黃澤星 方亞非 徐 榮

(中鐵武漢勘察設(shè)計研究院有限公司，武漢 430074)

1 概述

集裝箱江海聯(lián)運(yùn)是指集裝箱不經(jīng)中轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)江河與海洋間運(yùn)輸?shù)娜踢\(yùn)輸方式，在我國主要應(yīng)用于長江三角洲和珠江三角洲地區(qū)，是當(dāng)?shù)赝赓Q(mào)進(jìn)出口主要的運(yùn)輸方式。然而，既有江海聯(lián)運(yùn)方式存在諸多局限性，其自動化程度低、中轉(zhuǎn)時間長、運(yùn)營成本高、受航道水深影響大，大大降低了集裝箱江海聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸效率。在國家大力發(fā)展集裝箱多式聯(lián)運(yùn)，積極推廣江海中轉(zhuǎn)聯(lián)運(yùn)、江海直達(dá)運(yùn)輸模式的背景下，迫切需要提出一種新的運(yùn)輸方式，實(shí)現(xiàn)集裝箱江海聯(lián)運(yùn)作業(yè)過程的自動化、信息化和高效化。

2 既有江海聯(lián)運(yùn)方式

目前既有江海聯(lián)運(yùn)方式主要分為3 種，分別為江海直達(dá)倒裝法、船舶駁接倒裝法及公路駁接倒裝法，各方式的運(yùn)輸組織流程如下。

2.1 江海直達(dá)倒裝法

江海直達(dá)倒裝法指海運(yùn)集裝箱運(yùn)輸船與江海直達(dá)集裝箱運(yùn)輸船在同一港口不同碼頭泊位停泊，通過駁接工具如集裝箱卡車或集裝箱導(dǎo)引運(yùn)輸車完成江海直接換裝，無需外部運(yùn)輸，可以減少中間環(huán)節(jié)，消除貨物損耗。目前長江下游的航道深度滿足中型江海聯(lián)運(yùn)集裝箱船舶（海船）行駛要求，因此大部分的江海聯(lián)運(yùn)集裝箱是通過此種方式運(yùn)輸?shù)摹Ｔ摲绞饺菀资荛L江航道等級、橋梁凈空高度、港口通過能力等條件制約，大型遠(yuǎn)洋集裝箱運(yùn)輸船進(jìn)入長江航道受到限制，而內(nèi)河船舶往往也無法直接出海抵達(dá)沿海深水港口。

2.2 船舶駁接倒裝法

船舶駁接倒裝法海運(yùn)集裝箱運(yùn)輸船舶停泊在沿海深水港口，內(nèi)河集裝箱運(yùn)輸船舶停泊在內(nèi)河港口，二者在不同港口不同泊位停泊，兩個港口間集裝箱有駁接需求，可以經(jīng)過中型海運(yùn)集裝箱船舶擺渡。該方式擺渡船雖然停泊在同一沿海深水港口，但屬于大小不同泊位，不在同一港區(qū)，期間仍然需要集卡車在擺渡船和前方堆場之間做駁接運(yùn)輸，裝卸作業(yè)次數(shù)多，中轉(zhuǎn)時間長。此外，由于受到長江入?？诤降浪畹南拗疲L江口船舶通行能力、船舶噸位和船舶數(shù)量有限，不能滿足集裝箱江海聯(lián)運(yùn)擺渡作業(yè)的運(yùn)輸能力的需要。

2.3 公路駁接倒裝法

公路駁接倒裝法海運(yùn)集裝箱運(yùn)輸船停泊在深海港口，內(nèi)河集裝箱運(yùn)輸船停泊在內(nèi)河港口，二者在不同港口不同泊位停泊，兩個港口間距較遠(yuǎn)，兩個港口間集裝箱有駁接需求，通過外部公路駁接通道溝通。該方法運(yùn)營成本大，經(jīng)濟(jì)效益差，影響城市周邊道路交通，尾氣污染大，受到政府環(huán)境保護(hù)政策限制。

3 集裝箱江海聯(lián)運(yùn)新方式

3.1 作業(yè)流程

為解決既有江海聯(lián)運(yùn)方式的局限性，提高集裝箱中轉(zhuǎn)效率，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過程的自動化、信息化、高效化，本文提出了一種基于軌道動力平車的集裝箱江海聯(lián)運(yùn)新方式，軌道動力平車自帶動力并運(yùn)行于鐵路軌道上，具有實(shí)時定位、自動駕駛、自動連掛等功能，車體可裝載兩個20 ft 集裝箱或一個40 ft集裝箱。該方式通過專用鐵路連接物理空間上分離的港口，將江海港口間換裝集裝箱駁運(yùn)方式由外部運(yùn)輸轉(zhuǎn)化為內(nèi)部運(yùn)輸，整個鐵路接駁系統(tǒng)為港口場內(nèi)運(yùn)輸系統(tǒng)的一部分，同時采用軌道動力平車作為中轉(zhuǎn)運(yùn)載工具實(shí)現(xiàn)集裝箱在海港與江港間的不落地運(yùn)輸，從而構(gòu)建港口間物理和信息的無縫化連接，實(shí)現(xiàn)江海港口一體化聯(lián)動發(fā)展。該技術(shù)創(chuàng)新方案共包含3 個步驟，如圖1 所示。

圖1 基于軌道動力平車的集裝江海聯(lián)運(yùn)作業(yè)流程圖Fig.1 Container river-ocean combined transportation flow based on rail powered flat car

3.1.1 海運(yùn)船舶卸船作業(yè)流程

1）海運(yùn)集裝箱運(yùn)輸船舶到達(dá)沿海深水港碼頭，運(yùn)輸船舶向沿海深水港口及港口集裝箱管理系統(tǒng)交付集裝箱裝載倉單。

2）港口集裝箱管理系統(tǒng)依據(jù)船舶裝載倉單的集裝箱運(yùn)輸去向和前方堆場狀況向本港區(qū)碼頭岸吊、集卡車、軌道動力平車、鐵路龍門吊和鐵路集裝箱駁接管理系統(tǒng)下達(dá)駁接作業(yè)計劃，交換集裝箱箱號、運(yùn)輸方向（集裝箱箱號、始發(fā)地、目的地、中轉(zhuǎn)港、中轉(zhuǎn)站名、貨位品名、運(yùn)輸徑路記錄、中轉(zhuǎn)堆場位置、特殊標(biāo)記如：冷鏈）等信息。與內(nèi)河港口集裝箱管理系統(tǒng)交換集裝箱聯(lián)運(yùn)信息，預(yù)告集裝箱箱號、數(shù)量、運(yùn)輸方向聯(lián)運(yùn)信息，用于內(nèi)河港口安排接駁作業(yè)堆場、裝卸機(jī)械、船舶運(yùn)輸計劃。

3）岸吊根據(jù)作業(yè)計劃將需要聯(lián)運(yùn)駁接的集裝箱卸船裝至軌道動力平車，軌道動力平車裝載集裝箱運(yùn)行至前方堆場一側(cè)的鐵路裝卸線集結(jié)，后續(xù)動力平車以相同方式運(yùn)行，直至本批駁接集裝箱軌道集卡集結(jié)完畢或滿足組成一列運(yùn)輸重量及長度的列車要求。

4）向海關(guān)提交進(jìn)口貨物報關(guān)單，辦理海關(guān)手續(xù)，等待海關(guān)通關(guān)完成通知。

5）向鐵路集裝箱駁接管理系統(tǒng)移交集裝箱信息和集裝箱貨物；同時向內(nèi)河港口集裝箱管理系統(tǒng)交換集裝箱聯(lián)運(yùn)預(yù)報信息，通報駁接作業(yè)進(jìn)度。

3.1.2 專用鐵路運(yùn)輸流程

1）鐵路集裝箱駁接管理系統(tǒng)在接到深水港口集裝箱管理系統(tǒng)鐵路裝車滿足整列作業(yè)進(jìn)度信息、移交的集裝箱聯(lián)運(yùn)信息及集裝箱貨物后，制定鐵路運(yùn)輸計劃，下達(dá)給鐵路列車運(yùn)行調(diào)度指揮系統(tǒng)。

2）鐵路列車運(yùn)行調(diào)度指揮系統(tǒng)向車站運(yùn)輸系統(tǒng)、機(jī)車牽引系統(tǒng)、車站信號系統(tǒng)下達(dá)集裝箱列車駁接運(yùn)行作業(yè)計劃。

3）鐵路車站運(yùn)輸系統(tǒng)指揮鐵路牽引機(jī)車連接完成集裝箱裝車的車組，組成集裝箱列車。根據(jù)列車調(diào)度指揮系統(tǒng)的計劃，集裝箱列車出發(fā)，越過鐵路裝卸線港口管理分界進(jìn)入鐵路區(qū)間線路，集裝箱專列列車?yán)^續(xù)開行直達(dá)內(nèi)河港口站。

4）鐵路牽引機(jī)車根據(jù)調(diào)度指揮系統(tǒng)指令牽引集裝箱列車，經(jīng)過兩個港口間的專用鐵路區(qū)間線路行駛至內(nèi)河港口車站越過鐵路裝卸線港口管理分界，進(jìn)入內(nèi)河港口前方堆場一側(cè)的鐵路裝卸線停車，鐵路駁接運(yùn)輸完成。

5）鐵路集裝箱駁接管理系統(tǒng)向內(nèi)河港口集裝箱管理系統(tǒng)交換信息，正式移交集裝箱箱號、目的地、貨物名稱、重量等聯(lián)運(yùn)信息及集裝箱貨物。

3.1.3 內(nèi)河港口鐵路碼頭前沿裝卸線集裝箱卸車裝船過程

1）內(nèi)河港口集裝箱管理系統(tǒng)與鐵路集裝箱駁接管理系統(tǒng)交換信息，接受車站裝卸線列車的集裝箱聯(lián)運(yùn)信息及集裝箱貨物，并制定卸車、裝船計劃。

2）內(nèi)河集裝箱運(yùn)輸船舶在港停泊，港口集裝箱管理系統(tǒng)根據(jù)集裝箱運(yùn)輸目的地和船舶航線配置裝船計劃和倉單，向本港區(qū)鐵路裝卸線龍門吊、碼頭前沿裝卸線岸吊、港口集卡車、軌道動力平車、堆場軌道吊下達(dá)列車卸車、裝船作業(yè)計劃。

3）軌道動力平車單車或成組按計劃將裝載的聯(lián)運(yùn)集裝箱向港口前沿裝卸線運(yùn)行，至內(nèi)河集裝箱船舶泊位前沿裝卸線，經(jīng)過岸吊裝船，繼續(xù)作業(yè)直至完成集裝箱聯(lián)運(yùn)中轉(zhuǎn)倒裝裝船作業(yè)。其中列車中裝載聯(lián)運(yùn)方向與到港船舶不同集裝箱的軌道動力車，由車站裝卸線龍門吊、軌道吊、港口集卡車卸車至堆場。其中堆場中有與裝船運(yùn)輸方向一致的集裝箱，由堆場軌道吊與港口集卡車及岸吊裝船。

4）港口集裝箱管理系統(tǒng)完成配置倉單，辦理集裝箱聯(lián)運(yùn)實(shí)物交接和手續(xù)交接。

5）內(nèi)河船舶離港。

3.2 系統(tǒng)組成

3.2.1 沿海深水港口

1）深水泊位

一個大型沿海深水集裝箱港口設(shè)有若干深水泊位，用于停泊大型遠(yuǎn)洋集裝箱船舶。

2）集裝箱堆場

港口碼頭設(shè)有集裝箱前方堆場，用于集裝箱臨時堆放、集結(jié)等待運(yùn)輸。

3）集卡車

港口碼頭有若干港口集卡車，用于港口前沿船舶裝卸泊位、前方堆場、鐵路裝卸線（集結(jié)線）之間的集裝箱場內(nèi)運(yùn)輸和港口間的駁接運(yùn)輸。

4）裝卸機(jī)具

深水泊位碼頭有若干岸邊集裝箱起重機(jī)（俗稱岸吊，下同），用于船舶裝卸集裝箱；前方堆場設(shè)有集裝箱裝卸機(jī)具（如軌道吊、正面吊等），用于集裝箱前方堆場與運(yùn)輸車輛之間的裝卸作業(yè)。

5）控制系統(tǒng)

深海港口碼頭有一個大型海運(yùn)集裝箱碼頭的港口集裝箱管理系統(tǒng)和裝卸作業(yè)自動化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)與港口集裝箱駁接管理系統(tǒng)交換集裝箱信息和作業(yè)信息，監(jiān)督集裝箱駁接進(jìn)程。管理鐵路駁接集裝箱在本港區(qū)的鐵路裝卸作業(yè)。

3.2.2 內(nèi)河港口

1）內(nèi)河泊位

一個大型內(nèi)河集裝箱港口，有若干內(nèi)河泊位，用于停泊內(nèi)河集裝箱船舶。

2）集裝箱堆場

碼頭設(shè)有集裝箱前方堆場，用于集裝箱臨時堆放、集結(jié)等待運(yùn)輸。

3）集卡車

港口碼頭有若干港口集卡車用于港口前沿船舶裝卸泊位、前方堆場、鐵路裝卸線（集結(jié)線）之間的集裝箱場內(nèi)運(yùn)輸和港口間的駁接運(yùn)輸。

4）裝卸機(jī)具

內(nèi)河泊位碼頭有若干岸吊用于裝卸集裝箱；堆場設(shè)有集裝箱裝卸機(jī)具（如軌道吊、正面吊等），用于集裝箱堆場與運(yùn)輸車輛之間的裝卸作業(yè)。

5）控制系統(tǒng)

內(nèi)河港口碼頭有一個大型水運(yùn)集裝箱碼頭的港口集裝箱管理系統(tǒng)和裝卸作業(yè)自動化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)與港口集裝箱駁接管理系統(tǒng)交換集裝箱信息和作業(yè)信息，監(jiān)督集裝箱駁接進(jìn)程。管理鐵路駁接集裝箱在本港區(qū)的鐵路裝卸作業(yè)。

3.2.3 鐵路設(shè)施

1）鐵路車站

沿海港口和內(nèi)河港口均設(shè)有用于集裝箱駁接專用的鐵路車站，辦理集裝箱接駁作業(yè)。

2）車站裝卸線

沿海深水港口及內(nèi)河港口鐵路車站設(shè)有若干股道裝卸線，用于停放待裝卸的集裝箱車輛。

3）碼頭前沿鐵路線

碼頭前沿岸吊下設(shè)有若干碼頭前沿鐵路線連接車站裝卸線（集結(jié)線）用于運(yùn)行軌道動力平車。

4）機(jī)車走行線

用于機(jī)車車輛越過裝卸區(qū)轉(zhuǎn)頭兼裝卸的機(jī)車走行線。

5）電力機(jī)車及接觸網(wǎng)

用于牽引列車的電力機(jī)車和提供機(jī)車牽引動能的電氣化供電接觸網(wǎng)。

6）鐵路道岔區(qū)

沿海深水港口及內(nèi)河港口鐵路車站設(shè)有若干道岔區(qū)，用于改變車列行駛線路方向。

7）專用鐵路區(qū)間線路

鐵路海運(yùn)港口和內(nèi)河港口之間設(shè)有用于集裝箱駁接專用的鐵路區(qū)間線路，用于運(yùn)行裝載駁接集裝箱的鐵路車輛。

8）裝卸機(jī)具

車站裝卸線、前沿碼頭裝卸線、鐵路道岔區(qū)、車站裝卸線設(shè)有用于車站裝卸線與堆場間集裝箱駁接的集裝箱裝卸機(jī)具（龍門吊、軌道吊、正面吊），用于前方堆場、港口集卡車、鐵路車輛（含軌道動力平車）之間的集裝箱裝卸。

9）專用鐵路集裝箱運(yùn)輸管理系統(tǒng)

專用鐵路集裝箱運(yùn)輸管理系統(tǒng)由鐵路車站系統(tǒng)、鐵路線路系統(tǒng)、鐵路信號系統(tǒng)、鐵路集裝箱駁接運(yùn)輸管理系統(tǒng)（鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)）、鐵路列車運(yùn)行調(diào)度指揮系統(tǒng)系統(tǒng)、裝載集裝箱的鐵路車輛、牽引集裝箱列車的列車牽引系統(tǒng)組成用于控制列車車列運(yùn)行的鐵路通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)和區(qū)間閉塞系統(tǒng)。

3.2.4 鐵路專用駁接車輛

鐵路駁接系統(tǒng)為定制的集裝箱軌道動力平車，自帶動力裝置，在港口碼頭前沿使用時使用自動力，用于連接碼頭前沿裝卸線和鐵路車站裝卸線（集結(jié)線）的集裝箱駁接運(yùn)輸；在港口間區(qū)間鐵路運(yùn)行時，由牽引電力機(jī)車提供動力。

3.2.5 港口集裝箱駁接管理系統(tǒng)

港口集裝箱駁接管理系統(tǒng)用于管理駁接集裝箱運(yùn)輸，連接沿海深水港口集裝箱管理系統(tǒng)、內(nèi)河港口集裝箱管理系統(tǒng)和專用鐵路集裝箱運(yùn)輸管理系統(tǒng)。港口集裝箱駁接管理系統(tǒng)與專用鐵路集裝箱運(yùn)輸管理系統(tǒng)交換信息，通過鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)指揮、控制和監(jiān)督專用鐵路集裝箱駁接運(yùn)輸。

4 技術(shù)效果

本次提出的基于軌道動力平車的集裝箱江海聯(lián)運(yùn)新方式建立了一種新的駁接作業(yè)系統(tǒng)、作業(yè)設(shè)備、作業(yè)方法、作業(yè)流程以及自動化控制方法，可簡化作業(yè)流程，降低集裝箱聯(lián)運(yùn)中轉(zhuǎn)時間，提高了中轉(zhuǎn)倒裝效率。與傳統(tǒng)作業(yè)方式相比，具有如下技術(shù)效益：

1）駁接時間短：流水線作業(yè)，駁接效率高；

2）堆場面積省：通過軌道動力平車直接運(yùn)至港口裝船，可大大節(jié)省堆場面積；

3）運(yùn)輸能力大：運(yùn)輸成本低50%，運(yùn)輸能力高出數(shù)倍以上；

4）綠色無污染：軌道動力平車幾乎沒有污染物排放；

5）自動化控制：實(shí)現(xiàn)整個集裝箱江海聯(lián)運(yùn)中轉(zhuǎn)的自動化、信息化、高效化。

5 結(jié)束語

本文提出的基于軌道動力平車的集裝箱江海聯(lián)運(yùn)新方式具有駁接時間短、堆場面積省、運(yùn)輸能力大、綠色無污染、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)運(yùn)輸方式的局限性，為集裝箱多式聯(lián)運(yùn)提供了一種新的運(yùn)輸方式，具有廣闊的實(shí)際應(yīng)用空間。