吊装式驮背运输技术在我国的发展前景
2021-08-28吴荣坤
袁 博,付 勇,吴荣坤,李 冰
(中车齐齐哈尔车辆有限公司 大连研发中心,辽宁 大连 116052)
铁路驮背运输是指装载了货物的公路货车或半挂车在始发地火车站装载至铁路专用车辆上,通过铁路的长距离运输到达目的地火车站后,该公路货车从铁路专用车辆卸载并自行驶往最终目的地的一种运输方式[1]。欧美国家自20世纪起已经能够成熟应用铁路驮背运输技术,但铁路驮背运输技术在我国还处在初级阶段。
1 国外驮背运输发展现状
铁路驮背运输在欧美国家的发展历史较为悠久。自20世纪20年代,驮背运输业务就已经开始在美国发展,20世纪60年代欧洲也开始发展驮背运输业务[2]。美国从事多式联运业务的企业数量众多,铁路运输在800 km及以上运距具有较强的竞争力。随着交通运输业的发展,美国、加拿大等国运输企业不断推出驮背运输新产品,完善运输设施,大力提升驮背运输的服务质量和经营效益,不同种类、形式的驮背运输车及装卸设备相继投入运用,运营模式和管理体系日益成熟,使驮背运输承担的运输份额保持稳定态势。
1.1 北美
北美地区的铁路货运服务网络几乎覆盖整个北美大陆。铁路与公路、航空、水运的联合运输在北美得到大力发展,能够提供全程一站式物流服务,便捷的“门到门”服务顺应市场需要,得到用户认可。目前,驮背运输对象为公路半挂车,由于北美铁路的高度限界宽松,采用普通铁路集装箱平车即可完成驮背运输[3],因此北美驮背运输主要采用普通铁路集装箱平车。
1.2 欧洲
由于欧洲国家国土面积普遍较小,货运距离较短,因此公路货运以其灵活便利等优势普及率较高[4]。随着人口密集程度的提高及公路汽车数量的增加,公路拥堵情况日益严重,加之欧洲地区交通法规对环保方面有较高的要求,公路货车运输货物的适用性在一定程度上受到限制。驮背运输能有效解决公路过度拥堵问题,并满足欧洲各国对环保法规的要求,在欧洲各国尤其是法国、德国、奥地利等国政府的大力支持和推动下得到了较大发展。目前驮背运输遍布整个欧洲,不同种类、不同形式、多种功能的驮背运输车都有较大的发展,并且运用广泛[5],主要市场集中在北海、黑海和地中海地区,其中德国、意大利、土耳其和波兰是4个较大的欧洲驮背运输货物集散地。
根据功能的不同,欧洲驮背运输车主要包括普通凹底架承载式小轮径驮背运输车、底架两端摆动式驮背运输车、底架单端摆动式驮背运输车、整体底架中部旋转式驮背运输车和整体底架平移式驮背运输车。
根据装卸方式不同,欧洲驮背运输车主要分为自装卸式和吊装式驮背运输车。自装卸式驮背运输通过地面站场配套设备与驮背运输车自身机构配合,实现公路货车或半挂车自行装卸。目前吊装式驮背运输仅限于公路半挂车,欧洲用于驮背运输的公路半挂车约有60万~100万辆,其中具备吊装条件的半挂车约占20%。具备吊装条件的半挂车利用起重设备(龙门吊或正面吊)直接将半挂车吊装至铁路驮背运输车辆;不具备吊装条件的半挂车通过起重设备配合辅助托盘或托架实现半挂车的吊装吊卸。
2 我国驮背运输技术发展现状
自2011年以来,我国借鉴欧洲及北美的公铁联运驮背运输技术,根据我国铁路站场条件及市场需求,先后研发了自装卸式驮背运输车和吊装式驮背运输车,掌握了满足公路货车和半挂车运输要求的多种驮背运输技术,为发展我国公铁联运打下了坚实的铁路装备基础。
2016年,国铁驮背运输(公铁联运)项目纳入交通部第一批示范工程项目,示范工程首条线路是无锡西货场—广州丹灶货场,开行QT1、QT2型驮背运输车,且均采用自装卸式驮背运输技术;2017年,神华驮背运输(公铁联运)项目纳入交通部第二批示范工程项目,示范工程首条线路是鄂尔多斯南郊货场—河北黄骅港沙胡同货场,开行STX1、STX2、STX3和STX4型多功能驮背运输车,其中STX1、STX2型车采用自装卸式驮背运输技术,STX3、STX4型车采用吊装式驮背运输技术。
2.1 自装卸式驮背运输
自装卸式驮背运输车对站场条件要求较低,仅需配套与轨面平齐的硬化地面和AC 380 V电源即可满足公路货车装卸作业要求[6-7]。驮背运输车装卸作业时,通过地面电源驱动液压装置,利用电气装置控制凹底架双侧旋转,满足公路货车自行上下装卸作业要求。自装卸式驮背运输车结构相对复杂,对站场要求简单,装卸效率高。
2.2 吊装式驮背运输
我国针对不同的需求研发了不同形式的吊装式驮背运输车,站场配套正面吊即可满足装卸作业要求。吊装式驮背运输车结构简单,无需设置液压系统、电气系统、升降机构和旋转机构,维护方便,经济性好,适应性强,但装卸效率较自装卸式驮背运输车相对较低。
(1) 辅助托盘吊装式驮背运输。
辅助托盘吊装式驮背运输车的辅助托盘为随车部件,设有4个起吊点,可采用龙门吊或正面吊进行装卸作业。为满足半挂车与辅助托盘之间的装卸要求,地面设有与辅助托盘配套的可移动过渡装置,由专用牵引车倒运完成装卸。
(2) 直接吊装式驮背运输。
直接吊装式驮背运输采用龙门吊或正面吊直接吊装半挂车车体进行装卸作业。直接吊装式驮背运输要求半挂车设置起吊点,且车体强度需满足吊装作业要求。
3 不同形式驮背运输技术对比分析
驮背运输技术根据驱动方式可分为车载设备驱动式、地面设备驱动式、吊装吊卸式、端站台自行装卸式和公铁两用式,不同形式的驮背运输车适应不同的市场需求。
表1为不同形式驮背运输技术对比分析。由表1可以看出,车载设备驱动式和地面设备驱动式驮背运输装卸效率最高,适合点对点自动化装卸运输,但车辆结构复杂,前期投入成本高[6];吊装吊卸式驮背运输的车辆结构简单,装卸效率较高,车辆及站场投入成本低,适合具有吊装设备站场进行点对点运输;端站台自行装卸式驮背运输采用小轮径驮背运输车,由于其转向架轮径小,车辆运行速度偏低,只适合短距离点对点运输;对于公铁两用式驮背运输,其车辆既可在公路上运输,又可在铁路上运输,因此其车体需配置与公路牵引车及铁路转向架衔接的接口,车辆结构相对复杂,适合公铁一体化运输。
表1 驮背运输技术对比分析
可见,吊装吊卸式驮背运输车辆结构简单,车辆及站场投入成本最低,同时具有较高的装卸效率,与其他形式的驮背运输相比,吊装吊卸式驮背运输最适合在我国进行推广应用。
4 我国发展吊装式驮背运输的可行性分析
4.1 发展驮背运输符合国家发展战略
铁路运输为我国综合交通体系中的主要运输方式,具有绿色环保、安全可靠、运能大、成本低、全天候运行的特点,驮背运输对推动交通运输低碳发展、降本增效具有重要的支撑作用。
2014年,为解决我国物流领域成本高、效率低等问题,国家《物流业发展中长期规划(2014—2020年)》将发展多式联运列为十二大重点工程之首,提出探索构建以公路半挂车作为标准荷载单元的驮背运输;2016年,交通运输部联合不同部门下发了《关于进一步鼓励开展多式联运工作的通知》,要求走出一条结构优、质量高、效益好、带动力强的多式联运发展新路;2018年,国务院办公厅印发了《推进运输结构调整三年行动计划(2018—2020年)》,进一步提出了“研究推进铁路双层集装箱、驮背运输产品开发,提升通道配套设施设备能力”等具体举措[8-9]。目前,中国国家铁路集团有限公司正在编制铁路驮背运输发展规划,将进一步推进我国驮背运输的发展。
4.2 吊装式驮背运输便于开展和实施
根据对各种形式驮背运输技术对比分析,在所有驮背运输形式中吊装式驮背运输车辆结构最简单,制造及维护成本最低,作业站场仅配套重型龙门吊或正面吊即可满足半挂车的装卸作业,无需进行大量的投资建设,可降低开展驮背运输的投入成本。同时,吊装式驼背运输灵活,适应性强,便于开展和实施。
4.3 吊装式驮背运输技术成熟
目前,我国已研制出辅助托盘和直接吊装2种形式的吊装式驮背运输车,车辆采用凹底车体承载结构,车上设有承载鞍座。采用转K6型转向架、高强度车钩及缓冲装置、120-1型控制阀、集成制动等国内既有铁路货车的成熟技术,可满足GB 1589—2016《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》规定的公路半挂车运输要求。
4.4 开展吊装式驮背运输需要研究解决的问题
(1) 驮背运输运价的确定。在我国,驮背运输为新型运输方式,暂没有制定相关运价标准,需根据驮背运输特点制定运价;
(2) 我国公路半挂车标准化程度低,导致驮背运输车不能与半挂车很好匹配,需提高公路半挂车标准化程度;
(3) 公路与铁路在安全、装载标准等方面要求不统一,导致整个运输流程不通畅,影响运输效率,需统一公路与铁路运输规则;
(4) 公路与铁路之间信息共享服务平台尚未建立,不能实现公路与铁路之间信息开放共享和互联互通,难以实现一次委托、一单到底、一票结算,需建立公铁信息共享平台。
(5) 我国铁路站场配套的龙门吊或正面吊仅针对集装箱吊装工况,额定吊装能力普遍为36 t,小部分为40 t。为满足半挂车吊装需求,需对龙门吊或正面吊的额定吊装能力升级达到45 t及以上。
5 结论及建议
在欧美等国家,驮背运输是主要发展的快捷货运方式,取得了较大的经济效益和社会效益。与公路运输相比,铁路驮背运输具有安全、快捷、运能大、全天候、节能、环保等优势,在运输体系中占有较为固定的比重。随着我国铁路路网规模的不断扩大,铁路货运组织改革的不断推进,以及高铁建设的快速发展,“门到门”的货运需求旺盛,驮背运输具有广阔的发展空间[10]。
借鉴欧美驮背运输成熟技术,按照我国铁路相关标准要求和技术政策研发满足既有公路半挂车运输要求的吊装式驮背运输专用车,技术可行,且既有站场经简单升级改造即可满足吊装式驮背运输车的装卸作业要求。
建议结合我国铁路站场实际配套情况,借鉴欧洲驮背运输发展经验,选择几条示范线路采用自装卸驮背运输车和吊装式驮背运输车开行多式联运,并为吊装式驮背运输车配套一定数量的额定起重能力大于45 t的正面吊或龙门吊,全流程积累运营管理经验。待示范效应形成社会影响力并引领较大的市场需求时,再系统规划和发展以吊装式驮背运输车为主、自装卸式驮背运输车满足个性化需求为辅的技术路线,以发展我国的驮背运输。