鐘曉峰 廖 軍 周 炯 黃 瑞

(中車眉山車輛有限公司 四川 眉山 620010)

作為連接鮮活易腐貨物生產(chǎn)和消費環(huán)節(jié)的紐帶，冷鏈運輸對保證食品質(zhì)量、維護食品安全起著十分重要的作用。冷鏈物流運輸體系中，鐵路具有中長距離運輸成本低和效率高的比較優(yōu)勢。研究發(fā)展鐵路冷藏運輸裝備，對推進鐵路供給側結構性改革、降低全社會物流成本、促進綜合交通運輸綠色低碳發(fā)展具有積極意義。

1 國外鐵路冷藏運輸裝備技術現(xiàn)狀

國外發(fā)達國家冷鏈系統(tǒng)完善，冷藏運輸裝備技術先進。美國是鐵路冷藏運輸?shù)陌l(fā)源地，歷經(jīng)160多年的發(fā)展，已經(jīng)形成以先進技術裝備為基礎、高效運營管理系統(tǒng)和成熟市場為依托的完整冷鏈運輸體系，代表了鐵路冷藏運輸技術的發(fā)展方向。近年來，美國鐵路冷藏運輸裝備進行了大量技術創(chuàng)新，主要通過機械冷藏車、冷藏集裝箱和拖車運輸裝備的大型化、單元化、智能化，較好地滿足了冷鏈物流市場的需求。美國聯(lián)合太平洋鐵路公司(UP)和伯林頓北方和圣塔菲公司 (BNSF)擁有全美七成以上的鐵路冷藏運輸裝備。目前，UP擁有50 ft (7000系列)、50 ft(9000系列)、64 ft、72 ft等4類機械冷藏車，2013年BNSF開始全部采用72 ft機械冷藏車(見圖1)，其載運量是公路冷藏汽車的4倍，單位運輸成本更低，能更好地滿足冷鏈物流市場對時效性和成本方面的要求[1]。

圖1 美國72 ft機械冷藏車

冷藏集裝箱作為一種標準化運輸工具，能實現(xiàn)公鐵水海聯(lián)運與國際冷藏運輸無縫銜接。冷藏集裝箱有帶動力和不帶動力兩種型式，以后者居多，通常采用發(fā)電車或發(fā)電箱集中供電、成組或成列運輸?shù)哪Ｊ?。美國鐵路通過研發(fā) 45 ft、48 ft、53 ft、71 ft等大型冷藏集裝箱及聯(lián)運車輛裝備，運用普通平車馱背運輸冷藏拖車或凹底平車載運雙層冷藏集裝箱，完成冷鏈多式聯(lián)運的無縫銜接。在西雅圖港與芝加哥市間開通的雙層冷藏集裝箱列車，每列車配備多個發(fā)電機組，每個發(fā)電機組同時負責9～16個集裝箱供電工作，單列可以裝載超過220個冷藏集裝箱，綜合技術達到國際領先水平。此外，還采用衛(wèi)星定位及遠程制冷調(diào)控等技術，提高長途易腐貨物運輸?shù)陌踩裕M一步促進了鐵路冷藏運輸市場的發(fā)展。

美國還開發(fā)了鐵路、公路都能運行的公鐵兩用貨車進行冷藏運輸，典型代表有Roadrailer公司的Mark Ⅴ，Railrunner公司的Terminal Anywhere系統(tǒng)。Mark Ⅴ已成為公鐵兩用車的主型產(chǎn)品，由端部轉(zhuǎn)向架、中部轉(zhuǎn)向架和半掛車組成。鐵路運行時端部轉(zhuǎn)向架的鞍座連接半掛車的車首，集成的制動和鉤緩裝置與機車相連，半掛車的車尾落在中部轉(zhuǎn)向架的掛車承載臺上，后車車首通過牽引掛鉤與前車車尾相連。列車解編時常規(guī)公路牽引車拖著半掛車繼續(xù)送貨上門服務。Railrunner公鐵兩用車原理和Mark Ⅴ類似，區(qū)別在于半掛車的抬升和連接方式，不需要在半掛車上設置升降裝置，在連掛過程中通過斜面滑行抬升。公鐵兩用半掛車以集裝箱半掛車和冷藏半掛車居多，目前在北美、澳洲和西歐等多式聯(lián)運市場中占有一席之地。

2 我國鐵路冷藏運輸裝備技術現(xiàn)狀

我國鐵路冷藏運輸?shù)陌l(fā)展跌宕起伏，大致經(jīng)歷了興起、繁榮、衰落3個階段。借鑒先進國家成熟經(jīng)驗，我國先后研制了加冰冷藏車、機械冷藏車、冷板冷藏車、液氮冷藏車、保溫隔熱車及冷藏集裝箱運輸車組等冷藏運輸裝備，它們各具特點，在不同時期的鐵路冷藏運輸中發(fā)揮了積極作用。目前，我國在役的鐵路冷藏運輸裝備主要有機械冷藏車和冷藏集裝箱運輸車組，由中鐵特貨公司管理和使用。

B22型、B23型機械冷藏車是我國鐵路冷藏車的主型產(chǎn)品，車組由1輛發(fā)電車和4輛冷藏車組成，集中供電、單車獨立制冷或加溫。車體為無中梁結構，地板、墻板為硬質(zhì)聚醋泡沫塑料芯材夾心結構，車頂為硬質(zhì)聚苯乙烯塑料填充結構。B10BT型單節(jié)機械冷藏車是在5節(jié)式冷藏車組基礎上設計的，制冷機組布置在車輛一端，另一端設置乘務室，制冷加溫系統(tǒng)主要由 LFT98NR 型制冷機組及循環(huán)風道等組成，制冷加溫機組是由柴油機直接驅(qū)動的整體獨立式單元雙系統(tǒng)制冷設備。我國現(xiàn)有B22型、B23型機械冷藏車及B10BT型單節(jié)機械冷藏車1 020輛，具備大運量、溫控性能好、運輸距離長、運輸經(jīng)濟性好等優(yōu)點，適于大中型企業(yè)的“庫對庫”運輸。2019年，中車長江公司還研制了23 t軸重新型機械冷藏車，配置冷王制冷機組，車體采用整體發(fā)泡結構和軟風道端部送風結構，運用GPS定位和遠程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)無人值守。各車型的主要技術參數(shù)如表1所示[2]。

表1 我國主要機械冷藏車主要技術參數(shù)

冷藏集裝箱電源配置方式可以采取一拖一(一個動力裝置配給一個冷藏集裝箱，如自帶動力)和一拖多(一個動力裝置配給多個冷藏集裝箱，如發(fā)電箱)。從使用方便、運用靈活的角度考慮，前者較好；從成本、管理及檢修的角度考慮，后者為佳。目前我國鐵路冷藏集裝箱運輸采用4輛 BX1K型平車(見圖2)+1輛B23型發(fā)電車+4輛BX1K型平車的固定編組模式，可運輸20 ft、40 ft及45 ft 3種規(guī)格的無電源冷藏集裝箱。BX1K型平車由X1K型集裝箱專用平車加裝供電管線改造而成。

圖2 BX1K型冷藏集裝箱平車

B23型發(fā)電車采用雙向供電模式，內(nèi)有2臺發(fā)電機組，單機功率為64 kW，輸出電力為 AC380 V/50 Hz，車上有完備的生活設施，滿足乘務員工作生活條件。發(fā)電車、平車和冷藏集裝箱三者的功率、制式相互匹配，發(fā)電車置于車組中間位置，減少電壓衰減。我國現(xiàn)有1 199輛BX1K型冷藏集裝箱平車投入運用，主要服務于南菜北運、冷藏貨物的進出口及中歐班列等中、長途冷藏集裝箱運輸，極大地降低了冷鏈物流成本，受到市場的歡迎。借鑒BX1K型冷藏集裝箱平車運用模式，2020年還將改造1 200輛DL1型、NX17K型平車用于鐵路冷藏集裝箱運輸。此外，隨著新技術、新材料、新能源的發(fā)展，近年來柴電式、鋰電池、蓄冷式等冷藏集裝箱新產(chǎn)品不斷推出(見圖3)，為鐵路冷鏈運輸提供了新途徑新模式[3]。

圖3 初芯A25蓄冷箱

3 我國鐵路冷藏運輸裝備技術發(fā)展探討

2019年，鐵路冷鏈運輸運量為206.75萬t，同比增長29.15%，鐵路冷鏈運輸呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。隨著國家政策、冷鏈物流法律法規(guī)及相關標準的日益完善，針對批量冷藏運輸、零散冷藏運輸和小件冷藏快運等不同市場層次需求，創(chuàng)新鐵路冷藏運輸技術，發(fā)展鐵路冷藏運輸裝備，面臨著良好的市場機遇和廣闊的發(fā)展前景。

3.1 研發(fā)大型單元化冷藏車

隨著鐵路冷鏈物流運輸基地的規(guī)劃和建設，冷藏貨物將具備良好的預冷條件，為庫到庫大節(jié)點中長距離鐵路運輸創(chuàng)造了條件。借鑒美國鐵路冷藏車運用經(jīng)驗，發(fā)展單節(jié)機械冷藏車，推進23 t軸重新型機械冷藏車商業(yè)化運營，研制25 t軸重大容積機械冷藏車，提高組織靈活性和運輸時效性，充分發(fā)揮鐵路裝備大運量優(yōu)勢。研究高性能隔熱保溫技術，使車體的綜合導熱系數(shù)更低、氣密性更高，全面提升冷藏車綜合性能，降低運輸成本。運用北斗定位、物聯(lián)網(wǎng)、智能控制等信息化和智能化技術，實現(xiàn)大型單元化冷藏車的無人值乘和跟蹤監(jiān)控，提升運輸?shù)陌踩院捅憬菪浴?/p>

3.2 開發(fā)系列化冷藏集裝箱

鐵路冷藏集裝箱相較于一般集裝箱的區(qū)別在于需要有供電設備，無論是在運輸途中還是在場站停留都需要有效解決供電問題。突破新能源制冷技術，應用聚氨酯等新材料，發(fā)展綠色環(huán)保、高效節(jié)能、智能感知、便捷聯(lián)通的新型冷藏集裝箱，實現(xiàn)從田間地頭到多式聯(lián)運再到消費者手中的全程冷鏈?？紤]公、鐵、水不同運輸方式的有效換乘、托盤的兼容等因素，發(fā)展推廣適應機械化作業(yè)、充分利用鐵路限界和車輛載重的內(nèi)陸冷藏集裝箱，開發(fā)出不同規(guī)格、不同功能的冷藏集裝箱系列產(chǎn)品，打造適合我國國情的冷藏集裝箱標準體系，為我國鐵路冷鏈運輸發(fā)展提供更大空間。

3.3 發(fā)展公鐵兩用冷藏車

圍繞我國冷鏈市場發(fā)展需求及鐵路技術發(fā)展方向，探索創(chuàng)新公鐵兩用車技術在冷藏領域的應用。開展公鐵兩用車設計、驗收、運用、檢修規(guī)則的研究，突破能源轉(zhuǎn)換、電能存儲、電源輸出控制和智能充電等關鍵技術，創(chuàng)新軸驅(qū)大功率發(fā)電公鐵兩用轉(zhuǎn)向架技術，開發(fā)公鐵兩用冷藏半掛車，以此組成冷藏公鐵兩用運輸單元，豐富冷鏈物流運輸內(nèi)涵。同時，加強互聯(lián)網(wǎng)在多式聯(lián)運領域集成應用，將云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術與物流運輸深度融合，加快形成與各種運輸方式無縫銜接、與物流各環(huán)節(jié)高效對接的鐵路多式聯(lián)運系統(tǒng)，構建鐵路冷鏈多式聯(lián)運發(fā)展新模式。

4 結束語

受政策支持與市場需求的推動，近年來我國冷鏈物流業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。隨著我國深入推進交通運輸供給側結構性改革，污染防治措施及多項聯(lián)運提速行動的實施，勢必為鐵路冷鏈運輸帶來強力升級和擴張的良好機遇。當前，我國鐵路冷藏運輸發(fā)展要充分利用交通物流轉(zhuǎn)型的有利時機，借鑒國外先進發(fā)展經(jīng)驗，通過科技攻關和自主創(chuàng)新，加快高效、環(huán)保、智能的機械冷藏車、冷藏集裝箱和冷藏公鐵兩用車等冷鏈運輸裝備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程，適應新形勢下鐵路運輸需求，為構建現(xiàn)代綜合交通運輸體系和建設交通強國提供裝備支撐。