铁路双层集装箱运输平车技术方案选型分析探讨

谷美娜，江明星，方 宝，陆 强，陶 斌，赵寿鑫

(中车眉山车辆有限公司 产品开发部，四川 眉山 620010)

铁路集装箱运输拥有高效益、高效率、高标准的优点，而双层集装箱运输作为特殊的集装箱运输方式具有更为明显的优势。近年来随着集装箱运量的逐年递增，双层集装箱运输的发展被国家提上了日程，在《推进大物流通道建设行动计划(2016—2020年)》《铁路“十三五”发展规划》《“十三五”铁路集装箱多式联运发展规划》《推进运输结构调整三年行动计划(2018—2020年)》等多个国家政策文件中均明确提出了“加快研究构建双层集装箱运输通道，加强双层集装箱车辆研制”的要求，这对于促进我国铁路“降本增效”意义重大。

1 铁路集装箱运输现状

1.1 集装箱现状

2018年，全国铁路集装箱发送量为1 375.1万TEU，同比增幅33.4%，连续3年实现铁路集装箱发送量增幅30%以上；全国规模以上港口集装箱2018年铁水联运量完成约430万TEU，较2017年增长23.6%。通过市场调研得知，目前铁道车辆装运集装箱的规格主要包括标准的20 ft集装箱、40 ft集装箱和极少的45 ft冷藏集装箱，非标准的长大集装箱如45 ft、48 ft、53 ft集装箱数量较少，一般在专门货场堆放，不用于铁路运输。

1.2 双层集装箱车辆现状

我国在2004年研制了X2K(H)型双层集装箱运输平车，该车轴重25 t，载重78 t。目前该车辆的装箱工况主要包括2种：一种是下层装运2个20 ft的标准集装箱，上层装运1个40 ft的标准集装箱；另一种是上下层各装运1个40 ft的标准集装箱。除受既有限界限制车辆无法满足装运双高箱的要求外，目前车辆在运行过程中主要存在两方面的问题：(1)受车辆载重限制，存在配箱困难的问题；(2)车辆的无效长度过长，影响了固定站线长度车辆的编组数量。

2 双层集装箱车辆方案选型

2.1 重载单车双层集装箱运输平车

2.1.1 结构形式及主要技术参数

随着铁路技术的不断发展和进步，我国重载货车配套技术已达到或接近国外先进货车技术水平。在2013年修订的《铁路主要技术政策》中对货车的发展要求是：“货车轴重研究推广25 t，研究发展27 t。”“新建重载铁路设计速度不大于100 km/h，轴重不小于30 t，列车牵引重量万吨级及以上。” 根据目前国内双层集装箱运输平车的装箱情况及国内铁路货车的发展趋势，针对不同的线路运行条件，建议新设计的集装箱车辆轴重为27 t和30 t。图1为重载单车双层集装箱运输平车装载示意图，车辆设计预估的主要参数如表1所示，表1中牵引重量是指牵引的有效重量，即牵引所有车辆的载重之和。

图1 重载单车双层集装箱运输平车装载示意图

表1 重载单车双层集装箱运输平车主要技术参数预估表

2.1.2 对比分析

(1) 优点。从表1可以看出：相比于X2K(H)型双层集装箱运输平车，27 t轴重和30 t轴重双层集装箱运输平车的载重均有一定的提升；对于自重系数，27 t轴重平车略有增加，30 t轴重平车则降低。按照车辆既有的装箱工况计算，车辆最大载重可达到91.44 t(下层装运2个20 ft标准集装箱，上层装运1个40 ft标准集装箱)，由于X2K(H)型双层集装箱运输平车最大载重仅为78 t,因此无法满足装运要求，而其余2种车型则可以在一定程度上缓解。对于受车辆载重限制配箱困难的问题，30 t轴重双层集装箱运输平车完全可以满足2种装箱工况的需求。在850 m和1 050 m的站线上，与X2K(H)型双层集装箱运输平车相比，2种载重车辆的牵引重量均有一定程度的增加，其中27 t轴重平车分别增加4.86%和5.45%，30 t轴重平车分别增加18.59%和19.26%。

(2) 缺点。虽然2种重载车辆提高了载重，但是国内目前的线路承重无法满足其运行要求，因此必须降轴重运行，如要满轴重运行则需新建或改造线路；由于车辆长度的增加可能会导致车辆的无效长度增加，同样站线长度上(850 m或1 050 m)的车辆编组的数量会减少1辆，运箱数量则会减少4个TEU，因此对于装运轻质货物无法满载重运行的车辆则不是完全适用。

2.2 关节式双层集装箱运输平车

2.2.1 结构形式及主要技术参数

关节式集装箱运输平车是一种靠关节连接器连接、关节处共用转向架的一种车辆，该运输方式在国外广为使用，美国铁路的双层集装箱运输平车多采用关节式且已经运行多年，澳大利亚也相继开行了三联和五联关节式双层集装箱运输平车。结合美国双层集装箱运输平车的发展经验，建议国内双层集装箱运输平车车组也采用3～5辆车的构成形式，组内采用关节连接器连接。本文以国内目前主要的25 t、27 t、30 t轴重的三单元关节式双层集装箱运输平车为例进行分析，预估各车载重、自重等主要技术参数见表2，关节式双层集装箱运输平车示意如图2所示。

图2 三单元关节式双层集装箱运输平车

表2 三单元关节式双层集装箱运输平车主要技术参数预估表

2.2.2 对比分析

(1) 优点。从表2中可以看出，车辆之间采用关节连接器进行连接能有效地缩短车辆长度，增加固定站线长度上的编组数量。与非关节式连接的车辆相比，在850 m的站线上预计编组数量可增加4～5辆，在1 050 m的站线上预计编组数量可增加6～7辆。

(2) 缺点。虽然关节式的连接可以增加车辆固定站线长度上的编组数量，但是其载重却大幅的下降，由表2可以看出，在车辆轴重即使达到30 t后，三单元关节式双层集装箱运输平车单车平均载重也仅能达到61.3 t，远不能满足既有的装箱工况单车最大载重可达到91.44 t的要求，为车辆的装运配装带来较大困难。与单车运输相比，在850 m站线上25 t轴重、27 t轴重及30 t轴重平车牵引的有效重量分别减少30.09%、27.03%和26.71%，在1 050 m站线上25 t轴重、27 t轴重及30 t轴重平车牵引的有效重量分别减少28.85%、26.14%和25.82%。另外，关节式集装箱平车必须是以单元车组的方式运行，不利于相关部门的组织运营。

综合上述2种方案分析，建议在当前的国内组织运营条件下以发展重载单车双层集装箱运输平车为主，后期随着运营环境的逐渐成熟，可在部分运输轻质货物的线路上适当推行关节式双层集装箱运输平车。

3 结束语

随着我国经济的不断发展，单一的运输方式已经很难满足企业庞大的物流需求，双层集装箱运输作为交通运输市场发展与运输方式之间的产物，对于加快供给侧结构性改革，提高基础设施建设和物流融合发展水平具有重要意义。不断完善集装箱场的硬件配套设施，加快双层集装箱运输通道的建设，并针对不同的实际情况制定相应的运营方案，可进一步提高资源配置水平，促进实体经济“降本增效”和交通运输的绿色发展。