一种新的铁路港湾站不同港区分组取送车的方法

国巍

摘 要：本文针对集装箱铁水联运实际过程中一个铁路港湾站对应多个港口码头铁路集装箱货场时，车辆排列顺序杂乱，需要重新按港口专用线线别要求进行重新解体编组后分送到不同的港口专用线卸车的现象，剖析了我国传统解体编组方式的弊端，结合我国自动化控制信息系统的相关研究成果，提出了一种新的集装箱解体编组方式。该方式采用新的作业流程、设备以及自动化手段，提高了货物的周转效率，实现了铁路运输与水运码头之间装卸自动化及物联网信息的互联互通，应用前景广阔。

关键词：集装箱;自动化;不落地中转;编组效率

中图分类号：U291文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）01-0115-03

Abstract： In view of the fact that one railway Bay station corresponds to multiple port terminals and railway container yards in the actual process of Container Rail water intermodal transportation， the vehicles are arranged in a disorderly order and need to be disassembled and regrouped again according to the requirements of port special line type， and then sent to different port special line for unloading， this paper analyzed the disadvantages of the traditional disassembly and Regrouping Mode in China， and combined with the automatic control information in China based on the research results of the information system， a new method of container disassembly and marshalling was proposed. This method adopts new operation process， equipment and automation means， improves the turnover efficiency of goods， realizes the loading and unloading automation between railway transport and water transport terminal and the interconnection of Internet of things information， and has a wide application prospect.

Keywords： container;automation;no landing transfer;marshalling efficiency

在現代物流领域，集装箱凭借着包装简单、运量大、货损小、成本低等诸多优势，在多式联运中扮演着越来越重要的角色。近年来，大量的散货也以集装箱的方式运输，导致集装箱运输量显著增长。特别是铁水联运项目，相关铁路车站集装箱列车中转及编组工作也越来越繁忙，一个铁路港湾站对应多个港口码头铁路集装箱场时，到达的集装箱列车车辆排列顺序杂乱，无法满足多处港口专用线分类依次快速送达的要求，需要重新按港口专用线线别要求进行重新解体编组后分送到不同的港口专用线卸车，解编工作量十分繁重。因此，如何提高解编效率是当下运输环节急需解决的一个问题。

1 既有铁路集装箱列车解体编组方式及局限性

既有铁路集装箱列车解体编组方式主要分为动车不动箱的解体编组方式和动箱不动车的解体编组方式两大类。

1.1 编组方式

1.1.1 动车不动箱的编组方式。动车不动箱的编组方式主要分为平面调车作业方式和驼峰溜放调车作业方式两种形式[1]。

第一，平面调车作业方式。平面调车作业是一种铁路系统最常用、最简单可行的列车解体、编组作业方式，可以在任何车站实施。利用调车机车经牵出线将待解体车列牵出，推送车列按车辆货物目的地分类组号至各条规定组号的股道。车辆分类后集结在不同组号的编组线上，由调车机车送至各自货区。解体编组主要设备为铁路牵出线、铁路编组线、道岔及信号系统、调车机车。

第二，驼峰溜放调车作业方式。铁路驼峰是纵断面为骆驼驼峰形状的线路，利用调车机车将待解体车列经牵出线牵出，然后推送列车至驼峰峰顶，车辆利用位于驼峰与编组线高差势能，车辆依靠重力势能自行溜入各条需要编组的股道。解体编组主要设备为铁路调车机车、铁路牵出线、铁路编组线、铁路驼峰及峰下控制设备和调速设备。

1.1.2 动箱不动车的编组方式。铁路集装箱落地中转编组作业方式是目前铁路集装箱货运车站对集装箱专列的一种个别中转作业方式。集装箱列车到达后，集装箱卸车落地，然后按集装箱列车方向组号重新集结装车。集装箱落地集结重新装车需要在集装箱堆场完成，其主要设备为铁路装卸线、轨道龙门吊、集装箱运输车和正面吊。

1.2 传统编组方式的局限性[2]

①平面作业调车作业方式效率低，人工体力劳动强度大，自动化、信息化水平较低，基本处于现场手工作业阶段。

②驼峰溜放调车作业方式效率高，但利用驼峰解编列车，需要建设铁路驼峰设施，铁路编组场平面、纵断面对地形条件要求较高，编组线数量多，占地面积大，工程投资大。

③落地动箱编组的方式由于需要将列车上的集装箱全部卸下落地堆码，箱体集结到一定数量后成组装车;因此，需要较大的集装箱堆放场地，占地面积较大，作业效率低，物流速度慢。这种方式仅适用于铁路集装箱车站中转作业，不适用于港湾站集装箱交接。

④以上几种解编方式中，铁路信息系统与港区信息系统之间均没有数据交换，所有数据仍是现场采集，手工交换，效率低，错误率高。

2 新的集装箱列车解体编组方式

2.1 作业原理

到达的集装箱利用自动力运行集装箱轨道动力平车中转至不同港区，集装箱不落地倒装分组，铁路港湾站不需要集装箱堆放场地，仅需要布置倒装线，集装箱倒装场占地面积小，节省用地，站场布置灵活。

2.2 主要设备

在铁路到发线相邻区段设平行倒装作业倒装场，倒装场设有满足港区分组的若干股道用于平行倒装作业倒装线、走行线、转线区/牵出线、集装箱装卸机具、集装箱轨道动力平车、轨道动力平车动力网络、铁路集装箱货场调度管理系统、移动通信系统基站及移动数据终端、铁路集装箱货场自动化控制系统、铁路进路控制系统等设施。龙门吊装卸范围覆盖到发线、倒装线、分组线和走行线。倒装场股道的数量不少于1股道。集装箱轨道动力平车设有动力驱动装置、车载运行控制系统、定位系统、信息通信系统、车号/箱号识别系统、运行监控系统、故障应急安全保护系统。

2.3 作业流程

2.3.1 计划阶段。在列车到达前，铁路货运系统、铁路预报/确报系统预告列车到达，向港湾站提供到达列车的地点、时间、车次号、车号、集装箱箱号、货物种类、货物目的地等信息。

2.3.2 列车到达阶段。车站按铁路列车调度指挥系统（CTC/TDCS）指令排列接车进站，开放信号，列车进站。列车在进站过程中铁路车次号系统采集列车车辆车号数据和排列顺序，铁路货票系统、铁路确报系统核对进入站内的车辆车号及车辆排列顺序。核对后的车辆车号及排列顺序进入车站现车系统，同时向铁路集装箱货场运输管理系统提供数据（一种新的信息系统，与铁路货运系统和港口货物管理系统接口，向铁路集装箱货场自动化控制系统提供集装箱作业计划）。

2.3.3 集装箱倒装作业阶段。该阶段的作业流程如下。

①铁路集装箱货场调度管理系统依据铁路货运系统和铁路现车系统提供的车辆车号、位置、排列顺序、集装箱箱号、货物名称、重量、到站等数据编制倒装作业策略及流程，向铁路集装箱货场自动化控制系统、龙门吊、轨道动力平车等设备下达作业计划。

②在到发线相邻倒装场设股道，龙门吊装卸范围覆盖到发线、倒装线和走行线。倒装线停留一列与到发线待倒装集装箱车辆数量相同或大于的轨道动力平车空车。每个轨道动力平车需要自行确定自身的地理坐标位置，并通过无线数据通信终端向铁路集装箱货场自动化控制系统报告地理位置、工作状态、运行方向、运行速度、空重状态、绑定装载的集装箱箱号（空车时为空）。铁路集装箱货场自动化控制系统通过无线数据通信终端向轨道动力平车下达轨道动力平车在同一股道中的排列顺序位置、运行目的地、运行许可指令（或停车等待）。

③多台龙门吊根据铁路集装箱货场自动化控制系统的指令抓取待卸车辆上的集装箱，读取箱号，倒装到相鄰的空轨道动力平车上。轨道动力平车读取集装箱箱号，实施轨道集卡车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，确定其地理位置坐标，并上传至铁路集装箱货场自动化控制系统。铁路集装箱货场自动化控制系统通过无线数据通信终端向轨道集卡下达轨道动力平车在同一股道中的排列顺序位置、运行目的地、运行许可指令，直至全部到达的集装箱列车全部倒装完毕。对于集装箱运量大的港口倒装线的股道数量，按运量和港区码头组号计算，可以按港区码头组号分组号倒装[3]。

2.3.4 轨道动力平车自动运行至指定港区堆场阶段。按照铁路集装箱货场自动化系统提供的指令，轨道集卡按排列顺序逐车上传轨道集卡位置及车号，向铁路进路控制系统申请集装箱堆场位置进路的开通指令。铁路进路控制系统开通进路，按顺序向轨道集卡车下发运行许可指令。轨道集卡按开通进路运行至货区重车线确定的堆场货位指定的位置，运行过程中，不间断地向铁路集装箱货场自动化控制系统上报动力平车位置、运行状态、运行方向、车辆状态等数据。

2.3.5 轨道动力平车港区堆场卸车阶段。港区集装箱龙门吊根据铁路集装箱货场自动化控制系统指令运行至卸车货位，抓取轨道动力平车上的集装箱，读取集装箱箱号，按照指令放置在指定堆场货位，并上传作业进度和最终位置。同时，轨道动力平车车号与集装箱箱号解除关联绑定。

2.3.6 轨道动力平车返回阶段。轨道动力平车卸车完毕，向铁路集装箱货场自动化控制系统报告空车状态和位置。按照系统运算策略和运行线路空闲情况，单车或集结成组向倒装场回送。回送轨道动力平车转线后，经港区走行线（或装卸线），在倒装线再次排队集结，等待下一列到达集装箱列车倒装作业。

2.3.7 出发作业流程。由港口A、港口B、港口C和港口D发出的集装箱货物按甲和乙两个大组由轨道吊装上轨道动力平车，轨道动力平车返回港湾站倒装线，装卸机具按甲和乙两个大组分别倒装到不同的到发线上铁路集装箱平板车，组成甲、乙两个方向的列车。

3 技术效果

3.1 同一列车编组效率的比较

平面调车法采用牵出线推送调车法，一般作业时间为2～3 h，勾数越多，时间会相应增加。铁路编组站常用的解编方式为驼峰解编，主要应用于大运量频繁的解体作业和流水线作业，自动化驼峰解体一列列车需要40～50 min，区段站简易驼峰解体一列列车需要50～60 min，解编效率较高。轨道动力平车平行倒装作业法采用不落地中转的编组方式，可以4台集装箱装卸机具（龙门吊）同时作业，倒装时间短，效率高。一列车72辆编组，根据估算，平行倒装方法倒装一列车集装箱，每车倒装平均耗时1 min，牵出专线时间按12 min考虑，全列车全过程耗时30 min。

3.2 最大运量下投资总额比较

根据估算，平行作业倒装法倒装一列车（72辆）集装箱，按4台龙门吊，每车倒装平均耗时1 min，牵出转线时间为12 min，则全列车耗时30 min。假定一天连续不间断地倒装，则理论上一昼夜可倒装48列车，每列车72 辆编组，每个车装载2TEU，则一天理论上可以办理中转倒装集装箱的作业量为6912TEU。按照此估算量，用平面调车法作业已无法满足此编组量，需改用双推双溜自动化驼峰，结合实际项目投资总额估算约5.5 亿元。由此可以看到，在理论最大运量水平下，平行作业倒装方法的投资总额约比效率驼峰作业法节省1.5 亿元。

3.3 大编组运量时不可替代性分析

由于平行倒装作业法采用不落地中转的编组方式，仅需要两条编组线，大运量的集装箱港湾站也仅需要4～5股道，节省了编组场占地面积，编组时间短，效率高，自动化程度高，对既有线改造少，征地拆迁量少，整个自动化信息系统发挥作用极大。因此，平行倒装作业法在遇到土建场地受限而导致工程无法实施且编组辆数较大的情况时，具有不可替代性。

4 结语

本文提出一种新的集装箱编组方式，能通过铁路灵活的运输组织、极高的倒装效率、经济的建设成本、节能环保等优势，切实提高集装箱货物的中转能力和效率，节约运输成本，在相当大程度上缓和中转集装箱货物积压以及集装箱货物集散对码头堆场场地需求过大的问题，有助于加大港口的辐射力度，进一步促进我国集装箱运输的发展，提升港口的整体竞争力，进而吸引更多货源，提高铁水联运的效率，给铁路运输行业在经济效益上带来新的增长点。

参考文献：

[1]彭其渊，王慈光.铁路行车组织[M].北京：中国铁道出版社，2012.

[2]李德铭，何邦模.我国铁路车站能力计算及其使用中存在的问题[J].铁道科技动态，1982（1）：20-21.

[3]张哲辉，石勇.我国集装箱铁水联运发展存在的问题及对策[J].水运管理，2018（7）：8-9.