我国资源集约型轨道交通物流综合系统建构探讨

戴泽钧

清华大学 中国国建设科技集团 新加坡CPG 北京 100120

基于城市低碳与可持续发展这一课题，本文着眼国内轨道交通发展和高速铁路技术日益成熟的契机，探讨发展采用分时借用等方式利用地上地下既有城市轨道交通资源进行物流运输，建构集约化的轨道交通物流综合系统，以期解决城市资源供给的难题。轨道交通物流综合系统能大大减少传统地面物流的能源消耗和资金成本，可大为减少城市碳排放量，改善城市空气质量，减少货运汽车交通事故，对新时代中国大城市和城市群的发展十分有益。与此同时，充分发掘和利用地下物流空间，将减少物流产业用地的城市配给，释放出更多的城市土地，进而为城市发展与更新提供更多的稀缺土地资源。资源集约型轨道交通物流综合系统这一思路对于建构绿色低碳的智能化韧性城市，尤其对北上广深等大型城市和周边城市群的可持续发展具有重要的战略和民生意义[1]。

1 国内外轨道物流系统的主要模式分析

1.1 新建地下整体物流系统

新建地下整体物流系统是指通过新建地下管网和隧道等地下空间，专门用以满足物流运输的需要。一般来说这种新建的地下物流空间建设深度在城市地面30m以下，采用(AGV)自动车、两用卡车(DMT )等承载工具进行运输，该类地下专用运输空间网络的管道直径在5m左右，运行速度为60~100 km / h 。这种地下物流管网系统可根据城市规划的要求，将所有的城市重要建筑，如商业办公、居住社区以及医院和学校等连接起来，新建专属的地下物流系统的建设成本大约为0.8—1亿元/公里。这种专属城市物流地下管网固然能够提升现代高密度城市的战略物资与民生资源的运输效率，然而地下大管网系统的建设规模巨大，建设的工程难度大、周期长，尤其是地下物流管网系统建设需要形成一定网络化规模后才能产生可见的效率和回报，因此资金投入与产出比效率不高，项目投入前期压力大，建成回报的周期较长[2]。

1.2 新建地下物流专线

地下物流专线是整体物流系统的一个局部放大,可以作为城市地下物流系统的一个试点线路，将城市空港货运中心或国铁货运中心与城市级物流集散基地联系在一起，方便城市尺度上第一级的货运物流快速到达物流集散基地，并进行分拣。这种模式的优势是局部效益明显，无需成网，建成一条线路即可投入使用，一次性工程规模小，投资低。同时也存在一些问题，比如单一点对点的运送货物，无法完全解决城市道路货运所带来的所有问题，只适合作为地下物流系统初期发展的试点线路[3]。

1.3 改造利用既有人防工程或地下管廊形成地下物流系统

我国大中城市的地下人防工程和局部已经建成的地下管廊系统往往连接了城市最重要的功能区块，且布局的密度很高，平时的使用率却并不高。通过在现有的人防工程或地下管廊中铺设相应的智能化物流运输系统，一物多用，以期与大型仓储、零售批发商业、城市超市和居民区最终相连，进而形成边界巨大的地下管道交通网络。这种系统的优点在于不涉及日间高强度运营的地铁系统，改建方式更为灵活，成网速度快，造价低廉。存在的主要问题在于涉及人防工程的地下专线，考虑涉密与安全问题，如何改造还有很多需要研究探讨的具体难题。

1.4 基于既有民用轨道交通的分时集约化物流综合系统

城市民用轨道交通与轨道物流交通系统，一个是运人，一个是运货，二者承载的主体不同，运载的时间高峰也不同，一个在白天、一个在夜晚，但二者作为运载工具却具有极大的相似性。基于既有民用轨道交通的分时集约化物流综合系统指利用已建成的城市轨道交通网络完成货物运输的方式，具体讲就是利用民用轨道交通夜间停运的空置期进行物流运输，通过开发专用轨道交通货运列车或改造现有列车等方式满足日夜兼顾，人物两用的需求[4]。

这种分时集约化物流综合系统前期改造投入少，投资回报较快，可预见收益也趋于稳定，经济效益明显，可最大限度发挥既有轨道交通系统整体空间的效能，也有利于夜间轨道交通检修效率提升，具有一定优势。其现实问题在于需要解决轨道交通和物流公司等部门间的不同标准和系统的协调问题，并需要注意在站点改造和增加机械化装卸设备的过程中，尽量不干扰既有日间轨道载客使用的安全与便利。

2 新建城市地下物流系统的问题

根据国内外相关项目的调研与数据分析，新建城市整体地下物流系统具有一定的问题与难点，主要聚焦在对地下空间的深层开发与建设时序和投资回报等问题上，具体分如下六个方面进行论述。

2.1 新建地下物流系统所需的深层空间尚待开发

根据地下空间分层发展的相关研究，城市地下物流系统最好在地面30 m 以下深层空间进行施工，而目前我国大多城市地下空间在地下0-30 m的发展空间仍有很大余地，即使在经济发达的北京、上海、广州这样的城市中，地下开发的空间深度也大多集中在地下0-15m之间。在地下空间15-30 m的深度尚未完全使用的情况下，应优先开发地下中层深度即地下15-30 m，而不倾向于开发地下30 m深度以下的城市空间。此外，深度空间开发在我国尚处于起步阶段，缺乏相关国家的技术标准和地理属性划分，地下空间的深度开发的诸多技术难点问题仍亟待研究[5]。

2.2 新建地下物流系统对城市地质条件要求高

由于新建城市地下物流系统需要开发深层次的地下空间，因而受地质条件的影响较大，由于各地的地质条件不尽相同，建设时如何应对当地的地质条件，确定合理的工程建设方案和确定合理的工程建设技术标准还需取得相关研究资料。

2.3 新建地下物流系统的工程建设风险较大

新建的城市地下物流系统涉及的工程领域和专业较多，将会涉及到如工程地质、城市规划、建筑设计、交通工程、物流工程和电子信息等。于此同时，在管理方面也涉及到城市规划管理、物流管理、工程建设、运输安全和自动控制等，还要考虑到与其他城市基础设施的相互关系，所有这些专业的需求使得城市的地下物流系统建设显得极为复杂。目前对接城市地下物流系统发展需求的相关研究大部分仍处于实验研究的阶段，全世界范围内的实践经验尚少，研究空间和难度仍然很大。

2.4 新建地下物流系统受已有地下管道系统限制

作为城市的血脉，城市的地下水暖电管网和线缆密布，加上地铁网络等，不可见的地下空间网络就更加复杂。如何在新建地下物流系统的过程中，尽可能避让现有的地下基础设施是个技术难题，如何减少建设中造成既有管道破碎或塌方的事故是不可回避的问题。

2.5 新建地下物流系统前期资金投入与回报不成比例

地下物流系统需要修建隧道、轨道、自动化运载工具、机械化装卸平台等硬件设备，进而搭建起物流系统的信息管理系统、调度系统、信息控制、导航系统等软件系统。硬件、软件两方面的投入使得建设地下物流系统需要耗费大量资金。城市地下物流系统前期造价高，边际效益模糊且缺少投资主体。

2.6 城市地下物流系统的相关法律法规严重滞后

城市地下物流系统是一个全新的概念体系，系统化的相关法律法规和规则约束都不全面，这种问题在城市交通发展的初期也存在过，然而由于地下空间涉及的隐形交互专业系统更为复杂，缺乏明确的相关法律法规的界定[6]。

3 基于既有城市轨道交通的资源集约型轨道物流综合系统设想

基于以上对国内外最新物流方式与轨道物流系统的分析，探讨采用分时借用等方式充分利用既有城市轨道交通网络，通过改造利用城市既有地上地下轨道线路与市郊铁路，建构适合我国大城市发展的资源集约型轨道交通物流综合系统。

基于既有城市轨道交通的资源集约型物流综合系统概念：我国城市规划和城市轨道交通建设发展已初步形成网络化，轨道交通系统高效、准时、污染少、受气候影响小。城市民用轨道的运营时间一般是从5:00到23:00，有约6小时的停运期可以进行物流运输。利用现有民用轨道设施，通过相应改造实现夜间运货的需要，达到了资源集约利用与绿色低碳的目的，很好的控制了前期建设成本，此外对轨道线路进行适当的改造以达到减少夜间检修时间或轮换检修的目的，可争取更多的物流运输时间，部市郊铁路的特点是利用率不高，客运量少，因此完全可以“客”“物”两用，提高经济效益[7]。

4 基于既有城市轨道交通的资源集约型物流综合系统的优势

4.1 现有轨道线路物尽其用,收益预期稳定

城市轨道物流系统与轨道交通具有相似的运载工具，使得轨道物流系统能够利用现有的轨道，一物两用。充分利用现有轨道无需重新挖掘隧道，前期投资只需要集中考虑扩建地铁站、增设机械化装卸货设备等，能够减少相应的资金投入。此外，地铁作为政府补贴运营的公共性产品，目前仍处于亏损状态，扩增其使用功能，将会对地铁轨道系统提供更多的支持。

据报道，我国2018年仅深圳、北京、杭州和青岛四个城市实现了地铁运营收支平衡，其余的24个地铁网络交通运营的城市均显示亏损，其中包括国际大都市上海，2018年的营运收支比只78%。如果使用了地铁物流系统，虽然前期仍需要投资，但在政府的宣传引导和有关部门合理的规划使用下，该系统有望展示出未来巨大而稳定收益，这将有利于城市公共交通的收入补贴，其远期建设的意义积极而巨大[8]。

4.2 充分运用既有城市轨道交通网络布局的绿色低碳性

我国城市轨道交通系统在大型城市已形成密集的、网状化，为城市地上地下物流系统提供了可能性：

(1) 运行稳定、高效、准时；刨除检修时间，每天仍有5-6个小时处于空置停运状态；

(2) 绿色环保、能耗小，能减少有害气体排放，有效降低降低碳排放，对环境友好；

(3) 噪音低，对于城市噪音干扰较少；

(4) 受天气影响较小，城市地下轨道物流较少会受恶劣天气的影响。

4.3 充分运用既有城市轨道交通网络布局的高效性

城市轨道物流系统的最终发展目标是成为一个连接物流中心与配送终端的城市物流运输网络，我国轨道交通的设计策略与轨道物流系统发展目标类似，即追求网络化建设与各线路之间相互统筹协作。以上海、北京、广州为代表的一线城市，其城市轨道交通已具备高度网络化的特点，北京城市中心区2020年可实现750m 半径均设有轨道站点的网络，轨道物流可以以此为参照，进行线路规划。除此之外，轨道运输网已经紧密联合公交等其他交通运输系统，轨道物流系统也能运用现有的交通规划，配套对接其他城市基础设施，高效完成物流作业。因此，从结构布局方面来看，二者具有高度相似性，联合运作能够最大程度的发挥现有交通网络的优势。

4.4 基于城市轨道物流运输体系的“最后一公里”模式

最后一公里的配送问题占物流费用30%左右，如果运用城市轨道交通来运送货物，将网络化的车站作为终端网点。商家接收订单之后，通过办理相应的货运包裹，经城内轨道交通中心配送物流到城市终端，办理相关手续，并经过货物安检后，提交存储准备夜间物流运输。客户在网络购物时可选择货物自提，货物通过城市轨道物流系统运送到相应轨道站点的储物空间，客户通过取货码和相应证件，实现收货点自提[9]。

5 基于既有城市轨道交通的资源集约型物流综合系统的问题

5.1 轨道交通与城市轨道物流系统对载客、载货量的要求不同

利用既有的城市轨道进行货物运输，首先要考虑轨道的承载能力以及磨损程度。一般地铁轨道线路承载约30吨，这使得与客运地铁列车共线的地铁物流系统只能用运送中小型货物，如何扩容更大吨位重量的货物，满足全方位物流需求还需进行改造提升是重要需求之一。

5.2 缺少物流空间以及物流机械化装卸工具和设备

现有轨道站点以载客为功能设置的要求，设计初期并未添加物流设计，因此在物流收发空间、存储空间和机械装卸工具及设备等方面缺乏设计，这对大批量的货物流转带来不利，需要改造既有货物需求的地铁站。可以安装自动传送装置，例如通过自动运输装置将货物运到指定的车厢门口，然后通过自动传送装置将货物送到卸货平台，最后使用垂直的货梯向地面运送[10]。

5.3 缺少相关规范的整合

轨道物流做为一个新兴事物，在建设标准、防火规范、防灾规范、设计标准、施工标准上均有较大的空白空间，且工程建设当中需要衔接和综合多专业多系统的不同标准和需求。

5.4 解决各部门、各系统之间的协调问题

基于既有轨道交通的物流综合系统是一种新型系统，是跨体制门类的庞大系统，需要打破体制之间的壁垒，创造共同利益，该体系需要政府、城市规划、建筑师、物流、交通专业的学者以及城市管理者等多种学科的学者在研究和实践中进一步配合与深入探讨[11]。

6 结论

终上所述，结合我国未来经济发展和城市物流与电子商务的需求，构想以既有地上地下轨道线路改造、市郊铁路改造形成主网络，局部难点地区辅以新建轨道货运专线的，基于既有城市轨道交通的资源集约型物流综合系统有利于集约综合利用城市地上地下空间资源，有利于降低碳排放，解决大城市病，对大城市和城市群的未来发展具有积极的战略和民生意义。