梁广深

 

摘  要：本文分析了当前地铁车辆段设计中存在的问题，提出了建设节约型车辆段的设想。并从地铁设计规范，车辆检修工艺，站场线路设计，房屋建筑设计等不同角度，探讨了压缩车辆段建设规模，减少工程占地和投资，降低能量消耗等的可行性。文章还以详实的数据和图片，介绍了国内外车辆段设计的成功经验，供大家参考。

关键词：车辆检修，站场线路，停车库，工程投资，节能。

 

      当前我国正处在地铁建设的高峰期。已建成或正在筹建地铁或快速轨道交通的城市有40多个。预计2015年前运营线路总长度将达到1700km。上海地铁现有运营线路8条，线路总长234km。还有4条线路即将建成。北京地铁已开通7条线路，线网总长为200km。还有13条新线正在建设中。到2015年北京地铁运营线路将达到20条，线网总长约561 km。

      车辆段是地铁车辆的维修保养基地，承担车辆的运行、日常维修和定期检修等任务。按照作业功能车辆段可分为车辆综合基地、车辆段和停车场三个等级：车辆综合基地承担车辆从大修、架修、定临修及日常维修全部检修任务。车辆段承担车辆定临修以下的检修任务（北京地铁包括架修）。停车场只承担车辆的日常停放及列检作业。

      根据经验一条地铁线路一般设一个车辆段和一个停车场。对于超长线路需设2个停车场。因此，在城市周围需要建很多车辆段或停车场。由于车辆段的占地面积较大，在城市建设用地日趋紧张的情况下，车辆段的建设用地也越来越困难。

      党的第十七次代表大会提出把建设节约型社会，作为国家经济建设的指导方针。建设节约型车辆段，减少车辆段占地面积的任务，摆在每个建设者的面前。根据自己多年的体会，笔者想对这个问题发表一些浅见，为建设节约型车辆段献计献策。

 

      我国目前已经建成了几十座车辆段或停车场。总结一下经验可以看出，与日本等发达国家相比，我国地铁车辆段的占地面积普遍偏大，造成了土地资源和能源的浪费。国内部分车辆段的数据汇总如下表：

 

      日本是一个人多地少的国家，他们在车辆段建设用地上十分节俭。笔者曾考察过日本一些车辆段，现把考察资料汇总成下表。

 

 

      由上表对比可以看出，国内地铁车辆段无论是总占地规模，还是平均每辆车的占地面积，比日本地铁大几倍。由此可以看出建设节约型车辆段的必要性和紧迫性。

 

      建设节约型车辆段是一项系统工程，他涉及到人们的思想意识，相关的设计规范，以及许多技术问题。笔者想从技术层湎探讨这一问题：

      车辆检修周期是车辆段检修设备设计的基础。依据车辆年走行公里数和检修周期计算出每年各修程应检修的车辆数量，以及所需要的检修台位数量及检修车库规模。我国地铁设计规范第22.2.3条规定的车辆定期检修和日常维修周期标准见下表：

      应该说上表是在过去直流车的基础上制定的。现在已进入了交流车时代，车辆的检修内容和检修方式发生了深刻的变化。这些标准也应进行修改和调整

      北京地铁4号线和大兴线，由京港地铁公司运营管理。公司根据交流车的特点对车辆的检修周期标准进行了改革：一是简化修程，取消了定修级。二是延长了厂修的周期。

      另外，北京地铁运营公司也将车辆的厂修由120万公里延长为150万公里，架修由60万公里改为75万公里，定修由15万公里改为37.5万公里。

      这种改革，可以减少车辆段的修车数量及检修台位的规模。有利于减少车辆的维修成本。

      车辆段的配属列车由运用列车，备用列车和检修列车三部分组成。备用列车用于在高峰时段顶替发生故障的运用列车，保证正线的运输能力。目前大多数车辆段设计的备用车和检修车的数量占配属列车总数的20%左右，增加了工程投资。各段的备用列车数约为2—­5列，因交流车的故障率很低，对于一条线来说，高峰期间配这么多备用列车是一个很大的浪费。

      京港地铁公司车辆段的备用列车和检修车约占配属列车总数的10%左右。日本地铁规定备用车和检修车的数量，按运用列车总数再加10%计算。

      目前停车列检库线路的线间距偏大，按设计规范表22.3.12计算，停车库线的最小间距为4.4m，列检库线的间距为4.8m。现在大多数车辆段不分停车线和列检线，线间距一律采用4.8m。这加大了车库宽度和建筑面积。某车辆段曾按停车列检库线全部采用4.8m间距，和一半库线采用4.8m间距、一半采用4.1m间距进行方案比较，结果后一方案的车库面积减少了3000m²。由此可见，缩小线间距是减少车辆段占地面积的有效方法。

      原苏联地铁设计规范规定，停车列检库线的线间距应为4.4m。比我们小0.4m。京港地铁公司在深圳和北京修建的车辆段，停车库线的间距为4.１m，列检库线（4—6条）为4.8m。

      日本地铁停车线间距一般为3.4m—3.8m。其中3.4m—3.6m的线间距不走人，可以安装三轨。3.8m的线间距两侧可以安装三轨，4.5m的线间距可以走人。

      加拿大、日本和深圳地铁4号线车辆采用露天停放，既节省工程投资，又减少能量消耗。

      地铁设计规范规定运用库列检列位数应按库线总数的50%确定。列检列位应设检查坑。按此规定停车列检库线应有一半线路设检查坑，一半不设检查坑。不设检查坑的停车线采用4.1m线间距，由此可减少车库的建筑面积和工程投资。

      现在有些设计超规范将停车列检库线全部做检查坑，增加工程投资；还有一些设计在停车列检库线的前端设检查坑，后半部不设检查坑，这不利于压缩车库宽度和建筑面积。

      现代VVVF交流车设有自诊断设备，在司机台上通过目视就可以完成车辆的日常检查任务。不需要做车下检查。因此，京港公司的停车线都不设检查坑。

      地铁车辆的高度为3.8m，目前停车列检库的梁下高度一般在6—6.5m。在停车线或列检线上不进行架车作业，这些车库的高度有压缩的余地。如果从车库的屋顶计算，车库的总高度约为10m。由此造成停车列检库的容积较大，冬季取暖需消耗大量的热能。这不符合国家的能源政策。另外，车库净空过高也会造成建筑材料浪费。因此，从投资和节能考虑，应该对北方地区的停车列检库高度进行适当限制。

      前苏联地下铁道设计规范第11.16条规定：从停车列检库的轨顶到非承重结构底部的高度为4.8m。他山之石可以攻玉，我们可否借鉴别人的经验，将停车列检库的高度将下来？

      地铁设计规范22.4.11条规定，试车线的长度应满足列车试验速度的要求。这句话可以理解为车辆的最高运行速度，也可理解为非最高运行速度。目前试车线大都按车辆的最高运行速度80km/h设计，试车线长度在1300m左右。一般车辆段的用地长度不超过1000m，这样试车线有300m—400m要伸到车辆段以外，形成一个刀把。不仅与周边土地开发有矛盾，管理也不方便。

      现在最高运行速度110km/h 、120km/h的地铁车辆已经投入运营。他们要求的试车线会更长，所以，强调在车辆段内进行最高运行速度试验是不现实的。

      另外，将新检修的车辆在有限长的试车线上做高速试验，是有风险的，一旦刹车失灵就会造成撞车档、脱轨，甚至翻车事故。这在国内已有经验教训。笔者认为，从安全考虑不宜提倡在车辆段内进行高速试验。确立在车辆段内进行低速试验，在正线上进行高速试验的管理模式。既可缩短试车线的长度，又能保证安全。

      前苏联地下铁道设计规范第11.16规定，进行架修的车辆段应该设有长600m的试车线。日本地铁车辆段的试车线长度见下表：                    

 

      由上表看出，绫濑车辆段的试车线长550m，列车为10辆编组。他们把1列车拆成2组，先在段内进行低速试验，再连挂起来到正线上进行高速度试验。

      新修编的“城市轨道交通工程项目建设标准”第六十八条第七欵也规定：“因用地长度不足，试车线长度可按中速（59km/h）运行试验，完成车辆动力运行试验，在正线上完成高速运行及信号的试验”。

      目前车辆段试车线基本上都采用60kg/m钢轨及其9号单开道岔。轨道结构厚度约0.84 m。这一标准已远远超过了试车线的使用需求。在试车线上运行的是轴重只有9吨的空车，运行速度在50—60km/h。采用与其他车场线相同的50kg/m轨道足以满足试车要求。要知道50kg/m钢轨目前仍在国家铁路次要干线上使用。

      有人解释说在试车线上采用60kg/m钢轨，是为了保持与正线相同的轨道电路参数，满足信号测试需要。现在新的地铁线路已经采用了以无线通讯为基础的CBTC信号系统，与轨道电路脱离了关系，采用60kg/m钢轨的基础已不存在。

      目前车辆段的总建筑面积约在9­­——10万m²，个别段达到11万m²，建筑面积普遍偏多。其中有的检修房间过于宽松。有的房间标注为休息室、办公室、会议室等，与其使用性质不符。甚至在停放12个列车的停车列检库两侧都设有双层辅助车间。总面积达4000多m²，远超过其生产需要。笔者认为要压缩车辆段的建筑面积应从以下方面入手：

      （1）优化车辆检修工艺，调整生产检修用房。现在VVVF交流车辆的可靠性提高了，检修工作量减少了，像车体结构和交流电动机基本不需要维修。许多零部件以换件修为主现车修为辅助的新工艺。因此，应该对各检修车间的面积进行调整和核实。

      （2）核减乘务员公寓面积。现在车辆段乘务员公寓的面积约在1500m²——2000m²左右，大大超过了实际需要。乘务员公寓是为晚上收车后不能回家，或为次日早晨发车需要在段内留宿的司机准备的。那些当晚下班可以回家，或者次日早晨可以赶来上班的司机，不应在车辆段内留宿。现在车辆段一般停放30­­—40组列车，即使按全部当班司机留宿考虑也不过30—40个人，用不了那么多的公寓。

      （3）压缩不落轮镟车库长度。目前不落轮镟线的车库长度大多为66mⅹ9m。还有个别车辆段将不落轮镟线整体设在车库内（270mⅹ9m），造成很大浪费。

      正在建设的济南—青岛城际铁路动车运用所的不落轮镟车库按36mⅹ9m设计，比地铁的同类车库短30m。可见压缩不落轮镟车库的长度是可行的。

      （4）设置露天洗车线。目前各车辆段的洗车线全都设有洗车库，车库长度有66 m、60 m、54m、48 m不等，车库宽度也各异。洗车库的面积约在800—900m²。

      地铁设计规范第22.3.8条规定“北方严寒地区和风沙地区应设洗车库，其他地区洗车机宜按露天设置，必要时可加棚”。按规范除了严寒地区和风沙地区之外，其他地区应该采用露天洗车机，以减少工程投资。日本地铁的洗车线大多是露天的。下图是东京地铁6号线志村车辆段的露天洗车机。

      （5）合并单体建筑，建设综合楼。现在车辆段的生产和生活建筑太多分散，扩大了占地面积。广州地铁4号线的新造车辆段，将停车库和检修库以外的其他建筑合并为一栋综合楼。大大压缩了车辆段的占地面积，又可实现水、电、汽、线缆等资源共享，降低能耗。

      车辆段或停车场占地面积较大，为节省占地，近年出现了几条线合用一块地建设车辆段或停车场的例子。北京地铁用宋家庄地区的一块地合建了3条线共用的停车场。上海地铁2号线的车辆段和13号线的停车场合用北翟路一块场地。广州地铁3、4号线在嘉禾合建停车场。其它城市也不乏这种例子。

    几条线合用一块地建车辆段或停车场，既能提高土地的利用率，又为各段场实行资源共享创造了条件。例如，可以把各段、场的生产办公楼、变电站、信号楼、月检库、洗车库、乘务员公寓、食堂、浴室以及各种管线等合并设置。由此可收到降低工程投资，减少能量消耗，精简管理人员等效果。

      为了提高车辆段的土地利用率，国内外有些车辆段对车库上部的空间进行高强度开发，取得了较好的经济效益。开发的模式是在车库旁边设置地铁车站，为开发提供交通支持。在车库上部做一个人工平台，在平台上开发高层住宅和公共建筑。东京地铁6号线志村车辆段在停车库上部开发了4栋14层的住宅楼，一所小学，一个幼儿园，一座运营管理所。此外又在试车线上部开发了10栋公寓和单身宿舍楼（照片左侧较远处）。

 

      札幌地铁东西线的车辆段设在地下，车库下部有地铁正线通过，车库上部是汽车停车场和高层建筑。

      香港地铁在九龙湾、柴湾和荃湾等车辆段车库的上部开发了30多层的住宅，以及配套的商业网点和公共汽车站。屯门轻轨车库上部开发的建筑高达50层。

      内地对车库上部开发也进行了尝试。北京地铁四惠车辆段在车场咽喉区及车库上部，开发了公建10万m²，住宅50万m²。上海地铁11号线城北路停车场，在车库上部开发了商业及写字楼26.6万m²，还利用车库的桩基础在停车库下面开发了汽车停车场和仓储用房。6万m²。

 

      北京地铁2号线太平湖车辆段，在出入段线上部开发了两栋高层住宅楼。

 

 

      在当前社会分工的大背景下，车辆段应该充分利用社会资源，把一部分生产任务委托社会单位承担，由此缩小车辆段的建设规模，减少工程投资和管理人员，提高运营效益。

      日本地铁一般都把车辆较高的修程委托制造厂或社会单位承担，一座车辆段的职工人数只有200——300人。南京地铁公司与浦镇车辆厂达成协议，由该厂承担南京地铁车辆的大架修任务。

 

      从当前我国车辆段的实际情况看，建设节约型车辆段是可行的，有许多工作可作。我国正处在大中城市修建地铁的高潮时期，有许多待建的新车辆段正在设计当中，如果大家都注意节约投资，减少占地，及节能问题，可以产生巨大的经济效益和社会效益。

      同时也应该看到建设节约型车辆段是一项改革。首先要改变人们小企业，大社会，封闭式管理的习惯，树立全社会一盘棋，让社会优势资源为我所用的意识。要改革束缚设计人员思想，防碍技术创新的那些规范和规定，鼓励采用新技术新方法。

      除此之外，要摸索建立一套合理的车辆段指标评价标准，作为车辆段设计评判的依据。

      建设节约型车辆段是一项系统工程，牵涉的专业较多，需要有更多的专家共同参与才能取得成效。本文介绍了一些国外地铁车辆段的资料供大家参考，希望从中吸取一些有用的东西，找出差距，根据本地的条件，明确今后的改革方向。为我国地铁事业的健康可持续发展献计献策。

 

In this paper the author first analyzes the problems currently exist in the design of subway depots, and then proposes a methodology for designing cost-effective subway depots. The author also discusses the feasibility of decreasing the construction scale, construction cost, and power consumption of subway depots. The feasibility is examined from different aspects, including Code of subway design, vehicle repair and inspection procedures, the design of yards and terminals etc. All the discussions are supplemented with large amount of data, pictures, and good design examples from domestic and overseas projects.

Vehicle maintenance, subway yard and terminal, parking garage, construction cost, energy efficiency

 

本文2009年12月第6期都市快轨交通杂志发表