基于班列開行的鐵路集裝箱運(yùn)輸組織優(yōu)化研究

劉洋

（中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司運(yùn)輸規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 工程師，天津 300142）

1 我國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)輸組織現(xiàn)狀

總體上看，目前我國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)輸主要采用直達(dá)化運(yùn)輸和普通貨物列車運(yùn)輸兩種運(yùn)輸組織模式[1]。

1.1 直達(dá)化運(yùn)輸組織模式

集裝箱班列是我國(guó)鐵路實(shí)現(xiàn)集裝箱直達(dá)化運(yùn)輸?shù)闹饕绞健Ｄ壳拔覈?guó)集裝箱直達(dá)化運(yùn)輸主要采用“點(diǎn)到點(diǎn)”直達(dá)班列和特需班列兩種形式。

其中“點(diǎn)到點(diǎn)”直達(dá)班列主要開行在運(yùn)量穩(wěn)定、箱源較為充足的集裝箱中心站間，定點(diǎn)（裝車站和卸車站）、定線（運(yùn)行線）、定車次、定時(shí)（貨物運(yùn)行時(shí)間）、定價(jià)開行。列車在集裝箱中心站直接進(jìn)行集裝箱裝車，在進(jìn)行必要的技術(shù)作業(yè)后，開行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直達(dá)班列或有少量停站的直達(dá)班列。集裝箱直達(dá)班列固定編組，在途中不進(jìn)行解體作業(yè)，直接運(yùn)到終到站。集裝箱“點(diǎn)到點(diǎn)”直達(dá)班列具有方便、快捷、準(zhǔn)時(shí)、運(yùn)輸距離長(zhǎng)等特點(diǎn)，集裝箱運(yùn)到期限能夠得到有效保障。該類型集裝箱班列自1992年開行至今，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

集裝箱特需班列一般是為了滿足航期不確定的港口集裝箱到達(dá)而開行的。由于集裝箱船到達(dá)不均衡，因此需要不定期地開行集裝箱班列。

1.2 普通貨物列車運(yùn)輸組織模式

除集裝箱班列外，其余大部分集裝箱運(yùn)輸均采用普通貨物列車混編運(yùn)輸?shù)男问?，即：集裝箱在集裝箱辦理站裝車后，通過(guò)摘掛或小運(yùn)轉(zhuǎn)列車運(yùn)送到始發(fā)技術(shù)站，在技術(shù)站集結(jié)滿軸后，與其他貨物混編組織直達(dá)、直通列車，經(jīng)過(guò)一次或多次技術(shù)站中轉(zhuǎn)改編，運(yùn)送到終到技術(shù)站，之后再通過(guò)摘掛或小運(yùn)轉(zhuǎn)列車將零散箱流運(yùn)送至集裝箱終到站。

現(xiàn)狀集裝箱“點(diǎn)到點(diǎn)”直達(dá)班列和普通貨物列車運(yùn)輸組織模式主要流程如圖1所示。

圖1現(xiàn)狀集裝箱運(yùn)輸組織模式示意圖

2 現(xiàn)狀鐵路集裝箱運(yùn)輸特征

2.1 箱源特點(diǎn)及運(yùn)到時(shí)限[2]

集裝箱“點(diǎn)到點(diǎn)”直達(dá)化運(yùn)輸，能夠有效降低集裝箱途中運(yùn)輸時(shí)間，但其開行需要兩點(diǎn)間有充足穩(wěn)定的集裝箱運(yùn)量作為支撐。

普通貨物列車運(yùn)輸在技術(shù)站需滿足滿軸或滿長(zhǎng)要求，因此列車發(fā)到時(shí)刻隨機(jī)性大，且列車需在沿途經(jīng)過(guò)一次或多次中轉(zhuǎn)編組，造成集裝箱運(yùn)到時(shí)限難以保證，貨主發(fā)運(yùn)的集裝箱在運(yùn)輸途中難以跟蹤運(yùn)輸信息。

2.2 班列化水平

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年1—9月全路共發(fā)送集裝箱232.6萬(wàn)TEU，其中班列發(fā)送量為44.9萬(wàn)TEU，占集裝箱總量的19.3%；2010年1—9月全路共開行集裝箱班列7 339列，全路共發(fā)送集裝箱312萬(wàn)TEU，其中班列發(fā)送集裝箱64.8萬(wàn)TEU，占集裝箱總量的20.8%。2017年全年全路共發(fā)送集裝箱1 027.9萬(wàn)TEU，其中班列發(fā)送集裝箱210萬(wàn)TEU，占集裝箱發(fā)送總量的20.4%。

可以看出，我國(guó)實(shí)際班列完成運(yùn)量占全部集裝箱運(yùn)量比例基本維持在20%左右。

2.3 送達(dá)速度

依據(jù)統(tǒng)計(jì)，全路整車貨物平均運(yùn)行速度為19 km/h（從裝車站出發(fā)至卸車站到達(dá)），我國(guó)全路貨物平均送達(dá)速度（含裝卸作業(yè)時(shí)間）為12 km/h。

3 我國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)輸組織存在的問(wèn)題

3.1 送達(dá)速度低，運(yùn)到時(shí)限難以保證

運(yùn)到時(shí)效是影響貨主運(yùn)輸方式選擇和鐵路參與多式聯(lián)運(yùn)的一個(gè)重要因素。運(yùn)到時(shí)效主要體現(xiàn)在運(yùn)輸時(shí)間的長(zhǎng)短和可控性、到發(fā)的準(zhǔn)時(shí)性和保障性。

目前我國(guó)班列直達(dá)化水平僅為20%左右，非班列運(yùn)輸?shù)募b箱約占鐵路全部集裝箱運(yùn)量的80%，即現(xiàn)狀大部分集裝箱仍編入普通貨物列車，在編組站集結(jié)，經(jīng)過(guò)一次或多次中轉(zhuǎn)改編，運(yùn)送至終到站。這種在沿途技術(shù)站可能進(jìn)行中轉(zhuǎn)作業(yè)的運(yùn)輸組織模式，沒有充分發(fā)揮集裝箱易裝卸的運(yùn)輸作業(yè)優(yōu)勢(shì)。

另外，由于技術(shù)站出發(fā)列車需滿足滿軸要求，集裝箱貨車需在技術(shù)站集結(jié)，且運(yùn)輸過(guò)程中需一次或多次進(jìn)入技術(shù)站改編，造成整體送達(dá)速度較低。現(xiàn)狀全路貨物平均送達(dá)速度僅為12 km/h左右。

3.2 運(yùn)輸組織模式單一

我國(guó)鐵路根據(jù)運(yùn)輸市場(chǎng)特點(diǎn)，開發(fā)了多種多樣的集裝箱班列運(yùn)輸產(chǎn)品，但運(yùn)輸組織模式均采用整列直達(dá)化模式。這種模式雖然是比較理想的快捷運(yùn)輸模式，但是只能夠滿足貨源充足、距離較遠(yuǎn)的大節(jié)點(diǎn)間貨流需求，不適應(yīng)貨源分散地區(qū)，對(duì)于沿途城市的服務(wù)幾乎為零，這就造成內(nèi)地集裝箱需求受到抑制，大量適箱貨物不得不進(jìn)入解編系統(tǒng)，或選擇其他交通運(yùn)輸方式，制約了鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展。

3.3 班列組織靈活性差

集裝箱班列直達(dá)化能夠有效提高運(yùn)輸速度，但是由于其仍然沿襲原有貨物運(yùn)輸按計(jì)劃裝車、滿軸開行的傳統(tǒng)模式，且在大節(jié)點(diǎn)間開行，沒有箱流的交換，集裝箱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)不夠明顯。

4 鐵路集裝箱運(yùn)輸組織模式優(yōu)化研究

目前我國(guó)集裝箱辦理站數(shù)量多、站點(diǎn)分布范圍廣，造成我國(guó)開行“點(diǎn)到點(diǎn)”直達(dá)班列比例僅為20%左右，其余80%左右集裝箱運(yùn)輸仍采用普通列車技術(shù)站集結(jié)的運(yùn)輸組織模式，運(yùn)輸效率較低。本次研究主要針對(duì)現(xiàn)狀采用普通貨物列車運(yùn)輸?shù)倪@部分箱流進(jìn)行運(yùn)輸組織優(yōu)化研究，提出集裝箱班列中轉(zhuǎn)運(yùn)輸組織模式，變車流組織為箱流組織，通過(guò)開行固定車底的集裝箱途中作業(yè)班列和技術(shù)直達(dá)班列相結(jié)合，提高集裝箱班列開行數(shù)量及比例，且大部分集裝箱運(yùn)輸不再進(jìn)入技術(shù)站解編，從而在一定程度上解決現(xiàn)狀大部分集裝箱運(yùn)輸速度低、運(yùn)到時(shí)限不能保證的問(wèn)題。

4.1 鐵路集裝箱運(yùn)輸體系構(gòu)建

鐵路集裝箱運(yùn)輸體系參見圖2。

圖2集裝箱運(yùn)輸體系示意圖

4.1.1 優(yōu)先開行“點(diǎn)到點(diǎn)”直達(dá)班列

從目前我國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)輸組織形式上來(lái)看，“點(diǎn)到點(diǎn)”直達(dá)班列運(yùn)輸效率最高，競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)，同時(shí)我國(guó)已經(jīng)有豐富的集裝箱直達(dá)班列運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，因此，在運(yùn)量較大、有穩(wěn)定箱流、能夠開行“點(diǎn)到點(diǎn)”直達(dá)班列的節(jié)點(diǎn)站間，應(yīng)該優(yōu)先開行直達(dá)班列。

4.1.2 大節(jié)點(diǎn)間開行集裝箱技術(shù)直達(dá)班列

在大型集裝箱節(jié)點(diǎn)站間開行技術(shù)直達(dá)班列，班列運(yùn)行過(guò)程中固定車底，一般采取“一站直達(dá)”模式。

4.1.3 集裝箱節(jié)點(diǎn)站間開行集裝箱途中作業(yè)班列

在集裝箱節(jié)點(diǎn)站和中轉(zhuǎn)站間開行集裝箱途中作業(yè)班列，班列固定車底，只在沿線少量到發(fā)量大的集裝箱節(jié)點(diǎn)站停站，按照“動(dòng)箱不動(dòng)車”形式進(jìn)行集裝箱裝卸，裝卸完成后按圖發(fā)車。為保證集裝箱運(yùn)輸效率，集裝箱途中作業(yè)班列停站數(shù)量不宜過(guò)多。班列將沿線箱流集中到集裝箱中轉(zhuǎn)站后，通過(guò)中轉(zhuǎn)站間開行技術(shù)直達(dá)班列運(yùn)輸。

4.1.4 其他箱流運(yùn)輸

受停站次數(shù)限制，途中作業(yè)班列僅在部分到發(fā)量較大節(jié)點(diǎn)停站，班列開行沿線部分到發(fā)量較小節(jié)點(diǎn)箱流不能進(jìn)入集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)，可通過(guò)摘掛、小運(yùn)轉(zhuǎn)列車運(yùn)輸至技術(shù)站集結(jié)，再通過(guò)小運(yùn)轉(zhuǎn)列車運(yùn)至集裝箱中轉(zhuǎn)站，重新進(jìn)入集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)。

4.2 鐵路集裝箱運(yùn)輸組織優(yōu)化效果分析

4.2.1 分析方法

本次研究從已建成集裝箱中心站中，選取鄭州圃田和重慶團(tuán)結(jié)村間開行集裝箱技術(shù)直達(dá)班列作為試點(diǎn)，石家莊、青島、連云港等節(jié)點(diǎn)與圃田間，成都、宜賓等節(jié)點(diǎn)與團(tuán)結(jié)村間以及圃田與團(tuán)結(jié)村間開行集裝箱途中作業(yè)班列，完成沿線箱流輸送。

此外，選擇平頂山西—團(tuán)結(jié)村、新鄉(xiāng)—自貢南兩支箱流為例，對(duì)現(xiàn)狀和優(yōu)化后集裝箱中轉(zhuǎn)班列兩種運(yùn)輸組織模式在運(yùn)輸過(guò)程、運(yùn)達(dá)速度、運(yùn)到時(shí)限等方面進(jìn)行比較，現(xiàn)狀運(yùn)輸徑路采用運(yùn)行時(shí)間最短方案。

4.2.2 時(shí)間參數(shù)取值

集裝箱運(yùn)輸中，影響集裝箱送達(dá)時(shí)間和運(yùn)到時(shí)限的時(shí)間因素主要包括裝卸作業(yè)時(shí)間、技術(shù)作業(yè)時(shí)間、途中運(yùn)行時(shí)間和中轉(zhuǎn)換乘時(shí)間。

4.2.2.1 裝卸作業(yè)時(shí)間

軌道式集裝箱門式起重機(jī)、集裝箱空箱堆垛機(jī)裝卸工作效率為20～30箱次/h，集裝箱正面吊運(yùn)起重機(jī)為 20～25 箱次/h[3]。

根據(jù)集裝箱裝卸機(jī)械工作效率，計(jì)算不同裝卸機(jī)械單一臺(tái)數(shù)對(duì)應(yīng)不同停站時(shí)間的最大集裝箱裝卸作業(yè)量，如表1所示。

表1不同停站時(shí)間對(duì)應(yīng)最大裝卸作業(yè)量表

根據(jù)不同裝卸機(jī)械作業(yè)效率，結(jié)合途中作業(yè)班列各停站集裝箱裝卸數(shù)量，為便于計(jì)算，本次集裝箱途中作業(yè)班列停站節(jié)點(diǎn)站按照配備3臺(tái)叉車、裝卸各20 TEU，裝卸作業(yè)時(shí)間取60 min。

4.2.2.2 技術(shù)作業(yè)時(shí)間

現(xiàn)狀集裝箱班列到發(fā)技術(shù)作業(yè)時(shí)間基本在60 min，本次研究班列在節(jié)點(diǎn)站技術(shù)作業(yè)時(shí)間暫按現(xiàn)狀取60 min。隨著集裝箱作業(yè)及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，如采用電動(dòng)脫軌器與信聯(lián)閉設(shè)備連鎖、拍照及安全技術(shù)檢查自動(dòng)化后，理論上可將技術(shù)作業(yè)時(shí)間壓縮為30 min。

4.2.2.3 中轉(zhuǎn)換乘時(shí)間

1）集裝箱技術(shù)直達(dá)班列中轉(zhuǎn)換乘時(shí)間。主要與中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)所銜接方向開行的途中作業(yè)班列之間的接續(xù)水平、技術(shù)直達(dá)班列開行頻率及運(yùn)輸組織水平有關(guān)，本次研究暫假定中轉(zhuǎn)時(shí)間為6 h。

2）普通貨物列車技術(shù)站停留時(shí)間。普通貨物列車主要考慮其在編組站、區(qū)段站的停留時(shí)間，根據(jù)全路編組站日均中時(shí)統(tǒng)計(jì)，本次研究技術(shù)站平均停留時(shí)間按6 h取值。

4.2.2.4 途中運(yùn)行時(shí)間

1）集裝箱班列途中運(yùn)行時(shí)間。目前我國(guó)集裝箱直達(dá)班列存在80 km/h、120 km/h等不同速度等級(jí)。本次研究集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸組織模式中的班列途中運(yùn)行時(shí)間，分別按照80 km/h 、120 km/h 兩種速度計(jì)算。

2）普通貨物列車途中運(yùn)行時(shí)間。普通貨物列車集裝箱運(yùn)輸時(shí)間，根據(jù)案例涉及徑路上，直達(dá)、區(qū)段、摘掛、小運(yùn)轉(zhuǎn)等列車實(shí)際運(yùn)行時(shí)間取值。

4.2.3 優(yōu)化效果分析

4.2.3.1 現(xiàn)狀運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行速度

現(xiàn)狀平頂山西—團(tuán)結(jié)村運(yùn)行時(shí)間最短的運(yùn)輸方式為，平頂山西—襄陽(yáng)北開行直通、襄陽(yáng)北—興隆場(chǎng)技術(shù)直達(dá)、興隆場(chǎng)—團(tuán)結(jié)村小運(yùn)轉(zhuǎn)。此種模式集裝箱需中轉(zhuǎn)2次，運(yùn)行時(shí)間37 h，運(yùn)行速度29 km/h。現(xiàn)狀新鄉(xiāng)—自貢南最短運(yùn)行時(shí)間為68 h，運(yùn)行速度29 km/h。

在現(xiàn)狀運(yùn)輸組織模式下，兩支箱流用時(shí)最短的運(yùn)輸徑路見圖3。

圖3案例箱流現(xiàn)狀運(yùn)輸徑路示意圖

4.2.3.2 優(yōu)化后運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行速度

優(yōu)化后，平頂山西—團(tuán)結(jié)村箱流通過(guò)集裝箱途中作業(yè)班列運(yùn)輸，按照班列停站3次考慮，其運(yùn)行時(shí)間能夠縮短至29 h，運(yùn)行速度提高到37 km/h；當(dāng)班列最高運(yùn)行速度提高至120 km/h時(shí)，其運(yùn)行時(shí)間可進(jìn)一步縮短至21 h，運(yùn)行速度提高至52 km/h（見圖 4、表 2）。

圖4集裝箱班列開行示意圖

表2平頂山西—團(tuán)結(jié)村箱流不同運(yùn)輸組織模式運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)行速度比較表

新鄉(xiāng)—自貢南箱流通過(guò)集裝箱技術(shù)直達(dá)和途中作業(yè)班列相結(jié)合，運(yùn)行時(shí)間縮短為48 h，運(yùn)行速度提高為36 km/h；當(dāng)班列最高運(yùn)行速度提高至120 km/h時(shí)，其運(yùn)行時(shí)間可進(jìn)一步縮短至36 h，運(yùn)行速度提高至48 km/h（見表3）。

表3新鄉(xiāng)—自貢南箱流不同運(yùn)輸組織模式運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)行速度比較表

通過(guò)對(duì)比可以看出，采用集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸組織模式后，集裝箱運(yùn)輸時(shí)間能夠縮短30%～50%，集裝箱運(yùn)輸速度能夠提高40%～90%。由此可見，采用集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸組織模式后，集裝箱運(yùn)輸效率有較大幅度提高，與既有普通貨物列車運(yùn)輸組織模式相比，集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸組織模式是具有一定優(yōu)勢(shì)的。

4.2.3.3 準(zhǔn)時(shí)性對(duì)比

由集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸組織模式中途中作業(yè)班列、技術(shù)直達(dá)班列特點(diǎn)可知，兩種班列均為固定編組、固定運(yùn)行線、固定發(fā)車時(shí)間，因此與既有普通列車運(yùn)輸集裝箱需一次或多次進(jìn)入編組站、區(qū)段站解編、集結(jié)的不確定時(shí)間相比，新型集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸組織模式可以實(shí)現(xiàn)集裝箱準(zhǔn)時(shí)送達(dá)，集裝箱運(yùn)到時(shí)限與現(xiàn)狀相比有了極大保證。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)鐵路發(fā)展進(jìn)入新時(shí)代，“交通強(qiáng)國(guó)、鐵路先行”的新時(shí)代使命對(duì)鐵路集裝箱運(yùn)輸也提出了新的發(fā)展要求。通過(guò)構(gòu)建集裝箱運(yùn)輸體系，在既有點(diǎn)到點(diǎn)集裝箱班列開行基礎(chǔ)上，組織開行集裝箱技術(shù)直達(dá)班列和集裝箱途中作業(yè)班列，在提高我國(guó)鐵路集裝箱班列化水平的同時(shí)，能夠在一定程度上縮短集裝箱送達(dá)時(shí)間，同時(shí)也能滿足貨主對(duì)集裝箱運(yùn)到時(shí)限和準(zhǔn)時(shí)性的要求，提高鐵路集裝箱運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量。