來確定,故我們可用連續(xù)型函數(shù) s(f來描述檢查周期,單位時間的檢查次數(shù)用刀(f來描述,n(t=1/s(t,因?yàn)殡?f 很大,所以在相鄰兩次檢查之fBJ出現(xiàn)故障

51、的時刻可認(rèn)為是均勻分柿的,而帶故障 運(yùn)行的時問則取這個分布的均值;每次檢查費(fèi)為c,到時刻,為止的檢查次數(shù)可 表示為I門(rdf。39城市軌道交通乍輛段布局優(yōu)化方法研究4檢修模式及其對車輛配屬、檢修設(shè)施規(guī)模的影響根據(jù)上述假設(shè),最后求得的總的期望費(fèi)用達(dá)到最小的檢查次數(shù)函數(shù) 門(r=壓磊。上式表明最優(yōu)的檢查次數(shù)"(f完全由單位時l日j損失費(fèi)q、每次檢查費(fèi)c:和設(shè) 備的失效率,(f決定。一般地, ,.(,隨時間f變化,那么當(dāng),(,較大時候,容易 出現(xiàn)故障,檢查次數(shù),2(f就應(yīng)該大一些。4.2.5計劃狀態(tài)修車輛故障診斷系統(tǒng)(1莫斯科鐵路運(yùn)輸學(xué)院開發(fā)的方案【:17】11技術(shù)診斷采用維修保養(yǎng)體系預(yù)防車輛失效最有效果的時間是在這樣的時刻,即在第一 時間就能成功地查明設(shè)備喪失工作能力的原因。采用診斷作為車輛保養(yǎng)修理體系 的一個組成部分的辦法就可以保證做到這一點(diǎn)。但是,究竟要多少