张 倍,王军松
(中车齐齐哈尔车辆有限公司 大连研发中心,辽宁 大连 116052)
进入21世纪以来,随着物流业的调整和振兴,运输资源配置不合理、各种运输方式衔接不畅等结构性矛盾已经成为制约我国物流业发展的主要矛盾。公铁联运、海铁联运、空铁联运和海空联运等模式符合我国发展低碳环保的绿色物流的发展趋势,有利于实现一体化运输、降低物流成本、提高物流服务效率和促进物流业的发展。
铁路运输作为国家的经济大动脉,在跨区域、大运量的多式联运系统建设中具有重要的作用,集装箱运输作为快捷货物运输的主要方式,被各国内陆和外贸运输所普遍采用[1]。集装箱运输既是现代物流业发展方向,也是铁路货物运输发展方向,有着巨大的增长空间和发展优势,因此,加快实现铁路集装箱运输车辆专用化和运输直达化是铁路装备技术的大势所趋。
国外集装箱运输从开始起步到发展多式联运经历了近30年。为了解决公路运输带来的交通拥堵、事故频发、碳排放超标等问题,欧美国家作为多式联运的先驱已经积累了很丰富的经验。欧美国家公铁联运中,铁路集装箱运输车辆经历了集装箱平车、驮背运输车、关节式集装箱车、双层集装箱车和公铁两用车等发展过程[2]。
1.1.1美国
美国多式联运起源于20世纪20年代,当时还没有出现集装箱多式联运,主要采用铁路运输半挂车多式联运方式,并且该方式长期处于多式联运的主导地位。从20世纪90年代起,由于进出口贸易量的增长以及双层集装箱列车的出现,集装箱多式联运运量逐渐超过半挂车多式联运。美国政府对环境保护的日益重视,使卡车运输的货物逐渐转向铁路运输,铁路集装箱多式联运的市场份额日益增长。2014年,美国集装箱多式联运的运量占多式联运总运量的90%左右,其中国际标准集装箱多式联运占50%,非国际标准集装箱多式联运占40%左右,而半挂车的多式联运仅占10%[3]。
美国铁路限界高,主要发展双层集装箱运输,目前也是以双层集装箱车为主,与单层集装箱车相比,双层集装箱车的运输成本减少了30%,大大降低了集装箱多式联运的成本。图1和图2分别为美国先后研制开发的3单元双层集装箱车和5单元双层集装箱车,其轴重达到35.7 t。
图1 3单元双层集装箱车
图2 5单元双层集装箱车
1.1.2欧洲
从20世纪末开始,欧盟国家的公路交通状况日益恶劣,交通运输方式发展不协调,许多地区的交通干道出现了严重的拥挤状况。为保护环境、解决公路拥堵问题,欧盟开始重视多式联运的环保节能优势,大力发展铁路集装箱运输以及驮背运输。但由于欧洲铁路车辆限界较低,难以发展双层集装箱运输以及铁路平板车直接运输公路挂车的驮背运输,因此铁路货车向长大和低地板面方向发展。
在集装箱运输车方面,随着30 ft集装箱、45 ft集装箱的出现,传统的40 ft集装箱车已经不能满足运输需求。为提高运输效率及综合运输效益,还研制出80 ft集装箱车,用来代替传统的40 ft集装箱车,如图3所示。
图3 80 ft集装箱车
驮背运输车方面,为解决铁路车辆限界较低的问题,研制了采用小轮径车轮或凹底车体结构的驮背运输车。为方便厢式货车自行上下,凹底车体采用升降偏转或升降横移方式[4]。升降偏转方式的操纵系统有车辆自带操纵系统或车站地面配备液压电气操纵系统,升降横移方式主要采用地面配备液压电气操纵系统。图4为欧洲国家各种驮背运输车图片。
图4 欧洲国家各种驮背运输车图片
我国铁路集装箱运输从1955 年开始,至今已有65余年的历史。我国铁路集装箱专用平车一直是伴随着集装箱的箱型发展的。铁路通用集装箱的箱型经历了由20世纪50年代的2.5 t铁木合制集装箱,20世纪70~80年代的1 t、5 t集装箱,20世纪80~90年代的10 t集装箱,以及20世纪90年代以后的20 ft、40 ft国际标准集装箱的演变过程。同时,铁路集装箱运输装备也由原来的敞车、平车发展到X6A、X6B、X6C、X1K、X6K、X70型等集装箱车,以及X3K、X4K型等3×20 ft集装箱车[5]。图5分别为X6B、X1K、X6K、X70型集装箱车。
图5 X6B、X1K、X6K、X70型集装箱车
2003年,为了解决铁路运能不足与集装箱运输得不到充分利用的矛盾,提高集装箱运输效率和铁路集装箱实载率,通过借鉴国外先进经验,成功研制出载重78 t的X2K(X2H)型双层集装箱车[6]。图6为X2K型双层集装箱车。
图6 X2K型双层集装箱车
尽管我国运输部门出台了诸多有利于集装箱多式联运发展的相关政策,但截止到目前,其发展水平仍然较低,与欧美发达国家差距较大,除基础设施衔接不畅、运输标准和管理要求不统一、法律法规不健全、没有统一的信息服务平台等原因,集装箱铁路运输装备技术水平低也是重要的原因。
为促进集装箱多式联运发展,我国应大力发展铁路集装箱运输车辆,如集装箱专用车、快捷集装箱车、双层集装箱车和驮背集装箱运输车等,以适应未来集装箱多式联运个性化运输的发展需要[7]。
随着“一带一路”建设的稳步发展,中国与欧洲及沿线国家的经济贸易往来愈发频繁,物流需求更旺盛,铁路开行中欧集装箱班列数量大幅增长。中欧班列运输多采用40 ft国际标准集装箱,而目前中国铁路适用车型多为载重60~70 t 的2×20 ft集装箱车,只能运输一个40 ft集装箱,载重利用率较低,运能浪费严重。因此,应研制载重70 t的2×40 ft集装箱车,提高单车载重利用率,提高运输综合经济效益,满足中欧班列开行快速增长的运输需要。
随着经济发展、科技进步和人民生活水平的不断提高,电子、医药、服装、精密仪器、鲜活物品等高附加值货物运输量大幅增加,快捷运输已成为世界经济较为发达国家铁路货物运输的主要发展方向之一。我国长三角、珠三角、京津唐、中部经济圈等经济区内部的短距离快捷运输和经济区间的长距离快捷运输对铁路需求旺盛,特别是上海、厦门、深圳等东南沿海地区的大都市间或者与内地城市间的快捷运输。铁路快捷运输服务已成为具有战略意义的效益增长点[8]。因此,应研制时速160 km、200 km的3×20 ft、2×40 ft以及45 ft快捷集装箱车,为快捷运输的快速发展提供运输装备保障。
我国自2001年开始研究双层集装箱车,2003年研制的轴重25 t、载重78 t的X2K型双层集装箱车能够满足集装箱双层运输的需求。但由于我国20 ft集装箱较多,且满箱重逐渐达到30.48 t,因此该车在装载2个20 ft集装箱后载重已经达到61 t,无法继续装载40 ft集装箱。因此,该车基本上按单层集装箱使用,不再进行双层运输。但随着经济的发展,轻包、高附加值的货物的运输需求越来越多,这些货物普遍采用40 ft集装箱运输,给双层集装箱车的发展提供了条件。
新建的30 t大轴重列车运行线路可开行轴重30 t、载重94 t双层集装箱车,能够满足总重不超过30.48 t的20 ft、40 ft集装箱的双层运输需求;长三角、珠三角、中部经济圈以及上海、厦门、深圳东南沿海地区之间可考虑开行轴重25 t关节式双层集装箱车,满足总重不大于25 t的40 ft集装箱的双层运输需求。
驮背运输技术在美国及欧洲国家发展较为成熟。中国公路运输普遍未使用集装箱运输,多为仓栏式半挂车运输,货物搬倒频繁,超载现象严重。发展驮背运输对于铁路与公路运输来说是实现了双赢:对于公路物流企业,可降低运输成本,增强企业竞争力,促进物流业的发展;对于铁路运输部门,可以发挥铁路运输安全、快捷、运能大、全天候、节能环保等优势,同时为铁路增加了运量和收益。发展驮背运输可降低能源消耗,减少环境污染、碳排放和公路事故,为提升我国综合运输能力,建设绿色、高效的现代物流服务体系,降低社会物流成本,促进经济社会持续健康发展提供可靠保障[9]。因此,应统筹调研,借鉴欧美成熟经验,先期大力发展适应中国站场设施的通用型驮背集装箱运输车,如QT1、QT2、STX3型驮背运输车等,适应我国初期驮背运输和集装箱运输发展的需要。图 7为 QT1、QT2、STX3型驮背运输车。
图7 QT1、QT2、STX3型驮背运输车
铁路实现“门到门”运输服务有利于铁路部门优化物流网络布局和产品结构,因此大力发展集装箱运输、探索发展驮背运输具有重要意义[10],是铁路未来货运主要增长点之一。应适时研制满足不同运输需求的集装箱专用车、快捷集装箱车、驮背集装箱运输车等一系列专用、快捷式铁路货车,以满足高附加值货物的运输需要,适应未来多式联运的发展。