日照市岚山区港口集疏运铁路布局规划研究

潘文献

PAN Wen-xian

（中国铁路济南局集团有限公司 计划统计处，山东 济南 250001)

(Planning and Statistics Division， China Railway Ji’nan Group Co.， Ltd.， Ji’nan 250001， Shandong， China)

日照市岚山区位于新石铁路 (新乡—石臼所) 以东、黄海以西、日枣高速公路以北、相子山以南，布局岚山港、岚桥港等港口，以及岚桥集团有限公司 (以下简称“岚桥集团”)、山东钢铁集团有限公司 (以下简称“山钢集团”)、日照钢铁控股集团有限公司 (以下简称“日钢集团”) 等大型企业，煤炭、矿石等运输需求巨大，是境内外物资快速集散的重要门户。目前，该地区布局铁路设施为坪岚铁路(铁牛庙—岚山)，受坪岚铁路基础设施薄弱、平交道口多、车站布局少等因素影响，线路通过能力已经饱和，2016 年仅完成铁路运量1 590 万 t，远不能满足岚山区港口发展需要，特别是岚桥港仅实现铁路运量 139 万 t，剩余适合铁路运输的 2 390 万 t 货物因坪岚铁路运能不足而转移至公路，造成运输成本上升，环保、交通压力加大。随着岚桥港在建的 17 个 40 万 t 矿石泊位， 30 万 t 原油、集装箱泊位 (形成 5 000 万 t 吞吐量)，以及山钢精品钢基地一期工程的建成投产，岚山区港口集疏运能力与需求不匹配的矛盾将更加凸显。铁路作为交通运输体系的骨架，在大宗物资运输方面具有安全、节能、环保、高效、运能大、成本低、连续性强的特点[1]，在港口集疏运方式中具有无可比拟的优势。因此，在岚山区大力发展铁路，将铁路作为港口集疏运的主要方式，是解决岚山区港口集疏运能力不足问题的关键。

1 港口集疏运铁路布局影响因素分析

港口集疏运铁路布局影响因素主要包括铁路运输需求、城市产业布局、铁路后方通道能力、地方各项规划、外界环境等。

（1）铁路运输需求。铁路运输需求包括港口、临港产业、沿线地方企业铁路运输需求，不仅是影响港口集疏运铁路布局的直接因素，而且是影响港口集疏运铁路建设规模的关键因素。因此，港口集疏运铁路布局研究首先应开展详细的市场调研，然后再确定港口集疏运铁路经过区域的铁路运输需求总量。一般而言，运输需求呈线性增长，而铁路运输能力由于铁路建设周期长等因素影响呈跳跃式增长，因而港口集疏运铁路布局应有一定的超前性，以近期 (2030 年)[2]运输需求确定初期铁路建设规模、远期 (2040 年)[2]运输需求预留铁路扩建条件为宜。

（2）城市产业布局。港口集疏运铁路作为货运专用铁路，除承担港口物资集疏运外，还兼顾临港产业、地方企业物资集散。因此，港口集疏运铁路布局受到城市产业布局，即工业、物流业、港口、临港产业等布局的影响，应以最大限度促进城市产业发展为目的，其线位布局应符合城市产业规划，以直伸港口腹地、紧邻临港产业及周边企业密集区为宜。

（3）铁路后方通道能力。铁路后方通道能力包括港口集疏运铁路拟衔接的铁路干线、支线、接轨站及衔接的铁路枢纽通过能力，是港口集疏运铁路物资实现快速集散、顺畅直通的重要保障，对港口集疏运铁路的接轨方案和列车开行方案有着直接影响。因此，在港口集疏运铁路布局时，应同步开展铁路后方通道能力分析，以满足港口集疏运铁路近、远期运输需求为基础，进一步研究后方运输通道的补强措施及替代方案。

（4）地方各项规划。重点为城市规划和土地利用规划，其中城市规划包括城市总体规划、控制性详细规划、修建性详细规划，土地利用规划包括土地利用总体规划、土地利用详细规划、土地利用专项规划。由于城市规划和土地利用规划对港口集疏运铁路布局产生决定性的约束作用，直接决定线位布局是否成立。因此，港口集疏运铁路布局应符合经过地区的城市规划和土地利用规划，紧邻城市既有和规划工业区，优先占用城市建设用地、不占用或少占用基本农田。

（5）外界环境。外界环境包括外界自然环境和外界经营环境，外界自然环境对港口集疏运铁路的线路走向及建设成本影响较大，如经过地区的地质、地形、气象、水文、文物古迹、人文景观等；外界经营环境对港口集疏运铁路的经营效益影响较大，包括地方政府支持港口、企业发展，支持公路、铁路发展，维持运输市场平衡等方面的政策及市场定价机制等。港口集疏运铁路布局应尽量选取地形条件优良，市场经营环境良好的区域，以最大限度降低铁路建设成本，提高铁路收益，缩短投资回收年限。

2 港口集疏运铁路布局理论分析

港口集疏运铁路布局应以“降低货物运输成本，促进产业快速发展，实现货物快速、高效、绿色、环保运输”为目的，直伸港口腹地，以港口为支点辐射周边，充分体现运能与需求的协调与统一。因此，港口集疏运铁路布局在考虑运能与需求匹配模型、企业运输成本最优评价模型定量分析的基础上，根据实际测算提出最优方案。

2.1 模型的建立

（1）运能与需求匹配模型。港口集疏运铁路布局方案研究，首先应进行既有港口集疏运能力及衔接后方运输通道 (包括线路、车站、枢纽) 能力与地区内适合铁路运输需求间的匹配限定，如果匹配条件同时满足，则对既有港口集疏运铁路进行补强；如果不能同时满足，则采取新建港口集疏运铁路方案研究。在此基础上，建立约束模型为

式中：K1为既有港口集疏运铁路运能与需求间约束匹配条件；K2为与既有港口集疏运铁路相衔接的后方运输通道运能与需求间约束匹配条件；Yi为第i个港口或企业、临港产业发出的适合铁路运输的货物运输量，t 或对/d；Ti为第i个港口或企业、临港产业到达的适合铁路运输的货物运输量，t 或对/d；Ni1为第i个既有港口集疏运铁路的现状运输能力，t 或对/d；Ni2为第i个既有港口集疏运铁路可以增加的潜在运输能力，t 或对/d；Eis为与第i个既有港口集疏运铁路相衔接的第s个后方运输通道的现状货物运输量 (不含第i个既有港口集疏运铁路至第s个后方运输通道的货物运输量)，t 或对/d；为与第i个既有港口集疏运铁路相衔接的第s个后方运输通道的现状运输能力，t 或对/d；为与第i个既有港口集疏运铁路相衔接的第s个后方运输通道可以增加的潜在运输能力，t 或对/d。

（2）企业运输成本最优评价模型。通过约束条件匹配限定，确定需要布局新建港口集疏运铁路后，引入运输成本最优评价模型 (模型中的货物运输量均为经规划港口集疏运铁路运输的货物运输量) 为

式中：F为港口及周边企业、临港产业经规划港口集疏运铁路运输的货物总运输成本，万元/a；为第i个港口或周边企业、临港产业至目的地b采取第c种运输方式的货物运输量，为第i个港口或周边企业、临港产业至目的地b采取第c种运输方式的运输单价，万元/(t · km)；为货源地b至第i个港口或周边企业、临港产业采取第c种运输方式的货物运输量，t；为货源地b至第i个港口或周边企业、临港产业采取第c种运输方式的运输单价，万元/(t · km)。

对运输成本最优的港口集疏运铁路布局方案，仍然需要进行后方通道运能与需求匹配限定，建立约束模型为

2.2 模型的求解

（1）步骤 1。确定地区内港口及周边企业、临港产业铁路运输需求，分析地区既有铁路现状，如果地区内无港口集疏运铁路，则直接考虑规划新建，并进行步骤 3；如果地区内有港口集疏运铁路，则进行运能与需求匹配限定，并进行步骤 2。

（2）步骤 2。将铁路运输需求、既有港口集疏运铁路及衔接后方运输通道能力等相关数据分别代入公式 ⑴、公式 ⑵ 进行K1，K2约束条件匹配限定，如果同时满足约束条件，则对既有港口集疏运铁路进行补强，不再布局新建港口集疏运铁路；如果不能同时满足约束条件，则考虑布局新建港口集疏运铁路，并进行步骤 3。

（3）步骤 3。结合港口集疏运铁路布局影响因素，按照铁路选线有关规定及办法，选取符合选址条件、经济评价可行的线路方案为备选方案，并将相关数据代入公式 ⑶ 进行备选方案运输成本最优评价比选。

（4）步骤 4。将步骤 3 比选结果按照由小到大顺序依次进行K3约束条件匹配限定，如果满足匹配限定，则该方案为选定方案；否则舍弃方案，再对运输成本次大方案进行匹配限定，直至K3约束条件成立为止。如果所有方案K3均不成立，则选取后方运输通道能力最大方案为选定方案，超出运输需求的研究运输替代方案。

3 日照市岚山区港口集疏运铁路布局方案分析

3.1 既有运能与需求匹配分析

岚山区既有港口集疏运铁路为坪岚铁路，该铁路为单线、内燃、地方铁路，受铁路运营条件、管理模式等因素影响，目前坪岚铁路最大运输能力约为 2 000 万 t/a。与此同时，经过与坪岚铁路控股公司山东高速集团对接，目前通过增建碑廓站工程，预计可以增加坪岚铁路运输能力约 200 万 t/a。此外，经过调研，岚山区铁路客户主要包括岚桥集团、山钢集团、日钢集团等，吸引港口主要包括岚桥港、岚山港等，临港企业主要包括山钢精品钢基地，运输货物以发往河南安阳、河北邯郸等地的铁矿石、油品、钢材、集装箱，以及来自山西长治、陕西韩城等地的煤炭、焦炭为主。经过测算，预计日照市岚山区港口近期铁路运输需求为5 900 万 t (其中发送量为 4 200 万 t)，远期铁路运输需求为 9 100 万 t (其中发送量为 6 400 万 t)。

按预测运输需求对K1，K2约束条件进行匹配限定，由公式 ⑴ 得到K1= (4 200+1 700)/(2 000 +200) = 2.68＞1，不满足限定条件。由于约束条件K1，K2只要一个不满足就直接选定布局新建港口集疏运铁路，因而无需再进行K2约束条件匹配限定，直接选定岚山区布局新建港口集疏运铁路方案。

3.2 新建港口集疏运铁路方案分析

根据铁路选线规定及办法[2-6]，充分考虑港口集疏运铁路布局影响因素，并与日照市政府、岚山区政府对接，选取符合选址条件、经济评价可行方案为备选方案，主要包括沿青连铁路 (青岛北—赣榆北)、高兴站接轨，以及沿 G204 国道、巨峰站东端区间线路接轨方案，岚山区港口集疏运铁路规划方案示意图如图 1 所示。

（1）企业运输成本测算。根据预测数据，近期岚山区铁路运输需求为 5 900 万 t，坪岚铁路增开碑廓站后具备 2 200 万 t 运输能力，按照充分利用既有港口集疏运设施的原则，规划新建的港口集疏运铁路近期承担运量暂按 2 700 万 t 考虑。按货物流向，沿青连铁路方案和沿 G204 国道方案衔接后方运输通道均为新石铁路、瓦日铁路 (瓦塘—日照南)。考虑到瓦日铁路在山东地区通达性较差，至山东、山西、陕西、河南北部等地以经新石铁路运输为最优径路，至安阳、邯郸、邢台等地则以经瓦日铁路运输为最优径路。按上述径路，沿青连铁路方案平均运距暂按 610 km 计列、沿 G204 国道方案平均运距暂按586 km计列，铁路运价率暂按 0.16 元/(t · km)[7]计列。

将上述数据代入公式⑶进行运输成本测算，沿青连铁路方案的企业运输总成本为 minF青连铁路=2 700×610×0.16 = 26.4 亿元/a；沿 G204 国道方案的企业运输总成本为 minFG204=2 700×586×0.16 =25.3 亿元/a。minF青连铁路＞minFG204，结果表明沿G204 国道方案优于沿青连铁路方案。

（2）后方运输通道能力分析。沿青连铁路方案和沿 G204 国道方案衔接后方运输通道均为新石铁路、瓦日铁路。按照中国铁路济南局集团有限公司2017 年列车运行图技术资料，新石铁路追踪间隔7 min、平图通过能力 188.6 对/d，车流密集区段现图定旅客列车 16 对/d、货物列车 73 对/d；瓦日铁路追踪间隔 7 min、平图通过能力 188.6 对/d，车流密集区段现图定货物列车 22 对/d。为简便计算，将规划港口集疏运铁路运量 2 700 万 t 换算成列车对数(暂按 27 对/d) 进行测算，综合考虑后方通道沿线运量增长情况及鲁南高速铁路 (日照—兰考) 的建成投产，预计近期新石铁路旅客列车 16 对/d、货物列车 80 对/d，瓦日铁路旅客列车 4 对/d、货物列车50 对/d[8]。新石铁路旅客列车扣除系数暂按 2.4、瓦日铁路旅客列车扣除系数暂按 2.0 计列；货物列车扣除系数均按 1.0 计列；单线波动系数取值 1.1、双线波动系数取值 1.2。

图 1 岚山区港口集疏运铁路规划方案示意图Fig1 Diagram of port access railway for Lanshan district

将上述数据代入公式 ⑷ 进行K3约束条件匹配限定，经测算，新石铁路K3= (16×2.4 + 80×1.0)×1.2/188.6 = 0.75＜1；瓦日铁路K3= (4×2.4 + 50×1.0)×1.2/188.6 = 0.38＜1，均满足匹配限定条件。

综上，规划港口集疏运铁路布局方案应选沿G204 国道、巨峰站东端区间线路接轨方案，由于既有坪岚铁路分流影响，近期规划港口集疏运铁路运量约为 2 700 万 t，按照铁路线路设计规范中“平原、丘陵地区单线铁路最大输送能力为 3 100 万 t～3 500 万 t”规定，建议初期按单线 (预留双线) 方案实施。

4 结束语

港口集疏运铁路是港口、周边企业、临港产业物资实现快速集散的重要途径，是打通海铁联运“最后一公里”的关键[9]。在岚山区规划建设港口集疏运铁路，作为岚山地区港口集疏港支线铁路，以服务岚山港、岚桥港、山钢精品钢基地及周边企业、临港产业为核心，承担国内外煤炭、焦炭等原材料的到达，以及铁矿石、油品、钢材、集装箱等物资的发送业务，对促进岚山区经济发展、提高港口竞争能力、缓解交通压力、改善交通环境、提升铁路市场份额、实现海铁联运无缝衔接具有重要意义。

参考文献：

[1]周荣征. 中长期铁路网规划布局及优化方法研究[D]. 成都：西南交通大学，2011.

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[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 铁路线路设计规范：GB50090-2006[S]. 北京：中国计划出版社，2006：7-28.

[3]国家铁路局. 铁路轨道设计规范：TB10082-2017[S]. 北京：中国铁道出版社，2017：6-11.

[4]王争鸣. 复杂山区铁路选线思路及理念[J]. 铁道工程学报，2016(10)：5-9.WANG Zheng-ming. Methods and Ideas of Railway Route Selection in Complicated Mountainous Areas[J]. Journal of Railway Engineering Society，2016(10)：5-9.

[5]刘卫仁，张晓峰. 关于山区铁路选线方法的思考[J]. 铁道运输与经济，2014，36(4)：33-36.LIU Wei-ren，ZHANG Xiao-feng. Thoughts on Mountain Railways Location Methods[J]. Railway Transport and Economy，2014，36(4)：33-36.

[6]王 勇. 平原、丘陵地区铁路选线设计研究[J]. 铁道建筑技术，2016(4)：100-102.WANG Yong. Railway Line Selection and Design of Plain and Hilly Areas[J]. Railway Construction Technolngy，2016(4)：100-102.

[7]中国铁路总公司计划统计部. 关于深化铁路建设项目经济评价工作的通知[A]. 北京：中国铁路总公司，2014.

[8]中国铁路设计集团有限公司. 日照枢纽总图规划[R]. 天津：中国铁路设计集团有限公司，2017.

[9]杨璟旻. 武汉新港阳逻港区集装箱铁水联运方案研究[J].铁道经济研究，2017(3)：14-17.YANG Jing-min. Study on the Plan of Railway and Shipping Joint Transport at Yangluo Port[J]. Railway Economics Research，2017(3)：14-17.