浅谈城市轨道交通车辆段、停车场资源共享

1 　概论
车辆段、停车场是城市轨道交通系统的重要组成部分,但由于其投资和用地都较多,往往会和城市的整体规划产生矛盾。虽然车辆段、停车场资源共享在国外已不乏先例,但在我国尚处于探索阶段,因此有必要对车辆段、停车场资源共享的问题展开探讨,以促进我国轨道交通事业的发展。
近年来越来越多的大型、特大型城市纷纷涌现。现代化城市不仅市区面积庞大,而且与周围卫星城市连成一片,这对城市的交通系统提出了更高的要求,需要速度更快、流量更大的交通方式来支持日益膨胀的客流。因此,城市快速轨道交通在城市交通系统中的地位日益上升,北京、天津、上海、广州等国际化都市纷纷制定了城市轨道交通发展规划。以上海为例,按《上海市城市总体规划》(1999 2020) ,远景轨道交通网络线路总长将达到805 km 。要支持规模庞大的城市轨道交通网络顺畅运行,必须要有相当数量的列车和车辆基地。为合理规划城市土地,在满足运营需要的前提下,通过资源共享优化城市轨道交通车辆段、停车场的规模和用地是十分有必要的。
2 　国外大型城市轨道交通系统车辆段、停车场资源共享简介
　　(1) 日本东京轨道交通系统车辆段、停车场布局
东京拥有243 km 的地铁网络,其地铁车辆段、停车场分为3 个层次:第一层次为车辆检修段(相当于停车场),主要承担车辆的停放、清洗、月检等工作,对长度较短的线路一般设置1 个检修段,而长度较长的线路则设置2 个检修段;第二层次为车辆修理车间,承担车辆重要部件检修和全面检修,检修以互换为主,效率较高;整个网络共设置5 处检修车间,一般2 条～3 条线共用1 处(相当于车辆段),如中野修理车间由银座线和丸之内线二线共用,绫濑修理车间由千代田线、有乐町线和南北线三线共用;第三层次为车辆CR(car re2 newal) 工厂,主要承担车辆的大规模修理和改造,东京地铁全网络中一共设置了2 个CR 工厂,一个是小石川CR 工厂, 承担银座线、丸之内线的大规模车体修理,另一个是新木场CR 工厂,承担除银座线、丸之内线之外的所有营团线路的大规模车体修理。
(2) 日本扎幌轨道交通系统车辆段、停车场布局
札幌市营地铁均采用鱼鹰系列车辆,共设置3 个车辆段,包括南北线的南车辆段、东西线的西车辆段和东车辆段。在南北线上鱼鹰3000 系和5000 系车辆使用南车辆段,在东西线上运营的6000 系和8000系车辆使用东车辆段。东丰线没有车辆段,它的7000 系车辆使用东西线的西车辆段,东西线和东丰线间设有联络线。东丰线虽然没有车辆段,但是它设有荣町检车线。
(3) 俄罗斯莫斯科轨道交通系统车辆段、停车场布局
莫斯科地铁始建于1933 年。截至1993 年,莫斯科地铁线路总长度已达230 km 。莫斯科地铁车辆维修采用大修与段修分修制,车辆大修厂集中承担地铁全系统车辆的大修任务。车辆段承担本线车辆的定期修理(架修和定修) 、日常维修(月修、技术检查、列检、清扫洗刷) 和列车停放任务。莫斯科地铁车辆段的设置根据线路长短而定,一般每条线设1 个车辆段;当线路长度超过30 km 时,可设2 个车辆段。莫斯科地铁现已建13 个车辆段,2 个车辆大修厂。
(4) 德国柏林轨道交通系统车辆段、停车场布局
柏林地铁现共有9 条线,总长146 km , 主要有2 个车辆段(大修基地), 分别位于U2 的Olympia -station 站和U6 的Holzhauser Strabe 站附近。
(5) 德国慕尼黑轨道交通系统车辆段、停车场布局
慕尼黑现共有8 条线,运营正线总长85 km ,89 座车站。设有1 个主车辆段( 大修基地), 位于U6 的Frottmanning 站附近; 另外在U5 的终点站Neuperlach2 Sud 附近建有1 个主要停车场兼作中修基地。
3 　上海已建车辆段、停车场简介
在我国,上海城市轨道交通的发展速度异常迅猛, 自20 世纪90 年代初上海地铁1 号线投入运营以来, 目前已有3 条线路共65 km 线路,骨架网络的雏形已经形成,在“ 十五”期间还将新建成线路9 条,共约180 km , 基本形成骨架网络。
地铁1 号线作为上海第一条城市轨道交通线路, 建设时尚无法考虑与其他线路资源共享,因此设有完整的车辆停放和维修设施。新龙华车辆段与地铁1 号线同期建成,之后又规划了富锦路停车场,形成了一条线“一段一场”的格局,其后建设的线路也尚未形成网络资源共享的理念。地铁2 号线设计时考虑了北翟路车辆段和龙阳路停车场;明珠线一期设有宝钢车辆段和石龙路停车场(表1) 。
表1 　地铁1 号、2 号线、明珠线一期车辆段、停车场设计规模
在网络建设初期,各条线路尚无沟通联络的条件, 各线无法共享资源,必须独立设置包括车辆段在内的各种设施,因此一条线“ 一段一场” 的格局在网络建设初期是合理的。但随着网络的发展,每条线仍独立设置各种设施,就会产生一定的弊端,主要体现在车辆段数量众多,占地大,而各车辆段的设备利用率偏低,造成投资和用地的浪费。上海已建或已设计线路车辆基地能力利用率详见表2 。
通过该表分析,车辆段建成初期由于配属车辆较少、车辆较新,架、大修工作量一般不大,其设利用率往往不高。例如,地铁1 号线新龙华车辆段和明珠线宝钢车辆段在运营初期架、大修设施利用率都在50 % 以下;地铁2 号线北翟路车辆段架、大修利用率为62 % 。另一方面,即使到了远期,一些车辆段仍有较大的富余能力,如北翟路车辆段和宝钢车辆段仍有增建架、大修设施的余地。因此可得出以下结论。
(1) 架、大修设施宜多线资源共享
城市轨道交通车辆段架、大修设施投资和用地较多,如果每条线都设置车辆段会造成架、大修设备利用率过低。明珠线一期宝钢车辆段仅承担明珠线一期车辆的架、大修,那么在远期该车辆段的架、大修设施利用率也不到50 % , 因此将共线运营的明珠线一期和二期作为一个系统考虑,2 条线车辆的架、大修都由宝钢车辆段承担,宝钢车辆段架、大修设施远期的利用率可达98 %(表3) 。
地铁2 号线的北翟路车辆段, 根据上海城市轨道交通网络规划, M5 和M2 线车辆的架、大修也由该车辆段承担,这样可大大提高北翟路车辆段架、大修设施的利用率(表3) 。
表3 　宝钢车辆段及地铁2 号线北翟路车辆段架、大修能力共享分析 　
　(2) 网络中各车辆段架、大修设施可根据车辆检修周期分批建设
由于城市轨道交通建成初期车辆配属较少,车辆需要维修的工作量较小,车辆段架、大修设施的利用率往往偏低,因此初期架、大修工作量较少的线路可以缓建车辆段,利用其他线路已有的车辆段,这样可避免车辆段的集中建设造成的投资过大,同时也可提高已建车辆段架、大修设施的利用率。根据上海地铁1 、2 号线运营实际情况,地铁2 号线在初期和近期车辆配属量较少,且M2 和M5 线近期也尚未建成,在近期建造北翟路车辆段会造成架、大修设施的利用率偏低。因此,地铁2 号线可推迟北翟路车辆段的建设年限,近期车辆架、大修利用已建成的地铁1 号线新龙华车辆段(表4 、图1) 。
由图1 、表4 可见:地铁1 号线车辆架、大修由新龙华车辆段承担,其中16 列直流车的大修将于2002 年末开始,2005 年可完成;13 列交流车的大修在2004 年开始,2005 年也可结束。而这些车辆的下一次架修将要到2007 年才会发生,这样在2005 年至2007 年的2 年时间内新龙华车辆段是无架、大修工作的,产生了任务真空带。而地铁2 号线的24 列车辆将于2005 年产生架修,至2007 年可完成,正好可利用新龙华车辆段进行,这样既可填补新龙华车辆段在2005 年至2007 年间的任务空缺,也可使北翟路车辆段的架、大修设施缓建。
(3) 停车设施和一些日常检修设施不宜资源共享
对于停车列检、周检、月检以及定修等列车日常维护设施,其设施的投资较低而利用率一般较高,大多在80 %～90 % , 而且涉及每日的运营,检修周期也较短。如在网络中共享这些设施,必然会造成大量车辆的取送,这不但会增加运营成本,也会给运营组织和计划带来不便。因此,这些设施不宜考虑资源共享,一般各线独立设置较为适宜。
4 　实现车辆段、停车场资源共享需考虑的因素
(1) 需合理设置联络线
联络线的设置是实现车辆段、停车场资源共享的重要途径,它使网络中的各条线路相互沟通,以实现检修车辆在线路间的往返取送。联络线分城市轨道交通与国铁间联络线和城市轨道交通与城市轨道交通间联络线2 种,原则上联络线的设置以后者为主,主要因为采用后者可使检修车辆走行距离短,调度方便。
联络线的设置受地形条件、设备条件(信号制式、供电方式、建筑限界??) 、设备能力(主要车辆段大、架修能力) 等因素制约,而且还须符合必要性、可行性、经济性。特别是地下联络线,一般造价较高,有必要经过技术经济比较后才能确定。
在轨道交通系统初期,由于网络尚未成形,城市轨道交通线路间的互相联络条件较差,可适当利用国铁相互沟通。随着城市轨道交通系统的发展,网络逐步成形,城市轨道交通线路间的联络条件较好时,应多考