哈尔滨集装箱中心站功能区布局优化研究

唐 雁，尹传忠，武中凯，陶学宗，颜 阳

（1.上海海事大学 交通运输学院，上海 201306；2.中国铁路哈尔滨局集团有限公司 经营开发处，黑龙江 哈尔滨 150006）

哈尔滨集装箱中心站是中国铁路总公司与黑龙江省的重点合作项目之一，主要开办与哈大线 (哈尔滨—大连)、滨绥线 (哈尔滨—绥芬河)、滨洲线 (哈尔滨—满洲里) 间的集装箱、快运及特货班列，以及与哈尔滨南站 (主要编组站) 间集装箱小运转列车的到发装卸作业。作为“中俄东部铁路大通道”的核心节点站，开办经俄罗斯西伯利亚铁路直达欧亚多国的中欧中亚班列，属于内陆型集装箱中心站。根据中国铁路哈尔滨局集团有限公司 (以下简称“哈尔滨铁路局”) 的总体规划，依据铁路运输货运统计资料，哈尔滨集装箱中心站于 2016 年度发送集装箱 12 314 TEU，到达集装箱 30 734 TEU；2017 年度发送集装箱 21 452 TEU，到达集装箱25 184 TEU。哈尔滨集装箱中心站对提升哈尔滨铁路局集装箱的处理能力、形成以哈尔滨市为中心的东北核心货源集散区、深入践行“一带一路”战略、拉动区域经济及物流业发展具有重要的战略意义。

1 哈尔滨集装箱中心站功能区现状

内陆型集装箱中心站需要完成集装箱的装卸搬运、仓储、运输、拆拼箱及报关检验等业务。因此，作为港站生产活动的核心区域，哈尔滨集装箱中心站功能区划分需要通过减少作业次数、节约装卸成本、增强管理沟通等措施实现与生产作业的更好衔接，保证集装箱周转过程中的高效作业。

哈尔滨集装箱中心站功能区 (箱场及辅助设施) 由铁路装卸区、主箱区、辅助箱区、门区、停车场等组成。集装箱主箱场采用横列贯通式平面布置方案，主箱场装卸功能区按 4 个线束布置，每线束设装卸线 2 条，有效长 1 050 m，南侧设 2 个线束装线及相应的堆场铺面，布置辅助箱场。各作业单位面积需求如表 1 所示，哈尔滨集装箱中心站现有布局图如图 1 所示。

目前，哈尔滨集装箱中心站布局主要分为 3 个部分：装卸作业区、堆场区域及修洗箱区。考虑到哈尔滨集装箱中心站的布局主要是为了满足集装箱后方堆场功能的需求，摆放大量的进出口集装箱，以及大量空箱封存的任务，现有的堆场布局并不能较为完善地组织哈尔滨集装箱中心站生产活动，距离发展现代物流仍有一定差距。

表 1 各作业单位面积需求Tab.1 The areas needed at each functional unit

图 1 哈尔滨集装箱中心站现有布局图Fig.1 The layout of the functional areas at the Harbin container central station

（1）哈尔滨集装箱中心站对集装箱的发送、中转和到达箱区界定不清，主要从箱型本身的基本功能出发，笼统地将集装箱的功能区进行划分，容易导致不同集装箱装卸作业线协同作业同步性差，降低集装箱作业效率。

（2）集装箱功能区未设置拆拼箱区域，即货运站，导致集装箱的拆拼箱作业不能进行，而出口拼箱货的受理、拼箱和装箱作业，以及进口拼箱货的拆箱、分类交货等作业也应是哈尔滨集装箱中心站的主要任务之一。

（3）集装箱中心站没有合理规划商检区，不利于进出口货物运输。商检区主要负责检查集装箱外部状况、录入集装箱信息和查看铅封号，以及进行相关单证的交接和审核，安排集卡将集装箱运输到指定功能区或去指定箱区提箱，但在哈尔滨集装箱中心站现有规划布局中并没有体现。

（4）集装箱堆场区域内物流服务设施欠完善，无法实现物流增值服务功能。物流服务区除了实现传统物流服务中的理货、仓储、分拨配送和流通加工等功能之外，还应完成特殊商品的复杂物流供应链整合服务，为综合物流服务提供市场空间。

（5）集装箱中心站内缺乏综合服务区。为能够更好地服务于哈尔滨集装箱中心站内各类日常工作，有序执行行政业务及服务监督、调整和指挥集装箱装卸作业计划和堆场作业计划，满足工作人员的生活需要，应合理规划办公场所、停车区及后勤保障区。

2 集装箱中心站功能区划分

2.1 影响功能区划分的基本要素

关于物流园区的功能区划分，系统布置理论 SLP 有 5 个基本因素：产品 P (Product)、物流量 Q (Quantity)、生产线路 R (Rout)、辅助服务部门S (Service) 和时间 T (Time)。其中，产品和物流量为基本要素[1-2]。

产品 (物流对象) P：工业设计中，产品 P 是指规划设计中的对象，包括原材料及相关辅助材料、废料等，因而物流对象影响着设施的组成及搬运设施、搬运方式等。在哈尔滨集装箱中心站内，物流对象是指铁路班列的集装箱，在各个功能区之间运输时均为整箱装车卸车，故整箱货物作为物流对象。

物流量 Q：指生产、供应的产品工作量，主要影响设施规模、数量和建筑面积等，在一定程度上反映了生产服务的类型。内陆港集装箱中心站的物流量是不同功能区之间的集装量的运输量，即标准集装箱的数量。

生产线路 (物流作业线路) R：指产品在工业设计中的工艺流程、工序顺序、物流运输线路等，反映了物流对象在物流园区内的流动路线，受到相关业务手续及管理制度的约束。对于集装箱货物运输，特别是中欧班列的集装箱，属于进出口货物，设计作业线路过程中还应考虑海关及检验、检疫作业的便利性。

辅助服务部门 S：工业生产的辅助生产部门是指用于辅助生产的生活、消防、供电、控制等部门，是生产活动中的辅助支持系统，为物流产品运输提供支持和保障。内陆港集装箱中心站的辅助生产部门主要包括检查口、维修车间和物流服务区等，一定程度上影响集装箱在哈尔滨集装箱中心站内运输的效率。

时间 (物流作业技术) T：在工厂作业中，时间T 是指工作人员的作业时间安排；物流活动中，物流技术是指采用的自然科学和社会科学理论、方法，以及设施、设备、装置与工艺的总称。哈尔滨集装箱中心站的物流作业技术水平通常体现在自动化装卸机械、AGV 车辆、箱体识别技术等，决定着物流成本、作业效率及工作人员数量等，在进行功能区布局划分时，应充分考虑物流作业技术水平。

2.2 哈尔滨集装箱中心站功能区分类

为满足哈尔滨集装箱中心站的物流运转要求，功能区设置应主要包括基本功能区、辅助功能区和综合服务区。其中，基本功能区包括集装箱的发送、到达、中转及商检、拆拼箱等内容；辅助功能区包括检查口、维修车间及物流服务；综合服务区包括办公楼及其他生活设施。根据哈尔滨集装箱中心站现有的基本条件，功能区的设置还需要满足上述的基本要求，具体功能区类型要求如下。

（1）装卸作业及主箱场区域内，4 条装卸作业线贯穿，负责到达、中转、发送箱的衔接工作。因为主箱场内集装箱数量较大，不易安排，所以应专门设计到达箱区、中转箱区和发送箱区，使得装卸线与主箱区对接顺畅。

（2）堆场区域分为前方堆场和后方堆场，设置包括有商检区、货运站区、辅助箱区、物流服务区、综合服务区。其中，辅助箱区包括空箱区、滞留箱区、问题箱区等区域。

（3）对于其他特殊功能的箱区，修箱区和洗箱区一般不参与哈尔滨集装箱中心站内集装箱的运转流程，故设置在堆场边上的位置，满足集装箱的日常维护和修理。冷藏箱因工作环境的特殊性，与其他箱区物流量较少，需单独设置在靠近修洗箱区。

3 集装箱中心站作业流程分析

根据功能区划分要求，哈尔滨集装箱中心站集装箱作业流程图[3]如图 2 所示。

图 2 哈尔滨集装箱中心站集装箱作业流程图Fig.2 The work- fl ow of handling containers at the Harbin contain er central station

图 3 哈尔滨集装箱中心站功能区划分流程图Fig.3 The fl ow chart of division of the functional areas at Harbin container central station

4 集装箱中心站布局优化

4.1 布局优化的 SLP 方法

利用 SLP 方法进行哈尔滨集装箱中心站功能区的划分，主要是对哈尔滨集装箱中心站的作业流程进行分析，确定功能区类型，通过物流相关性和非物流相关性 2 方面分别建立相关性表格进行综合性分析，得到功能区的位置图[4]。同时，还应考虑站内交通线路的设置和规模影响等因素，根据实际的地理条件设计总体规划图[5]。哈尔滨集装箱中心站功能区划分流程图如图 3 所示。

4.1.1 物流相关性分析

哈尔滨集装箱中心站主要负责集装箱的搬运装卸工作，装卸工艺较为复杂，各个功能区之间存在明显的相互影响，并且物流作业频率不同。通过物流分析，既可以确定不同功能区之间的相互关系，也可以通过不同线路上一定周期内的物流量即物流强度，反映 2 个功能区之间的密切程度[6]。由于直接分析大量的物流数据较为困难，因而把物流强度按照等级进行划分，集装箱功能区物流相关性等级比例划分如表 2 所示。非物流相关性的分析中也采用类似方法。

集装箱的作业主要集中在装卸作业区、到达箱区、发送箱区、中转箱区、辅助箱区、货运站区、商检区、物流服务区和综合服务区，分别用 1 到 9表示。结合集装箱作业区的物流量和作业流程，根据 SLP 方法进行分析，得到物流相关性量化如表 3 所示。

表 2 集装箱功能区物流相关性等级比例划分Tab.2 The functional areas’ grades and ratios in logistics relevance

表 3 物流相关性量化Tab.3 The quantif i cation of logistics relevance

4.1.2 非物流相关性分析

哈尔滨集装箱中心站功能区的布局除了受装卸机械间运箱量等物流因素的影响之外，还受到许多与物流无关的管理和辅助性的设施因素的影响，这些因素能够直接影响集装箱周转过程中的成本和效率。因此，在功能区划分过程中，应对各个区域进行非物流关系分析，进一步确定各个功能区之间的紧密程度[7]。各功能区间的非物流相关性主要体现在程序上的相关性，由于物流、信息源的传递建立的相关性，比如码头工人接触、文件往返等联系；组织和管理上的相关性，应当将归属同部门的各功能区整合到一起，便于管理；功能上的相关性，功能区之间的港口作业联系紧密或装卸工艺相同应当紧密布置；环境上的相关性，着重考虑作业环境对集装箱安全有序作业的影响，排除外界不利因素，坚决履行规范要求。非物流相关性定性分析级别如表 4 所示。

表 4 非物流相关性定性分析级别Tab.4 The qualitative analysis about non-logistics relevance

相关性程度高的功能区应尽量紧邻或临近，而相关性程度低的功能区应尽可能远离。在集装箱作业区的布局规划中对集装箱的功能区进行划分时，考虑到到达、中转、发送和辅助箱区是多式联运的核心区域，而几乎所有其他功能区都会与之产生联系，具有较高的非物流相关性。对于货运站、物流服务区等，由于功能单一，与其他功能区的联系较少，故非物流关联程度不会太高。各个功能区的非物流相关性量化如表 5 所示。

表 5 非物流相关性量化Tab.5 The quantif i cation of non-logistics relevance

4.1.3 综合相关性量化分析

哈尔滨集装箱中心站的功能区布局主要通过物流相关性和非物流相关性 2 方面进行分析，集装箱在功能区的实际转运过程中，要进行相关性的合成分析。综合考虑这 2 种因素，物流相关性的作用更重要，因而在运用 SLP 法对集装箱功能区进行布局时，确定两者权重比例 m : n 的比值为 3 : 1，利用加权后的情况分别计算出各功能区之间的综合相关性值，在这里取 A = 4，E = 3，I = 2，O = 1，U = 0，X = -1。哈尔滨集装箱中心站功能区综合相关性量化如表 6 所示，综合相互关系排序如表7 所示[8]。

4.2 功能区布局优化方案

由表 6 可以计算出每个功能区与其他所有功能区间综合相关性等级量化值的综合值，即功能区综合接近程度。分析综合相关程度，得到哈尔滨集装箱中心站优化布局图如图 4 所示[9-10]。

在图 4 中，装卸作业区域的功能区划分以一条铁路轨道为例 (哈尔滨集装箱中心站有2条装卸线)。根据装卸机械的现有条件，为了配合吊车的使用，单侧设置发送、到达箱区，并且交替安排，目的是保障集装箱的装车和发车作业高效进行。

表 6 综合相关性量化Tab.6 The quantif i cation of comprehensive relevance

表 7 综合相互关系排序表Tab.7 The sequence of comprehensive relevance

堆场区域内，虚线区域表示辅助箱区，分为前方堆场和后方堆场 2 部分，为配合修箱区和洗箱区的工作，设置问题箱区和冷藏箱区靠近东侧。后方堆场安排空箱区和备用箱区，其他专用、滞留、国际箱区均设置在前方堆场，目的是使装卸作业过程中的一些特殊集装箱尽快落实到相关箱区。

中转箱区和商检区均设置在前方堆场，保证发送、到达箱区的衔接工作，以及完成后方堆场物流服务区和货运站区的集装箱转运。由于综合服务区和物流服务区在集装箱站内运输中作用不大，故设置在哈尔滨集装箱中心站后方堆场西侧，但考虑到货运站需要与物流服务区产生合作，故两者临近。

哈尔滨集装箱中心站设置2个停车场，分别设置在前方堆场和后方堆场。为了保证发送、到达区和前方堆场以及前方堆场和后方堆场之间的集装箱运输便利性，并且由于中转箱区和辅助箱区的集装箱转运频繁，故停车场设置在两者之间。

5 结束语

近年来，为适应综合运输体系建设和现代物流发展的需要，铁路部门加快现代化物流节点的建设，逐步构建以铁路运输为核心竞争力的现代铁路物流体系。在运用 SLP 方法的基础上，哈尔滨集装箱中心站得到一个较为合理的规划布局图，但最后的优化结果还需要结合具体的位置信息、实际的地理条件等因素进行定性分析[11]。此外，在集装箱装卸作业区存在多条作业线的条件下，可能实现多趟列车间的直接换装，从而免去发送、到达箱区的

设定，减少叉车工作量，缩短装卸时间，提高集装箱物流运转效率，这将是未来考虑的一个方向。

图 4 哈尔滨集装箱中心站优化布局图Fig.4 The optimized layout of the Harbin container center station

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