1 概論
車輛段、停車場是城市軌道交通系統的重要組成部分,但由于其投資和用地都較多,往往會和城市的整體規劃產生矛盾。雖然車輛段、停車場資源共享在國外已不乏先例,但在我國尚處于探索階段,因此有必要對車輛段、停車場資源共享的問題展開探討,以促進我國軌道交通事業的發展。
近年來越來越多的大型、特大型城市紛紛涌現。現代化城市不僅市區面積龐大,而且與周圍衛星城市連成一片,這對城市的交通系統提出了更高的要求,需要速度更快、流量更大的交通方式來支持日益膨脹的客流。因此,城市快速軌道交通在城市交通系統中的地位日益上升,北京、天津、上海、廣州等國際化都市紛紛制定了城市軌道交通發展規劃。以上海為例,按《上海市城市總體規劃》(1999 2020) ,遠景軌道交通網絡線路總長將達到805 km 。要支持規模龐大的城市軌道交通網絡順暢運行,必須要有相當數量的列車和車輛基地。為合理規劃城市土地,在滿足運營需要的前提下,通過資源共享優化城市軌道交通車輛段、停車場的規模和用地是十分有必要的。
2 國外大型城市軌道交通系統車輛段、停車場資源共享簡介
(1) 日本東京軌道交通系統車輛段、停車場布局
東京擁有243 km 的地鐵網絡,其地鐵車輛段、停車場分為3 個層次:第一層次為車輛檢修段(相當于停車場),主要承擔車輛的停放、清洗、月檢等工作,對長度較短的線路一般設置1 個檢修段,而長度較長的線路則設置2 個檢修段;第二層次為車輛修理車間,承擔車輛重要部件檢修和全面檢修,檢修以互換為主,效率較高;整個網絡共設置5 處檢修車間,一般2 條～3 條線共用1 處(相當于車輛段),如中野修理車間由銀座線和丸之內線二線共用,綾瀨修理車間由千代田線、有樂町線和南北線三線共用;第三層次為車輛CR(car re2 newal) 工廠,主要承擔車輛的大規模修理和改造,東京地鐵全網絡中一共設置了2 個CR 工廠,一個是小石川CR 工廠, 承擔銀座線、丸之內線的大規模車體修理,另一個是新木場CR 工廠,承擔除銀座線、丸之內線之外的所有營團線路的大規模車體修理。
(2) 日本扎幌軌道交通系統車輛段、停車場布局
札幌市營地鐵均采用魚鷹系列車輛,共設置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3000 系和5000 系車輛使用南車輛段,在東西線上運營的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,東西線和東豐線間設有聯絡線。東豐線雖然沒有車輛段,但是它設有榮町檢車線。
(3) 俄羅斯莫斯科軌道交通系統車輛段、停車場布局
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230 km 。莫斯科地鐵車輛維修采用大修與段修分修制,車輛大修廠集中承擔地鐵全系統車輛的大修任務。車輛段承擔本線車輛的定期修理(架修和定修) 、日常維修(月修、技術檢查、列檢、清掃洗刷) 和列車停放任務。莫斯科地鐵車輛段的設置根據線路長短而定,一般每條線設1 個車輛段;當線路長度超過30 km 時,可設2 個車輛段。莫斯科地鐵現已建13 個車輛段,2 個車輛大修廠。
(4) 德國柏林軌道交通系統車輛段、停車場布局
柏林地鐵現共有9 條線,總長146 km , 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。
(5) 德國慕尼黑軌道交通系統車輛段、停車場布局
慕尼黑現共有8 條線,運營正線總長85 km ,89 座車站。設有1 個主車輛段( 大修基地), 位于U6 的Frottmanning 站附近; 另外在U5 的終點站Neuperlach2 Sud 附近建有1 個主要停車場兼作中修基地。
3 上海已建車輛段、停車場簡介
在我國,上海城市軌道交通的發展速度異常迅猛, 自20 世紀90 年代初上海地鐵1 號線投入運營以來, 目前已有3 條線路共65 km 線路,骨架網絡的雛形已經形成,在“ 十五”期間還將新建成線路9 條,共約180 km , 基本形成骨架網絡。
地鐵1 號線作為上海第一條城市軌道交通線路, 建設時尚無法考慮與其他線路資源共享,因此設有完整的車輛停放和維修設施。新龍華車輛段與地鐵1 號線同期建成,之后又規劃了富錦路停車場,形成了一條線“一段一場”的格局,其后建設的線路也尚未形成網絡資源共享的理念。地鐵2 號線設計時考慮了北翟路車輛段和龍陽路停車場;明珠線一期設有寶鋼車輛段和石龍路停車場(表1) 。
表1 地鐵1 號、2 號線、明珠線一期車輛段、停車場設計規模
在網絡建設初期,各條線路尚無溝通聯絡的條件, 各線無法共享資源,必須獨立設置包括車輛段在內的各種設施,因此一條線“ 一段一場” 的格局在網絡建設初期是合理的。但隨著網絡的發展,每條線仍獨立設置各種設施,就會產生一定的弊端,主要體現在車輛段數量眾多,占地大,而各車輛段的設備利用率偏低,造成投資和用地的浪費。上海已建或已設計線路車輛基地能力利用率詳見表2 。
通過該表分析,車輛段建成初期由于配屬車輛較少、車輛較新,架、大修工作量一般不大,其設利用率往往不高。例如,地鐵1 號線新龍華車輛段和明珠線寶鋼車輛段在運營初期架、大修設施利用率都在50 % 以下;地鐵2 號線北翟路車輛段架、大修利用率為62 % 。另一方面,即使到了遠期,一些車輛段仍有較大的富余能力,如北翟路車輛段和寶鋼車輛段仍有增建架、大修設施的余地。因此可得出以下結論。
(1) 架、大修設施宜多線資源共享
城市軌道交通車輛段架、大修設施投資和用地較多,如果每條線都設置車輛段會造成架、大修設備利用率過低。明珠線一期寶鋼車輛段僅承擔明珠線一期車輛的架、大修,那么在遠期該車輛段的架、大修設施利用率也不到50 % , 因此將共線運營的明珠線一期和二期作為一個系統考慮,2 條線車輛的架、大修都由寶鋼車輛段承擔,寶鋼車輛段架、大修設施遠期的利用率可達98 %(表3) 。
地鐵2 號線的北翟路車輛段, 根據上海城市軌道交通網絡規劃, M5 和M2 線車輛的架、大修也由該車輛段承擔,這樣可大大提高北翟路車輛段架、大修設施的利用率(表3) 。
表3 寶鋼車輛段及地鐵2 號線北翟路車輛段架、大修能力共享分析
(2) 網絡中各車輛段架、大修設施可根據車輛檢修周期分批建設
由于城市軌道交通建成初期車輛配屬較少,車輛需要維修的工作量較小,車輛段架、大修設施的利用率往往偏低,因此初期架、大修工作量較少的線路可以緩建車輛段,利用其他線路已有的車輛段,這樣可避免車輛段的集中建設造成的投資過大,同時也可提高已建車輛段架、大修設施的利用率。根據上海地鐵1 、2 號線運營實際情況,地鐵2 號線在初期和近期車輛配屬量較少,且M2 和M5 線近期也尚未建成,在近期建造北翟路車輛段會造成架、大修設施的利用率偏低。因此,地鐵2 號線可推遲北翟路車輛段的建設年限,近期車輛架、大修利用已建成的地鐵1 號線新龍華車輛段(表4 、圖1) 。
由圖1 、表4 可見:地鐵1 號線車輛架、大修由新龍華車輛段承擔,其中16 列直流車的大修將于2002 年末開始,2005 年可完成;13 列交流車的大修在2004 年開始,2005 年也可結束。而這些車輛的下一次架修將要到2007 年才會發生,這樣在2005 年至2007 年的2 年時間內新龍華車輛段是無架、大修工作的,產生了任務真空帶。而地鐵2 號線的24 列車輛將于2005 年產生架修,至2007 年可完成,正好可利用新龍華車輛段進行,這樣既可填補新龍華車輛段在2005 年至2007 年間的任務空缺,也可使北翟路車輛段的架、大修設施緩建。
(3) 停車設施和一些日常檢修設施不宜資源共享
對于停車列檢、周檢、月檢以及定修等列車日常維護設施,其設施的投資較低而利用率一般較高,大多在80 %～90 % , 而且涉及每日的運營,檢修周期也較短。如在網絡中共享這些設施,必然會造成大量車輛的取送,這不但會增加運營成本,也會給運營組織和計劃帶來不便。因此,這些設施不宜考慮資源共享,一般各線獨立設置較為適宜。
4 實現車輛段、停車場資源共享需考慮的因素
(1) 需合理設置聯絡線
聯絡線的設置是實現車輛段、停車場資源共享的重要途徑,它使網絡中的各條線路相互溝通,以實現檢修車輛在線路間的往返取送。聯絡線分城市軌道交通與國鐵間聯絡線和城市軌道交通與城市軌道交通間聯絡線2 種,原則上聯絡線的設置以后者為主,主要因為采用后者可使檢修車輛走行距離短,調度方便。
聯絡線的設置受地形條件、設備條件(信號制式、供電方式、建筑限界??) 、設備能力(主要車輛段大、架修能力) 等因素制約,而且還須符合必要性、可行性、經濟性。特別是地下聯絡線,一般造價較高,有必要經過技術經濟比較后才能確定。
在軌道交通系統初期,由于網絡尚未成形,城市軌道交通線路間的互相聯絡條件較差,可適當利用國鐵相互溝通。隨著城市軌道交通系統的發展,網絡逐步成形,城市軌道交通線路間的聯絡條件較好時,應多考
車輛段、停車場是城市軌道交通系統的重要組成部分,但由于其投資和用地都較多,往往會和城市的整體規劃產生矛盾。雖然車輛段、停車場資源共享在國外已不乏先例,但在我國尚處于探索階段,因此有必要對車輛段、停車場資源共享的問題展開探討,以促進我國軌道交通事業的發展。
近年來越來越多的大型、特大型城市紛紛涌現。現代化城市不僅市區面積龐大,而且與周圍衛星城市連成一片,這對城市的交通系統提出了更高的要求,需要速度更快、流量更大的交通方式來支持日益膨脹的客流。因此,城市快速軌道交通在城市交通系統中的地位日益上升,北京、天津、上海、廣州等國際化都市紛紛制定了城市軌道交通發展規劃。以上海為例,按《上海市城市總體規劃》(1999 2020) ,遠景軌道交通網絡線路總長將達到805 km 。要支持規模龐大的城市軌道交通網絡順暢運行,必須要有相當數量的列車和車輛基地。為合理規劃城市土地,在滿足運營需要的前提下,通過資源共享優化城市軌道交通車輛段、停車場的規模和用地是十分有必要的。
2 國外大型城市軌道交通系統車輛段、停車場資源共享簡介
(1) 日本東京軌道交通系統車輛段、停車場布局
東京擁有243 km 的地鐵網絡,其地鐵車輛段、停車場分為3 個層次:第一層次為車輛檢修段(相當于停車場),主要承擔車輛的停放、清洗、月檢等工作,對長度較短的線路一般設置1 個檢修段,而長度較長的線路則設置2 個檢修段;第二層次為車輛修理車間,承擔車輛重要部件檢修和全面檢修,檢修以互換為主,效率較高;整個網絡共設置5 處檢修車間,一般2 條～3 條線共用1 處(相當于車輛段),如中野修理車間由銀座線和丸之內線二線共用,綾瀨修理車間由千代田線、有樂町線和南北線三線共用;第三層次為車輛CR(car re2 newal) 工廠,主要承擔車輛的大規模修理和改造,東京地鐵全網絡中一共設置了2 個CR 工廠,一個是小石川CR 工廠, 承擔銀座線、丸之內線的大規模車體修理,另一個是新木場CR 工廠,承擔除銀座線、丸之內線之外的所有營團線路的大規模車體修理。
(2) 日本扎幌軌道交通系統車輛段、停車場布局
札幌市營地鐵均采用魚鷹系列車輛,共設置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3000 系和5000 系車輛使用南車輛段,在東西線上運營的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,東西線和東豐線間設有聯絡線。東豐線雖然沒有車輛段,但是它設有榮町檢車線。
(3) 俄羅斯莫斯科軌道交通系統車輛段、停車場布局
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230 km 。莫斯科地鐵車輛維修采用大修與段修分修制,車輛大修廠集中承擔地鐵全系統車輛的大修任務。車輛段承擔本線車輛的定期修理(架修和定修) 、日常維修(月修、技術檢查、列檢、清掃洗刷) 和列車停放任務。莫斯科地鐵車輛段的設置根據線路長短而定,一般每條線設1 個車輛段;當線路長度超過30 km 時,可設2 個車輛段。莫斯科地鐵現已建13 個車輛段,2 個車輛大修廠。
(4) 德國柏林軌道交通系統車輛段、停車場布局
柏林地鐵現共有9 條線,總長146 km , 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。
(5) 德國慕尼黑軌道交通系統車輛段、停車場布局
慕尼黑現共有8 條線,運營正線總長85 km ,89 座車站。設有1 個主車輛段( 大修基地), 位于U6 的Frottmanning 站附近; 另外在U5 的終點站Neuperlach2 Sud 附近建有1 個主要停車場兼作中修基地。
3 上海已建車輛段、停車場簡介
在我國,上海城市軌道交通的發展速度異常迅猛, 自20 世紀90 年代初上海地鐵1 號線投入運營以來, 目前已有3 條線路共65 km 線路,骨架網絡的雛形已經形成,在“ 十五”期間還將新建成線路9 條,共約180 km , 基本形成骨架網絡。
地鐵1 號線作為上海第一條城市軌道交通線路, 建設時尚無法考慮與其他線路資源共享,因此設有完整的車輛停放和維修設施。新龍華車輛段與地鐵1 號線同期建成,之后又規劃了富錦路停車場,形成了一條線“一段一場”的格局,其后建設的線路也尚未形成網絡資源共享的理念。地鐵2 號線設計時考慮了北翟路車輛段和龍陽路停車場;明珠線一期設有寶鋼車輛段和石龍路停車場(表1) 。
表1 地鐵1 號、2 號線、明珠線一期車輛段、停車場設計規模
在網絡建設初期,各條線路尚無溝通聯絡的條件, 各線無法共享資源,必須獨立設置包括車輛段在內的各種設施,因此一條線“ 一段一場” 的格局在網絡建設初期是合理的。但隨著網絡的發展,每條線仍獨立設置各種設施,就會產生一定的弊端,主要體現在車輛段數量眾多,占地大,而各車輛段的設備利用率偏低,造成投資和用地的浪費。上海已建或已設計線路車輛基地能力利用率詳見表2 。
通過該表分析,車輛段建成初期由于配屬車輛較少、車輛較新,架、大修工作量一般不大,其設利用率往往不高。例如,地鐵1 號線新龍華車輛段和明珠線寶鋼車輛段在運營初期架、大修設施利用率都在50 % 以下;地鐵2 號線北翟路車輛段架、大修利用率為62 % 。另一方面,即使到了遠期,一些車輛段仍有較大的富余能力,如北翟路車輛段和寶鋼車輛段仍有增建架、大修設施的余地。因此可得出以下結論。
(1) 架、大修設施宜多線資源共享
城市軌道交通車輛段架、大修設施投資和用地較多,如果每條線都設置車輛段會造成架、大修設備利用率過低。明珠線一期寶鋼車輛段僅承擔明珠線一期車輛的架、大修,那么在遠期該車輛段的架、大修設施利用率也不到50 % , 因此將共線運營的明珠線一期和二期作為一個系統考慮,2 條線車輛的架、大修都由寶鋼車輛段承擔,寶鋼車輛段架、大修設施遠期的利用率可達98 %(表3) 。
地鐵2 號線的北翟路車輛段, 根據上海城市軌道交通網絡規劃, M5 和M2 線車輛的架、大修也由該車輛段承擔,這樣可大大提高北翟路車輛段架、大修設施的利用率(表3) 。
表3 寶鋼車輛段及地鐵2 號線北翟路車輛段架、大修能力共享分析
(2) 網絡中各車輛段架、大修設施可根據車輛檢修周期分批建設
由于城市軌道交通建成初期車輛配屬較少,車輛需要維修的工作量較小,車輛段架、大修設施的利用率往往偏低,因此初期架、大修工作量較少的線路可以緩建車輛段,利用其他線路已有的車輛段,這樣可避免車輛段的集中建設造成的投資過大,同時也可提高已建車輛段架、大修設施的利用率。根據上海地鐵1 、2 號線運營實際情況,地鐵2 號線在初期和近期車輛配屬量較少,且M2 和M5 線近期也尚未建成,在近期建造北翟路車輛段會造成架、大修設施的利用率偏低。因此,地鐵2 號線可推遲北翟路車輛段的建設年限,近期車輛架、大修利用已建成的地鐵1 號線新龍華車輛段(表4 、圖1) 。
由圖1 、表4 可見:地鐵1 號線車輛架、大修由新龍華車輛段承擔,其中16 列直流車的大修將于2002 年末開始,2005 年可完成;13 列交流車的大修在2004 年開始,2005 年也可結束。而這些車輛的下一次架修將要到2007 年才會發生,這樣在2005 年至2007 年的2 年時間內新龍華車輛段是無架、大修工作的,產生了任務真空帶。而地鐵2 號線的24 列車輛將于2005 年產生架修,至2007 年可完成,正好可利用新龍華車輛段進行,這樣既可填補新龍華車輛段在2005 年至2007 年間的任務空缺,也可使北翟路車輛段的架、大修設施緩建。
(3) 停車設施和一些日常檢修設施不宜資源共享
對于停車列檢、周檢、月檢以及定修等列車日常維護設施,其設施的投資較低而利用率一般較高,大多在80 %～90 % , 而且涉及每日的運營,檢修周期也較短。如在網絡中共享這些設施,必然會造成大量車輛的取送,這不但會增加運營成本,也會給運營組織和計劃帶來不便。因此,這些設施不宜考慮資源共享,一般各線獨立設置較為適宜。
4 實現車輛段、停車場資源共享需考慮的因素
(1) 需合理設置聯絡線
聯絡線的設置是實現車輛段、停車場資源共享的重要途徑,它使網絡中的各條線路相互溝通,以實現檢修車輛在線路間的往返取送。聯絡線分城市軌道交通與國鐵間聯絡線和城市軌道交通與城市軌道交通間聯絡線2 種,原則上聯絡線的設置以后者為主,主要因為采用后者可使檢修車輛走行距離短,調度方便。
聯絡線的設置受地形條件、設備條件(信號制式、供電方式、建筑限界??) 、設備能力(主要車輛段大、架修能力) 等因素制約,而且還須符合必要性、可行性、經濟性。特別是地下聯絡線,一般造價較高,有必要經過技術經濟比較后才能確定。
在軌道交通系統初期,由于網絡尚未成形,城市軌道交通線路間的互相聯絡條件較差,可適當利用國鐵相互溝通。隨著城市軌道交通系統的發展,網絡逐步成形,城市軌道交通線路間的聯絡條件較好時,應多考
