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动车组年度高级检修量预测方法

发表时间：2020/11/24 来源：《基层建设》2020年第22期作者：胡跃华

[导读] 摘要：动车组高级检修量的预测对铁路行业的发展具有前瞻性的重要意义，基于此，本文对动车组年度高级检修量预测方法进行了详细论述。

        中车唐山机车车辆有限公司河北唐山 064000
        摘要：动车组高级检修量的预测对铁路行业的发展具有前瞻性的重要意义，基于此，本文对动车组年度高级检修量预测方法进行了详细论述。
        关键词：动车组；高级检修；预测方法
        为了保证动车组运行的稳定性和安全性，减少备用车，提高检备率，定期维护保养和检修是必不可少的手段。动车组高级检修采用整体检修模式，既不能对动车组内的车辆进行分批检修，也不能让所含车辆与其他动车或非动车辆组合担当运行任务。考虑到高级检修周期为30～60d，随着动车组上线车组数量的增加，对高级检修能力的要求也越来越高。如何根据现行动车组运行规律与检修能力间的制约关系，估算未来检修需求及能力的变化情况，对合理安排动车组运行维修计划，制定检修单位中长期建设方案，确保动车组合理稳定运行，具有重要的现实意义。
        一、动车组概述
        动车组即动车组列车，由若干节动车（动力车厢或传统机车）与拖车（无动力车厢）经固定编组形成的一类列车。动车组相比传统列车，具有不随意更改编组和折返不摘挂机车特点，其中多动力分布式动车组具有轴重轻、加速性能好、运用灵活等优点，适用于小编组、大密度客运组织，广泛运用于城际捷运，以及城市轨道交通列车中。
        二、年度高级检修计划
        1、年度高级检修计划编制流程。各铁路局根据动车组检修规程及走行公里情况，编制年度三、四、五级检修方案计划，并上报。上级铁路部门根据信息系统自动调度的年计划，结合施修单位的检修能力及运输需要，重新协调，最终完成全路高级检修年度计划的编制和发布。高级检修年度计划编制业务流程如图1所示。
        图１

        2、年度计划侧重点。图1中的系统预排检修计划是指根据动车组检修规程的要求，依据动车组走行数据，设计一定的计算规则，通过计算机自动计算出动车组高级检修的相关信息，作为相关人员编制计划的参考依据。
        年度检修计划不太注重具体检修车组详细信息的准确性，而更注重这些检修组信息在时间周期内形成的统计规律，如下一年度或未来某一年度总检修的车组数和标准列数，以及每种车型的检修量，即每种车型有多少车组需进行三、四、五级检修等。这些统计规律数据对合理安排动车组运行及检修具有指导意义，为检修单位检修能力建设提供参考意见。
        三、高级检修预测算法
        动车组高级检修量预测的目的不是为了准确地获得动车组高级检修的准确时间，而是为了得到可能发生的检修量统计规律，根据计算原理的不同，预测算法可分为推算法及走行公里倍除法。
        1、推算法。它是以单个动车组既有运行规律的相关数据为初始值，依次计算出动车组下一次甚至多次高级检修的具体日期，然后根据需要统计出某一时段内动车组的高级检修量，作为该时段高级检修的预测量。
        推算法的有效性主要基于以下假设前提：动车组在预测前一定时间内保持运行及检修规律不变；不同动车组的运行和检修过程相对独立，不存在依赖关系；忽略一、二级检修修时；动车组高级检修时，严格按计划检修的安排进行，不缩短或延长检修天数。
        2、走行公里倍除法。其是通过提供某车型的日均走行信息，从宏观统计角度计算出该车型每车组一年内的各级检修量，根据车组总量与车型对检修数量求和，以时间长度为系数，得到一定时期内可能产生的高级检修总量。
        根据高级检修程高优先级的规律，在计算低级修程的检修量时，需减去可能发生的较高级检修程的检修量。该方法的有效性基于以下方面的假设：同一型号的所有动车组同时上线，初始走行公里为0，日均走行公里相同；统计时段内某一车型的总投放列数已知；未投入使用的车型与现有某种车型运行及检修规律相同。
        3、算法适用性比较。推算法能根据现有动车组在一段时间内的走行信息，准确计算出其日均走行公里，而且每个车组都有一个明确的上次高级检修竣日期或上线运行起始日期，该方法可递归推算出未来动车组多次精确的检修时间，适用于已投入运行的动车组。
        走行公里倍除法以车型为单位，利用已知的总车组数，粗略估算每年的高级检修量。由于未考虑在线车组的上线时间长短与走行公里的差异，因而其结果没有推算法准确。但对尚未投入使用的车型，在已知计划生产总量的情况下，可随时预测高级检修量，适用于未投入运营的车组或车型的高级检修量预测。
        四、计算结果
        在实际应用中，已上线的动车组将继续产生高级检修，同时，未上线车组在运行一段时间后也将可能发生高级检修。因此，有必要将这两种计算方法结合起来，获得更全面、更准确的预测数据，以作为检修单位中长期检修能力建设的参考依据。
        1、检修总量预测。截至目前为止，铁路部门共配置CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380等动车组，这些动车组每天担当近2000个车次的运营任务。根据每款车型不同的高级检修周期规定，每半年至一年进行一次高级检修，而且每一轮高级检修的修程规律为三级、四级、三级、五级修，其中北京、上海、武汉、广州等8家单位承担动车组高级检修任务。通过对动车组年高级检修量的估算，可使年度检修任务均衡分配，有效合理地利用现有检修能力，对未来较长时期内的高级检修量进行估算，标识检修能力的发展趋势，从而为检修能力的建设规划提供数据支持。
        对于已上线的动车组，本文采用推算法得到可能发生的高级检修量，如图2、3所示。图3中的车型1～12表示CRHIA、CRHIB、CRHIE、CRH2A、CRH2B、CRH2C、CRH2E、CRH380A、CRH380AL、CRH380BL、CRH3C、CRH5A车型。从图2可知，无论上线日均走行公里还是自然日均走行公里，各修程检修量与总检修量的变化趋势是一致的。从图3可知，除CRHIA与CRHIE车型外，不同车型的检修量在不同日均走行取值下也有相同的变化规律。CRHIA与CRHIE车型因上线时间较早，检修状况不仅受修程公里的限制，还受修程时间年限的限制，也就是说，即使动车组不上线运行，在停放一定时间后，也需进行相应的高级检修。日均走行公里取值的差异对不同车型、不同修程的高级检修预测规律没有影响，这充分说明了预测方法的稳定性及可靠性。
        图2                             图3

        对未上线车型，采用走行公里倍除法进行计算。假设即将上线的短编组动车组车型为CRH380E（30台）及CRH380F（20台），参照CRH380A型车的走行规律，长编组车型CRH380EL（50组）、CRH380FL（120组）参照CRH380AL的走行规律，则可能发生的高级检修量分为2种情况。
        1）采用180d自然日均走行计算时，这些车型会产生三级修45组、四级修22组、五级修22组，其89组。
        2）采用180 d上线日均走行计算时，会产生三级修71组、四级修35组、五级修35组，共141组。将已上线和未上线车组预测数量相加进行相关处理，即为可能发生的高级检修总量。
        2、预测检修总量与实际检修计划的归一化数据误差对比。在实际高级检修计划中，动车组总配属为800组，计划总检修563组，其中三级修317组，四级修156组，五级修90组，该计划是参照上线日均走行公里进行计算的。考虑动车组配属总数不同会给预测对比带来影响，在对比过程中，将实际检修计划和预测计划的总检修组数进行数量归一化，得到两者上线日均预测的计划误差，从其结果可知，总检修组数和三、四级检修误差均在±10%内，三级修的预测值几乎与实际计划值完全相同，但五级修的预测值与实际计划相差甚远。其原因在于：五级修修程为三级修修程的4倍，在动车组上线运行的最初2～3年内，除个别车型外，几乎不会发生五级检修，因此，在有大批动车组同时投产使用时，五级修检修量预测偏差较大；五级修修程最长，在运用中需经历两次三级修和一次四级修才能达到修程，其间动态影响检修周期的因素较另两个修程更多、更复杂，预测难度更高，需有更完备的预测模型和方法。
        参考文献：
        [1]王忠凯.动车组运用和检修计划一体化编制模型及算法[J].中国铁道科学，2015（03）.
        [2]陈彦.动车组高级修检修计划编制模型与算法[J].铁路计算机应用，2015（01）.
        [3]张惟皎.动车组年度高级检修量预测方法[J].交通运输工程学报，2016（04）.