城市轨道交通开展物流配送的可行性及运行模式研究

鲁 斌，张梦霞

（1.上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200092；2.同济大学 建筑与城市规划学院，上海 200092）

1 前言

近年来，伴随经济飞速发展，人民生活水平提高，物流配送的服务水平也越发被重视。随着电子商务、新零售等新型商业模式的兴起，物流需求结构也进一步优化，快递物流需求不断增加。该类型的货物对物流配送服务的时效性、安全性等方面均提出了更高的要求。

与此同时，国内大城市如北京、上海和杭州等地的交通限行政策，在一定程度上阻碍了物流的发展。如上海在6:00-次日凌晨1:00 划定了大面积的货车车辆禁行区域，并严格限定了5t、8t 和集卡等禁行货车类型。禁令政策下，部分物流企业采用更多数量的小型货车来弥补大型货车缺失的运力，或者将客运车辆改造成小型货车，此举反而加重了城市交通拥堵，越发阻碍物流配送的时效性发展。

针对城市货运交通带来的物流服务限制问题，可从城市交通基础设施上探索缓解问题的新途径。其中，利用轨道交通进行物流配送是可行的方式之一。轨道交通运行速度快、发车间隔稳定、系统路权独立，在客运非高峰期运营时段，轨道交通用于货物运输可保证物流服务的时效与安全。

目前国内将轨道交通用于物流配送的实践较少，而同样以客运为主的高铁兼顾快递运输的实践经验则较为丰富。本文借鉴高铁快递的成功经验，对轨道交通开展物流配送的可行性与运行模式进行分析，其中可行性包括了路权形式、运营时段、运载工具、物流组织和运输对象，运行模式包含了客货混编与货运专列两种模式。上述研究成果将对利用轨道交通进行物流配送的方式进行完善和补充，从城市交通基础设施综合利用的角度推进更高水平的物流配送服务。

2 研究现状

2.1 高铁开展快递运输的实践经验

国内高铁货物运输的实践经验较为丰富，同时积累了一定的学术研究成果[1-3]。高铁快递最早开始于2012年3月广州南至长沙南段，随后于2012年10月在深沪甬厦段、2014年初在京沪高铁线陆续开通小件快递运输业务。从2014年4月1日起，中铁快运在国内20 座城市正式开通了快递业务[4]。截至2018年末，高铁快递业务已经覆盖高铁经停的514 个城市，基本覆盖了全国。通过总结近几年高铁运货的成功经验，高铁快递的优势与特点主要体现在以下5个方面：

（1）路权形式。高速铁路设计速度标准高，通常在250km/h 以上，可供列车在轨道上安全高速地行驶。其拥有独立路权，运输过程所受的影响因素相对较少，准点率比较高，能保证快递时效性。

（2）运营时段。对于快递小件，可在高铁运营时段内随车运输。对于运量较大的快递运输，则主要利用客运闲时，主要为两类。第一类为凌晨时段，利用每日例行首班作业的动检车，动检车厢内可供载货的富余空间较大，为长距离“次日达”产品提供了一种有效手段。第二类为利用旅客淡季，将预留一节或更多车厢满足高铁快递的运输需求。特别要注意的是，考虑到夜间的“天窗时间”将进行全线封闭的铁路养护，高铁无法利用夜间进行快递运输。

（3）运载工具。通常利用客运车厢进行快递运输。例如，“复兴号”列车的部分车厢预留了用于存放“高铁极速达”业务的快递柜，但受车内空间限制，每节车厢的快递柜仅能放置20 个高铁快运标准箱。此外，货运专用车厢也正在积极研发和测试中，中国中车集团有限公司已开发具有自主知识产权的高速（200km/h）塞拉式活动侧墙棚车，能满足货物快装快卸要求。

（4）物流组织。高铁能够承担快递长距离干线运输的功能，提供物流分拨中心间的“点到点”运输，服务范围可覆盖沿线各省市。但高铁快递的末端配送服务仍需传统快递企业协助完成。例如，中铁快运提供的“高铁快运”服务，可为用户提供当日达、次晨达、次日达、隔日达等多种限时服务品类，但快递“最后一公里”的收派服务，仍由顺丰、邮政EMS等快递企业提供。

（5）运输对象。考虑到装载空间的限制，主要运输电商、行包类等高附加值、小件货物。例如，中铁快运提供的京沪“高铁极速达”服务，主要针对时效性较强的商务信函、标书合同、生鲜礼品等货物，单票重量不超过15kg，可在10h内送达。

2.2 轨道交通开展物流配送的研究进展

相比高铁快递，目前利用轨道交通进行物流配送的实践经验较为缺乏，但也积累了一定的学术研究成果[5-10]：

刘崇献[5]通过分析地铁承担物流功能的必要性和可行性，认为北京地铁可在晚间和非高峰期用于物流配送。车站应做适当改造，配备专用装卸货平台，建设用于地铁物流的仓库或配送中心、联络线，改造信号指挥系统和工作人员队伍等，以适应地铁货运的技术需求。

彭玫贞[6]比较了地下物流系统与地铁的异同，认为两者在技术系统结构、网络布局、实施环境与运营方面存在协同的可行性。该研究提出了客货共线和客货分线两种模式，客货共线时利用客运非高峰、夜间进行物流运输；客货分线时的组织相对简单，可最大化货物运能。该研究认为，运用地铁进行物流运输，可增加地铁额外价值，节约物流成本。

燕玲[7]以“随客物流”为基准，认为小件物品快递可通过城市轨道交通进行运输，且合理的城市轨道交通小件物品快递服务可提升整体物流服务质量，降低公共交通风险，产生经济效益，有较大的积极意义。

已有的轨道交通物流配送研究主要聚焦于轨道交通用于物流配送的必要性与可行性。研究普遍认为，将轨道交通用于物流配送，既可以充分利用轨道交通闲时运力，也可提升物流服务水平。本文在上述研究的基础上，借鉴高铁快递较为丰富的运营经验，根据物流配送业务与轨道交通各自的技术、运营特点，对轨道交通结合物流配送的可行性进行了具体分析，提出轨道交通与物流运输协同运行的两种模式，对轨道交通物流运输的研究做了进一步的补充。

3 可行性分析

在轨道交通进行物流配送的可行性因素方面，可参考高铁快递，从多个方面进行分析。可行性因素包括路权形式、运营时段、运载工具、物流组织及运输对象，所选因素涵盖了轨道交通的优势及限制，分析结果更为全面。

3.1 路权形式

轨道交通路权独立，可提供高水平的物流服务。轨道交通具备独立路权，使用封闭的运输专用路段，且可实现系统运行的自动化信号控制，满足自动驾驶技术要求。因此，轨道交通承担物流功能时，可避免其他交通方式的干扰，运输过程中速度最高可达100km/h，能显著提升运输效率。同时，自动化控制管理平台也提供了物流智能化、自动化装备应用及升级的基础。

3.2 运营时段

轨道交通存在物流可利用的运营时段，主要为客运闲时，即除早晚高峰以外的非客运高峰时段，该时段客运量较少且客流波动幅度小，可释放一部分的客运运力用于物流配送。以国内城市为例，在轨道交通客运量较大的北京，其非客运高峰时段在9:30-10:30 及14:00-15:30；客运量较少的西安则在9:00-17:00 与20:00-23:00，可用于物流运输的时间更长。

考虑到轨道交通夜间检修停运时段，即“天窗”的作业较为紧张，该时段不认为可被物流所利用。

3.3 运载工具

轨道交通车型可满足物流承载要求。以轨道交通中地铁的车型为例，地铁车型中的内部车厢尺寸直接影响到地铁的单位货物运输能力。我国地铁车型有 A、B、C 及 L 型 4 种型号，较为常见的为前 3 种，相关参数见表1[11]。

表1 城市轨道交通车型规格表

在各车型高度统一为3.8m 的情况下，由表1可得各车型的单位车厢货运量。物流的单位托盘标准为1.2m×1.0m[12]，采用国家推广的单元尺寸有利于托盘入柜和与其他运输方式衔接。由上可得，在可利用多节编组的情况下，各车型的单位车厢货运能力均较为可观。

3.4 物流组织

轨道交通承担城市配送中部分环节的物流组织活动，即分拨中心到配送中心的环节。城市配送的快递包裹运送环节为分拨中心→配送中心→用户，其中，轨道交通运营线路较长，站点分布较广，可开展分拨中心至配送中心的物流活动。但在配送中心至用户的末端配送环节，由于轨道交通站点覆盖区域有限，难以承担该环节的物流运输，仍需配送员、配送机器人等方式进行配送。

轨道交通的设施则可改造作为分拨中心与配送中心。分拨中心可利用轨道交通位于城郊的末端停车场、车辆基地进行设置，可利用富余用地增加分拨中心的临时仓储、装卸、分拣及转换等功能，根据节点用地情况，可采用地面或地下形式。配送中心可与轨道交通站点合建。

在站货物转运方面，列车停站时间如仅考虑旅客乘降的情况，则在客运高峰时段内，列车停站时间在0.5-1min；在非客运高峰时段内，列车停站时间较长，在2-4min。在不影响轨道交通旅客乘降的前提下，根据当前的自动化装卸技术，停站时货物装卸时间可控制在1.5min，在非客运高峰时段装卸货可满足客货运双方需求。且客运站台可通过隔离的方式增加货运功能区，直接用于货物的最终分拣、配送。

3.5 运输对象

根据规划改造时序可选择不同的运输对象。运输对象根据电子商务的分类可主要分为B2B（Business To Business，企业间电子商务模式）和B2C（Business To Customer，企业对消费者的电子商务模式），分别面向商户和用户。B2B 的零担货物单批次货物量较大，需求点分布较为集中，对运输时效性要求相对较低，可在物流共享轨道交通的试验初期作为主要服务对象，用以总结、改进该运输方式。远期可应用该方式同时为B2C 用户提供物流服务，扩展至多批量、小批次、时效要求高，且用户需求点较为分散的快递包裹业务。

4 运行模式

轨道交通用于物流配送的运行模式，可借鉴高铁快递的运营经验，即预留客运车厢用于快递运输的“客货混编”模式和类似开行动检车的“货运专列”模式。客货混编和货运专列的运营组织各有其特点，对车站改造的规模也各不相同。可根据实际情况，选用客货混编或货运专列其中的一种模式。

4.1 客货混编

4.1.1 概念及特征。客货混编是将客车与货车进行混合编组的一种方式。轨道交通客货混编的具体形式为在传统客运列车后方加挂货运车厢，统一编组。加挂货运车厢需改造原有客运站台设施空间，并增加相应的物流活动空间，如转运仓库、自动化装卸货平台等。该形式对物流自动化装卸及运营调度技术要求较高，在站装卸货时间需与客运旅客乘降时间同步。

4.1.2 关键问题

（1）货物装卸时间控制。由于加挂货运车厢与客运车厢由同一动力驱动、同步运行，货物装卸时间间隔与旅客乘降时间需一致，应避免装卸货时间过长，造成客运服务能力降低。目前轨道交通客运站台非高峰时段每一班次停站时间为2-4min，对于人工装卸货而言间隔时间过短。通过智能自动化设备进行快速装卸，按照目前现有的货物自动化装卸实践，可满足站台1.5min装卸货时间，装卸货时间与旅客乘降可相互匹配。

（2）站台改造。客运与货运在同一站台，应对站台进行改造，避免物流活动与客流互相影响，造成安全事故及客、货运效率降低等问题。加挂货运车厢对应的站台空间作为货物转运仓库，其余作为客运站台，以分隔墙隔离客货运功能区，物流作业与乘客出行可同步进行。站台改造如图1所示。

图1 客货混编模式下车站改造方式

4.1.3 运输流程。来源于物流园区、分拨中心或供应商等地的货物，在车辆基地进行卸货、储存、分拣和装车。轨道交通站点作为物流配送中心时，货物在站台层的转运仓库进行分拣，再经由货运电梯垂直运送至站厅层，配送至末端用户。

4.2 货运专列

4.2.1 概念及特征。货运专列是在列车运行图中插线或将货运列车代替客运列车的方式。开设货运专列的特点是客货运列车运行无交叉，行车更加安全，但该形式将可能损失一定的客运运力。

4.2.2 关键问题。开设货运专列形式相较加挂货运车厢形式，对轨道交通设备空间的改造程度更大。改造主要体现在线路和站台两方面。

（1）线路改造。在线路改造上，主要在站台的线路两侧增加货运到发线，仅用于货运专列的到发作业，因此对于装卸货的时间要求较低。

（2）站台改造。在站台改造上，在客运站台两侧，货运到发线与客运线路之间分别扩建两个独立货运站台，用于货运专列的货物装卸、储存及分拨等功能。新增的货运站台面积较大，物流作业空间较充足，物流功能更加多样，可将该站点作为配送中心。站台改造如图2所示。

图2 货运专列模式下车站改造方式

4.2.3 运输流程。货物由城郊的车辆基地发出，货运专列与客运列车间隔运行，到轨道交通站点时经货运到发线到达货运站台进行装卸货，并按货物的收货地进行分拨，最终送达末端用户。

5 结语

利用轨道交通开展物流配送是提升城市物流效率的一种有效手段。轨道交通相较城市其他交通运输方式，有着独立路权、运输速度快、网络覆盖率高、安全性高等优势，是突破地面物流运输限制的理想方式。

本文借鉴高铁快递的运营经验，结合轨道交通与城市物流的系统特征，对轨道交通开展物流配送的可行性与主要模式进行了分析与研究。在可行性分析方面，轨道交通所拥有的独立路权是物流运输高效、智能化的基础；轨道交通的非客运高峰时段可参与物流配送；轨道交通的基础车型具备一定的货运装载容量；轨道交通可承担城市配送中分拨中心至配送中心的环节；轨道交通的服务对象可覆盖B2B与B2C。在运行模式方面，对客货混编和货运专列两种运行模式进行了研究，客货混编形式改造程度低，易于实施；货运专列形式对车站改造程度较高，但可提供充足的物流作业空间，且行车更为安全。

在利用轨道交通开展物流配送的研究中，尚缺乏对于经济可行性的研究，包括对轨道交通用于物流配送的运营成本、运营收入的衡量，及社会效益、环境效益等综合效益的分析，该方面有待进一步地研究论证。