提高我国集装箱公铁联运装卸效率的探讨

2015-04-25汪永元

铁道货运 2015年12期

关键词：旋转式货场公铁

汪永元

（中铁第四勘察设计院集团有限公司设备设计研究处，湖北武汉 430063）

提高我国集装箱公铁联运装卸效率的探讨

汪永元

（中铁第四勘察设计院集团有限公司设备设计研究处，湖北武汉 430063）

从装卸流程、集装箱箱区的配置、现有技术存在的问题3个方面，阐述我国集装箱公铁联运装卸概况。为提高集装箱公铁联运装卸效率，提出可旋转式车厢装卸技术和可平移式车厢装卸技术，从装卸流程、设施配置、装卸效率及适用场合对可旋转式车厢装卸技术和可平移式车厢装卸技术进行分析比较，为我国铁路现代物流基地场站设计提供参考。

集装箱；公铁联运；铁路装卸；效率；技术

集装箱运输具有高效益、高效率、高协作等特点，能够消除运输货物的外形差异，实现“门到门”运输。目前，我国铁路集装箱运量占全路货物发送总量不足 3%，大量的适箱货物仍然以铁路整车的方式运输，而发达国家铁路集装箱运量占铁路总运量的比重大约为 20%～40%，如德国铁路集装箱运量达到铁路总运量的 20%，英国达到 30%，法国达到40%[1]。公铁联运是我国铁路集装箱“门到门”运输的重要组成部分，提高铁路集装箱运量对于加快我国铁路向现代物流的转型具有重要推进作用。但是，目前我国的集装箱公铁联运仍然采用传统的集装箱专用门吊进行装卸作业[2]，难以从实质上实现快速装卸，不能满足现代物流的需求。在“一带一路”国家战略构想实施的大环境下，提高集装箱货物公铁联运装卸效率对于提高物流园区作业效率、提升铁路物流市场竞争力具有现实意义。

1 我国集装箱公铁联运装卸概况

目前，国内绝大部分铁路货场及物流园区采用起重机械设备进行集装箱的装卸，起重机械设备包括门吊、正面吊、跨式起重机等。为此，针对目前应用最为广泛的集装箱公铁联运装卸技术进行分析。

1.1 集装箱公铁联运的装卸流程

在集装箱公铁联运中，会出现掏箱、理货、装箱、换装等作业流程，随着自动化技术与信息技术的发展，上述工艺技术得到一定的发展，而集装箱装卸仍然停留在利用集装箱门吊或正面吊等起重机械设备进行作业。具体装载流程为：汽车将集装箱货物运至货场或物流园区→集装箱被卸下并且运至指定区域→车列到位后，集装专用门吊将集装箱运至车列→车列驶离货场，卸载流程则相反。

1.2 集装箱箱区的配置

铁路集装箱货场主要设备设施有装卸线、集装箱专用门吊走行线、“门到门”箱区、掏装箱区、中转箱区、备用箱区、空箱区、待修箱区、轨行式集装箱专用门吊[3]、装卸搬运辅助机械、维修组、汽车停车场、办公房屋等。集装箱区布置如图 1 所示。

1.3 集装箱公铁联运存在的问题

目前，集装箱公铁联运效率较低，主要原因在于装卸效率较低。近年来，虽然学者们致力于提高集装箱装卸机械效率的研究[4-6]，但仍然无法解决车辆长时间停留的状况。从上述装卸流程中可以看出，车列到位后，必须使用专用门吊花费较长时间进行集装箱装卸作业。一般而言，单钩门吊使用无动力吊具吊装集装箱主要包括以下作业步骤：准备→起吊 (加锁→挂锁→绷绳→试吊→起吊)→吊运 (运移→到位)→落货 (对位→堆垛→解锁)→回程 (递索)，整个作业循环耗时不到 2 min，即 30 箱次/h 左右[7]，再考虑门吊走行的时间，单台门吊作业量为 25 箱次 /h。根据一次性装卸量的不同，集装箱专用门吊吊装或卸载 1 列车集装箱的时间约为 1.5～2.5 h，车辆停留时间长，影响集装箱公铁联运效率。

现代物流以满足客户需求为目的，运用现代物流理论、信息技术及市场机制整合社会运输、仓储、装卸、搬运、加工、信息等功能[8]。快速反应是开展现代物流的基础，列车装卸作业停留时间是反应快速化的重要指标，列车装卸作业停留时间达到一定值时，不仅会产生列车等待时间，甚至会在装卸作业现场产生混乱和阻塞现场，致使装卸作业无法进行。

图 1 集装箱区布置图

随着集装箱门吊技术的发展，集装箱专用门吊的一个作业循环不到 2 min，如果配置多台集装箱门吊同时作业，集装箱装卸效率会得到较大提升，但增加投资成本。在实际情况中，1 台门吊需要反复作业以吊运多个集装箱，从而使列车等待时间较长。考虑设计一种装卸系统，为每台集装箱单独配置 1 套装卸装置，能够使多台集装箱同时装卸，从而提高装卸效率、减少车辆停留时间。基于这一思路，研究可旋转式车厢装卸技术和可平移式车厢装卸技术，以提高集装箱的装卸效率。

2 可旋转式车厢装卸技术

2.1 可旋转式车厢装卸流程

可旋转式车厢装载流程如图 2 所示。具体装载流程为：载有集装箱 (车体式) 的半挂车到达指定地点(如图 2a 所示)→车列到达货场装卸位置 (如图 2b所示)→解除车辆锁定机构→车厢旋转至一定角度 (如图 2c 所示)→半挂车司机将半挂车运至可旋转式车厢内 (如图 2d 所示)→货物列车锁定机构锁紧→挂车司机将车头驶离集装箱 (如图 2e 所示)→集装箱列车复位 (如图 2f 所示)→货物列车驶离。卸载流程与装载流程相反。

2.2 设施配置

该装卸技术与采用集装箱专用门吊装卸技术相比，无需配置起重机械及相应的维修保养设备、房屋等。需要配置的主要设备设施包括：标准半挂车、装卸线、车厢可旋转式车辆、停车场等。实现该技术的前提是半挂车标准化、集装箱标准化。

2.3 装卸效率及适用场合分析

可旋转式车厢装卸技术无需起重设备进行集装箱的提升、定位、下放等过程，只需用半挂车将集装箱运到可旋转式车厢内，装卸效率主要与司机的操作水平有关。为了保证车辆结构设计的合理性，需要严格限制平板车厢尺寸，半挂车司机需要具备一定的技术水平。一般而言，从车列停车至集装箱货物到位后列车驶离，整个过程所需时间与传统装卸相比将有所减少，但半挂车在列车到达之前需要等待一定时间，在有一定货流量的货场内，需要设置较大面积的停车场。

图 2 可旋转式车厢装载流程

在集装箱作业站较多并且装卸作业量中等的情况下，采用此种装卸技术，能够发挥出其效率和成本优势，由于该技术对基础设施的要求较低，投资成本较同等规模需设置的门吊低，同时装卸作业效率较高，在中等货场和物流园区内，该技术具有较大的可实施性。

3 可平移式车厢装卸技术

可旋转式车厢装卸技术的装卸效率在很大程度上取决于半挂车司机的操作水平，而且在司机作业过程中，车列一直处于等待状态，如果采用机器自动化操作，则集装箱的联运装卸效率会进一步提高，装卸自动化可以通过可平移式车厢装卸手段实现。

3.1 可平移式车厢装卸流程

可平移式车厢装载流程如图 3 所示。该装卸技术可以使集装箱 (车体式) 无需重新装卸，直接横向移动到车列上，具体装载流程如下：载有集装箱的半挂车驶入铁路货场 (如图 3a 所示)，将集装箱停泊在可平移式车厢上 (如图 3b 所示)→集装箱通过加固装置固定在可平移式车厢中，在车列还没有到达之前，半挂车车头可以驶离货场 (如图 3c 所示)→车列到达后 (如图 3d 所示)，载有集装箱的可平移式车厢在机械传动系统的作用下移动至车列车架上并且锁紧 (如图 3e 所示)→货物列车驶离货场。卸载流程与装载流程相反。

图 3 可平移式车厢装载流程

半挂车和列车不必相互等待，到达的列车可以同时进行装载和卸车作业，减少拖车等待列车的时间，也减少列车等待拖车作业时间，列车停留时间相对较短。该技术还可以用于电气化区段，而且所需装卸面积远小于传统的货场，可以减少一定的投资。

3.2 设施配置

与可旋转式车厢装卸技术类似，可平移式车厢装卸技术无需配置起重机械及相应的维修保养设备、房屋等，减少设施的配置。需要配置的主要设备设施有：标准半挂车、装卸线、车厢可平移式车辆、停车场等。与可旋转式车厢装卸技术类似，需要实现半挂车、集装箱的标准化。

3.3 装卸效率及适用场合分析

从图 3 中可以看出，当移动式车厢到位后，半挂车在列车尚未到达之前就可以将货物运输到移动式车厢上并且固定，然后半挂车车头驶离，半挂车和列车无需相互等待，待列车就位后，可平移式车厢在自动化传动装置的作用下移动至列车车体上并且锁定，然后驶离货场，整个过程所需时间与传统装卸技术和可旋转式车厢装卸技术相比均有减少。可平移式车厢装卸技术同样需要司机操作 (将集装箱通过半挂车运输到车厢内，并且驶离集装箱)，但司机作业是发生在车列到达之前，集装箱的装车完全自动化，无需人工操作，与可旋转式车厢装卸技术相比，可平移式车厢装卸技术效率更高。

此外，对该装卸技术进行适当改进，还可以解决轨距不同的问题。有货物贸易往来的国家在边境站必须进行换装作业，利用改进的可平移式车厢装卸技术将有效缩短换装时间，能够克服公路运输成本高的缺点，发挥铁路远距离运输的优势。该装卸技术效率高，适用于货运量较大的货场。

比较传统的集装箱装卸、可旋转式车厢装卸和可平移式车厢装卸 3 种装卸技术，各项指标如表 1所示。

表 1 各项指标一览表

4 结束语

在目前铁路大中型货场中，应用传统的门吊进行集装箱装卸较多，但存在列车等待时间较长等不足。为了提高集装箱装卸效率，提出 2 种能够实现快速装卸的技术，即可旋转式车厢装卸技术和可平移式车厢装卸技术，前者的装卸效率取决于半挂车司机的操作水平，后者取决于车厢移动系统的性能，列车等待时间与传统装卸技术相比将有效缩短，两者均满足现代物流反应快速化的要求。为了提高集装箱公铁联运效率，在改进装卸手段、提高装卸效率的同时，还需要加强基础设施建设，协调各方组织[9]，实现标准化建设等。

[1] 刘德铭. 浅谈国内外铁路集装箱运输业状况[J]. 黑龙江对外经贸，2009(6)：60-62.

[2] 李继春，赵洁婷，王婧. 我国集装箱多式联运标准化存在的问题[J]. 交通标准化，2014，42(24)：107-110.

[3] 朱婷婷. 建立铁路快速货物公铁联运集疏运系统的思考[J]. 铁道运营技术，2015，21(3)：59-61.

[4] 朱斌武，张兆民. 基于装载效率的集装箱码头堆存及配载策略[J]. 集装箱化，2009，20(10)：25-28.

[5] 塔哈尔，哈立德·侯赛因. 塔哈巴生集装箱码头作业的仿真与分析[J]. 物流信息管理，2000，13(1)：14-20.

[6] 李宗泽，程文明，吴晓，等. 铁路集装箱中心站装卸机械性能与布局研究[J]. 交通运输工程与信息学报，2005，3(2)：101-105.

[7] 林锦尧. 基于虚拟现实的集装箱装卸仿真系统[D]. 大连：大连海事大学，2004.

[8] 徐岚. 集装箱公铁联运设施设备配置协调研究[D].北京：北京交通大学，2010.

[9] 周建勤，米晓芳. 我国铁路现代物流发展模式探究[J]. 铁道运输与经济，2014，36(10)：16-20.

责任编辑：冯姗姗