汪永元

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 設(shè)備設(shè)計(jì)研究處，湖北 武漢 430063）

提高我國(guó)集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)裝卸效率的探討

汪永元

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 設(shè)備設(shè)計(jì)研究處，湖北 武漢 430063）

從裝卸流程、集裝箱箱區(qū)的配置、現(xiàn)有技術(shù)存在的問題3個(gè)方面，闡述我國(guó)集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)裝卸概況。為提高集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)裝卸效率，提出可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)和可平移式車廂裝卸技術(shù)，從裝卸流程、設(shè)施配置、裝卸效率及適用場(chǎng)合對(duì)可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)和可平移式車廂裝卸技術(shù)進(jìn)行分析比較，為我國(guó)鐵路現(xiàn)代物流基地場(chǎng)站設(shè)計(jì)提供參考。

集裝箱；公鐵聯(lián)運(yùn)；鐵路裝卸；效率；技術(shù)

集裝箱運(yùn)輸具有高效益、高效率、高協(xié)作等特點(diǎn)，能夠消除運(yùn)輸貨物的外形差異，實(shí)現(xiàn)“門到門”運(yùn)輸。目前，我國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)量占全路貨物發(fā)送總量不足 3%，大量的適箱貨物仍然以鐵路整車的方式運(yùn)輸，而發(fā)達(dá)國(guó)家鐵路集裝箱運(yùn)量占鐵路總運(yùn)量的比重大約為 20%～40%，如德國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)量達(dá)到鐵路總運(yùn)量的 20%，英國(guó)達(dá)到 30%，法國(guó)達(dá)到40%[1]。公鐵聯(lián)運(yùn)是我國(guó)鐵路集裝箱“門到門”運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，提高鐵路集裝箱運(yùn)量對(duì)于加快我國(guó)鐵路向現(xiàn)代物流的轉(zhuǎn)型具有重要推進(jìn)作用。但是，目前我國(guó)的集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)仍然采用傳統(tǒng)的集裝箱專用門吊進(jìn)行裝卸作業(yè)[2]，難以從實(shí)質(zhì)上實(shí)現(xiàn)快速裝卸，不能滿足現(xiàn)代物流的需求。在“一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略構(gòu)想實(shí)施的大環(huán)境下，提高集裝箱貨物公鐵聯(lián)運(yùn)裝卸效率對(duì)于提高物流園區(qū)作業(yè)效率、提升鐵路物流市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 我國(guó)集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)裝卸概況

目前，國(guó)內(nèi)絕大部分鐵路貨場(chǎng)及物流園區(qū)采用起重機(jī)械設(shè)備進(jìn)行集裝箱的裝卸，起重機(jī)械設(shè)備包括門吊、正面吊、跨式起重機(jī)等。為此，針對(duì)目前應(yīng)用最為廣泛的集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)裝卸技術(shù)進(jìn)行分析。

1.1 集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)的裝卸流程

在集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)中，會(huì)出現(xiàn)掏箱、理貨、裝箱、換裝等作業(yè)流程，隨著自動(dòng)化技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展，上述工藝技術(shù)得到一定的發(fā)展，而集裝箱裝卸仍然停留在利用集裝箱門吊或正面吊等起重機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。具體裝載流程為：汽車將集裝箱貨物運(yùn)至貨場(chǎng)或物流園區(qū)→集裝箱被卸下并且運(yùn)至指定區(qū)域→車列到位后，集裝專用門吊將集裝箱運(yùn)至車列→車列駛離貨場(chǎng)，卸載流程則相反。

1.2 集裝箱箱區(qū)的配置

鐵路集裝箱貨場(chǎng)主要設(shè)備設(shè)施有裝卸線、集裝箱專用門吊走行線、“門到門”箱區(qū)、掏裝箱區(qū)、中轉(zhuǎn)箱區(qū)、備用箱區(qū)、空箱區(qū)、待修箱區(qū)、軌行式集裝箱專用門吊[3]、裝卸搬運(yùn)輔助機(jī)械、維修組、汽車停車場(chǎng)、辦公房屋等。集裝箱區(qū)布置如圖 1 所示。

1.3 集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)存在的問題

目前，集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)效率較低，主要原因在于裝卸效率較低。近年來(lái)，雖然學(xué)者們致力于提高集裝箱裝卸機(jī)械效率的研究[4-6]，但仍然無(wú)法解決車輛長(zhǎng)時(shí)間停留的狀況。從上述裝卸流程中可以看出，車列到位后，必須使用專用門吊花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行集裝箱裝卸作業(yè)。一般而言，單鉤門吊使用無(wú)動(dòng)力吊具吊裝集裝箱主要包括以下作業(yè)步驟：準(zhǔn)備→起吊 (加鎖→掛鎖→繃?yán)K→試吊→起吊)→吊運(yùn) (運(yùn)移→到位)→落貨 (對(duì)位→堆垛→解鎖)→回程 (遞索)，整個(gè)作業(yè)循環(huán)耗時(shí)不到 2 min，即 30 箱次/h 左右[7]，再考慮門吊走行的時(shí)間，單臺(tái)門吊作業(yè)量為 25 箱次 /h。根據(jù)一次性裝卸量的不同，集裝箱專用門吊吊裝或卸載 1 列車集裝箱的時(shí)間約為 1.5～2.5 h，車輛停留時(shí)間長(zhǎng)，影響集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)效率。

現(xiàn)代物流以滿足客戶需求為目的，運(yùn)用現(xiàn)代物流理論、信息技術(shù)及市場(chǎng)機(jī)制整合社會(huì)運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、裝卸、搬運(yùn)、加工、信息等功能[8]?？焖俜磻?yīng)是開展現(xiàn)代物流的基礎(chǔ)，列車裝卸作業(yè)停留時(shí)間是反應(yīng)快速化的重要指標(biāo)，列車裝卸作業(yè)停留時(shí)間達(dá)到一定值時(shí)，不僅會(huì)產(chǎn)生列車等待時(shí)間，甚至?xí)谘b卸作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生混亂和阻塞現(xiàn)場(chǎng)，致使裝卸作業(yè)無(wú)法進(jìn)行。

圖 1 集裝箱區(qū)布置圖

隨著集裝箱門吊技術(shù)的發(fā)展，集裝箱專用門吊的一個(gè)作業(yè)循環(huán)不到 2 min，如果配置多臺(tái)集裝箱門吊同時(shí)作業(yè)，集裝箱裝卸效率會(huì)得到較大提升，但增加投資成本。在實(shí)際情況中，1 臺(tái)門吊需要反復(fù)作業(yè)以吊運(yùn)多個(gè)集裝箱，從而使列車等待時(shí)間較長(zhǎng)?？紤]設(shè)計(jì)一種裝卸系統(tǒng)，為每臺(tái)集裝箱單獨(dú)配置 1 套裝卸裝置，能夠使多臺(tái)集裝箱同時(shí)裝卸，從而提高裝卸效率、減少車輛停留時(shí)間?；谶@一思路，研究可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)和可平移式車廂裝卸技術(shù)，以提高集裝箱的裝卸效率。

2 可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)

2.1 可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸流程

可旋轉(zhuǎn)式車廂裝載流程如圖 2 所示。具體裝載流程為：載有集裝箱 (車體式) 的半掛車到達(dá)指定地點(diǎn)(如圖 2a 所示)→車列到達(dá)貨場(chǎng)裝卸位置 (如圖 2b所示)→解除車輛鎖定機(jī)構(gòu)→車廂旋轉(zhuǎn)至一定角度 (如圖 2c 所示)→半掛車司機(jī)將半掛車運(yùn)至可旋轉(zhuǎn)式車廂內(nèi) (如圖 2d 所示)→貨物列車鎖定機(jī)構(gòu)鎖緊→掛車司機(jī)將車頭駛離集裝箱 (如圖 2e 所示)→集裝箱列車復(fù)位 (如圖 2f 所示)→貨物列車駛離。卸載流程與裝載流程相反。

2.2 設(shè)施配置

該裝卸技術(shù)與采用集裝箱專用門吊裝卸技術(shù)相比，無(wú)需配置起重機(jī)械及相應(yīng)的維修保養(yǎng)設(shè)備、房屋等。需要配置的主要設(shè)備設(shè)施包括：標(biāo)準(zhǔn)半掛車、裝卸線、車廂可旋轉(zhuǎn)式車輛、停車場(chǎng)等。實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的前提是半掛車標(biāo)準(zhǔn)化、集裝箱標(biāo)準(zhǔn)化。

2.3 裝卸效率及適用場(chǎng)合分析

可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)無(wú)需起重設(shè)備進(jìn)行集裝箱的提升、定位、下放等過(guò)程，只需用半掛車將集裝箱運(yùn)到可旋轉(zhuǎn)式車廂內(nèi)，裝卸效率主要與司機(jī)的操作水平有關(guān)。為了保證車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，需要嚴(yán)格限制平板車廂尺寸，半掛車司機(jī)需要具備一定的技術(shù)水平。一般而言，從車列停車至集裝箱貨物到位后列車駛離，整個(gè)過(guò)程所需時(shí)間與傳統(tǒng)裝卸相比將有所減少，但半掛車在列車到達(dá)之前需要等待一定時(shí)間，在有一定貨流量的貨場(chǎng)內(nèi)，需要設(shè)置較大面積的停車場(chǎng)。

圖 2 可旋轉(zhuǎn)式車廂裝載流程

在集裝箱作業(yè)站較多并且裝卸作業(yè)量中等的情況下，采用此種裝卸技術(shù)，能夠發(fā)揮出其效率和成本優(yōu)勢(shì)，由于該技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的要求較低，投資成本較同等規(guī)模需設(shè)置的門吊低，同時(shí)裝卸作業(yè)效率較高，在中等貨場(chǎng)和物流園區(qū)內(nèi)，該技術(shù)具有較大的可實(shí)施性。

3 可平移式車廂裝卸技術(shù)

可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)的裝卸效率在很大程度上取決于半掛車司機(jī)的操作水平，而且在司機(jī)作業(yè)過(guò)程中，車列一直處于等待狀態(tài)，如果采用機(jī)器自動(dòng)化操作，則集裝箱的聯(lián)運(yùn)裝卸效率會(huì)進(jìn)一步提高，裝卸自動(dòng)化可以通過(guò)可平移式車廂裝卸手段實(shí)現(xiàn)。

3.1 可平移式車廂裝卸流程

可平移式車廂裝載流程如圖 3 所示。該裝卸技術(shù)可以使集裝箱 (車體式) 無(wú)需重新裝卸，直接橫向移動(dòng)到車列上，具體裝載流程如下：載有集裝箱的半掛車駛?cè)腓F路貨場(chǎng) (如圖 3a 所示)，將集裝箱停泊在可平移式車廂上 (如圖 3b 所示)→集裝箱通過(guò)加固裝置固定在可平移式車廂中，在車列還沒有到達(dá)之前，半掛車車頭可以駛離貨場(chǎng) (如圖 3c 所示)→車列到達(dá)后 (如圖 3d 所示)，載有集裝箱的可平移式車廂在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的作用下移動(dòng)至車列車架上并且鎖緊 (如圖 3e 所示)→貨物列車駛離貨場(chǎng)。卸載流程與裝載流程相反。

圖 3 可平移式車廂裝載流程

半掛車和列車不必相互等待，到達(dá)的列車可以同時(shí)進(jìn)行裝載和卸車作業(yè)，減少拖車等待列車的時(shí)間，也減少列車等待拖車作業(yè)時(shí)間，列車停留時(shí)間相對(duì)較短。該技術(shù)還可以用于電氣化區(qū)段，而且所需裝卸面積遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的貨場(chǎng)，可以減少一定的投資。

3.2 設(shè)施配置

與可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)類似，可平移式車廂裝卸技術(shù)無(wú)需配置起重機(jī)械及相應(yīng)的維修保養(yǎng)設(shè)備、房屋等，減少設(shè)施的配置。需要配置的主要設(shè)備設(shè)施有：標(biāo)準(zhǔn)半掛車、裝卸線、車廂可平移式車輛、停車場(chǎng)等。與可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)類似，需要實(shí)現(xiàn)半掛車、集裝箱的標(biāo)準(zhǔn)化。

3.3 裝卸效率及適用場(chǎng)合分析

從圖 3 中可以看出，當(dāng)移動(dòng)式車廂到位后，半掛車在列車尚未到達(dá)之前就可以將貨物運(yùn)輸?shù)揭苿?dòng)式車廂上并且固定，然后半掛車車頭駛離，半掛車和列車無(wú)需相互等待，待列車就位后，可平移式車廂在自動(dòng)化傳動(dòng)裝置的作用下移動(dòng)至列車車體上并且鎖定，然后駛離貨場(chǎng)，整個(gè)過(guò)程所需時(shí)間與傳統(tǒng)裝卸技術(shù)和可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)相比均有減少?？善揭剖杰噹b卸技術(shù)同樣需要司機(jī)操作 (將集裝箱通過(guò)半掛車運(yùn)輸?shù)杰噹麅?nèi)，并且駛離集裝箱)，但司機(jī)作業(yè)是發(fā)生在車列到達(dá)之前，集裝箱的裝車完全自動(dòng)化，無(wú)需人工操作，與可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)相比，可平移式車廂裝卸技術(shù)效率更高。

此外，對(duì)該裝卸技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，還可以解決軌距不同的問題。有貨物貿(mào)易往來(lái)的國(guó)家在邊境站必須進(jìn)行換裝作業(yè)，利用改進(jìn)的可平移式車廂裝卸技術(shù)將有效縮短換裝時(shí)間，能夠克服公路運(yùn)輸成本高的缺點(diǎn)，發(fā)揮鐵路遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)。該裝卸技術(shù)效率高，適用于貨運(yùn)量較大的貨場(chǎng)。

比較傳統(tǒng)的集裝箱裝卸、可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸和可平移式車廂裝卸 3 種裝卸技術(shù)，各項(xiàng)指標(biāo)如表 1所示。

表 1 各項(xiàng)指標(biāo)一覽表

4 結(jié)束語(yǔ)

在目前鐵路大中型貨場(chǎng)中，應(yīng)用傳統(tǒng)的門吊進(jìn)行集裝箱裝卸較多，但存在列車等待時(shí)間較長(zhǎng)等不足。為了提高集裝箱裝卸效率，提出 2 種能夠?qū)崿F(xiàn)快速裝卸的技術(shù)，即可旋轉(zhuǎn)式車廂裝卸技術(shù)和可平移式車廂裝卸技術(shù)，前者的裝卸效率取決于半掛車司機(jī)的操作水平，后者取決于車廂移動(dòng)系統(tǒng)的性能，列車等待時(shí)間與傳統(tǒng)裝卸技術(shù)相比將有效縮短，兩者均滿足現(xiàn)代物流反應(yīng)快速化的要求。為了提高集裝箱公鐵聯(lián)運(yùn)效率，在改進(jìn)裝卸手段、提高裝卸效率的同時(shí)，還需要加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，協(xié)調(diào)各方組織[9]，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)等。

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責(zé)任編輯：馮姍姍

1004-2024(2015)12-0045-05

：U294.26；F512.4

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10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2015.12.11

2015-11-05

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