基于軌道動力平車的一種集裝箱江海聯(lián)運新方式

黃澤星 方亞非 徐 榮

(中鐵武漢勘察設計研究院有限公司，武漢 430074)

1 概述

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

2 既有江海聯(lián)運方式

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

2.1 江海直達倒裝法

江海直達倒裝法指海運集裝箱運輸船與江海直達集裝箱運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引運輸車完成江海直接換裝，無需外部運輸，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)運集裝箱船舶（海船）行駛要求，因此大部分的江海聯(lián)運集裝箱是通過此種方式運輸?shù)?。該方式容易受長江航道等級、橋梁凈空高度、港口通過能力等條件制約，大型遠洋集裝箱運輸船進入長江航道受到限制，而內河船舶往往也無法直接出海抵達沿海深水港口。

2.2 船舶駁接倒裝法

船舶駁接倒裝法海運集裝箱運輸船舶停泊在沿海深水港口，內河集裝箱運輸船舶停泊在內河港口，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輸，裝卸作業(yè)次數(shù)多，中轉時間長。此外，由于受到長江入?？诤降浪畹南拗?，長江口船舶通行能力、船舶噸位和船舶數(shù)量有限，不能滿足集裝箱江海聯(lián)運擺渡作業(yè)的運輸能力的需要。

2.3 公路駁接倒裝法

公路駁接倒裝法海運集裝箱運輸船停泊在深海港口，內河集裝箱運輸船停泊在內河港口，二者在不同港口不同泊位停泊，兩個港口間距較遠，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。該方法運營成本大，經(jīng)濟效益差，影響城市周邊道路交通，尾氣污染大，受到政府環(huán)境保護政策限制。

3 集裝箱江海聯(lián)運新方式

3.1 作業(yè)流程

為解決既有江海聯(lián)運方式的局限性，提高集裝箱中轉效率，實現(xiàn)運輸過程的自動化、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)運新方式，軌道動力平車自帶動力并運行于鐵路軌道上，具有實時定位、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方式由外部運輸轉化為內部運輸，整個鐵路接駁系統(tǒng)為港口場內運輸系統(tǒng)的一部分，同時采用軌道動力平車作為中轉運載工具實現(xiàn)集裝箱在海港與江港間的不落地運輸，從而構建港口間物理和信息的無縫化連接，實現(xiàn)江海港口一體化聯(lián)動發(fā)展。該技術創(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 海運船舶卸船作業(yè)流程

1）海運集裝箱運輸船舶到達沿海深水港碼頭，運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)下達駁接作業(yè)計劃，交換集裝箱箱號、運輸方向（集裝箱箱號、始發(fā)地、目的地、中轉港、中轉站名、貨位品名、運輸徑路記錄、中轉堆場位置、特殊標記如：冷鏈）等信息。與內河港口集裝箱管理系統(tǒng)交換集裝箱聯(lián)運信息，預告集裝箱箱號、數(shù)量、運輸方向聯(lián)運信息，用于內河港口安排接駁作業(yè)堆場、裝卸機械、船舶運輸計劃。

3）岸吊根據(jù)作業(yè)計劃將需要聯(lián)運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行至前方堆場一側的鐵路裝卸線集結，后續(xù)動力平車以相同方式運行，直至本批駁接集裝箱軌道集卡集結完畢或滿足組成一列運輸重量及長度的列車要求。

4）向海關提交進口貨物報關單，辦理海關手續(xù)，等待海關通關完成通知。

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；同時向內河港口集裝箱管理系統(tǒng)交換集裝箱聯(lián)運預報信息，通報駁接作業(yè)進度。

3.1.2 專用鐵路運輸流程

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)進度信息、移交的集裝箱聯(lián)運信息及集裝箱貨物后，制定鐵路運輸計劃，下達給鐵路列車運行調度指揮系統(tǒng)。

2）鐵路列車運行調度指揮系統(tǒng)向車站運輸系統(tǒng)、機車牽引系統(tǒng)、車站信號系統(tǒng)下達集裝箱列車駁接運行作業(yè)計劃。

3）鐵路車站運輸系統(tǒng)指揮鐵路牽引機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入鐵路區(qū)間線路，集裝箱專列列車繼續(xù)開行直達內河港口站。

4）鐵路牽引機車根據(jù)調度指揮系統(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)間線路行駛至內河港口車站越過鐵路裝卸線港口管理分界，進入內河港口前方堆場一側的鐵路裝卸線停車，鐵路駁接運輸完成。

5）鐵路集裝箱駁接管理系統(tǒng)向內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)運信息及集裝箱貨物。

3.1.3 內河港口鐵路碼頭前沿裝卸線集裝箱卸車裝船過程

1）內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)運信息及集裝箱貨物，并制定卸車、裝船計劃。

2）內河集裝箱運輸船舶在港停泊，港口集裝箱管理系統(tǒng)根據(jù)集裝箱運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)運集裝箱向港口前沿裝卸線運行，至內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)運中轉倒裝裝船作業(yè)。其中列車中裝載聯(lián)運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)運實物交接和手續(xù)交接。

5）內河船舶離港。

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有若干深水泊位，用于停泊大型遠洋集裝箱船舶。

2）集裝箱堆場

港口碼頭設有集裝箱前方堆場，用于集裝箱臨時堆放、集結等待運輸。

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（集結線）之間的集裝箱場內運輸和港口間的駁接運輸。

4）裝卸機具

深水泊位碼頭有若干岸邊集裝箱起重機（俗稱岸吊，下同），用于船舶裝卸集裝箱；前方堆場設有集裝箱裝卸機具（如軌道吊、正面吊等），用于集裝箱前方堆場與運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 內河港口

1）內河泊位

一個大型內河集裝箱港口，有若干內河泊位，用于停泊內河集裝箱船舶。

2）集裝箱堆場

碼頭設有集裝箱前方堆場，用于集裝箱臨時堆放、集結等待運輸。

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（集結線）之間的集裝箱場內運輸和港口間的駁接運輸。

4）裝卸機具

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

5）控制系統(tǒng)

內河港口碼頭有一個大型水運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 鐵路設施

1）鐵路車站

沿海港口和內河港口均設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

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

3）碼頭前沿鐵路線

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

4）機車走行線

用于機車車輛越過裝卸區(qū)轉頭兼裝卸的機車走行線。

5）電力機車及接觸網(wǎng)

用于牽引列車的電力機車和提供機車牽引動能的電氣化供電接觸網(wǎng)。

6）鐵路道岔區(qū)

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

7）專用鐵路區(qū)間線路

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

8）裝卸機具

車站裝卸線、前沿碼頭裝卸線、鐵路道岔區(qū)、車站裝卸線設有用于車站裝卸線與堆場間集裝箱駁接的集裝箱裝卸機具（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）專用鐵路集裝箱運輸管理系統(tǒng)

專用鐵路集裝箱運輸管理系統(tǒng)由鐵路車站系統(tǒng)、鐵路線路系統(tǒng)、鐵路信號系統(tǒng)、鐵路集裝箱駁接運輸管理系統(tǒng)（鐵路運輸管理系統(tǒng)）、鐵路列車運行調度指揮系統(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（集結線）的集裝箱駁接運輸；在港口間區(qū)間鐵路運行時，由牽引電力機車提供動力。

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

4 技術效果

本次提出的基于軌道動力平車的集裝箱江海聯(lián)運新方式建立了一種新的駁接作業(yè)系統(tǒng)、作業(yè)設備、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)運中轉時間，提高了中轉倒裝效率。與傳統(tǒng)作業(yè)方式相比，具有如下技術效益：

1）駁接時間短：流水線作業(yè)，駁接效率高；

2）堆場面積?。和ㄟ^軌道動力平車直接運至港口裝船，可大大節(jié)省堆場面積；

3）運輸能力大：運輸成本低50%，運輸能力高出數(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：實現(xiàn)整個集裝箱江海聯(lián)運中轉的自動化、信息化、高效化。

5 結束語

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