城市轨道交通车辆各系统的细节设计与维修成本的探讨--中国期刊网

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城市轨道交通车辆各系统的细节设计与维修成本的探讨

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：石鹏飞

[导读] 摘要：本文针对城市轨道交通车辆各子系统在日、月、定修日常检修过程中遇到的不方便检修的细节问题进行概括分析，同时提出改进意见，为今后车辆的采购和设计过程提供参考，方便运营单位检修以降低维修成本。

        天津轨道交通运营集团有限公司天津 300000
        摘要：本文针对城市轨道交通车辆各子系统在日、月、定修日常检修过程中遇到的不方便检修的细节问题进行概括分析，同时提出改进意见，为今后车辆的采购和设计过程提供参考，方便运营单位检修以降低维修成本。
        关键词：细节设计；维修成本；轨道交通；
        Discussion on detailed design and maintenance cost of each system of urban rail transit vehicles
        This paper summarizes and analyzes the detailed problems that are not convenient for maintenance in the daily，monthly and regular maintenance of each subsystem of urban rail transit vehicles，and puts forward improvement suggestions，which can provide reference for the future vehicle procurement and design process，facilitate the maintenance of operation units，and reduce the maintenance cost.
        Detail design；maintenance cost；rail transit；
        引言
        随着城市轨道交通行业迅速发展，很多城市的轨道交通已经连网运行，截止2020年9月30日，中国内地累计有41个城市开通城市轨道交通，运营线路约7141公里。每一条运营线路都有庞大的车辆群和检修队伍，相比二、三线城市的轨道交通建设增加，一线城市的轨道交通线路接近饱和，车辆检修项目逐渐占据主导地位，检修成本控制已近成为目前面临的主要问题，为了节约成本，各城市都在研究新的检修模式，检修成本的控制已经势在必行。同时，人工智能的迅速发展，已经有城市采用智能机器人检修，为了方便机器人的检修，车辆细节的可靠性、方便检修的设计就尤为重要，直接影响人力成本的控制。
        1问题说明
        因车辆架、大修需要分解检修，各子系统设备的深度检修结合架、大修拆卸对其日常检修的成本控制不明显，本文重点针对架修以下的日检、月修、定修过程中遇到的涉及车辆设计不合理的问题进行探讨，为今后新线项目降低检修成本提供参考。
        2各系统分析
        2.1车体内装
        在车体内装中，司机室座椅应采用简单牢固舒适的固定座椅，功能越多故障率越高，对司机的影响较大，并且检修困难。司机台面板一般采用粘接背母的方式固定上部面板，其背母易脱落，螺丝易扣严重，检修过程中无法处理，只能通过攻丝重新粘接的方式影响月修进度。安装屏幕的面板应采用分体结构，并在屏上设计拆卸把手，风压表的链接风管在适当的位置应设置止挡，防止拆卸仪表后卡圈脱落，无法安装。客室扶手吊环的安装通过在扶手杆上打孔攻丝采用沉头螺丝固定方式，极易造成沉头螺钉易扣，不易拆卸维修，应采用加持固定方式，并且吊环吊带应采用方便拆卸的结构，方便检修。刮雨器电机设置在车辆正前端，其故障后很难更换，必须设置轨道检修平台，影响车辆运用，在设计中应考虑检修方便性。客室电视显示屏外罩的固定方式应采用开门式，外挂结构在乘客伸手过程中容易造成客伤。转向架截断塞门箱体应采用小型方便打开的箱体，箱体不应采用拉绳结构。客室内应设置司机备用钥匙存放盒，防止应急情况下开关间壁门，间壁门设置应急手动开关装置，防止间壁门锁故障后司机无法操作的情况发生。
        2.2走行部
        走行部在日常检修中涉及更换齿轮箱油、接地碳刷，一系橡胶弹簧、空气弹簧加垫调整，横向、垂向止挡的测量调整，齿轮箱的设计中注油堵、排油堵采用标准螺栓堵头，方便力矩校准，同时内螺纹结构建议取消，因地坑检修不便操作，齿轮箱接地碳刷应设计在方便检修的位置。
        转向架上设计的用于二系加垫的空气弹簧的顶丝受检修空间限制，操作困难，效率低，建议直接设计杠杆口，整车架车后使用撬棍，方便拆卸。
        一系弹簧加垫应考虑采用千斤顶加垫方式，对转向架内侧的一系弹簧的安装螺栓应留足检修空间，防止管路干涉。垂向止挡螺钉调节空间也需要重点关注或设计与其配套的专用检修工具。
        2.3贯通道
        贯通道测护板拆卸安装困难，检修过程中容易出现夹手工伤，建议在侧护板的设计过程中采用小车结构。

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        2.4空调
        在日常检修中，空调系统的检修工作占比较大，空调新风、回风滤网清洁更换频次基本上每月一次，拆卸频次高，其对滤网的设计应尽量避免螺丝固定，同时在空调的设计中应充分考虑更换滤网时对其盖板不进行拆卸或小范围拆卸，将有效的避免应安装不到位或者螺丝易扣导致的检修成本的增加。
        2.5牵引、辅助供电
        在牵引辅助设备的设计中，因其受容量的限制，其设备的散热方式将直接影响检修成本，在能满足要求的前提下，首先要尽量考虑自然风冷，因北方受季节影响，春季设备强迫风冷的过程中杨柳絮吸附在滤网上形成毛毡，严重影响其设备的散热，只能扣停车辆增大检修频次降低故障率，这样无疑又会增大检修工作量，同时滤网的结构及其安装方式不应采用螺栓固定，采用卡扣形式将节省不少人力成本。
        城轨蓄电池大多数采用碱性、酸性电池，需要定期拆卸进行充放电，电池箱体的设计要充分考虑叉车拆卸的空间，内部接线应采用插接式，预防检修过程中发生短路打火事件。
        2.6制动系统
        基础制动系统闸瓦托设计要统型，闸瓦的拆装直接伴随车辆的整个寿命周期，其检修的便利性将节省很大的人力成本，同时空压机380V控制断路器应设置在车上司机室内，方便进行故障处理。停放制动缓解拉绳应设置在车下方便在地坑侧操作的位置。
        2.7车门
        车门设备作为车辆的关键设备，在修过程中人员需要伸手操作，在伸手过程中往往力量无法集中，容易失手造成工伤，制动器、丝杆、行程开关的安装不应该采用异形螺栓，门到位开关的复位簧采用扭簧形式替代压簧，同时为了避免玻璃挂钩失效，导致的车门玻璃破损，司机室门玻璃设计建议采用左右横向开关，门把手锁不采用二级钥匙锁闭。
        2.8PIS设备
        PIS设备属于车辆与乘客服务最为密切的设备，有着客运信息更新频繁的特点，在设计中应考虑无线传输系统，通过终端统一发送更新，同时在配合调取车辆大量监控视频时，车辆往往需要扣停，特别是在今年疫情期间流行病调查对车辆的影响尤为明显，在车辆监控系统的设计中视频的存储应采用最新的网络技术实现地面视频存储功能，这样将极大的避免调取视频对车辆运用的影响，与此同时自动报站的冗余及可靠性设计要作为重点进行考虑，将人工口播作为独立系统设计，防止列广全部消失造成的车辆无法继续运营。
        2.9烟火报警
        烟火报警系统作为当代地铁车辆强制安装的设备，一般安装在车辆电气柜、罩板内部，其设备安装受空间影响较大，对其检修的方便性要求不高，经常出现检修不便，更换困难，因此产品的可靠性设计尤为重要，在设计中不但要考虑车辆使用环境降低灰尘引起的误动作外，还要对无法有效区分灰尘与烟雾的吸入式探测器加装的过滤网，这就要求滤网要方便拆卸，不建议采用卡箍形式，建议采用卡扣形式。
        2.10车上电气
        电气线路作为车辆的关键部件属于隐蔽工程，其在设计上要充分利用线缆的使用寿命，做到不因其他原因单独换线的可能，车上电气线路绑扎及其紧固要充分考虑正线小曲线半径运行时线间、线与其他设备的干涉磨损，对可能出现磨损的地方要进行重点防护，同时线缆防护套管要选用安全可靠的材料。在过桥线防护材料的选型上建议少用PMA管形式，通过十年的运营经验，PMA管将在车辆大修期间批量老化断裂，现场维修困难，为了提高检修效率，往往更换整条电缆，造成因小失大的损失，在经济允许的条件下可以考虑控制信号与通信网络一体式传输的电缆，否则应该有针对性的采用分体式线夹，降低对其他线缆无故拆卸的频次，减少操作带来的故障率。
        结束语
        通过对天津地铁3号线车辆运营十年的故障跟踪分析，除了产品本身质量问题导致的批量故障外，其人为检修后未安装到位或安装后发生故障的占据50%，人为不参与检修的设备反而故障率较低。在人为参与检修的设备发生的故障中，不方便的拆卸安装的设备故障率占90%。
        在城市轨道交通发展的今天，其关键系统及其大部件的功能设计趋于成熟，各系统在标准化统型后会极大的降低车辆制造成本，但车辆的设计制造并非是一锤子买卖，其车辆后续的检修将会持续伴随车辆运营的整个寿命周期，安全可靠，方便检修的细节设计也将成为降低维修成本的主要手段，车辆厂应不断总结客户经验从提高用户检修方便性及智能运维设备的使用两方面入手，对车辆细节设计不断改进，降低运营成本。
        参考文献：
        [1] 2020年前三季度中国内地城市轨道交通线路概况：中国城市轨道交通协会.
        作者简介：
        石鹏飞（1987-），男，工程师，主要从事地铁车辆检修质量和故障诊断工作。