李春雨，李長淮，王 言

（1. 中國國家鐵路集團有限公司 發(fā)展和改革部，北京 100844；2. 中鐵第一勘察設計院集團有限公司軌道交通工程信息化國家重點實驗室，陜西 西安 710043；3. 中國鐵道科學研究院集團有限公司運輸及經(jīng)濟研究所，北京 100081)

隨著社會結構的演進與生活水平的提高，冷鏈物流呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢，據(jù)國外市場研究公司(RESEARCH AND MARKETS)發(fā)布資料，2015—2020年，全球冷鏈市場年復合增長率達7%[1]。目前，美國、日本等發(fā)達國家以及歐洲冷鏈流通率可達80% ～ 90%；俄羅斯和東歐等國家約在50%左右；而中國、印度等發(fā)展中國家則在10% ～ 20%。鐵路冷鏈物流主要在中長途冷鏈物流中發(fā)揮作用，其中俄羅斯、美國鐵路冷鏈運量分別占總運量的15%與10%[2]，2019年我國鐵路冷鏈運量僅占總運量的0.92%，因而我國鐵路冷鏈物流市場有巨大發(fā)展?jié)摿3]。目前，我國還未構建起完整的鐵路冷鏈物流體系，而鐵路冷鏈物流基地的建設是鐵路冷鏈物流發(fā)展的核心，亟需加快研究不同模式下鐵路冷鏈物流基地的平面布局及設施設備配置優(yōu)化。

1 鐵路冷鏈物流基地需求

1.1 社會生鮮食品冷鏈物流需求

據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，近10年來我國生鮮農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)量在逐年增長，2010—2019年生鮮農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)量趨勢及增長率如圖1所示。2019年主要生鮮農(nóng)副產(chǎn)品總產(chǎn)量超12億t，蔬菜及水果年均增長率均保持3%以上。2019年各品類占總量比例為：蔬菜59.93%，水果22.78%，肉類6.48%，水產(chǎn)品5.4%，禽蛋2.74%，奶類2.66%。

圖1 2010—2019年生鮮農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)量趨勢及增長率Fig.1 Output trend and growth rate of fresh agricultural and sideline products from 2010 to 2019

生鮮食品在加工、儲運、配送及銷售等過程中大多需要冷藏條件。自2012年，生鮮食品冷鏈物流需求量呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢，增長率維持在13% ～ 28%間波動，2019年生鮮食品冷鏈物流需求量達到2.35億t，同比增長25%。據(jù)中國物流與采購聯(lián)合會冷鏈物流專業(yè)委員會測算數(shù)據(jù)，2025年國內生鮮食品冷鏈物流需求量將達6.22億t。2012—2019年生鮮食品冷鏈物流市場需求及2025年需求預測如表1所示。

根據(jù)2019年國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，蔬菜、水果、肉類、水產(chǎn)品及奶類的產(chǎn)銷供給從產(chǎn)量分布來看，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地相對集中，主要分布在山東、河南、河北、江蘇、四川、廣西、廣東、湖北、湖南等地，占全國總產(chǎn)量的60.48%；從消費量分布來看，主要受區(qū)域產(chǎn)地、人口及經(jīng)濟情況影響，首先主產(chǎn)地即為主銷地，其次經(jīng)濟發(fā)達的東部沿海及中南部地區(qū)是主要消費地。綜合產(chǎn)銷分布情況，農(nóng)產(chǎn)品在全國的產(chǎn)區(qū)呈中部南北向帶狀分布，消費區(qū)則呈東部沿海帶狀分布。由于各個地區(qū)品類之間的差異，形成“南—北”“東—西”之間的冷鏈運輸需求通道。

1.2 鐵路冷鏈物流需求

自2014年起，鐵路冷鏈運量持續(xù)增長，占社會生鮮食品冷鏈物流需求量比例呈現(xiàn)先降后增趨勢。雖然2020年受到新冠肺炎疫情影響，鐵路冷鏈物流運量同比2019年同期略有下滑，但隨著鐵路“十四五”冷鏈物流基地規(guī)劃布局完善、鐵路冷鏈通道規(guī)劃建設、鐵路冷鏈物流新型技術裝備研發(fā)、運輸組織模式創(chuàng)新及大力拓展市場等因素影響，結合鐵路冷鏈運量變化情況，預計“十四五”期間鐵路冷鏈運量將保持穩(wěn)步增長，市場份額也將保持較為穩(wěn)定的態(tài)勢，穩(wěn)定在1%左右[4]。2012—2019年鐵路冷鏈物流運量及2025年運輸需求預測如表2所示。2025年，鐵路冷鏈物流運量遠高于2019年，因而迫切需要配套的鐵路冷鏈物流基地支撐鐵路冷鏈物流的發(fā)展。

表1 2012—2019年生鮮食品冷鏈物流市場需求及2025年需求預測Tab.1 Fresh food cold chain logistics market demand in 2012-2019 and demand forecast up to 2025

表2 2012—2019年鐵路冷鏈物流運量及2025年運輸需求預測Tab.2 Railway cold chain logistics traffic volume in 2012-2019 and transportation demand forecast up to 2025

1.3 鐵路冷鏈物流基地功能與分類

鐵路冷鏈物流基地通過設施設備、技術方法、組織管理等資源為客戶提供各種物流服務，主要包括基礎物流服務、增值物流服務和配套服務。其中，基礎物流服務含冷鏈運輸、監(jiān)控倉儲、裝卸搬運、配送、包裝、流通加工等服務，增值物流服務主要包括物流方案設計或管理、商貿(mào)展示、金融服務、信息服務等，配套服務主要包括保稅監(jiān)管、物流業(yè)務培訓，以及為設置提供維修、租賃和物業(yè)出租的配套類服務。鐵路冷鏈物流基地有按照作業(yè)規(guī)模分類與按照服務功能分類的2種分類方式：按照作業(yè)規(guī)模分為區(qū)域級、地區(qū)級、驛站節(jié)點型3級，按照服務功能分為基礎型、聯(lián)運型及綜合型3種。

鐵路冷鏈物流基地有3大類13小類經(jīng)營業(yè)態(tài)形式，借鑒社會物流基地和鐵路現(xiàn)有冷鏈物流基地實際功能配置經(jīng)驗，鐵路冷鏈物流基地主要包括3大主要業(yè)態(tài)的31個物流功能，同時考慮鐵路冷鏈物流基地4項主要公共服務功能，形成包含35項功能的鐵路冷鏈物流功能庫[4]。冷鏈物流功能區(qū)主要服務于肉類、水產(chǎn)、乳品、果蔬、花卉、速凍食品及其他特殊冷鏈貨物的綜合物流服務，應具有冷鏈貨物的冷藏運輸、控溫倉儲、流通加工、冷藏配送等基本物流服務功能，庫存管理、商貿(mào)、金融、信息服務等供應鏈服務功能，保稅監(jiān)管、業(yè)務培訓等配套物流服務功能及資金結算、餐飲娛樂等公共服務功能。其中，冷藏運輸、溫控倉儲配送等屬于鐵路冷鏈物流基地專有功能。

（1）冷藏集裝箱功能區(qū)。針對多式聯(lián)運業(yè)務，專門服務于冷藏箱運輸?shù)墓δ軈^(qū)。冷藏集裝箱功能區(qū)應具有冷藏集裝箱的運輸、裝卸、堆存、配送、掏裝箱、信息服務等物流服務功能，還應具有冷藏集裝箱運輸特有的貨物預冷、箱體維修、冷藏箱清洗與消毒、空箱調配等功能。冷藏集裝箱功能區(qū)按作業(yè)流程一般分為裝卸作業(yè)區(qū)、中轉暫存區(qū)等，主要設施包括集裝箱作業(yè)場地、道路、充電樁、正面吊等。

（2）溫控倉儲配送功能區(qū)。針對區(qū)域配送業(yè)務，服務于冷鏈貨物存儲、配送、庫存管理的功能區(qū)。按作業(yè)流程一般分為收貨區(qū)、分揀區(qū)、儲存區(qū)、集配區(qū)、發(fā)貨區(qū)和退貨處理區(qū)等，以適應現(xiàn)代流通和消費需求的需要，根據(jù)貨物品類需要相應配置常溫庫、恒溫庫、冷藏庫和冷凍庫等。倉庫一般分通用標準化倉庫和定制化倉庫。通用標準化倉庫一般提供出入庫、存儲、配送、信息服務等功能。定制化倉庫則根據(jù)客戶具體需求而定，提供貨物出入庫、存儲、配送、庫存管理、區(qū)域分撥和貨物信息處理等服務功能。

2 鐵路冷鏈物流基地設計

2.1 業(yè)務流程設計

為便于模塊化設計鐵路冷鏈物流基地業(yè)態(tài)形式，依據(jù)鐵路冷鏈物流基地業(yè)務盈利模式差異，結合客戶主要需求細分，按照鐵路冷鏈物流基地的基礎物流服務、增值物流服務和配套服務分類，遵循現(xiàn)代冷鏈物流組織理念，對鐵路冷鏈物流基地業(yè)務流程進行設計，主要包括總體業(yè)務流程、溫控倉儲業(yè)務流程、配送業(yè)務流程、運輸業(yè)務流程等。

（1）總體業(yè)務流程設計?？傮w業(yè)務流程是明確基地內運輸、倉儲、配送、流通加工等主要物流功能間的關系，從整體上順暢業(yè)務流程。由于鐵路冷鏈物流基地涉及主體類型復雜、數(shù)量較多，且資金流與業(yè)務流基本保持逆向關系，因而需要系統(tǒng)分析并結合鐵路冷鏈物流基地業(yè)態(tài)定位，針對業(yè)務流和信息流展開設計，構建鐵路冷鏈物流基地總體業(yè)務流程圖。鐵路冷鏈物流基地內部物流作業(yè)總體流程圖如圖2所示。

解析： 圍繞“概述細胞都由質膜包裹，質膜將細胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質的進出，并參與細胞間的信息交流”這一核心概念的具體要求，從葉綠體、溶酶體、核膜和線粒體等生物膜為出發(fā)點命題。其中A選項實則考查光反應過程，包括水的光解和ATP合成兩個物質變化，因參與兩個物質變化的過程的酶都在類囊體膜上，決定了光反應在類囊體膜上進行。學生需要在類囊體是光反應的場所的抽象知識基礎上，聯(lián)想光反應的過程，概括出選項的答案，并且在其他選項中在大腦里抽取對應的知識點，避免相似知識點的混淆作用并快速作答。

圖2 鐵路冷鏈物流基地內部物流作業(yè)總體流程Fig.2 Overall process of internal logistics operation in railway cold chain logistics center

（2）溫控倉儲業(yè)務流程。溫控倉儲是冷鏈物流業(yè)務的核心功能，與其他業(yè)務功能有著不同程度的聯(lián)系，對溫控倉儲流程進行分析是整個基地作業(yè)流程設計的關鍵，主要包括進站環(huán)節(jié)、入庫環(huán)節(jié)、庫存管理以及出庫環(huán)節(jié)4個部分。鐵路冷鏈物流基地倉儲業(yè)務流程如圖3所示。

圖3 鐵路冷鏈物流基地倉儲業(yè)務流程Fig.3 Warehousing business process of railway cold chain logistics center

（3）配送業(yè)務流程分析。配送業(yè)務是冷鏈物流業(yè)務流程中最末端服務活動，打通貨物“門到門”服務的最后一個環(huán)節(jié)。其業(yè)務流程主要包括備貨、理貨以及送貨3個基本環(huán)節(jié)，其中，備貨環(huán)節(jié)屬于溫控倉儲或暫存業(yè)務內，與出庫作業(yè)密切聯(lián)系。鐵路冷鏈物流基地配送業(yè)務流程如圖4所示。

（4）運輸業(yè)務流程分析。運輸業(yè)務作為鐵路的核心競爭力，為貨物創(chuàng)造空間價值，其作業(yè)流程的好壞會直接影響物流中心的集散效能。結合當前鐵路冷鏈運輸作業(yè)要求，冷鏈運輸流程主要包括運輸準備、園內運輸以及運輸環(huán)節(jié)3個部分。鐵路冷鏈物流基地內部運輸業(yè)務流程如圖5所示。

2.2 平面布局優(yōu)化設計

平面布置理論目前主要有擺樣法、圖解法、數(shù)學模型法、系統(tǒng)布置SLP法、計算機關系布置規(guī)劃法、自動布置設計程序法、多層倉庫定量布置程序方法等。綜合考慮各種方法的適應條件和優(yōu)劣勢，SLP方法更能反映出各功能區(qū)間的密切關系，又能夠充分融合專家意見，因而選取改進的SLP平面布置理論與方法[5-6]。綜合考慮各功能區(qū)間的物流和非物流關系，采用加權方法對物流和非物流關系進行綜合分析，建立綜合相關性表，構建鐵路冷鏈物流基地功能區(qū)布局模型，采用遺傳算法[7-8]求解功能區(qū)布局模型，得到平面構成要素中的相鄰布局，為工程提供優(yōu)化方案。

圖4 鐵路冷鏈物流基地配送業(yè)務流程Fig.4 Distribution business process of railway cold chain logistics center

圖5 鐵路冷鏈物流基地內部運輸業(yè)務流程Fig.5 Internal transportation business process of railway cold chain logistics center

例如，某個鐵路冷鏈物流基地，指定設置倉儲配送區(qū)、流通加工區(qū)、冷藏集裝箱作業(yè)區(qū)、鐵路裝卸線、綜合辦公區(qū)、生活服務區(qū)和停車區(qū)7個功能分區(qū)，計劃建設面積為70 000 m2，設計為矩形，長為350 m，寬為200 m，預計月儲運貨量為500萬t。經(jīng)模型求解計算，鐵路冷鏈物流基地各功能區(qū)布局如圖6所示。在此基礎上，結合傳統(tǒng)鐵路平面布置設計方法，完成鐵路冷鏈物流基地平面布置設計。

2.3 設施設備分類及配置方法

鐵路冷鏈物流基地設施設備的配置、選擇是冷鏈物流基地建設中的重要環(huán)節(jié)，冷鏈設施設備一般投資大、使用期限長，應遵循系統(tǒng)化、適用性、先進性、低成本、可靠性、安全性、一機多用、滿足工藝、生產(chǎn)和管理要求的原則進行配置和選型。

（2）配置方法。鐵路冷鏈物流基地設備配置應滿足客戶個性化需求，將鐵路冷鏈物流基地功能區(qū)客戶需求分為接收、入庫、分撥、倉儲、加工、包裝、出庫7大作業(yè)環(huán)節(jié)。結合功能庫，構建每個作業(yè)環(huán)節(jié)對應的業(yè)務功能；結合設備庫，構建每項業(yè)務功能對應的備選設備；結合現(xiàn)場調研，確定每個備選設備的運行參數(shù)。設備配置原理屬于四階“一對多”復雜問題。為此，根據(jù)需求傳遞理論，按“需求→功能→設施設備→參數(shù)”多層傳遞的方法確定鐵路冷鏈物流基地設施設備配置方案。鐵路冷鏈物流基地設備配置模型框架如圖7所示。

圖6 鐵路冷鏈物流基地各功能區(qū)布局Fig.6 The layout of each functional area of railway cold chain logistics center

表3 鐵路冷鏈物流基地設備分類Tab.3 Equipment classification for railway cold chain logistics center

結合鐵路冷鏈設施設備分類及選型，根據(jù)溫度高低、用途及規(guī)模大小、制冷劑及制冷形式、結構形式等方面對土建式、裝配式及組裝式3種結構類型的冷庫進行分析，按照上述多層傳遞方法研究冷庫設施及制冷保鮮、裝卸搬運、貨架存儲等設備的配置條件、配置數(shù)量及設施設備計算能力等，并結合鐵路冷鏈物流基地周邊工程建設條件和運輸組織要求提出合理化建議。綜合考慮冷庫設施能力、設備技術先進性和購置成本、客戶個性化需求等因素，提出鐵路冷鏈物流基地設施設備配置方案。

3 結束語

鐵路冷鏈物流基地平面布局及設施設備配置方法是以市場需求為導向，結合冷鏈物流供應鏈一體化要求，提出適應不同冷鏈業(yè)態(tài)需求的方法和技術。然而，還需要以效益最優(yōu)為目標，發(fā)展立體式自動化設施設備，在整合鐵路冷鏈物流基地信息系統(tǒng)資源基礎上，應用成熟的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術，推進服務質量標準化和物流狀態(tài)可視化，為客戶提供多元化、現(xiàn)代化、專業(yè)化的鐵路冷鏈物流服務。

圖7 鐵路冷鏈物流基地設備配置模型框架Fig.7 Framework of facility and equipment configuration model for railway cold chain logistics center