160 km/h快捷货车集装化 运输模式探析

截至2021年底，我国铁路运营里程达到15 万km，已初步形成布局合理、覆盖广泛、层次分明、安全高效的铁路网络[1]。既有铁路货车产品由于装备运行速度低、运输产品单一、集装器具使用率低、货物转接效率低等问题，导致铁路运输市场份额占比较小。开展160 km/h快捷货车集装化运输模式研究，可充分发挥铁路干线运输及公路短驳运输的优势，提高货物运输效率，降低社会物流运输成本[2-3]。

1 我国既有铁路快运货物班列现状

我国既有铁路快运货物班列主要由普快货运班列、多式联运班列及特快快速班列组成，我国既有铁路快运货物班列情况如表1所示。普快货运班列及多式联运班列车型为P65型棚车、PB型棚车及集装箱平车，P65型棚车容积为135 m3，标记载重40 t，运行速度120 km/h；PB型代用棚车容积141.2 m3，标记载重45 t，运行速度120 km/h[4]；集装箱平车采用40 ft集装箱、20 ft集装箱等进行运输，运行速度120 km/h。特快快速班列采用25T型行李车，容积160 m3，载重23 t，运行速度160 km/h。传统铁路棚车采用人工、叉车等进行装卸，装卸效率低；集装箱平车装卸需配合集装箱叉车、龙门吊等专用装卸装备，装卸效率较高。

表1 我国既有铁路快运货物班列情况Tab.1 Existing railway express freight trains

特需班列、行包班列及电商班列虽然在一定程度上满足传统货物的运输，但是编组车型老旧，无法适应电商等高附加值货物运输需求，存在问题如下。

（1）主型车辆运行速度偏低。行包快运车辆、普快货运班列主要采用P65型棚车、PB型棚车等车辆，最高运行速度为120 km/h，仅有25T型行李车最高运行速度可以达到160 km/h，而高速公路汽车最高速度为120 km/h，因为公路运输的周转环节比铁路少，可凭借四通八达的公路网络实现“门到门”运输，故公路运输占据目前快运市场的最大份额。

（2）货运产品功能单一。普快货运班列、多式联运班列等货运产品大多采用既有60 t和70 t级通用棚车，未设置装载加固装置，没有电气综合监控功能，未能很好满足电商等高附加值货物的运输需求。

（3）集装器具的使用不足。传统运输班列中常用散装或托盘运输，标准集装器具和集装笼应用较少。铁路运输较之公路，增加在起终点站的2次装卸时间，且运用棚车等车辆的班列在装卸环节耗费时间较长。

（4）运输组织及站场转接效率低。铁路货场与快递电商货物周转中心距离较远，增加发到两端短驳运输；集装化程度低，增加二次搬倒作业的成本，每件货物在转运过程中，至少要多搬运2次，不仅增加费用，还提高货损率，制约铁路与快递物流企业的合作[5-6]。

2 160 km/h快捷货车特点分析

在分析我国既有铁路快捷货运装备及运输模式的基础上，依托160 km/h全侧开棚车、160 km/h塞拉门棚车和160 km/h集装箱平车[7-9]，开展集装化运输方案研究，提高车辆运行及货物装卸效率。

2.1 160 km/h全侧开棚车

160 km/h全侧开棚车主要由车体、制动装置、车钩缓冲装置及转向架组成，转向架为心盘和旁承共同承载结构，160 km/h全侧开棚车如图1所示。160 km/h全侧开棚车具有如下特点：①车辆容积205 m3，较既有25T型行李车提高28%，按照货运列车20 辆编组计算，每列车增加容积900 m3，在提高列车运输能力的同时，可更好满足电商货物比重较轻的特点；②采用全侧开活动侧墙结构，门孔高度3 200 mm，门口宽度可达10 750 mm，设置隔板和横向定位装置，兼顾集装化运输和普通白货运输的装载加固要求；③采用车辆中部集中操控结构，操作效率高、外形美观，设置三级锁闭结构和防跳、防误转机构，运用安全可靠性高；④采用复合材料整体车门，整车外表面光滑，美观度和商品化程度大幅提高；⑤单侧4扇活动侧墙结构，降低单扇活动侧墙自重，提高动作灵活性，实现多种开门组合方式，当两端的1，4位活动侧墙锁闭，仅使用中部的2，3位活动侧墙时，与固定侧墙棚车功能相同，通用性强。

图1 160 km/h全侧开棚车Fig.1 160 km/h all-side open box car

2.2 160 km/h塞拉门棚车

160 km/h塞拉门棚车主要由车体、制动装置、车钩缓冲装置及转向架组成，转向架为转臂定位结构，配套使用全旁承承载的焊接构架式转向架，160 km/h塞拉门车如图2所示。160 km/h塞拉门棚车具有如下特点：①塞拉门棚车车辆长度23 946 mm，车辆容积为205 m3，塞拉门棚车采用固定侧墙结构，每侧2个门，共计4个，车门密封性好、结构紧凑、锁闭可靠；②采用梁件内置结构、塞焊连接方式，或采用纵向压筋侧板结构，提高车体表面质量、整车美观度和商品化程度；③采用纤维复合材料内衬和嵌入式铝合金压条，内衬和墙板间加装隔热材料，改善了车内装货环境；④侧墙设置插槽式装载加固装置，货运地板装置上设置装载加固装置，实现货物的快速固定；⑤车辆设有货运地板装置，适应电商货物运输需求，货运地板由车门处万向轮区和内部导向轮区组成，整个货运地板上设置锁闭机构，保证集装器具的锁闭状态。根据集装器长度，沿车体纵向布置纵向止挡，防止货物纵向移动；门口处布置横向止挡，防止货物撞击损坏车门。

图2 160 km/h塞拉门车Fig.2 160 km/h box car with sliding-plug doors

铁路货运基地与快递分拨中心相融合时，采用棚车运输具有无需汽运转驳，可充分发挥棚车运能大、集装化快装快卸的特点，适用于电商等小批量货物，便于分拣，当使用小型集装器具运输，装卸时不需要吊装工具，通过叉车或人工即可完成。

2.3 160 km/h集装箱平车

为实现白货快装快卸和快速转接的运输需求，研制开发160 km/h 快捷集装箱平车，适应20 ft，40 ft和45 ft的集装箱运输，装载1个20 ft或40 ft或45 ft集装箱工况如图3所示，装载2个20ft集装箱工况如图4所示。160 km/h 快捷集装箱平车的车钩连接线长度14 946 mm，自重26 t，载重46 t。铁路货运基地与快递分拨中心分离时，需采用汽运转驳，采用160 km/h集装箱平车具有转接快速、货物无需二次倒装的优势，适用于大批量货物集中调运，运输时需要吊装工具配合完成。

图3 装载1个20 ft或40 ft或45 ft集装箱工况Fig.3 Load case of a 20ft, 40ft, or 45ft container

图4 装载2个20 ft集装箱工况Fig.4 Load case of two 20ft containers

3 快捷货车运输模式设计

针对160 km/h快捷货车特点，设计“160 km/h棚车+冷藏集装器具/通用集装器具/立体货柜”和“160 km/h集装箱平车+冷藏箱/展翼箱/标准集装箱”2种运输模式，以满足电商、生鲜、药品、冷链货物、化妆品等高附加值货物运输需求，同时提高运输效率，降低货损率。

3.1 “160 km/h棚车+”运输模式

3.1.1 160 km/h棚车+集装器模式

集装器具横断面符合快捷货车集装器具和装载加固标准接口要求，满足铁路货车、公路汽车、高铁货运动车组、航空之间的集装化运输衔接要求。

（1）全侧开棚车模式。160 km/h全侧开棚车采用与高速铁路、公路通用的集装器时，可装载18个集装器，每辆车总容积约104 m3。采用全侧开车专用集装器时，装载数量不变，每辆车总容积约137 m3。高、低站台进行货物装卸时，全侧开棚车均可通过叉车完成，利用底架上的可翻转止挡进行横向定位，以及活动隔板墙进行货物纵向定位及分仓。

（2）塞拉门棚车模式。采用如上集装器具时，160 km/h塞拉门棚车可装载19个集装器具。低站台时集装器具通过叉车运送到升降平台上，通过货运地板进行装卸及加固，装卸效率高；高站台时集装器具直接借助叉车装卸。

（3）双层集装器模式。货物装箱后，利用叉车将双层集装器分别装入棚车后，利用升降装置将上层集装箱叠放在下层箱上。双层集装器的使用，克服车门高度过低问题的同时，减小单个集装器具搬运重量，提高车辆容积利用率。

3.1.2 160 km/h棚车+集装笼模式

物流公司收揽的快件按派送区域装箱，可节省2次拆装及安检过程。经前期测试，采用人力装卸方式，电商班列每车耗时约3 h；而采用集装笼装卸后，装卸人员不变的前提下，耗时约30 min；如采用全侧开车辆运输集装化货物，效率将进一步提高。

3.1.3 160 km/h棚车+托盘模式

为了提高装卸效率，铁路运输的规则货物中80%的货物采用托盘运输，集装化托盘尺寸规格主要有3种：1.2 m×1.1 m，1.3 m×1.1 m，1.3 m×1 m。托盘大部分为非金属材质，破损较多。托盘只限在各铁路局集团公司内部自由流通，托盘货物跨局运输时需要将货物重新包装。托盘运输流程与集装器具大致相同，但是空间利用率低。

3.2 “160 km/h集装箱平车+”运输模式

3.2.1 160 km/h集装箱平车+标准集装箱模式

根据需要采用标准20 ft，40 ft，45 ft集装箱运输货物时,集装箱可借助龙门吊或集装箱起重机进行吊装。当铁路货运基地与快递分拨中心分离时，可进行汽运转驳，集装箱平车具有转接快速、无需二次倒装的优势。集装箱平车配装多种集装器具，可实现棚车、罐车及冷藏车等功能。集装箱等通过地面吊等装备可实现铁路与公路的快速转运[10]。

3.2.2 160 km/h集装箱平车+展翼箱模式

展翼箱车门开度大，满足机械化作业需求，装卸效率高。集装化货物可直接装入展翼箱。160 km/h集装箱平车+展翼箱模式如图5所示。集装箱平车配装展翼箱可实现棚车功能，如图5a。散装货物入托盘或小型集装器具后装入展翼箱，如图5b。

图5 160 km/h集装箱平车+展翼箱模式Fig.5 160 km/h container flat wagon + spread-wing container mode

4 结束语

在我国内循环为主，双循环共同发展的经济环境下[11]，快递及快件运输发展迅猛，铁路货运也面临新的机遇，研发160 km/h新型货运装备，可有效利用铁路自身运量大、环境污染小、运输成本低、运输效率高、运输安全及运输价格低等优势，吸引高科技、高附加值、时效性高的货物，提高铁路运输市场经济效益。基于160 km/h新型货运装备，研究160 km/h快捷货车集装化运输模式，实现集装器具、托盘等在公、铁、水运中的高效周转，发挥多式联运中多种运输方式的比较优势，构建以铁路为骨干的综合交通体系，提高综合运输效率的同时，降低运输能耗，对我国交通运输行业低碳环保目标的完成具有重要的意义。