基于轨道动力平车的一种集装箱江海联运新方式
2019-04-08黄泽星方亚非
黄泽星 方亚非 徐 荣
(中铁武汉勘察设计研究院有限公司,武汉 430074)
1 概述
集装箱江海联运是指集装箱不经中转,实现江河与海洋间运输的全程运输方式,在我国主要应用于长江三角洲和珠江三角洲地区,是当地外贸进出口主要的运输方式。然而,既有江海联运方式存在诸多局限性,其自动化程度低、中转时间长、运营成本高、受航道水深影响大,大大降低了集装箱江海联运运输效率。在国家大力发展集装箱多式联运,积极推广江海中转联运、江海直达运输模式的背景下,迫切需要提出一种新的运输方式,实现集装箱江海联运作业过程的自动化、信息化和高效化。
2 既有江海联运方式
目前既有江海联运方式主要分为3 种,分别为江海直达倒装法、船舶驳接倒装法及公路驳接倒装法,各方式的运输组织流程如下。
2.1 江海直达倒装法
江海直达倒装法指海运集装箱运输船与江海直达集装箱运输船在同一港口不同码头泊位停泊,通过驳接工具如集装箱卡车或集装箱导引运输车完成江海直接换装,无需外部运输,可以减少中间环节,消除货物损耗。目前长江下游的航道深度满足中型江海联运集装箱船舶(海船)行驶要求,因此大部分的江海联运集装箱是通过此种方式运输的。该方式容易受长江航道等级、桥梁净空高度、港口通过能力等条件制约,大型远洋集装箱运输船进入长江航道受到限制,而内河船舶往往也无法直接出海抵达沿海深水港口。
2.2 船舶驳接倒装法
船舶驳接倒装法海运集装箱运输船舶停泊在沿海深水港口,内河集装箱运输船舶停泊在内河港口,二者在不同港口不同泊位停泊,两个港口间集装箱有驳接需求,可以经过中型海运集装箱船舶摆渡。该方式摆渡船虽然停泊在同一沿海深水港口,但属于大小不同泊位,不在同一港区,期间仍然需要集卡车在摆渡船和前方堆场之间做驳接运输,装卸作业次数多,中转时间长。此外,由于受到长江入海口航道水深的限制,长江口船舶通行能力、船舶吨位和船舶数量有限,不能满足集装箱江海联运摆渡作业的运输能力的需要。
2.3 公路驳接倒装法
公路驳接倒装法海运集装箱运输船停泊在深海港口,内河集装箱运输船停泊在内河港口,二者在不同港口不同泊位停泊,两个港口间距较远,两个港口间集装箱有驳接需求,通过外部公路驳接通道沟通。该方法运营成本大,经济效益差,影响城市周边道路交通,尾气污染大,受到政府环境保护政策限制。
3 集装箱江海联运新方式
3.1 作业流程
为解决既有江海联运方式的局限性,提高集装箱中转效率,实现运输过程的自动化、信息化、高效化,本文提出了一种基于轨道动力平车的集装箱江海联运新方式,轨道动力平车自带动力并运行于铁路轨道上,具有实时定位、自动驾驶、自动连挂等功能,车体可装载两个20 ft 集装箱或一个40 ft集装箱。该方式通过专用铁路连接物理空间上分离的港口,将江海港口间换装集装箱驳运方式由外部运输转化为内部运输,整个铁路接驳系统为港口场内运输系统的一部分,同时采用轨道动力平车作为中转运载工具实现集装箱在海港与江港间的不落地运输,从而构建港口间物理和信息的无缝化连接,实现江海港口一体化联动发展。该技术创新方案共包含3 个步骤,如图1 所示。
图1 基于轨道动力平车的集装江海联运作业流程图Fig.1 Container river-ocean combined transportation flow based on rail powered flat car
3.1.1 海运船舶卸船作业流程
1)海运集装箱运输船舶到达沿海深水港码头,运输船舶向沿海深水港口及港口集装箱管理系统交付集装箱装载仓单。
2)港口集装箱管理系统依据船舶装载仓单的集装箱运输去向和前方堆场状况向本港区码头岸吊、集卡车、轨道动力平车、铁路龙门吊和铁路集装箱驳接管理系统下达驳接作业计划,交换集装箱箱号、运输方向(集装箱箱号、始发地、目的地、中转港、中转站名、货位品名、运输径路记录、中转堆场位置、特殊标记如:冷链)等信息。与内河港口集装箱管理系统交换集装箱联运信息,预告集装箱箱号、数量、运输方向联运信息,用于内河港口安排接驳作业堆场、装卸机械、船舶运输计划。
3)岸吊根据作业计划将需要联运驳接的集装箱卸船装至轨道动力平车,轨道动力平车装载集装箱运行至前方堆场一侧的铁路装卸线集结,后续动力平车以相同方式运行,直至本批驳接集装箱轨道集卡集结完毕或满足组成一列运输重量及长度的列车要求。
4)向海关提交进口货物报关单,办理海关手续,等待海关通关完成通知。
5)向铁路集装箱驳接管理系统移交集装箱信息和集装箱货物;同时向内河港口集装箱管理系统交换集装箱联运预报信息,通报驳接作业进度。
3.1.2 专用铁路运输流程
1)铁路集装箱驳接管理系统在接到深水港口集装箱管理系统铁路装车满足整列作业进度信息、移交的集装箱联运信息及集装箱货物后,制定铁路运输计划,下达给铁路列车运行调度指挥系统。
2)铁路列车运行调度指挥系统向车站运输系统、机车牵引系统、车站信号系统下达集装箱列车驳接运行作业计划。
3)铁路车站运输系统指挥铁路牵引机车连接完成集装箱装车的车组,组成集装箱列车。根据列车调度指挥系统的计划,集装箱列车出发,越过铁路装卸线港口管理分界进入铁路区间线路,集装箱专列列车继续开行直达内河港口站。
4)铁路牵引机车根据调度指挥系统指令牵引集装箱列车,经过两个港口间的专用铁路区间线路行驶至内河港口车站越过铁路装卸线港口管理分界,进入内河港口前方堆场一侧的铁路装卸线停车,铁路驳接运输完成。
5)铁路集装箱驳接管理系统向内河港口集装箱管理系统交换信息,正式移交集装箱箱号、目的地、货物名称、重量等联运信息及集装箱货物。
3.1.3 内河港口铁路码头前沿装卸线集装箱卸车装船过程
1)内河港口集装箱管理系统与铁路集装箱驳接管理系统交换信息,接受车站装卸线列车的集装箱联运信息及集装箱货物,并制定卸车、装船计划。
2)内河集装箱运输船舶在港停泊,港口集装箱管理系统根据集装箱运输目的地和船舶航线配置装船计划和仓单,向本港区铁路装卸线龙门吊、码头前沿装卸线岸吊、港口集卡车、轨道动力平车、堆场轨道吊下达列车卸车、装船作业计划。
3)轨道动力平车单车或成组按计划将装载的联运集装箱向港口前沿装卸线运行,至内河集装箱船舶泊位前沿装卸线,经过岸吊装船,继续作业直至完成集装箱联运中转倒装装船作业。其中列车中装载联运方向与到港船舶不同集装箱的轨道动力车,由车站装卸线龙门吊、轨道吊、港口集卡车卸车至堆场。其中堆场中有与装船运输方向一致的集装箱,由堆场轨道吊与港口集卡车及岸吊装船。
4)港口集装箱管理系统完成配置仓单,办理集装箱联运实物交接和手续交接。
5)内河船舶离港。
3.2 系统组成
3.2.1 沿海深水港口
1)深水泊位
一个大型沿海深水集装箱港口设有若干深水泊位,用于停泊大型远洋集装箱船舶。
2)集装箱堆场
港口码头设有集装箱前方堆场,用于集装箱临时堆放、集结等待运输。
3)集卡车
港口码头有若干港口集卡车,用于港口前沿船舶装卸泊位、前方堆场、铁路装卸线(集结线)之间的集装箱场内运输和港口间的驳接运输。
4)装卸机具
深水泊位码头有若干岸边集装箱起重机(俗称岸吊,下同),用于船舶装卸集装箱;前方堆场设有集装箱装卸机具(如轨道吊、正面吊等),用于集装箱前方堆场与运输车辆之间的装卸作业。
5)控制系统
深海港口码头有一个大型海运集装箱码头的港口集装箱管理系统和装卸作业自动化控制系统。该系统与港口集装箱驳接管理系统交换集装箱信息和作业信息,监督集装箱驳接进程。管理铁路驳接集装箱在本港区的铁路装卸作业。
3.2.2 内河港口
1)内河泊位
一个大型内河集装箱港口,有若干内河泊位,用于停泊内河集装箱船舶。
2)集装箱堆场
码头设有集装箱前方堆场,用于集装箱临时堆放、集结等待运输。
3)集卡车
港口码头有若干港口集卡车用于港口前沿船舶装卸泊位、前方堆场、铁路装卸线(集结线)之间的集装箱场内运输和港口间的驳接运输。
4)装卸机具
内河泊位码头有若干岸吊用于装卸集装箱;堆场设有集装箱装卸机具(如轨道吊、正面吊等),用于集装箱堆场与运输车辆之间的装卸作业。
5)控制系统
内河港口码头有一个大型水运集装箱码头的港口集装箱管理系统和装卸作业自动化控制系统。该系统与港口集装箱驳接管理系统交换集装箱信息和作业信息,监督集装箱驳接进程。管理铁路驳接集装箱在本港区的铁路装卸作业。
3.2.3 铁路设施
1)铁路车站
沿海港口和内河港口均设有用于集装箱驳接专用的铁路车站,办理集装箱接驳作业。
2)车站装卸线
沿海深水港口及内河港口铁路车站设有若干股道装卸线,用于停放待装卸的集装箱车辆。
3)码头前沿铁路线
码头前沿岸吊下设有若干码头前沿铁路线连接车站装卸线(集结线)用于运行轨道动力平车。
4)机车走行线
用于机车车辆越过装卸区转头兼装卸的机车走行线。
5)电力机车及接触网
用于牵引列车的电力机车和提供机车牵引动能的电气化供电接触网。
6)铁路道岔区
沿海深水港口及内河港口铁路车站设有若干道岔区,用于改变车列行驶线路方向。
7)专用铁路区间线路
铁路海运港口和内河港口之间设有用于集装箱驳接专用的铁路区间线路,用于运行装载驳接集装箱的铁路车辆。
8)装卸机具
车站装卸线、前沿码头装卸线、铁路道岔区、车站装卸线设有用于车站装卸线与堆场间集装箱驳接的集装箱装卸机具(龙门吊、轨道吊、正面吊),用于前方堆场、港口集卡车、铁路车辆(含轨道动力平车)之间的集装箱装卸。
9)专用铁路集装箱运输管理系统
专用铁路集装箱运输管理系统由铁路车站系统、铁路线路系统、铁路信号系统、铁路集装箱驳接运输管理系统(铁路运输管理系统)、铁路列车运行调度指挥系统系统、装载集装箱的铁路车辆、牵引集装箱列车的列车牵引系统组成用于控制列车车列运行的铁路通信系统、信号系统和区间闭塞系统。
3.2.4 铁路专用驳接车辆
铁路驳接系统为定制的集装箱轨道动力平车,自带动力装置,在港口码头前沿使用时使用自动力,用于连接码头前沿装卸线和铁路车站装卸线(集结线)的集装箱驳接运输;在港口间区间铁路运行时,由牵引电力机车提供动力。
3.2.5 港口集装箱驳接管理系统
港口集装箱驳接管理系统用于管理驳接集装箱运输,连接沿海深水港口集装箱管理系统、内河港口集装箱管理系统和专用铁路集装箱运输管理系统。港口集装箱驳接管理系统与专用铁路集装箱运输管理系统交换信息,通过铁路运输管理系统指挥、控制和监督专用铁路集装箱驳接运输。
4 技术效果
本次提出的基于轨道动力平车的集装箱江海联运新方式建立了一种新的驳接作业系统、作业设备、作业方法、作业流程以及自动化控制方法,可简化作业流程,降低集装箱联运中转时间,提高了中转倒装效率。与传统作业方式相比,具有如下技术效益:
1)驳接时间短:流水线作业,驳接效率高;
2)堆场面积省:通过轨道动力平车直接运至港口装船,可大大节省堆场面积;
3)运输能力大:运输成本低50%,运输能力高出数倍以上;
4)绿色无污染:轨道动力平车几乎没有污染物排放;
5)自动化控制:实现整个集装箱江海联运中转的自动化、信息化、高效化。
5 结束语
本文提出的基于轨道动力平车的集装箱江海联运新方式具有驳接时间短、堆场面积省、运输能力大、绿色无污染、自动化程度高等优点,克服了传统运输方式的局限性,为集装箱多式联运提供了一种新的运输方式,具有广阔的实际应用空间。