高速动车组高级修计划优化方法研究

单浩宇

中车唐山机车车辆有限公司  河北省唐山市  064000

摘要：目前高速动车组高级修计划的编制主要还是依靠人工进行编制，但是对于动车组车辆的高级修计划编制相对比较复杂的问题，仅仅依靠人工编制会的难度相对较大，同时在动车组车辆的运行过程中还需要根据具体情况不断对高级修计划进行调整。因此为了做好高速动车组的检修工作，本文通过利用数学模型的方式对高速动车组高级修计划进行编制优化方法进行了研究。

关键词：高速动车组；高级修计划；动车组检修；优化研究

随着我国科学技术发展水平的不断提高，高速铁路已经成为我国交通网络体系建设中的重要组成部分，与此同时随着高铁系统的发展也在极大程度上推动了我国经济的飞速发展。经过近些年不断的发展，我国的高铁里程数不断提高，高铁动车技术也处于国际领先地位，动车组的数量也在逐渐增长。面对日益复杂的高速铁路网络，如何确保运用动车组运行的安全高效就成为了该领域研究者所关注的热点问题。同时随着动车组车辆运行里程数的增加，为了确保动车组的安全与稳定，对于动车组车辆的检修工作就显得格外重要。但是由于动车组车辆的高级修周期相对较短，但是检修的时间较长，这就会严重影响动车组车辆的运行。基于目前这个问题，就需要对动车组车辆高级修计划的编制进行优化。目前高速动车组高级修计划的编制主要还是依靠人工进行编制，但是对于动车组车辆的高级修计划编制相对比较复杂的问题，仅仅依靠人工编制会的难度相对较大，同时在动车组车辆的运行过程中还需要根据具体情况不断对高级修计划进行调整，因此为了做好高速动车组的检修工作，就需要对高速动车组高级修计划优化方法进行研究。

一、高速动车组高级修计划编制的要点

编制动车组高级修计划时，应当充分考虑以下几个方面。首先编制的检修计划应当充分结合动车组的实际运行需求，特别是在客流高峰时期要提供足够数量且安全的动车组，不出现缺车现象。因此，编制高级修计划时应当充分满足动车组的用车需求。其次编制的检修计划应当充分协调检修基地的检修能力，尽量使得动车组全年的检修计划均衡，不让其在客流高峰期前后过于的繁忙，而过了该段时间以后，在平峰时期检修基地无事可做。不利于资源的合理分配。另外，编制的检修计划应当最大限度的发挥动车组的使用率，让动车组在一个检修周期内尽可能的运行充分，这样就会减少资源的浪费，也可以提高铁路的收益。最后，编制的检修计划要完全依托动车组高级修的检修规程，在合法的前提下再考虑高级修计划是否合理。

二、以数学模型优化高速动车组高级修计划

（一）数学模型边界条件的设定

动车组高级修计划的编制受到很多因素的影响，如果考虑所有的因素，会导致问题变得非常的庞大且复杂，降低计划的编制效率，最终影响动车组的使用。因此必须缩小问题的范围，使得编制高级修计划的难度下降，但也应当贴合实际，因此我们在建立模型时主要针对一些重要的影响因素，忽略一些次要因素。为了简化数学模型的复杂性，可以对边界条件进行以下的设定，首先可以扩大数学模型中的计划周期范围。在实际的高级修计划编制中，一般是以年为单位进行编制的，最终得到的是一年的计划。但是为了提高编制的准确性和合理性，可以将计划期进行适当延长。其次可以将运行里程作为检修周期，由于运行距离和运行时间是判断动车组是否进行高级修的两个指标，在实际中，一般是先达到运行里程。因此在高级修编制中，检修周期指的是运行里程。另外可以确定动车组每日走行量为定值。通过对动车组的运行规律进行分析，可以发现动车组的累积行驶公里数与时间成线性关系，因此可以利用平均量来描述动车组的运行，因此在进行边界条件设定时，可以确定动车组每日行驶公里数是一个定值。最后为了简化数学模型的复杂性，可以忽略对于检修地点的选择。

（二）以数学模型进行优化的目标

因为动车组购买、维修等成本高，而且动车组在每个运行周期内剩余的能力不能延续到下一个周期，因此我们希望在每个运行周期内动车组都能将最大的能力发挥出来。理论上当动车组高级修的计划送修日期越靠近送修时间的下限，动车组的使用效能是越低的，而且计划送修日期没有达到下限也是可以的，而计划送修日期越靠近送修时间的上限时，利用率越高，但不能超过上限，一旦超过动车组的安全就不能保证。因此可以设立优化的目标是最大程度的发挥动车组在本运行周期内的运行能力，即让动车组的送修时间尽量靠近时间窗的上限，但不能超过。所以，目标函数建立时，我们让动车组的损失里程最小，使检修时间窗上限与动车组计划送修时间相差最小。

（三）数学模型的约束条件

首先数学模型的约束条件为对于高级修资金的约束，目前，我国动车组运营成本居高不下，成本的投入主要包含购买动车组以及相关设备，还有动车组检修方面的花费，而在动车组的维修成本中，约有八成维修费用花在了高级修上面，由此看来动车组在高级修上面花费的资金是巨大的。而且我国的维修体制是预防修，那么提前送修会导致高级修次数的增加，造成维修费用的增加，因此，想要增加收益，就必须降低动车组的维修费用。因此，应当使得每年动车组高级修送修的费用不应超过一定的限额。

其次就是对检修率的约束，检修率为某天进行高级修的动车组数量与动车组总量的比值。动车组最大的目的，就是要让每一位旅客都有车可坐，使旅客的乘车需求得到满足，特别是在春运、暑运这样的客流高峰时期，旅客众多，要充分满足旅客的出行需求，因此要保证该段时期内进行高级修的动车组数量很少，动车组在这些时期检修率不超过一定的值，充分满足动车组的上线使用。因此，使得各个阶段特别是春运和暑运的检修率不超过最大高级检修率。

最后就是对于检修能力的约束，目前全部的动车检修基地都可以进行三级修，主机厂可以负责更高级的检修。我们在路局角度进行问题的研究，同时为了简化问题，可以认为主机厂的检修能力不受限制，即认为四级和五级检修能力充足，主要考虑三级修检修能力的限制，而且，因为动车组整列编组进行检修，所以当动车组编组数为8时，占用一个检修资源，当动车组编组数为16时，占用两个检修资源，约束更加符合实际。

处理以上几个约束条件外，送修时间的限定和检修接车能力也可以作为高速动车组高级修计划优化数学模型的约束条件。

四、结论

动车组车辆的高级修对于动车组车辆的平稳运行起到极其关键的作用。由于动车组车辆进行高级修的时间和周期特点，其势必会对动车组车辆的运行数量产生一定的影响，因此在客运量较大的时期，为了确保旅客出行的满意度，就必须对动车组车辆的高级修计划进行较好的编制。采用手动编制动车组的高级修计划，编制的工作量大，工作人员需要耗费大量的时间才能进行较好的编制，大大增加了工作人员的工作负荷。同时采用人工编制的高级修计划在实际运营中，还要根据实际运行情况进行修改，导致人工编制方案对于动车组的利用率大大降低，不能充分利用动车组资源，导致检修次数的增加，使得动车组车辆的检修成本的大大上升。因此人工编制的高级修计划已经越来越无法满足需求，并对高速动车组的高级修计划进行优化。该领域的相关人员通过建立数学模型和其他的方式，对高速动车组的高级修计划进行优化，提高动车组高级修计划编制的效率，降低工作人员的工作难度和工作量，提高动车组车辆检修的质量与效率，保障我国高速铁路的持续健康发展。

参考文献

[1]张笑天.动车组高级修智能化信息管理系统研究[J].铁道车辆,2020,58(11):37-39+6.

[2]赵晋佳.浅析动车组高级修送修计划管理[J].运输经理世界,2020(10):13-14.

[3]武建平,何君礼,林柏梁,王辉,张旭辉,王忠凯.动车组高级修计划优化模型及算法研究[J].铁道学报,2019,41(07):1-9.