高速貨運(yùn)動(dòng)車組合理運(yùn)用方式探討

喬珂，杜會(huì)謙，燕春光，王偉，趙鵬

（1. 北京交通大學(xué) 國家軌道交通技術(shù)教育與服務(wù)中心，北京 100044；2. 中車唐山機(jī)車車輛有限公司，河北 唐山 064000；3. 北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的擴(kuò)張、移動(dòng)購物和電子商務(wù)的發(fā)展，我國快遞行業(yè)成為增速最快的行業(yè)之一，快遞業(yè)務(wù)量從2008年15.0億件增長至2018年的507.1億件，11年間增長了33.8倍，未來幾年快遞業(yè)務(wù)量仍將繼續(xù)保持增長態(tài)勢(shì)。在需求量增加的同時(shí)，顧客對(duì)快遞的時(shí)效性、安全性等的期望也越來越高，需求層次更加多樣化，這對(duì)既有快遞運(yùn)輸提出了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)也為高鐵發(fā)展快捷貨運(yùn)帶來了機(jī)遇。針對(duì)快捷貨運(yùn)市場的變化，我國鐵路深化貨運(yùn)改革，相繼推出了極速達(dá)、當(dāng)日達(dá)、次晨達(dá)、次日達(dá)、隔日達(dá)等高鐵快遞產(chǎn)品，逐步形成了覆蓋全國的高鐵快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)[1]，并與順豐速運(yùn)、京東物流等快遞企業(yè)深入合作，不斷拓展高鐵快運(yùn)市場，提升鐵路快運(yùn)服務(wù)水平。

目前我國高鐵快運(yùn)主要采用確認(rèn)車、捎帶運(yùn)輸和專用車廂的形式，運(yùn)量相對(duì)較小，在快遞運(yùn)輸市場的份額不到5%。為進(jìn)一步提高高鐵快運(yùn)的競爭力，提升鐵路快運(yùn)市場份額，需要開發(fā)和設(shè)計(jì)專用的貨運(yùn)動(dòng)車組，以適應(yīng)大規(guī)模快遞運(yùn)輸?shù)男枨?。基于我國研發(fā)的貨運(yùn)動(dòng)車組技術(shù)方案[2]，結(jié)合快遞運(yùn)輸和高鐵運(yùn)輸組織的特點(diǎn)，探討分析未來高速貨運(yùn)動(dòng)車組運(yùn)用的特殊性和合理運(yùn)用方式，為高鐵正式開行貨運(yùn)動(dòng)車組提供參考。

1 技術(shù)特點(diǎn)

1.1 技術(shù)參數(shù)

為滿足高鐵的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，貨運(yùn)動(dòng)車組的研制以我國時(shí)速350 km標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組為基礎(chǔ)，其編組形式、動(dòng)力配置以及轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組保持一致，僅針對(duì)高鐵快運(yùn)的裝載需求，對(duì)底架、外端墻、車輛內(nèi)部裝飾、輔助電氣系統(tǒng)等進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)，主要技術(shù)參數(shù)見表1[2]。

表1 貨運(yùn)動(dòng)車組技術(shù)參數(shù)

從技術(shù)參數(shù)來看，貨運(yùn)動(dòng)車組基本保持了與客運(yùn)動(dòng)車組相同的性能，能夠適應(yīng)高鐵的運(yùn)行條件，并且與航空貨機(jī)相比，具有一定的優(yōu)勢(shì)和市場競爭力。在運(yùn)送時(shí)間方面，雖然貨運(yùn)動(dòng)車組的運(yùn)行速度小于航空貨機(jī)，但考慮航空延誤、兩端配送等因素，在500～1 500 km內(nèi)其劣勢(shì)不明顯。在載質(zhì)量方面，航空常見的波音757全貨機(jī)的載質(zhì)量約為30 t，而貨運(yùn)動(dòng)車組的載質(zhì)量可以達(dá)到115 t，是航空全貨機(jī)的3.8倍，優(yōu)勢(shì)明顯。

1.2 與既有高鐵快運(yùn)方式技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比

目前，我國已開展了捎帶運(yùn)輸、確認(rèn)車運(yùn)輸、專用車廂客貨混編等3種方式的高鐵快運(yùn)服務(wù)。與既有方式相比，貨運(yùn)動(dòng)車組具有一些新的特點(diǎn)：

（1）裝載能力。既有方式均是依托客運(yùn)動(dòng)車組，利用車廂內(nèi)的空余空間或是拆除部分車廂座椅設(shè)置專用車廂放置快遞貨物，因此單列車的載貨能力偏小。按照理想情況估計(jì)，捎帶運(yùn)輸?shù)恼醒b載量約為500 kg，確認(rèn)車整列裝載量約為6 t，專用車廂單節(jié)車廂的裝載量約為5 t，而貨運(yùn)動(dòng)車組的凈裝載量就可達(dá)85 t，是既有高鐵快運(yùn)方式的10倍以上，可以極大地滿足快運(yùn)市場需求。

（2）包裝條件。受客運(yùn)動(dòng)車組的車門寬度、座椅和行李架布置等條件限制，既有方式對(duì)貨物的包裝條件有一定的要求，目前多使用集裝箱和集裝袋，集裝箱的尺寸為715 mm×545 mm×410 mm，集裝袋的尺寸為1 200 mm×1 000 mm，其中，集裝箱容積小，對(duì)貨物尺寸要求高；集裝袋為柔性包裝容器，對(duì)貨物形狀適應(yīng)性強(qiáng)。貨運(yùn)動(dòng)車組為適應(yīng)大批量的貨物運(yùn)輸，開發(fā)了與貨運(yùn)車廂相匹配的2種新型集裝器，Ⅰ型集裝器尺寸為1 150 mm×1 350 mm×2 000 mm，Ⅱ型集裝器尺寸為1 150 mm×2 700 mm×2 000 mm。新型集裝器的尺寸較大，可以兼容集裝箱和集裝袋的優(yōu)勢(shì)，既對(duì)貨物的形狀有較好的適應(yīng)性，也能保證裝載空間的利用率。

（3）裝卸條件。由于既有方式的貨運(yùn)量較小，同時(shí)受高鐵場站設(shè)施條件限制，目前裝卸作業(yè)以人工搬運(yùn)為主，以簡易機(jī)械（如電動(dòng)助力叉車、電動(dòng)地牛、小拖車）為輔，貨物進(jìn)入車廂后，由人工進(jìn)行集裝箱和集裝袋的碼放等工作[3]。為適應(yīng)大運(yùn)量的貨物快運(yùn)需求，貨運(yùn)動(dòng)車組設(shè)計(jì)了大開度裝載門、帶有萬向球和滾柱裝置的專用貨運(yùn)地板以及與集裝器配套的站臺(tái)過渡板等裝置，方便使用叉車等進(jìn)行機(jī)械化裝卸。按照設(shè)計(jì)方案，單車裝滿所需時(shí)間約為20 min，可有效提高裝卸作業(yè)能力和效率。

綜合來看，貨運(yùn)動(dòng)車組的運(yùn)量更高，對(duì)貨物的包裝條件限制更少，裝卸效率更高，但也需要有相應(yīng)的場站設(shè)施條件等支撐。

2 運(yùn)用的特殊性及要求

2.1 運(yùn)輸需求量

高鐵快運(yùn)產(chǎn)品主要以文件、印刷品、3C電子產(chǎn)品、服裝鞋帽等商務(wù)文件和電商包裹為主，該類運(yùn)輸需求特征隨時(shí)間、地區(qū)的不同有較大的差異，貨物的流向也呈現(xiàn)區(qū)域不均衡等特點(diǎn)，既有方式由于單列車的運(yùn)輸能力較小，可以較好地匹配此類需求。但貨運(yùn)動(dòng)車組的運(yùn)輸能力極大提高，只有較大數(shù)量的運(yùn)輸需求才能滿足列車開行的經(jīng)濟(jì)性條件，如果高鐵快運(yùn)投入運(yùn)營后無法獲得足夠數(shù)量的貨源，將會(huì)給鐵路經(jīng)營部門造成較大虧損。因此，為滿足貨運(yùn)動(dòng)車組開行條件，一方面需要?jiǎng)?chuàng)新鐵路與快遞企業(yè)的合作方式，充分激發(fā)貨運(yùn)潛能；另一方面需要在運(yùn)價(jià)、服務(wù)質(zhì)量等方面對(duì)標(biāo)公路和航空，保持一定的競爭力，吸引更多貨源[4]。

2.2 貨運(yùn)作業(yè)過程

高鐵開展快捷貨物運(yùn)輸，作業(yè)過程主要有貨物受理、裝卸以及運(yùn)輸?shù)?，需要車站具備倉儲(chǔ)、裝卸搬運(yùn)、信息服務(wù)等功能，以保障運(yùn)輸服務(wù)。既有方式的貨運(yùn)量較小，貨運(yùn)安檢、裝卸等作業(yè)地點(diǎn)在鐵路客運(yùn)車站即可，但大部分新建高鐵車站缺少適合貨運(yùn)的設(shè)施設(shè)備，裝卸、搬運(yùn)、分揀的效率比較低。因此，鐵路部門通過預(yù)先規(guī)劃貨物裝卸作業(yè)區(qū)域、增設(shè)專門儲(chǔ)物設(shè)備等措施來提高作業(yè)效率，盡量減少對(duì)旅客的影響和占用站臺(tái)的時(shí)間。貨運(yùn)動(dòng)車組專用于貨物運(yùn)輸，貨運(yùn)量很大，有大規(guī)模的貨物裝卸作業(yè)，集裝器具的尺寸更大，需要使用更多的自動(dòng)化裝卸機(jī)械，站臺(tái)占用時(shí)間也更長，既有的高鐵站臺(tái)并不適應(yīng)這些要求，需要考慮新的貨運(yùn)作業(yè)地點(diǎn)。

按照成本、線路、信號(hào)等條件，不同的學(xué)者提出了在高鐵車站或動(dòng)車段/所附近新建貨運(yùn)作業(yè)線、利用既有線貨運(yùn)站和既有中鐵快運(yùn)行包作業(yè)基地等貨運(yùn)動(dòng)車組作業(yè)基地建設(shè)或改造方案[5]。新建高鐵車站貨運(yùn)作業(yè)線的成本較高，實(shí)施難度較大，施工周期也較長，但從高鐵快捷貨運(yùn)長期發(fā)展的角度來看是比較有利的；利用既有線貨運(yùn)站或中鐵快運(yùn)行包作業(yè)基地的成本較低，在高鐵車站和既有線有聯(lián)絡(luò)線、信號(hào)系統(tǒng)能夠兼容的條件下，可以安排貨運(yùn)動(dòng)車組下線進(jìn)入既有貨運(yùn)站和基地作業(yè)，充分利用已有的倉儲(chǔ)、安檢等設(shè)施。為滿足貨運(yùn)動(dòng)車組快速裝卸的需求，還需要采取重新布置站臺(tái)高度、購置自動(dòng)升降臺(tái)、提升信息化水平等措施。

2.3 運(yùn)用和檢修計(jì)劃

高鐵的運(yùn)輸組織涉及列車開行方案和運(yùn)行圖編制、動(dòng)車組運(yùn)用與檢修、線路能力利用等多個(gè)方面。既有方式利用客運(yùn)動(dòng)車組的富裕能力，不需要考慮列車開行方案編制、動(dòng)車組運(yùn)用與檢修等問題，在保證貨運(yùn)作業(yè)條件下，運(yùn)輸組織相對(duì)簡單，而貨運(yùn)動(dòng)車組則需要重點(diǎn)考慮這些問題。

在列車開行方案和運(yùn)行圖編制方面，貨運(yùn)動(dòng)車組需要單獨(dú)制定列車開行方案和運(yùn)行圖，編制時(shí)的約束條件較多，首先要合理利用高鐵的線路能力，不能影響客運(yùn)動(dòng)車組的開行；其次貨運(yùn)動(dòng)車組的開行計(jì)劃必須與快運(yùn)貨物運(yùn)輸需求相匹配，滿足快捷貨運(yùn)的時(shí)效性要求；最后，還要考慮貨運(yùn)作業(yè)時(shí)間等，編制的難度較大。

在動(dòng)車組運(yùn)用方面，為充分發(fā)揮貨運(yùn)動(dòng)車組的作用并提高其使用效率，可能需要采用跨線運(yùn)行的組織方式，并適當(dāng)增加所承運(yùn)的快運(yùn)產(chǎn)品的種類以擴(kuò)大需求量。因此，貨運(yùn)動(dòng)車組的運(yùn)用方式應(yīng)該更加靈活，交路范圍及交路長度也應(yīng)更廣，不再拘泥于既有的固定交路甚至固定線路模式，具備跨越不同速度等級(jí)線路運(yùn)行的能力。

在動(dòng)車組檢修方面，由于貨運(yùn)動(dòng)車組的關(guān)鍵系統(tǒng)與客運(yùn)動(dòng)車組保持一致，基本可以利用現(xiàn)有的動(dòng)車段或動(dòng)車所進(jìn)行檢修作業(yè)，但需要對(duì)貨運(yùn)專用地板等貨運(yùn)設(shè)備進(jìn)行專門檢修，增加貨運(yùn)相關(guān)的檢修作業(yè)內(nèi)容。

3 合理運(yùn)用方式

3.1 市場定位

合理的市場定位是貨運(yùn)動(dòng)車組運(yùn)用的前提條件。從我國快遞市場來看，干線運(yùn)輸市場是貨運(yùn)動(dòng)車組的目標(biāo)市場[6]。目前，快遞干線運(yùn)輸主要由公路和航空完成，公路運(yùn)輸?shù)氖袌龇蓊~達(dá)80%以上，航空運(yùn)輸?shù)氖袌龇蓊~約15%，鐵路運(yùn)輸?shù)氖袌龇蓊~不到5%。但隨著快運(yùn)需求量的進(jìn)一步增長，公路和航空都面臨著運(yùn)輸能力緊張的問題，貨運(yùn)動(dòng)車組以其在速度、安全性、準(zhǔn)時(shí)性等方面的優(yōu)勢(shì)對(duì)快遞和物流企業(yè)有很強(qiáng)的吸引力。因此，對(duì)接各快遞企業(yè)需求，貨運(yùn)動(dòng)車組應(yīng)在各大城市節(jié)點(diǎn)間開拓干線運(yùn)輸市場。

3.2 運(yùn)用范圍

理論上貨運(yùn)動(dòng)車組適合運(yùn)行于所有高鐵線路以及城際線路，但貨運(yùn)動(dòng)車組的購置成本、配套設(shè)施設(shè)備改造成本和運(yùn)營成本都較高，因此，其運(yùn)用應(yīng)定位在貨運(yùn)需求量較大、對(duì)該類型動(dòng)車組有較強(qiáng)需求的線路上。

根據(jù)國家郵政局2018年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國東部、中部和西部分別完成快遞業(yè)務(wù)量405.0億件、62.4億件和39.7億件，東部地區(qū)快遞業(yè)務(wù)量比重達(dá)80%左右，業(yè)務(wù)量排名前15位的城市也主要集中在東部，分別是廣州、金華、上海、深圳、杭州、北京、東莞、蘇州、成都、泉州、揭陽、武漢、溫州、寧波和南京，貨運(yùn)動(dòng)車組應(yīng)主要在這些城市節(jié)點(diǎn)間開行。上述城市主要分布于我國高鐵網(wǎng)的京滬通道和京港澳通道沿線，所以，京滬高鐵、滬杭高鐵、杭深高鐵、寧杭高鐵、京廣高鐵、廣深港高鐵等線路適合開行貨運(yùn)動(dòng)車組。需要注意的是，部分貨運(yùn)量適合的線路同時(shí)也是運(yùn)能緊張的線路，貨運(yùn)動(dòng)車組在這些線路上開行時(shí)需要充分考慮線路能力，要在不影響客運(yùn)動(dòng)車組運(yùn)行秩序的前提下合理編制列車開行方案和運(yùn)行圖。此外，對(duì)于部分線路能力富裕的高鐵，也可以根據(jù)快運(yùn)需求的增長情況，探索開行貨運(yùn)動(dòng)車組，既可提高線路能力利用率，又可增加運(yùn)輸企業(yè)收入。

3.3 開行方式

為提高競爭力，貨運(yùn)動(dòng)車組應(yīng)主要采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)開行的組織模式，根據(jù)快捷貨物運(yùn)輸需求的實(shí)際分布情況，確定各OD點(diǎn)間的直達(dá)列車開行方案。為充分?jǐn)U大貨運(yùn)動(dòng)車組的開行數(shù)量和覆蓋范圍，在不完全具備點(diǎn)到點(diǎn)直達(dá)運(yùn)量的OD點(diǎn)間，也可利用貨運(yùn)動(dòng)車組本身具有的快速裝卸設(shè)備，考慮開行在中間站進(jìn)行中轉(zhuǎn)換裝的列車。

（1）無論何種組織模式，貨運(yùn)動(dòng)車組的始發(fā)終到站的運(yùn)輸量較大，需配套的物流作業(yè)環(huán)節(jié)較多，對(duì)貨物作業(yè)場地及設(shè)施條件的要求較高?，F(xiàn)有的高鐵車站均不具備進(jìn)行該貨物作業(yè)的可能性，而對(duì)現(xiàn)有站臺(tái)及設(shè)備進(jìn)行改造的難度較大，因此應(yīng)考慮在高鐵車站以外設(shè)置專業(yè)化的場所。

（2）中途換裝模式下，在中途站主要需完成集裝器具的中轉(zhuǎn)換裝作業(yè)，需要的具體條件包括貨物作業(yè)辦理場地、貨物存放場地、安檢場地、搬運(yùn)通道[7]、站臺(tái)裝卸貨位、快速裝卸機(jī)具等。考慮到中途換裝貨物的作業(yè)量較小，實(shí)際上上述要求對(duì)空間的需求量并不大。現(xiàn)有高鐵車站站臺(tái)長度一般都超過500 m，對(duì)其中部分區(qū)域進(jìn)行改造，布置上述貨物作業(yè)設(shè)施具有一定的可行性。為避免對(duì)旅客上下車造成影響，站臺(tái)上的貨物作業(yè)地點(diǎn)應(yīng)盡可能設(shè)置于站臺(tái)兩端，需中轉(zhuǎn)的集裝器具也應(yīng)盡量集中裝載在動(dòng)車組的端部車廂，車站貨運(yùn)設(shè)施的具體布置方式則需進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)估研究。

（3）貨運(yùn)動(dòng)車組開行時(shí)，為減少對(duì)既有客運(yùn)動(dòng)車組運(yùn)行的影響，在通過能力相對(duì)緊張的高鐵線路上，應(yīng)選擇相對(duì)空閑的運(yùn)行時(shí)間段；在通過能力相對(duì)富裕的高鐵線路上，應(yīng)按照快捷貨物運(yùn)輸需求的特點(diǎn)和要求選擇合適的時(shí)間段。在與客運(yùn)動(dòng)車組存在一定速差的線路上，可以選擇運(yùn)行速度相近的客運(yùn)動(dòng)車組共同構(gòu)成列車組，以降低對(duì)高鐵線路運(yùn)輸能力的影響。此外，對(duì)于次日達(dá)、隔日達(dá)等高端產(chǎn)品，可以考慮開行夜間運(yùn)行的列車[8-10]。

4 結(jié)束語

為滿足日益增長的快捷貨運(yùn)市場需求，提高高鐵快運(yùn)的市場競爭力，我國已完成新型貨運(yùn)動(dòng)車組樣車的研制。與捎帶運(yùn)輸、確認(rèn)車等既有快運(yùn)方式相比，貨運(yùn)動(dòng)車組在裝載能力、包裝條件和裝卸條件等方面都具有較大優(yōu)勢(shì)，但在貨運(yùn)量、貨運(yùn)作業(yè)過程、運(yùn)用與檢修等方面具有其特殊性，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性等因素，需要合理確定其運(yùn)用方式。在市場定位方面，干線運(yùn)輸市場是貨運(yùn)動(dòng)車組的目標(biāo)市場，應(yīng)注意與航空和公路形成良好的競爭和協(xié)作關(guān)系；在運(yùn)用范圍方面，短期內(nèi)適合貨運(yùn)需求量較大的線路，長期看在運(yùn)輸能力富裕的線路開行貨運(yùn)動(dòng)車組可以提高運(yùn)輸企業(yè)收入；在開行方式方面，貨運(yùn)動(dòng)車組應(yīng)主要采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)開行的組織模式，并設(shè)置專業(yè)化的作業(yè)場所。未來隨著貨運(yùn)動(dòng)車組技術(shù)和配套設(shè)施設(shè)備的完善，需要結(jié)合詳細(xì)的節(jié)點(diǎn)需求和線路能力利用情況，進(jìn)一步研究具體的作業(yè)場所選址、車站設(shè)施改造等問題。