高效能重載運輸對我國鐵路貨運影響分析*

楊 鳴 程學(xué)慶 黃 唯 侯方正 鄧成堯

（1中車眉山車輛有限公司 副總經(jīng)理、總工程師，四川 眉山 620032；2西南交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院 副教授、院長助理，四川 成都610031；3西南交通大學(xué)綜合交通運輸智能化國家地方聯(lián)合工程實驗室，四川 成都 610031；4、5西南交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院 碩士研究生，四川 成都 610031；6西南交通大學(xué)希望學(xué)院 教授，四川 金堂 610400）

0 引言

中國國家郵政局2017年1月19日公布的數(shù)據(jù)顯示，2016年全國快遞業(yè)務(wù)收入4 005億元，同比增長44.6%，快遞業(yè)務(wù)量突破313.5億件，同比增長51.7%，快遞業(yè)務(wù)量居世界第一，并連續(xù)6年保持50%左右的高速增長。在電子商務(wù)迅猛發(fā)展的今天，隨著快遞業(yè)爆發(fā)式發(fā)展，鐵路零散“白貨”運輸已成為當(dāng)前鐵路貨運發(fā)展的重要方向之一，而大宗貨物作為鐵路運輸?shù)闹饕浽矗词乖谌缃褙涍\量下滑的情況下也依然發(fā)揮著推動國民經(jīng)濟要素高速流轉(zhuǎn)的主力作用。高效能重載運輸一直是世界鐵路運輸?shù)陌l(fā)展趨勢，它的出現(xiàn)對鐵路的零散“白貨”及大宗貨物的運輸產(chǎn)生了重要影響，零散“白貨”與大宗貨物構(gòu)成鐵路運輸?shù)闹饕浳锓N類。目前針對高效能重載運輸對鐵路各類貨物運輸?shù)挠绊懷芯恳琅f是空白，已有研究均側(cè)重于分析高效能重載列車的開行方案優(yōu)化或運輸模式等領(lǐng)域，有必要就高效能重載運輸對鐵路貨物運輸?shù)挠绊戦_展研究。

1 國內(nèi)外高效能重載運輸概述

高效能重載運輸是指鐵路上采用大容積、大載重的重載列車進行運輸，現(xiàn)階段我國鐵路的貨車軸重普遍為23 t，可將27 t軸重鐵路通用貨車稱為重載貨車。由于增加容積、載重和軸重后，不僅運輸效率大幅提高而且運輸能耗得以降低，所以稱其為高效能重載運輸。目前世界鐵路高效能重載運輸有兩種方式，一種是重載單元式列車，另外一種是長大編組組合式重載列車。前者是使用兩臺及其以上的大功率機車與足夠數(shù)量的同型大軸重貨車組成的運輸單元，后者是將普通或者重載列車首尾相連成為一列長大列車。由于列車長度會受到站線和運行線路等各方面的影響，所以重載單元式列車的使用更加普遍，但兩者都具有相同特點：貨車軸重大、載重量高、經(jīng)濟效益顯著、耗能明顯降低，以及極大提高了鐵路運能。

1.1 國外高效能重載運輸發(fā)展

國外高效能重載運輸依然在不斷發(fā)展，以美國、澳大利亞、巴西和南非為例，這些國家不僅提高了機車的牽引功率使其達到1 600 kW，而且通過新型材料的研發(fā)實現(xiàn)了貨車車體的輕量化，并且通過先進的技術(shù)提高了燃油的經(jīng)濟性，這樣的新型技術(shù)數(shù)不勝數(shù)[1]。同時貨車的軸重還在不斷提高，1960年美國鐵路貨車的軸重只有29.8 t，到2004年變?yōu)?5.7 t，而如今39 t軸重的貨車飛馳在美國的鐵路上。南非貨車同樣由上世紀(jì)60年代的18.8 t發(fā)展到了如今的30 t軸重。顧名思義，高效能重載運輸特別適用于大宗重質(zhì)貨物的運輸，特別是礦石和煤。國外針對大宗重質(zhì)貨物使用高效能重載運輸均取得了極好的效果，不僅增加了運量，同時降低了運輸成本。實行重載運輸后，美國鐵路同樣牽引重量的列車可以多運27%的煤，澳大利亞鐵路在5年內(nèi)成本降低了50%。在運輸大宗重質(zhì)貨物的同時，美國已經(jīng)開始實現(xiàn)零散白貨集裝箱運輸?shù)闹剌d化，同樣取得了很好的效果。早在2000年，美國聯(lián)合太平洋公司就使用101英尺長載重76 t的重載平車，將50英尺的集裝箱放在48英尺集裝箱上進行零散白貨運輸，使列車長度達到1 600 m；美國諾福克南方鐵路公司在美國東部開行雙層集裝箱重載列車，由220多輛平車組成，長度達到2 700 m[2]。

1.2 我國高效能重載運輸發(fā)展

我國鐵路高效能重載運輸?shù)陌l(fā)展共經(jīng)歷了5個階段。第一階段是從1985年到1990年，改造既有線并開行組合式重載列車；第二階段是從1990年到1992年，建設(shè)大秦線并開行重載單元式列車；第三階段是從1992年到2003年，改造既有干線并開行重載整列式列車；第四階段是從2003年至2010年，開行1萬t及2萬t重載單元列車；第五階段是從2010年至今，開展既有線開行27 t軸重貨車的適應(yīng)性實驗。我國高效能重載運輸均只針對大宗重質(zhì)貨物，與國外相比依然存在很大差距。最主要的便是在技術(shù)上，機車車輛尤其是車輛的差距。如今世界鐵路貨車車輛的發(fā)展趨勢是軸重大、自重輕，美國早已經(jīng)開始使用39 t軸重的貨車，而我國目前貨車軸重普遍只有23 t，載重70 t。同時，在運輸組織上，國外除進行大宗重質(zhì)貨物的運輸以外，也使用其進行零散“白貨”的集裝箱運輸[3]。

2 高效能重載運輸對大宗貨物的影響

目前我國區(qū)域經(jīng)濟和資源分布不均依然存在，并將長期存在。我國幅員遼闊，東西和南北的跨度均很大，各個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展不一樣，“東強西弱”，各地區(qū)的資源也不相同，而這些特點也使我國需要大量的中長途貨物運輸。雖然鐵路貨運量下滑，但是我國整體貨運量上升，使得高效能運輸?shù)陌l(fā)展依然是一個特別重要的趨勢。

如今鐵路運輸貨物占前幾位的依然是煤炭、金屬礦石、鋼鐵和石油及建材，其中煤炭運量占整個鐵路貨運總量的51%，金屬礦石占12%，鋼鐵占7%，石油及建材各占4%，其他貨物占16%；貨物周轉(zhuǎn)量對應(yīng)分別為39%、9%、9%、5%和23%。這說明鐵路仍是以保障大宗物資運輸為主，煤炭運輸更是占到整個鐵路貨運一半以上。由于我國煤炭、原油、糧食、木材等資源分布及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的不平衡，鐵路大宗貨物運輸流向比較穩(wěn)定，主要流向是由北向南、自西向東。煤炭形成“西煤東運”、“北煤南運”的總體流向及以“三西”為核心，向周邊放射狀分布的煤運格局。我國煤炭運輸主要依靠鐵路，鐵路煤炭運量占全國煤炭總運量的70%以上，占鐵路總貨運量的50%左右。在“十三五”期間，煤炭仍將是我國主要的能源供應(yīng)主體，煤炭在我國能源消費占比仍將維持在63%左右。據(jù)BP世界能源展望預(yù)測，隨著世界可再生能源的逐步應(yīng)用，煤炭在世界發(fā)電燃料的比重會有所下降，但在2020年前，煤炭仍將是世界發(fā)電的主要燃料。所以，煤炭、礦石、建材等大宗物資作為鐵路運輸?shù)闹黧w結(jié)構(gòu)在較長時間不會改變。因此，我國目前對于高效能重載貨車依然有著極大的需求。

載重不同的貨車其軸重標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，如60 t級C64K貨車的軸重為21 t，70 t級C70貨車軸重為23 t，大秦線的C80系列貨車軸重約為25 t。由于軸重限制，鐵路貨車的單車滿載靜載重多數(shù)在60 t到70 t之間。高效能27 t軸重貨車其靜載重將達到80 t。鐵路貨車裝載能力的利用率由重量和容積決定。密度較大的貨物容易受到貨車載重的限制，從而出現(xiàn)虧容現(xiàn)象；密度較小的貨物則容易受貨車本身容積及機車車輛界限的限制，從而出現(xiàn)虧重的情形[4]。相對于70 t級別貨車，高效能的27 t軸重重載貨車技術(shù)進步關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于載重標(biāo)準(zhǔn)的大幅提高。以鐵路貨車中比重最大的敞車為例，不同級別敞車相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 四種敞車技術(shù)參數(shù)

從表1中可以得到：高效能27 t軸重重載通用敞車裝載貨物的最佳密度為0.870 t/m3,低于該密度將出現(xiàn)虧重現(xiàn)象，高于該密度將出現(xiàn)虧容的情況。

我國鐵路以大宗重質(zhì)貨物為主的運輸格局基本不會變，貨物的主要性質(zhì)并沒有發(fā)生變化。通過表2可知，高效能的27 t通用貨車對于大宗重質(zhì)貨物的運輸均適應(yīng)。同時，重載貨車的載重量和容積均有提高，27 t軸重貨車載重80 t，比23 t軸重貨車提高了14%，容積也大大增加，這勢必提高運輸效率與質(zhì)量，貨主將更多地采用一次性運輸，減少多次換裝等造成的損失。另一方面，載重量和容積的提高將減少貨運列車的開行數(shù)，這也達到了節(jié)能減排的要求。同時，減少列車的開行數(shù)也將使得列車運營成本以及維修成本大大降低。這表明高效能重載列車的開行不僅能完美適應(yīng)目前的貨物運輸需求，還將吸引更多貨主采用鐵路運輸從而提高貨運量，同時還會降低運輸成本，為鐵路運輸部門帶來利益。由此可見，高效能重載運輸不僅能提高鐵路運輸能力，同時也順應(yīng)了國家“十三五”生態(tài)文明建設(shè)和節(jié)能減排的發(fā)展新要求。

表2 鐵路各類貨物的密度及適應(yīng)性

3 高效能重載運輸對“白貨”運輸?shù)挠绊?/h2>

鐵路貨運改革如火如荼，鐵路運輸應(yīng)該持續(xù)改革，在改進并提高服務(wù)質(zhì)量和效益的基礎(chǔ)上大力拓展運輸市場，提高市場利潤。目前，鐵路面臨激烈的市場競爭，零散貨物大量流失，大宗物資的運輸也不斷被公路替代，鐵路運輸組織不靈活，過度限制；另外，運輸快速性、時效性、便捷性和貨物適應(yīng)性的要求越來越高，鐵路的總體服務(wù)水平仍然較低。因此，鐵路運輸應(yīng)該打破瓶頸，堅持貨運改革，建立“白貨”運輸市場，促進鐵路運輸?shù)陌l(fā)展[5]。

“黑貨”作為鐵路大宗運輸?shù)闹饕浽?，即使貨運量下滑也依然發(fā)揮著推動國民經(jīng)濟要素高速流轉(zhuǎn)的主力作用。在電子商務(wù)迅猛發(fā)展的今天，多品種、小批量、時效化的“白貨”運輸是當(dāng)前貨運發(fā)展的重要方向之一，建立和發(fā)展鐵路快捷貨物運輸系統(tǒng)勢在必行。同時，在鐵路貨運量持續(xù)下滑，“黑貨”市場份額流失的緊迫環(huán)境下，零散的“白貨”作為一種特殊的增值服務(wù)走向鐵路運輸市場并逐漸成熟?！鞍棕洝睂椤昂谪洝边\輸增加新的市場，也將擴大整個運輸市場份額。鐵路是國民經(jīng)濟的大動脈，事關(guān)國計民生、維系經(jīng)濟發(fā)展的大宗物資，主要還得靠鐵路運輸予以保障?！昂谪洝弊鳛閭鹘y(tǒng)運輸資源必須得到鞏固，才能保證我國經(jīng)濟發(fā)展需要，而進一步推動“白貨”的運輸，不僅順應(yīng)市場需求，還將給鐵路發(fā)展帶來更好的前景[6]。實行重載運輸，將使既有線貨運能力得到進一步釋放，為我國快捷貨物運輸?shù)陌l(fā)展創(chuàng)造條件，從而促進“白貨”運輸?shù)陌l(fā)展。

“白貨”通常采用棚車和集裝箱運輸，而容積的增大為促進“白貨”的運輸創(chuàng)造了極其有利的條件。這一點從27 t軸重的重載P80貨車和23 t軸重P70貨車的對比中可以看出，見表3。

表3 P80與P70貨物合理密度

P80貨車相對于P70貨車，其容積得到巨大的提升，增加了23 m3，而C80相對于C70來說容積也有很大的提升，這樣就使得其更加適應(yīng)“白貨”的特點，即密度小體積大，從而促進白貨的運輸。

同時，采用高效能重載貨車對“白貨”運輸也有極大的促進。采用27 t軸重通用貨車對大宗重質(zhì)貨物進行運輸，可以極大提高鐵路的貨運能力。在貨運量不變的情況下，可以釋放鐵路貨運能力，進行“白貨”專列或集裝箱運輸[7]。

經(jīng)過計算，如要完成6 000萬t年運量，按一年365天計算，用27 t軸重，總重108 t的貨車，列車要編組達75輛以上。

而如果采用普通列車模式，用23 t軸重，總重92 t的貨車，開行5 000 t普通列車，則

重載運輸與普通運輸相比，每天可以少開行12趟，車輛運用減少104 475輛次，車次減少38%，輛次減少15.8%。這很好地證明了重載運輸將大大減少運輸趟數(shù)和次數(shù)，釋放既有線的能力，使其有充足的能力開行“白貨”專列，進行“白貨”運輸。有數(shù)據(jù)顯示，通過釋放既有線運能，2014年7月鐵路運行圖調(diào)圖過后，新增貨運班列118列，其中特快班列8列；快速班列增至32列，能力提高了11.8%；普快班列增加78列，能力提高了9.9%[8]。這也說明了高效能重載運輸通過釋放鐵路運能，對零散貨物和集裝箱貨物等“白貨”運輸起到了積極作用。

4 結(jié)論

1）在大宗貨物作為鐵路運輸?shù)闹黧w結(jié)構(gòu)在較長時間不會改變的背景下，高效能重載運輸對于鐵路大宗貨物運輸有著極好的適應(yīng)性。

2）高效能重載運輸提高貨車容積為 “白貨”運輸創(chuàng)造了有利條件，同時提高車輛軸重和列車牽引總重將提高鐵路運輸能力，極大釋放既有線的貨運能力，從而促進“白貨”的運輸。

3）27 t軸重重載貨車既對大宗重質(zhì)貨物有著極好的適應(yīng)性，又促進了零散“白貨”的運輸。這很好地詮釋了鐵路貨改提出的鞏固“黑貨”運輸、促進“白貨”運輸?shù)囊蟆?/p>

4）我國應(yīng)該在擴大重載鐵路線路覆蓋面的基礎(chǔ)上，進一步增加大軸重的重載貨車（27 t軸重通用貨車）。不僅使用重載列車進行大宗貨物的運輸，還要組織其進行高附加值的零散“白貨”集裝箱運輸，從而縮短與世界高效能運輸之間的差距。

[1]William Kuys.Heavy Haul Operations in South Africa[M].IHHA 2011 Calgary,Canada,2011

[2]李宏.國外重載鐵路綜述[J].鐵道工程學(xué)報,2000,17(4):32-34

[3]穆鑫，楊春雷，李貌.國外鐵路重載運輸對我國鐵路貨運發(fā)展的啟示[J].鐵道經(jīng)濟研究,2013(1):13-15

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[5]張廷倫,馬廣民.鐵路白貨運輸發(fā)展的對策[J].鐵道貨運,2013(6):14-17

[6]莫宗楠.鐵路零散白貨快運班列開行方案研究[D].北京:北京交通大學(xué),2014

[7]張四梅.我國鐵路既有線重載運輸?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟性分析[C].世界軌道交通發(fā)展研究會年會,2011:80-82

[8]魏然,左瓊.鐵路零散白貨運輸發(fā)展探討[J].中國鐵路,2015(2):21-23