我国铁路冷藏运输装备技术现状及发展探讨

钟晓峰 廖 军 周 炯 黄 瑞

(中车眉山车辆有限公司 四川 眉山 620010)

作为连接鲜活易腐货物生产和消费环节的纽带，冷链运输对保证食品质量、维护食品安全起着十分重要的作用。冷链物流运输体系中，铁路具有中长距离运输成本低和效率高的比较优势。研究发展铁路冷藏运输装备，对推进铁路供给侧结构性改革、降低全社会物流成本、促进综合交通运输绿色低碳发展具有积极意义。

1 国外铁路冷藏运输装备技术现状

国外发达国家冷链系统完善，冷藏运输装备技术先进。美国是铁路冷藏运输的发源地，历经160多年的发展，已经形成以先进技术装备为基础、高效运营管理系统和成熟市场为依托的完整冷链运输体系，代表了铁路冷藏运输技术的发展方向。近年来，美国铁路冷藏运输装备进行了大量技术创新，主要通过机械冷藏车、冷藏集装箱和拖车运输装备的大型化、单元化、智能化，较好地满足了冷链物流市场的需求。美国联合太平洋铁路公司(UP)和伯林顿北方和圣塔菲公司 (BNSF)拥有全美七成以上的铁路冷藏运输装备。目前，UP拥有50 ft (7000系列)、50 ft(9000系列)、64 ft、72 ft等4类机械冷藏车，2013年BNSF开始全部采用72 ft机械冷藏车(见图1)，其载运量是公路冷藏汽车的4倍，单位运输成本更低，能更好地满足冷链物流市场对时效性和成本方面的要求[1]。

图1 美国72 ft机械冷藏车

冷藏集装箱作为一种标准化运输工具，能实现公铁水海联运与国际冷藏运输无缝衔接。冷藏集装箱有带动力和不带动力两种型式，以后者居多，通常采用发电车或发电箱集中供电、成组或成列运输的模式。美国铁路通过研发 45 ft、48 ft、53 ft、71 ft等大型冷藏集装箱及联运车辆装备，运用普通平车驮背运输冷藏拖车或凹底平车载运双层冷藏集装箱，完成冷链多式联运的无缝衔接。在西雅图港与芝加哥市间开通的双层冷藏集装箱列车，每列车配备多个发电机组，每个发电机组同时负责9～16个集装箱供电工作，单列可以装载超过220个冷藏集装箱，综合技术达到国际领先水平。此外，还采用卫星定位及远程制冷调控等技术，提高长途易腐货物运输的安全性，进一步促进了铁路冷藏运输市场的发展。

美国还开发了铁路、公路都能运行的公铁两用货车进行冷藏运输，典型代表有Roadrailer公司的Mark Ⅴ，Railrunner公司的Terminal Anywhere系统。Mark Ⅴ已成为公铁两用车的主型产品，由端部转向架、中部转向架和半挂车组成。铁路运行时端部转向架的鞍座连接半挂车的车首，集成的制动和钩缓装置与机车相连，半挂车的车尾落在中部转向架的挂车承载台上，后车车首通过牵引挂钩与前车车尾相连。列车解编时常规公路牵引车拖着半挂车继续送货上门服务。Railrunner公铁两用车原理和Mark Ⅴ类似，区别在于半挂车的抬升和连接方式，不需要在半挂车上设置升降装置，在连挂过程中通过斜面滑行抬升。公铁两用半挂车以集装箱半挂车和冷藏半挂车居多，目前在北美、澳洲和西欧等多式联运市场中占有一席之地。

2 我国铁路冷藏运输装备技术现状

我国铁路冷藏运输的发展跌宕起伏，大致经历了兴起、繁荣、衰落3个阶段。借鉴先进国家成熟经验，我国先后研制了加冰冷藏车、机械冷藏车、冷板冷藏车、液氮冷藏车、保温隔热车及冷藏集装箱运输车组等冷藏运输装备，它们各具特点，在不同时期的铁路冷藏运输中发挥了积极作用。目前，我国在役的铁路冷藏运输装备主要有机械冷藏车和冷藏集装箱运输车组，由中铁特货公司管理和使用。

B22型、B23型机械冷藏车是我国铁路冷藏车的主型产品，车组由1辆发电车和4辆冷藏车组成，集中供电、单车独立制冷或加温。车体为无中梁结构，地板、墙板为硬质聚醋泡沫塑料芯材夹心结构，车顶为硬质聚苯乙烯塑料填充结构。B10BT型单节机械冷藏车是在5节式冷藏车组基础上设计的，制冷机组布置在车辆一端，另一端设置乘务室，制冷加温系统主要由 LFT98NR 型制冷机组及循环风道等组成，制冷加温机组是由柴油机直接驱动的整体独立式单元双系统制冷设备。我国现有B22型、B23型机械冷藏车及B10BT型单节机械冷藏车1 020辆，具备大运量、温控性能好、运输距离长、运输经济性好等优点，适于大中型企业的“库对库”运输。2019年，中车长江公司还研制了23 t轴重新型机械冷藏车，配置冷王制冷机组，车体采用整体发泡结构和软风道端部送风结构，运用GPS定位和远程监控系统实现无人值守。各车型的主要技术参数如表1所示[2]。

表1 我国主要机械冷藏车主要技术参数

冷藏集装箱电源配置方式可以采取一拖一(一个动力装置配给一个冷藏集装箱，如自带动力)和一拖多(一个动力装置配给多个冷藏集装箱，如发电箱)。从使用方便、运用灵活的角度考虑，前者较好；从成本、管理及检修的角度考虑，后者为佳。目前我国铁路冷藏集装箱运输采用4辆 BX1K型平车(见图2)+1辆B23型发电车+4辆BX1K型平车的固定编组模式，可运输20 ft、40 ft及45 ft 3种规格的无电源冷藏集装箱。BX1K型平车由X1K型集装箱专用平车加装供电管线改造而成。

图2 BX1K型冷藏集装箱平车

B23型发电车采用双向供电模式，内有2台发电机组，单机功率为64 kW，输出电力为 AC380 V/50 Hz，车上有完备的生活设施，满足乘务员工作生活条件。发电车、平车和冷藏集装箱三者的功率、制式相互匹配，发电车置于车组中间位置，减少电压衰减。我国现有1 199辆BX1K型冷藏集装箱平车投入运用，主要服务于南菜北运、冷藏货物的进出口及中欧班列等中、长途冷藏集装箱运输，极大地降低了冷链物流成本，受到市场的欢迎。借鉴BX1K型冷藏集装箱平车运用模式，2020年还将改造1 200辆DL1型、NX17K型平车用于铁路冷藏集装箱运输。此外，随着新技术、新材料、新能源的发展，近年来柴电式、锂电池、蓄冷式等冷藏集装箱新产品不断推出(见图3)，为铁路冷链运输提供了新途径新模式[3]。

图3 初芯A25蓄冷箱

3 我国铁路冷藏运输装备技术发展探讨

2019年，铁路冷链运输运量为206.75万t，同比增长29.15%，铁路冷链运输呈现出良好的发展态势。随着国家政策、冷链物流法律法规及相关标准的日益完善，针对批量冷藏运输、零散冷藏运输和小件冷藏快运等不同市场层次需求，创新铁路冷藏运输技术，发展铁路冷藏运输装备，面临着良好的市场机遇和广阔的发展前景。

3.1 研发大型单元化冷藏车

随着铁路冷链物流运输基地的规划和建设，冷藏货物将具备良好的预冷条件，为库到库大节点中长距离铁路运输创造了条件。借鉴美国铁路冷藏车运用经验，发展单节机械冷藏车，推进23 t轴重新型机械冷藏车商业化运营，研制25 t轴重大容积机械冷藏车，提高组织灵活性和运输时效性，充分发挥铁路装备大运量优势。研究高性能隔热保温技术，使车体的综合导热系数更低、气密性更高，全面提升冷藏车综合性能，降低运输成本。运用北斗定位、物联网、智能控制等信息化和智能化技术，实现大型单元化冷藏车的无人值乘和跟踪监控，提升运输的安全性和便捷性。

3.2 开发系列化冷藏集装箱

铁路冷藏集装箱相较于一般集装箱的区别在于需要有供电设备，无论是在运输途中还是在场站停留都需要有效解决供电问题。突破新能源制冷技术，应用聚氨酯等新材料，发展绿色环保、高效节能、智能感知、便捷联通的新型冷藏集装箱，实现从田间地头到多式联运再到消费者手中的全程冷链。考虑公、铁、水不同运输方式的有效换乘、托盘的兼容等因素，发展推广适应机械化作业、充分利用铁路限界和车辆载重的内陆冷藏集装箱，开发出不同规格、不同功能的冷藏集装箱系列产品，打造适合我国国情的冷藏集装箱标准体系，为我国铁路冷链运输发展提供更大空间。

3.3 发展公铁两用冷藏车

围绕我国冷链市场发展需求及铁路技术发展方向，探索创新公铁两用车技术在冷藏领域的应用。开展公铁两用车设计、验收、运用、检修规则的研究，突破能源转换、电能存储、电源输出控制和智能充电等关键技术，创新轴驱大功率发电公铁两用转向架技术，开发公铁两用冷藏半挂车，以此组成冷藏公铁两用运输单元，丰富冷链物流运输内涵。同时，加强互联网在多式联运领域集成应用，将云计算、大数据、物联网等技术与物流运输深度融合，加快形成与各种运输方式无缝衔接、与物流各环节高效对接的铁路多式联运系统，构建铁路冷链多式联运发展新模式。

4 结束语

受政策支持与市场需求的推动，近年来我国冷链物流业呈现快速发展的态势。随着我国深入推进交通运输供给侧结构性改革，污染防治措施及多项联运提速行动的实施，势必为铁路冷链运输带来强力升级和扩张的良好机遇。当前，我国铁路冷藏运输发展要充分利用交通物流转型的有利时机，借鉴国外先进发展经验，通过科技攻关和自主创新，加快高效、环保、智能的机械冷藏车、冷藏集装箱和冷藏公铁两用车等冷链运输装备研发和产业化进程，适应新形势下铁路运输需求，为构建现代综合交通运输体系和建设交通强国提供装备支撑。