粤海铁路轮渡运输能力优化探讨

谢紫尧，谢文颖

(1.中国铁路广州局集团有限公司 运输部，广东 广州 510088；2.西南交通大学 交通运输与物流学院，四川成都 611756)

铁路轮渡运输是指将铁路列车开行至轮渡上，通过轮渡的航行使列车行驶至另外一个港口，然后列车下船继续运行的过程[1]。粤海铁路轮渡由北港接轨海安南站，穿越琼州海峡，经南港接轨海口站，航程24.076 km，每日固定航班开行。粤海铁路轮渡是粤海铁路通道的“咽喉”，是海南省融入全国铁路网的唯一通道，承担着海南省绝大部分的客货运输需求。近年来，海南省经济快速发展，客货运输需求日益增加，通道能力日趋紧张，粤海铁路轮渡“堵点”现象明显[2]。因此，为了解决粤海铁路轮渡瓶颈问题，提升运输能力，提出相应的运输组织方案和管理对策。

1 粤海铁路轮渡运输现状分析

1.1 运营现状

1.1.1 货运量现状

海运、航空和滚装运输是海南省对外货运的主要运输方式。滚装运输是指1台不论是否装载旅客或货物的机动车辆或移动机械作为1个运输单元，由托运人或其雇佣人员驾驶直接驶上、驶离船舶进行的水路运输[3]。海南省滚装运输方式主要服务于公路和粤海铁路。

海南省历年对外(进、出省)货物运输量如表1所示。2018年，海南省对外货物运输运量最高的运输方式为海运，占对外运输总量的66%；其次是滚装运输，约占31.6%。从历年变化趋势来看，滚装运输、海运、航空年均增速分别为5.81%，6.85%，7.21%，货物运输总量以年均6.29%速率增长。其中，航空货运量增速最快，海运货运量增长率趋于稳定，而滚装运输由于受到粤海轮渡运输能力的制约，所承担的货运量的增长率低于货运总量增速。因此，应加快提高滚装运输能力，促进海南对外货物运输量增长。

表1 海南省历年对外(进、出省)货物运输量 万tTab.1 External (inbound and outbound) freight traffic volume of Hainan province

海南省滚装运输市场由运营铁路轮渡的粤海铁路有限责任公司(以下简称“粤海铁路公司”)和其他5个汽车轮渡滚装运输公司参与运营[4]，海南省滚装市场货物运输量如表2所示。自2015年以来，粤海铁路公司所占市场比例逐年下滑，在滚装运输市场货运量停滞不前的背景下，粤海铁路轮渡面临市场内部汽车轮渡竞争压力大。2020年6月国务院发布《海南自由贸易港建设总体方案》，货运需求量的增长对粤海铁路轮渡运输能力提出更高的要求。

1.1.2 设备及作业现状

粤海铁路轮渡由铁路南、北港2个港口和“粤海铁1号”“粤海铁2号”“粤海铁3号”“粤海铁4号”客滚船组成。客滚船均具有两层纵通甲板，上甲板载运汽车，主甲板载运火车，上层舱室载运旅客。其中，“粤海铁1号”“粤海铁2号”主甲板可载运铁路货车40辆，或铁路客车18辆，或载重55 t汽车70辆；上甲板可装运载重55 t汽车30辆，载客定员1 108人。“粤海铁3号”“粤海铁4号”主甲板可载运铁路货车44辆，或铁路客车18辆，或载重55 t汽车81辆；上甲板可装运载重55 t汽车35辆，载客定员1 398人。

粤海铁路轮渡的航运作业流程为：列车、汽车上船作业—轮渡离港作业—海上航行作业—轮渡到达靠泊作业—轮渡与栈桥对接作业—下船作业[5]。日常作业可以分为3种方式：①双工作业，即组织1列车下渡船后，再组织1列车上渡船的作业方式；②单工作业，即组织1列车下渡船，或组织1列车上渡船的作业方式；③纯汽车作业，即仅进行汽车下船、上船装卸的作业方式。

表2 海南省滚装市场货物运输量Tab.2 Freight traffic volume of roll-on and roll-off market in Hainan province

1.2 存在问题

1.2.1 设施设备方面

（1）泊位配套设施与运输需求不匹配。根据琼州海峡轮渡与泊位配套规律，现有列车轮渡泊位只能适合3艘轮渡运营，造成1艘轮渡闲置。

（2）设施设备陈旧。铁路南、北泊位自2003年1月投入运营以来，在连续使用的17年间一直未进行系统养护，存在安全和经营风险。

1.2.2 运输组织方面

（1）南、北港作业缺乏统一调度。海口机辆轮渡段在南、北2港均设立调度室，分别负责南、北2港日常运输生产，南、北2港作业流程标准不统一，每日航班在泊位上作业时间不同，致使航班开行对数减少，降低整体运输能力。

（2）调车作业与轮渡作业缺乏统筹协调。由于协调机制不健全、信息反馈不及时，列车等船、船等列车现象频发，导致开放上船(栈桥)信号后列车不能及时上船，轮渡泊位实际占用时间每次作业平均延长3 ～ 4 min，大多超过运行图规定时间。

（3）调车作业内容分配不合理影响轮渡作业。轮渡取车前，连结员需上船确认船上线路状态、车辆绑扎装置及船尾处防护信号是否拆除。在进行客车取送船作业时，连接员需对车列主风管与船上风管进行连接、拆解等作业。由于调车人员船上作业内容多，作业时间过长，导致轮渡泊位停留时间延长。

（4）铁路运输方案较少考虑轮渡的海运特性。受海运潮位、风向、海流的影响，航班开行时间的不确定性因素增加，而铁路的营运时间相对固定。在运行时间不确定的情况下，轮渡方需进一步牺牲开行对数来配合铁路的运行时间，造成海运能力的浪费。相比海运能力浪费所付出的粤海铁路轮渡运营的沉没成本，铁路考虑海运特征优化设计运输方案的成本更低且效益更为可观。

（5）双工作业次数较多且耗时较长。因早期设定轮渡单一服务于铁路，未考虑进一步释放海运运能和提高运输市场竞争力，粤海铁路运输组织中双工作业次数较多。在现场作业过程中，双工作业中2组铁路列车的机车调动、编组等耗时是单工作业1组列车的2倍，延长了泊位占用时间，造成轮渡每日作业次数减少，降低了粤海铁路轮渡整体的作业效率，导致同等作业时间下该作业方式所创造的经济效益低于服务于汽车、散客市场的效益。

2 粤海铁路轮渡运输能力优化

2.1 提高运输能力方案设计

2.1.1 运输能力计算

轮渡通过能力计算公式为

式中：Nd为渡船通过能力，对/d；T整为轮渡每天整备作业时间，min；T周为轮渡航行周期时间，min；A为轮渡船舶数量；K为渡船可航行系数，主要考虑作业时间受天气、检修等突发事件影响情况[6]。

根据调研数据，单次上船作业和轮渡离港作业时间为10 min，海上航行作业时间90 min，轮渡到达作业时间为15 min，轮渡航行周期时间共计(10 + 90 +15)×2 = 230 min。取T整= 120，可用轮渡数量A= 3，考虑每年检修时间30 d和受自然环境影响的时间，通航时间按330 d/a计算，K= 330/365。计算得出轮渡通过能力为

港口通过能力计算公式为

式中：Nm为渡船通过能力， 对 / d；t上下船为上、下船时间，min；t靠泊为轮渡靠泊时间，min；t离泊为轮渡离泊时间，min；t对接为轮渡与栈桥对接时间，min。

假设轮渡上下船作业时间为60 min，靠泊时间为15 min，离泊时间为10 min，对接时间为6 min，共计91 min。考虑每年检修时间30 d和受自然环境影响的时间，通航时间按330 d/a计算，K= 330/365。计算得出港口通过能力为：

分别向下取整，轮渡通过能力按15对/d计算，港口通过能力按14对/d计算，受港口运输能力限制，最终轮渡通过能力为14对/d。因此，为进一步提高粤海铁路轮渡的通过能力，可以压缩港口的作业时间，提高轮渡作业效率，设计开行15对/d和16对/d航班的运输方案。

2.1.2 开行15对/d轮渡航班运输方案

开行15对/d轮渡航班运输方案的开行结构为：开行客车航班5对/d，货车航班2对/d，汽车航班8对/d。

（1）方案1：调整列车运行图为单工作业。在现有作业标准的条件下，调整K458，Z112次、Z202次及Z385次旅客列车运行图为单工作业。作业标准为船舶装卸时间55 min、轮渡泊位间隔时间40 min。

（2）方案2：增加1台调机进行双工作业。采用3台调机进行双工调车作业，客车的断电时间需增加20 min，作业标准为船舶装卸时间50 min (双工调车作业时间61 min)、轮渡泊位间隔时间40 min。

经比较分析，方案1采用调整列车运行图的方式，成本较低，但对现列车运行图调整较大。方案2对现有运行图影响较小，但运输成本更高，且安全生产压力增大。在现有条件下采用方案1，日均开行15对/d航班，较现运行图增加1对航班，日均收入将增加20万元，全年将增加运输收入7 300万元。粤海铁路轮渡15对/d航班运行图(方案1)如图1所示。

2.1.3 开行16对/d轮渡航班运输方案

开行16对/d轮渡航班运输方案的开行结构为：开行客车航班5对/d，货车航班3对/d，汽车航班8对/d。各项作业耗时如表3所示。

由表3可知，在铺画轮渡运行图时，双工作业靠泊时间不低于96 min，其他作业靠泊时间不低于56 min，同时考虑两船在距离防波堤门口1.8 km处海域进行交会，航行时间约6 min，则离、靠泊间隔时间不低于31 min。根据运量预测，初期铁路轮渡货运量为220万t/a，在满足铁路运输需求的前提下，根据优化后的泊位作业流程及时间，可以铺画粤海铁路轮渡16对/d航班运行图如图2所示。根据铺画结果可以看出，全图共开行轮船航班16对/d，共可运送铁路客、货列车8对/d和汽车航班8对/d，满足琼州海峡运量现有需求。日均开行16对/d航班，增加2对/d航班，日均收入将增加40万元，全年将增加运输收入1.46亿元。

2.2 方案实施保障对策

（1）优化铁路管理模式，实现“一体化”管理机制。①创新车务、机务、轮渡一体化管理模式。实现车、机、轮“一体化”管理[7]，按照“大运输、大安全”理念，打破专业壁垒和条块分割，实现站机制度建设一体、作业互控一体、安全责任一体、考核激励一体，形成站机问题互控、信息互换和管理互补的工作机制。②建立海口机辆轮渡段调度集中管理机制，将南、北两港调度室实现统一管理、协调运作，避免“自扫门前雪”现象发生，同时提高信息透明度，实现航海运行畅通高效。

表3 各项作业耗时 minTab.3 Time of each operation

（2）提升设施设备服务效率，加大设施设备投入。①在岛内建立铁路车辆检修基地，生产企业的自备车不需再出岛过海到广州北进行检修，释放海上通道能力，提高轮渡汽车航班开行班次。②在栈桥处设立停车标，缩短车列上船距离，提高调车作业效率，压缩占用泊位时间。

图1 粤海铁路轮渡15对/d航班运行图(方案1)Fig.1 Operation diagram of 15 pairs/d of Guangdong-Hainan railway ferry (plan 1)

图2 粤海铁路轮渡16对/d航班运行图Fig.2 Operation diagram of 16 pairs/d of Guangdong-Hainan railway ferry

（3）科学组织作业内容，提高运营管理效率。①统筹编制轮渡运输“一日一图”日班计划。在平行运行图的基础上，由轮渡调度根据潮位情况，每日编制货车过海方案，形成日计划后上报集团公司调度所，集团公司调度所根据轮渡调度计划下达日(班)计划，按“一日一图”编制执行，严格“以卸定过、以过定流”轮渡运输组织原则，过海货车必须按满编组织，避免浪费运能。②科学制订标准化工作内容[8]。重新研究调车作业人员在船上作业内容与相应作业标准。例如，轮渡取车前连结员对船上线路状态、车辆绑扎装置和船尾处防护信号是否拆除的确认，以及客车取送船作业时，车列主风管与船上风管连接和拆解等作业，可以交由轮船作业人员和随车列检人员办理。抓好海口机辆轮渡段南、北港调度室标准化作业流程建设，以及各工种、岗位间的标准化协调机制，确保各工种间高效运转，以此压缩调车作业时间和航班非运行时间，提高泊位吞吐能力。③加大对轮渡航班开行对数及收入的考核。将每天轮渡航班开行对数与收入纳入集团公司运输考核内容，超过时给予奖励，不足时则分析原因并定责。

3 结束语

随着2018年《中国(海南)自由贸易试验区整体方案》的发布，粤海铁路轮渡作为主要运行主体亟待提升自身的运输能力。中国铁路广州局集团有限公司高度重视粤海铁路轮渡运输能力提升问题，该问题也是多式联运运输能力优化的典型问题，具有较高的研究价值和实践价值。在建设现代综合交通运输体系和铁路市场化运营思路的指引下，粤海铁路轮渡运输能力提升方案从减少双工作业、考虑海运特征等方面统筹优化了铁路和轮渡的运输能力，并在实践过程中产生了可观的市场效益。未来海南运输需求将进一步扩张，粤海铁路轮渡需秉承铁路海运协同运作的思想，提高对市场运输需求的反应力和执行力，为海南未来发展提供可持续性的运力保障。