欧洲平移式驮背运输发展经验及启示

陈 诚，唐 浩，裴 程，姚彦珂，许植深

(1.中国铁道科学研究院集团有限公司 运输及经济研究所，北京 100081；2.中铁快运股份有限公司 多式联运部，北京 100055)

0 引言

驮背运输指在具有多种运输方式的多式联运场站，利用牵引车、吊具等设备将半挂车、集装箱等转移至铁路专用驮背运输车辆，通过铁路完成中长距离运输，到达目的地铁路货场后，利用牵引车、吊具等设备将半挂车、集装箱等转移至场站堆场，再利用公路牵引车将半挂车、集装箱等运输至终到目的地的公铁联运方式[1]。

欧洲驮背运输起步较早，于20世纪60年代末开始发展驮背运输，在各国政府共同努力下，制定了成套的政策法规，形成了较为完善的运输网络、快捷的运输设备、成熟的技术支持和运营管理模式，构成了符合自身实际情况的驮背运输体系。欧洲根据自身实际情况，发展了多种模式的驮背运输，包括自装卸式、吊装式和平移式多种模式。自装卸式车辆装备包括Megaswing端部旋转式和ModaLohr中部旋转式驮背运输技术，Megaswing端部旋转式驮背运输车结构复杂，地面设施简单，车辆通过自身机构自行完成凹底架起升、旋转功能，旋转后可适应公路货车自行上下的作业要求，对站场要求不高，地面仅需硬化和提供电源。ModaLohr中部旋转式驮背运输车不带电气、液压设施，车辆中部承载架与两端底架脱离，结构简单，可与既有货车混编，场站设施复杂，站台地面设有液压系统和电气系统控制车辆承载底架的起升和旋转。吊装式驮背运输技术是利用龙门吊或正面吊直接吊装半挂车至铁路车辆，对于具备吊装条件的半挂车直接起吊，对于不具备吊装条件的采用地面辅助托架配合。平移式驮背运输车采用“托盘+地面驱动装置”结构，两端设有端部底架，中部设有可翻转式侧墙和移动托盘，装车时通过地面驱动装置将移动托盘自动平移到铁路车辆上[2]。

国内外学者针对驮背运输开展了大量研究。策略建议方面，杨磊等[3]、杨建国[4]、杨广全[2]、李臣等[5]、张国平等[6]介绍欧美驮背运输与多式联运在市场需求、运输技术装备、设施设备、装卸作业流程等方面发展现状，结合国外驮背运输的发展经验提出我国驮背运输发展策略建议。装备设计与选型方面，孙敬伟[7]重点介绍国外现有4种驮背运输车，并根据我国铁路驮背运输专用车的研制现状及作业需求，系统研究了自装卸式驮背运输站点的站场工艺设计方案。徐宝华等[8]、张四梅等[9]、吴荣坤等[10]分析北美、欧洲国家驮背运输发展现状及专用车辆结构特点，结合我国铁路货车成熟技术、运用条件、政策环境等实际情况提出了我国发展驮背运输车辆选型建议。货源需求及运价等方面，陈玥[11]运用SWOT方法分析我国驮背运输的优势、劣势、机会和威胁，并提出政策扶持、规章制度、市场定位、信息化建设等方面建议。俞缨等[12]分析铁路驮背运输的优势特征与适用场景，研究探索我国铁路驮背运输的目标货源市场、发展基础及存在的问题并提出发展措施及建议。谢如鹤等[13]研究我国驮背运输的需求量和运价，分析其企业经济效益和社会效益。

随着我国新一轮运输结构调整和碳达峰碳中和行动计划的实施，驮背运输作为推动“公转铁”的重要手段，对推动我国“双碳”目标实现具有重要作用，同时也契合我国铁路发展现代物流的内在要求，铁路驮背运输迎来了创新发展的良好机遇。综合我国驮背运输实践和研究情况来看，自装卸式和吊装式驮背运输技术在我国均已实现试点应用，研究也较为充分，但对新兴的平移式运输技术研究较少，因此重点对平移式驮背运输发展经验及启示开展研究。

1 欧洲平移式驮背运输发展经验

平移式驮背运输模式的设想于1998年由欧洲的工程师提出，并据此于2003年创立了CargoBeamer公司，为客户提供国际物流综合服务。2015年开始运营第一条运输线路，2021年建设了世界上第一个平移式驮背运输的专业场站。平移驮背运输模式车辆结构简单，场站自动化程度高，装卸效率高，能够兼容半挂车、集装箱等多种车辆，低碳环保，一经推出受到欧洲各国的青睐。目前已经形成跨英国、法国、德国等国家的4条主要线路，该装备保有量约430辆，完成约70 000辆半挂车运输。

1.1 运输网络

CargoBeamer公司于2015年在德国卡尔登基兴与意大利多莫多索拉之间开行了第一条平移式驮背运输线路，运距约800 km，2021年引入另外4条运输线路，包括诺伊斯至佩皮尼昂、佩皮尼昂至加莱、加莱至阿什福德、佩皮尼昂至阿什福德，服务网络覆盖德国、法国、意大利和英国。CargoBeamer欧洲平移式驮背运输线路如表1所示，CargoBeamer既有开行网络如图1所示。CargoBeamer公司规划2032年前开发50条路线与30个站场，以法国、德国、意大利为基础拓展，逐步覆盖欧洲各主要经济走廊。

图1 CargoBeamer既有开行网络Fig.1 CargoBeamer’s existing operating network

表1 CargoBeamer欧洲平移式驮背运输线路Tab.1 CargoBeamer horizontal shifting piggyback transport routes in Europe

1.2 场站设施

CargoBeamer公司采用自营和合作双模式场站管理模式，对发运量较大的装卸场站采用自营模式，全面负责场地的运营维护；对发运量较小的装卸场站采用合作模式，仅利用场站内的装卸线等资源。目前CargoBeamer公司加莱和多莫多索拉采用自营管理模式。平移式驮背运输的半挂车可以采用平移和吊装2种模式进行装卸。目前加莱场站设置了地面平移装置，采用平移式；其余场站采用吊装方式。场站主要功能区分为列车装卸区、预装载区和半挂车暂存区。列车装卸区主体为铁路装卸线，主要停放驮背运输列车及装卸货物；预装载区位于列车装卸区两侧，地面设有转运模块和托盘，在列车到来前停放即将装车的半挂车以及停放卸载的半挂车；半挂车暂存区面积较大，作用类似于集装箱堆场，用来停放入场待装的半挂车和待驶离的半挂车。装卸时通过转运模块水平移动，将已装载半挂车的托盘平移至车底架，吊装式场站采用吊机与专用吊具将已装载半挂车的托盘由地面吊装入车底架。预装载区与半挂车暂存区间的转移由场内牵引车负责完成。CargoBeamer平移式驮背运输场站布局示意图如图2所示。

图2 CargoBeamer平移式驮背运输场站布局示意图Fig.2 Layout diagram of CargoBeamer horizontal shifting piggyback transport station

1.3 车辆装备

CargoBeamer公司研发了驮背运输车辆Sdkmess，可整列编组36辆，亦可与普通货车混合编组开行。车辆由车底架和托盘构成，托盘内部设计可兼容公路半挂车、集装箱、冷藏箱、油罐车等多种车型。换装时半挂车置于站点预先准备的托盘上，车辆侧墙下翻放平，地面转运模块将托盘平移到车底架，运输车侧墙翻起即可完成自动化装车。同时CargoBeamer设计了适应Sdkmess车辆的专用集装箱CBoXX，可装载104个标准托盘，载重可达48 t，明显优于装载25个托盘、载重26 t的40 ft集装箱。CargoBeamer平移式驮背运输车如图3所示，CargoBeamer平移式驮背运输车与普通货车混编开行如图4所示。

图3 CargoBeamer平移式驮背运输车Fig.3 CargoBeamer horizontal shifting piggyback transport vehicle

图4 CargoBeamer平移式驮背运输车与普通货车混编开行Fig.4 CargoBeamer horizontal shifting piggyback transport vehicles mixed with ordinary wagons

1.4 货运产品

CargoBeamer服务的客户覆盖了电商平台、快递公司、货运代理、半挂车承包商、物流供应商和生产制造企业，包括DB SCHENKER、Amazon、DHL、De Waard、Hoptrans等，运输货物品类包括快递、医药、生鲜食、汽车配件等，均为对时效要求较高的货物。装载类别中半挂车占比为92%，集装箱占比5%，交换箱占比3%。目前CargoBeamer平移式驮背运输已完成运输2 000余列，共完成约70 000辆半挂车运输。为保证运输时效及装备周转，列车运输组织模式以固定线路点到点整列运行、途中不解编方式为主，客户通过官网可以了解班列起讫点、开行日期、集货截止时刻和客户提货时刻等信息。CargoBeamer货运产品开行方案如表2所示。

表2 CargoBeamer货运产品开行方案Tab.2 CargoBeamer’s freight product operation plan

1.5 低碳运输

CargoBeamer模式为实现低碳运输提供了最具效益的运输方式，是德国技术监督协会(TÜV NORD)认证的碳中和公司，其优势主要体现在以下3个方面：一是全程低碳排放，站到站使用铁路运输，两端使用新能源公路牵引车，从第一公里到最后一公里的运输实现了低碳排放；二是车辆更低的外部成本，每列CargoBeamer驮背运输列车运输36辆半挂车，与柴油卡车相比，可减少包括交通事故、道路拥堵和空气污染等方面约360万欧元的外部成本；三是政府高度支持环保的运输方式，欧盟及相关国家政府提供大量且不断增长的补贴，引导运输从公路转向铁路，以实现气候目标。

2 我国铁路驮背运输发展分析

2.1 驮背运输示范项目开展情况

我国铁路运输企业重视驮背运输发展，在吸取国外发展经验的基础上积极探索发展符合我国国情的驮背运输模式，依托2个驮背运输国家多式联运示范工程实现了自装卸式和吊装式2种驮背运输模式试点运用。

（1）驮背运输(公铁联运)示范工程。2016年中铁特货运输有限责任公司牵头的《驮背运输(公铁联运)示范工程》入选交通部第一批示范工程项目，项目研制了我国第一代多式联运驮背运输专用车(QT1，QT2型)，两型车辆均可满足轮式装备运输与公路货车半挂车运输，QT2型仅可用于12 m以下小型公路货车整车运输，2种车型均属于自装卸式驮背运输车。QT1型驮背运输车如图5所示，QT2型驮背运输车如图6所示。项目同时研制了国内适应公铁联运驮背运输的冷藏、厢式、仓栅式、集装箱4款运输半挂车。2019年底在无锡西货场与广州丹灶货场开行试点班列，实现箱不落地快速集结转运、铁路车底固定循环，每周6天往返对开运输。后期因全程运输时效和价格与公路运输相比缺乏竞争力，该列车停止开行。

图5 QT1型驮背运输车Fig.5 QT1 type piggyback transport vehicle

图6 QT2型驮背运输车Fig.6 QT2 type piggyback transport vehicle

（2）“西北地区—京津冀区域”铁路多功能车智慧公铁水多式联运示范工程。2017年神华铁路货车运输有限责任公司(以下简称“神华货车公司”)牵头《“西北地区—京津冀”多功能车智慧公铁水联运项目》入选国家第二批多式联运示范工程。项目研制了4种STX型多功能驮背运输车。STX1型与STX2型是自装卸式驮背运输车，均可满足轮式装备运输与公路货车整车及半挂车运输，STX2型车仅可运输12 m以下小型公路整车。STX3型与STX4型是吊装式驮背运输车，STX3型仅运输半挂车，采用专用吊具吊装置于托盘上的半挂车。STX4型利用正面吊直接吊装集装箱与驮背运输专用半挂车。STX1型驮背运输车如图7所示，STX2型驮背运输车如图8所示，STX3型驮背运输车如图9所示，STX4型驮背运输车如图10所示。2018年8月神华货车公司在黄骅港沙胡同与鄂尔多斯南郊货场之间组织开行驮背运输试验列车，由4种驮背运输车混编成列。运行4年后因始发终到两地货源较少且全程运输时间长于公路，该列车停止开行。

图7 STX1型驮背运输车Fig.7 STX1 type piggyback transport vehicle

图8 STX2型驮背运输车Fig.8 STX2 type piggyback transport vehicle

图9 STX3型驮背运输车Fig.9 STX3 type piggyback transport vehicle

图10 STX4型驮背运输车Fig.10 STX4 type piggyback transport vehicle

2.2 我国铁路驮背运输存在的问题

综合分析2个驮背运输示范项目，可以得出我国铁路驮背运输在装卸效率、载运装备空间、运输成本等方面与市场需求有较大的差距。

（1）装卸效率低影响全程运输时效。自装卸式驮背运输车装卸货物需要旋转车架利用牵引车完成半挂车装卸，吊装式驮背运输车装卸货物需要利用龙门吊或正面吊逐个完成半挂车装卸，装卸时间约为4～8 h。相较于传统铁路运输，省去了货物掏箱的过程，但相较于公路汽运仍然增加了两端合计8～16 h的装卸时间，因此全程时效低于公路运输。

（2）运输半挂车挤占货物装载空间。驮背运输货物有效装载空间比例低是制约驮背运输发展的核心问题之一。驮背运输车辆结构较为复杂，自装卸式车辆设置端部旋转装置占据一定纵向空间，部分牵引车随车运输进一步压缩了纵向装载货物空间；运输半挂车时，车轮占据一定高度，压缩了垂向装载货物的高度。因此，在铁路车辆限界条件相同、车辆平台高度相同的情况下，货物实际装载空间比例降低，限制了驮背运输单车装载量。

（3）承运的普通货物运费价格承受能力较低。试点项目的货源均为普通白货，其全程价格承受能力较低。以无锡至广州为例，公路“门到门”全程运费约为300～400元/t，铁路40 ft集装箱全程运费(假设发到两端各20 km短驳距离)为411元/t，在铁路驮背运输全程时效低于公路的条件下，货主不会选择全程运费更高的驮背运输服务。因此，铁路驮背运输与公路竞争普通白货货源没有优势。

（4）驮背运输装备购置、维护和运营成本较高。目前我国试点推行的驮背运输车辆中，QT1，QT2，STX1和STX2为自装卸式，车型技术与结构相对复杂；STX3需要配置专用吊装托盘；STX4需要配套专用半挂车，车辆兼容性较差。同时这几款车型均需要投入大量的人员操纵公路牵引车或吊机进行装卸作业。整体来看，车辆制造成本偏高，需要投资专门场站设备和定制半挂车，后期车辆维护成本较高，运营人力成本高，全生命周期经济性较差。

2.3 驮背运输模式对比

对比分析自装卸式驮背运输模式、吊装式驮背运输模式、平移式驮背运输模式在载运装备、作业效率、场地设施、组织管理等方面的特点，自装卸式驮背运输车选取了国内QT1，QT2，STX1，STX2型驮背车，吊装式驮背运输车选取了国内STX3，STX4型驮背运输车，平移式驮背运输车选取欧洲Cargobeamer公司Sdkmess型驮背运输车，3种驮背运输技术性能对比分析如表3所示[14]。

表3 3种驮背运输技术性能对比分析Tab.3 Comparative analysis of the performance of three types of piggyback transportation technologies

从表3中可以看出，适用装载单元方面，平移式驮背运输车适用性更强，能够兼容半挂车、集装箱、冷藏箱、油罐车以及CboXX专用箱；吊装式驮背运输车适用性最弱，仅能适运半挂车和集装箱。作业效率方面，平移式驮背运输车平均运行速度和速度标尺均高于其他2类车辆。场地设施方面，自装卸式需要配置动力电源，吊装式需要配备正面吊或龙门吊，平移式需要配置地面平移装置。场站管理方面，平移式采用托盘自动平移模式，需要的场地管理人员更少，管理更为简单。与铁路集装箱运输相比，平移式驮背运输车能够解决铁路货场装卸效率低、公路集装箱牵引车利用率低、装载容积空间小等问题。综合来看，平移式驮背运输方式具有适用性强、装卸效率高、场站组织便捷、人工成本低等优势。

3 欧洲经验对我国的启示

3.1 平移式驮背运输模式适合中长距离运输

欧洲平移式驮背运输均为长距离跨国运输，由于欧洲国家国土面积较小，一个国家境内运输距离较短，铁路运输增加两端装卸时间，全程时效低于公路时效，铁路运输缺乏竞争力。同时，欧盟各国铁路运输线路、装备等标准一致，有利于实现跨国运输。另外，根据客户货源情况，超过2 000 km的直达货源运输需求不足以支撑整列运输，因此欧洲运营的线路运输距离在1 000 km左右。

我国幅员辽阔，京津冀、长三角、珠三角、成渝经济圈等主要经济区域之间运距超过1 300 km，区域间经济活动频繁、货物交流充足，能为整列运输提供充足的货源供给。中长距离运输一方面能够充分发挥平移式驮背运输车在干线运输的速度优势，一方面通过便捷的装卸方式提升了两端作业时效，因此，在中长距离运输市场相较于公路具有时效优势。基于“库到库”视角，比较自装卸式驮背运输车、吊装式驮背运输车、平移式驮背运输车、时速160 km/h棚车和公路货车的全程时效。各运输方式的主要时效差异体现在站点装卸时间和干线运输时间，采用公铁联运方式还包含“站到库”的公路短驳时间，由此建立铁路“库到库”时间计算模型，计算公式如下。

式中：t为货物“库到库”全程运输时间，h；t装车为货场列车装载货物时间，h；t运输为铁路货场间铁路运输时间，h；t卸车为货场列车卸车时间，h；t短驳为两端货场与货主仓库的运输时间合计，h；S为运行距离，km；v旅行为包括中间站停站时间及起停车附加时间在内的列车平均速度，km/h。

各运输产品优势运距计算参数如表4所示。

表4 各运输产品优势运距计算参数Tab.4 Calculation parameters of optimal transport distance for each transportation method

通过计算发现，当运距为0～840 km时，公路运输更有优势；当运距为840～4 400 km时，平移式驮背运输更有优势；当运距大于4 400 km时，旅行速度更快的160 km/h棚车全程时效更短。平移式驮背运输车的优势运距范围为840～4 400 km，可以覆盖我国大部分的运输线路。平移驮背运输在我国的服务范围更大、运距更长，具有广阔的发展空间。

3.2 平移式驮背运输聚焦快递快运市场

CargoBeamer服务的客户包括货运代理、驮背运输列车承包商、经销商或生产商、快递企业等，主要货物品类包括快递、冷链、危化品、汽配等，其服务对象均是对时效性要求较高的快递快运货物品类，主要原因有2点：一是平移式驮背运输方式便捷的装卸方式有效压缩了两端作业时间，与快递快运品类高时效的服务要求相吻合，能够实现“次日达”“隔日达”等服务时效；二是高时效快递快运品类物流价格承受能力较强，与CargoBeamer的运输成本和定价策略相吻合。

我国快递快运市场运输需求潜力巨大，2022年快递业规模1 105.8亿件，约占全球60%，2011—2022年我国快递业务量年均复合增长率约36%，市场需求旺盛。快递运量集中在京津冀、长三角、珠三角、成渝等经济区域，区域间快递交流量较大。同时时效要求较高的医药、生鲜、电子产品等行业发展迅猛，高时效、高运价的运输需求规模巨大。平移式驮背运输模式发挥快速装卸、便捷管理的特点，提供高时效、高运费的运输服务，适合快递快运物流市场。

3.3 发展便捷联运的平移式驮背运输装备

发展平移式驮背运输，装备创新是关键环节之一。CargoBeamer设计了“托盘+地面驱动装置”的平移式装备，兼容了半挂车等车辆，实现便捷化的换装及换轨作业。根据我国的场站、线路和市场需求情况发展本地化的驮背运输装备，提出2条技术路线。一是充分借鉴CargoBeamer的装备结构，设计“托盘+地面驱动装置”的平移式装备。半挂车放置在托盘上，托盘两侧设有活动侧墙。换装时，轨道内顶升台推动托盘升起，再将托盘移出车架，之后将装载半挂车的托盘移至车架处，再降下活动托盘，完成半挂车换装。其中，考虑到便捷检修、降低成本等因素，车钩缓冲装置、转向架和制动装置等核心部件推荐选用国内主流的型号。二是设计“端部底架+中部底架+地面驱动装置”的平移式装备。车体结构采用可在站场分离的三段式结构技术方案，中部底架相同，实现不同轨距间车辆货物互换。采用端部底架与凹底架可快速解锁分离、合并锁闭的车体结构，利用钳夹结构将端部底架与凹底架连接，车辆运行时为不可分离的车体结构，装卸货时，通过站场地面设备将锁闭机构解锁，使凹底架与端部底架分离。此方案能够实现不同轨距快速换装，兼容半挂车、集装箱等车辆类型，可靠性高，故障率低，便于维修。进一步需要根据我国车辆、场站、线路、运维等条件，设计符合我国国情的平移式驮背运输车辆技术方案。

3.4 场站装卸和运营管理多样化

CargoBeamer车辆兼容了吊装和平移2种装卸方式，可与常见的普通铁路货运车辆进行混合编组，场地适应能力较强。吊装吊卸方式，利用门吊或正面吊实现装卸，与场地及装备兼容性好，可基于既有传统场站较少投入完成改造；平移式装卸方式，需要在地面增加水平驱动模块，特点是整列自动同步装卸，不需要吊车司机或牵引车司机操作，装卸效率较高。

平移式驮背运输车辆多样化的装卸方式为该装备试点推广提供了更多的选择。试点前期，不需要对场站进行大规模的改造，装卸采用吊装方式实现，可以对车辆装载、列车运行、市场反应进行试点，待试点稳定后，再对场站进行投资改造，增加地面平移装置，提升两端装卸效率，可有效控制前期投资规模，降低投资风险。在场站及线路选择方面，初期可以在地方铁路线路进行试点，条件成熟后，在国家铁路范围内进行推广。在运营方面，业务初期采用合作模式与其他车辆共用装卸线路和场站，待市场需求稳定后，采用自营模式投资建设专业化的作业场站[15]。

3.5 低碳运输组织模式符合低碳环保发展趋势

当前，我国正在实施“碳达峰、碳中和”重大战略，通过推动交通运输结构、产业结构、能源结构等调整优化措施加快决策落地实施。利用驮背运输将长距离公路汽运转移至铁路，提高多式联运比例，减少长距离公路汽运带来的空气污染、道路拥堵、设施损坏、交通事故等影响。随着2023年碳达峰、2060年碳中和目标时间的临近，我国在低碳环保方面的政策出台更为密集、资金投入规模提高，平移驮背运输模式符合我国经济社会发展的趋势[16]。

4 结束语

平移式驮背运输车在欧洲已经开行接近10年，受到众多物流商、货代企业的认可，开行线路及规模逐步扩大，欧盟及各国政府提供大量补贴鼓励平移式驮背运输车的发展。随着我国运输结构调整，“公转铁”“碳达峰、碳中和”等战略持续推进，发展便捷联运、低碳环保的平移式驮背运输模式符合未来的发展趋势，有助于各种运输方式合理分工，对于发展铁路现代物流、构建高效衔接的公铁联运体系、提升铁路在社会物流中的骨干地位具有重要意义。下一步需要在充分借鉴欧洲平移式驮背运输模式的基础上，结合我国实情，深化研究其市场需求、车辆装备、场站设施、经营管理，研判我国发展平移式驮背运输模式的可行性，并积极争取国家、行业在土地、税收、示范项目等方面的政策支持，积极推动试点项目示范应用，为丰富我国多式联运模式和运输结构调整提供技术支撑。