（交通运输规划与管理专业论文）我国铁路双层集装箱运输通道技术条件研究.pdf

中文摘要 摘要：铁路双层集装箱运输的出现是集装箱运输史上的一次革命，它可以使单位 运营成本降低2 5 4 0 ，同时能使运能提高3 0 以上，是我国铁路货物运输的 发展方向。由于我国铁路双层集装箱运输通道建设尚处在初始阶段，有关通道建 设的技术条件需要进行深入研究，本论文正是针对这一需求提出的。 论文在总结国外双层集装箱运输发展经验的基础上，结合我国开展双层集装箱 运输的现实情况，分析了双层集装箱运输通道的选择原则。根据铁路建设项目的 “有无对比”原则提出了双层集装箱运输通道经济评价费用与效益的计算公式， 并对通道经济效益、社会效益进行了分析，建立了基于等维递补思想的双层集装箱 通道运量组合预测模型。接着研究了影响双层集装箱运输通道限界的主要因素， 并对我国铁路双层集装箱运输通道的限界条件进行了阐述。最后分析了我国铁路 双层集装箱运输通道的线路允许轴重条件，并对未来轴重的发展与双层集装箱的 车辆选型进行了研究。 关键词：双层集装箱运输通道：运量条件；限界条件：轴重条件 分类号：u 2 9 4 3 a b s t r a c t a b s t r a c t ：1 1 地锄i e 增o f r a i l 啪yd o l l b l 争s 协c k n t a i n 盯仃a m 舯吐a t i o n ( d s t ) i s ar e v o l u t i o n i i l t h eb i s t o r y o f c o n ta i ：咐饥i 邶p o 僦i o nn i s t h ed i r t i o n o f o i l rc 0 幡i b 哼s 豫i l w a y9 0 0 d s 仃卸s p 毗w l l i d hc 龇r e d u c eo p t 联吐i l gc o s t sp 盯u 1 1 i tb y2 5 4 0 龇d r a i 订龇i s p c i nc 印a c i t yb ya tl 髓s t3 0 m a n yt e c h i l i c a lc o n d i 吐o n so fm i l w a y d o u b l c - s t a c kc c i n l ：a i n 盯仃a l l 印l o r tc 硎d o rn e e dt ob ef h n h 盯g t t l d i e db e c 棚eo u r 岫蚵s d s t i ss t i l l 砒m c i i l i t i a ls t a g c 0 nt l l eb 鹪i so f g 哪i m a r i z i l 唱甑p e f i e n c eo f f o r e i g nd s t 觚dd “e l o p m 钮tr 韶l i t yo f d o m c s t i cd s t ，p r i n c i p l 嚣o fs e l e c t i n gad o u b l e - s t a c kc o n t a i n e r 仃锄s p o r tc o r r i d o rw e r e 锄a l y z e d 证t h i sp a p e la i s om e t l l o d so f e o o m ye v a l 删o no n ad o u b l e s t a c kc o n t a i n c r 嘶p o r tc o r r i d o rw e r cb u 曲tf b n a r d ，锄dt l l ec c o n 蚴ym l d c i a lb e r 圮f i t so fan 洲 c o r r i d o rw e r cd i s c u s s 。dt h 如吡g hw h i c hs p e c i a it m 伍cv o l 啪ef o r e c 髂t i n gm o d e lw 髂 e s t a b l i s h e d t h e i lt l l ec l e a 姗c e 锄da x l el o a do o f l d i t i o n so fad o l i b l e _ s t a c ko d n t a i n e r 位哑；p o r t c o r r i d o rw 盯ed e t e r m i r 埘a tl 鹞tm o d e ls d c c t i o n o fs p e c i a lc 盯f o r d o u b l e s t a c kc o n t a i n 盯仃a n s p o r tw 够柚a l y z e d k e y w o i m s ：d o u b l e s t a c kc o n 钮i n e rt m n s p o r tc o r r i d o r ；_ 【r a 伍cv 0 1 u m e ；c l e a r 柚c c ； a x l el o a d c l a s s n o ：u 2 9 4 3 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：孑姒 签字开期：珈7 年伦月，只 导师签砌肾 导师签冬- 约陋 签字日期：加曰年z 月，f 日 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：豸面暖缓 签字日期：力卯7 年凋，日 6 2 致谢 本论文的工作是在我的导师刘作义教授的悉心指导下完成的，这篇论文凝聚 着导师两年来悉心培养和教导所付出的大量心血，导师严谨务实、刻苦钻研、勇 于创新的治学精神和孜孜不倦献身科研与教育事业的崇高品德深深地影响着我， 使我受益匪浅。在此，衷心感谢两年来刘老师对我的关心和指导! 衷心感谢北京交通大学交通运输学院的各位领导和老师在我成长过程中给予 的鼓励和帮助! 感谢郎茂祥教授对于我的科研工作和论文提出的宝贵意见! 感谢同门常建芳、郭菲、刘扬、赵丹在课题研究及撰写学位论文期间给予我 的帮助和支持! 感谢好友田苗苗、郭海燕、陈艳在学习和生活上对我的支持和帮助! 通过与 她们的共同学习和交流，使我受到了诸多有益的启发! 感谢我的家人，是他们的理解和支持使我能够在学校专心完成的学业! 对所有曾经关心、鼓励和支持过我的老师、同学和亲友们表示我最衷心的感 谢! 学海无涯、学无止境，今后我将以导师严谨治学的精神为榜样，继续努力， 不断进取，向更高的目标奋斗! 1 1 研究背景 l 绪论 集装箱运输是举世公认的先进运输方式，是铁路货物运输深化改革，实现现 代化的重要内容。自从2 0 世纪初问世以来，集装箱运输以其效率高、安全性好、 不受气候干扰等优点，得到了很大的发展。集装箱运输在我国也得到了蓬勃发展， 特别是2 0 世纪9 0 年代后我国集装箱运输进入了高速发展阶段。但总体丽言，我 国铁路集装箱发展水平仍然较低。由于经济全球化和我国加入w 1 o 的影响，我国 的集装箱吞吐量快速增长。因此，铁路必须加快集装箱运输的发展，以适应经济 和社会不断发展的需要。虽然目前集装箱箱型和数量有所增加，特别是国际标准 集装箱数量增长很快，但在实际运营中明显反映出集装箱保有量不足、箱况差， 加上集装箱运输组织管理落后、集装箱周转时间长、货物送达速度慢，难以满足 货主对铁路集装箱运输在数量和质量上的需求。 双层集装箱运输是运输市场激烈竞争的产物，是一种运输速度快、运输费用 少的货运新产品，可以使单位运营成本降低2 5 o o ，同时能使运能提高3 0 以 上【“。铁路双层集装箱运输的出现是集装箱运输史上的一次革命。自2 0 世纪7 0 年 代术铁路双层集装箱在美国诞生以来，加拿大、澳大利亚等限界较大的国家都积 极开行了双层集装箱列车。我国在铁路运能紧张的情况下，从2 0 0 1 年开始进行双 层集装箱运输有关问题的研究，研制了双层集装箱专用车，进行了双层集装箱列 车线路运行试验，并于2 0 0 4 年4 月开始在京沪间开行了双层集装箱班列。 我国铁路大规模建设已全面展开。为加快铁路集装箱运输发展，中长期铁路 网规划提出了铁路集装箱运输系统规划，规划建成1 8 个铁路集装箱物流中心、 4 0 个集装箱专门办理站和双层集装箱运输通道1 6 万公里。“十一五”铁路建设规 模宏大，集装箱物流中心建设全面启动。优先选择双方向集装箱运量稳定充足、 运输距离较长、限界改造工程量较小的线路作为双层集装箱运输的专用通道，有 利于发展铁路运输优势，推动双层集装箱运输的发展。 由于双层集装箱运输在我国尚属新生事物，有很多问题需要进行深入研究。 本文选择双层集装箱运输通道相关技术条件进行研究，对双层集装箱运输通道的 建设和双层集装箱运输网络的形成具有很强的现实意义。 1 2 研究目的及意义 目前，我国铁路面临的最严重的问题是铁路运输能力不能适应日益增长的运 输需求。随着铁路集装箱运量的持续增长，对集装箱专用车的需求也越来越多。 丽我国铁路集装箱专用车的发展相对较慢，数量明显不足。双层集装箱运输正是 增加运能、缓解运能与运力需求矛盾的重要举措，它能够有效解决当前集装箱专 用车数量不足的问题。我国开展双层集装箱运输的意义主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 有利于缓解铁路运输能力紧张的现状 近年来，我国铁路集装箱运量逐年增加，且主要集中在广州、成都、天津、 上海、北京、乌鲁木齐、昆明、重庆、哈尔滨、兰州等l o 大集装箱作业点，发送 量占集装箱总量的3 0 3 3 ，到达量占总量的3 5 4 6 。京广、京沪、京哈、陇海等 主要铁路干线能力紧张，已不能满足集装箱运输的需求【2 1 。 目前，我国铁路集装箱运输大多采用平车及敞车单层装载，在到发线有效长 8 5 0 m 、牵引重量3 5 0 0 t 的线路上，以理想化单层装载计，编组5 0 辆可装载2 0 f t 集 装箱1 0 0 个，其牵引重量仅2 5 0 0 “l o o t e u ) 。而在同样的线路状况下，采用双层装 载则可装载2 嘶集装箱1 6 0 个，牵引重量可达3 3 0 0 t ( 1 5 叮e u ) ，机车动力、线路通 过能力的利用率将大大提高【3 】。开展双层集装箱运输，可以有效缓解铁路主要干线 运能紧张的局面，促进集装箱运输的发展。 ( 2 ) 有利于提升铁路技术装备水平，加快铁路现代化步伐 目前，我国铁路集装箱技术装备较差，一批使用年限到期的国内l t 、l o t 箱面 临淘汰，国际标准箱比重低，箱型结构需要调整。集装箱专用平车数量明显不足， 不能满足集装箱运输快速发展的要求。双层集装箱运输明确要求采用2 0 、4 0 英尺 国际标准集装箱，运载车辆采用新型双层集装箱专用车辆。通过双层集装箱运输 通道建设，加快双层集装箱运输发展，无疑将加快国际标准集装箱和集装箱专用 车辆的装备速度，既有利于铁路更好地与远洋运输衔接，又对提高铁路技术装备 水平、加快铁路现代化步伐、满足运输需求具有重要意义。 ( 3 ) 有利于降低集装箱运输成本，提高铁路运输企业的经济效益 从发达国家经验看，开行双层集装箱班列具有明显的经济优越性。同样的列 车编组长度、牵引功率和劳动力，只需增加部分能源消耗，双层装载方式即可大 幅度增运集装箱数量。美国铁路开行双层集装箱后，其运输成本减少了2 5 4 0 。 仅从线路运输成本看，双层集装箱运输较单层集装箱运输降低成本达到4 5 以上。 与开行普通集装箱列车相比，在编组辆数相同的条件下，采用双层集装箱运 输完成同样运输量可少占用线路通过能力。按主要铁路干线开行l 对双层集装箱 专列计算，可少占用运行线o 5 对左右。据有关部门的测算，京沪、京广线仅利用 2 其少占用的运行线减少绕行运输一项，即可减少年成本支出近3 0 0 0 万元；陇海线 利用少占用运行线增运可增加年运输收入2 6 7 0 万元【3 】。因此，在运输能力利用率 几乎达到饱和的线路上，开展双层集装箱运输是扩展铁路货运能力、增加运输收 入的重要途径。 ( 4 ) 能够加快铁路货运改革的步伐 同客运改革相比，我国铁路的货运改革明显滞后，目前货运已经成为制约我 国铁路加快市场化进程的一个突出问题。加快货运改革的步伐，把货运提高到一 个新的水平已经成为当前全路重要而紧迫的任务。 集装箱运输是举世公认的先进运输方式，是铁路货物运输深化改革，实现现 代化的重要内容，因此货运产品改革可以将集装箱运输作为突破口。发展双层集 装箱运输是提高运输能力、扩大集装箱运量的有效措施。由于双层集装箱运输是 一种运输速度快、技术先进的货运新产品，能够降低单位运营成本，提高运输效 率，它的出现必将推动铁路货运产品改革的步伐。双层集装箱运输一旦大规模投 入运营不仅会成为铁路运输的经济增长点，也将为我国铁路建成快速货运体系奠 定良好的基础。 1 3 论文的主要内容 本论文是在参加部级课题铁路双层集装箱运输相关技术研究的基础上， 结合个人研究方向选定题目，认真分析我国铁路集装箱运输现状，重点开展以下 研究工作： ( 1 ) 介绍国内外双层集装箱运输发展情况。 ( 2 ) 根据双层集装箱运输的基本要求，研究确定双层集装箱运输通道的选择原 则。 ( 3 ) 结合已有的集装箱运输相关研究成果，分析影响集装箱通道运量的主要因 素，采用“有无对比”的原则进行费用增量和效益增量分析，提出判断双层集装 箱运输通道项目经济合理性的评价方法，并建立适用于双层集装箱通道运量预测 的预测模型。 ( 4 ) 分析影响双层集装箱运输通道限界的主要因素，探讨我国铁路双层集装箱 运输通道限界条件。 ( 5 ) 分析我国铁路双层集装箱运输通道的线路允许轴重条件，讨论未来轴重的 发展与双层集装箱的车辆选型。对国内外铁路各种集装箱专用车辆的性能特点进 行比较，阐述我国铁路研发双层集装箱车的积极意义，重点分析两种关节式五联 车辆的选型，并讨论其投入运用的可行性。 3 2 国内外铁路双层集装箱运输发展情况概述 2 1 国外铁路双层集装箱运输经验 2 1 1 美国铁路双层集装箱运输发展情况 2 0 世纪7 0 年代末，美国公路与铁路的竞争日益激烈，国会通过法案放宽了对 公路车辆长度的限制，公路运输出现了一部牵引车拖带2 节甚至3 节半挂车，并开 始向铁路具有传统优势的长途运输挑战。铁路缺乏有效应对措旅，铁路的货运量 逐年下降【4 j 。 1 9 8 1 年美国南太平洋铁路公司从节约运营成本、提高运输能力的角度出发， 提出了双层集装箱运输的设想，将装运集装箱的单元列车由单层改为双层装运， 并研制了装运双层集装箱的专用平车，开始了双层集装箱运输的运营。双层集装 箱运输基本上采用集装箱专列的形式，每列能装运3 0 0 只4 箱，比使用普通平车 的驮背方法多装运8 0 只集装箱，使运输成本减少了2 5 q o ，产生了良好的经济 效益。1 9 8 4 年初，美国总统轮船公司( a p l ) 经过仔细分析研究，认为双层集装箱运 输经济效益明显，市场f ； 景十分乐观。于是，该公司购置了4 列双层集装箱专用车， 并与有关铁路公司签订了合同，在限界情况较好的西部地区开行双层集装箱列车。 紧随美国总统轮船公司之后，其他海运公司如海陆公司、美国运输公司等也投资 发展铁路双层集装箱运输。 海运公司取得的成功，吸引了许多铁路公司购置双层集装箱专用车，并投资 改造铁路设施，使双层集装箱运输延伸到美国东部。在此后不到l o 年的时间内， 美国铁路在主要线路上开行的双层集装箱列车就成为集装箱由港口向内地疏运的 主要运输工具。 美国在发展铁路双层集装箱运输方面具有以下优势嘲： ( 1 ) 美国铁路线路条件好，车辆轴重大，可达3 5 7 t ，因此可以利用三联车、五 联车缩短车辆长度，能在列车长度一定的情况下装载较多的集装箱。 ( 2 ) 美国铁路干线采用内燃机车牵引，线路上的隧道、桥梁、限界改造起来相 对容易，有的隧道仅需把项部的弧形切去2 角即可满足双层集装箱运输要求。 ( 3 ) 美国铁路采用长机车交路，机车可牵引列车从始发点运行至终到点，采用 多机牵引( 一般是3 巧台重联) ，牵引重量大。一般的双层集装箱列车可装运3 0 0 个 4 0 f i 集装箱，仅用2 名乘务员。 目前，美国铁路每周约发送2 0 0 列双层集装箱专列，双层集装箱运量已占美国 铁路集装箱总运量的7 0 以上【4 1 。美国铁路双层集装箱专用车的主要种类、装载形 4 式及运行技术条件如表2 1 嘲所示 表2 - l 美国铁路双层集装箱专用车的主要类型 ! ! ! ! 丝：! 塑鎏唑垡i 婴丝竺! 坐竺坐丝坚丝! 堡望坠 d ! !下层2 2 0 r 甍( 或1 个4 0 ? 8 n 箱) 2 5 3 5 5 31 2 6 5 联车组上层1 个4 0 f 卜5 3 f t 箱 2 1 2 澳大利亚铁路双层集装箱运输发展情况 澳大利亚的双层集装箱运输起步于1 9 8 0 年，最初采用的是下层为半高箱、上 层为标准箱的装载方法。 1 9 8 9 年澳大利亚国营铁路在a d e l a i d p w h ”l l a 线路上使用凹底平车试行两层 标准箱叠装的集装箱运输，开始了真正意义上的双层集装箱运输。澳大利亚东部 铁路的隧道较多，并且为电力牵引，限界改造费用高、困难多，因此没有开展双 层集装箱运输。而西部铁路则基本上没有限界问题，双层集装箱运输的开行已经 十分普遍。双层集装箱运输使列车装载量提高了2 0 3 0 ，从而减低了单位运营 成本，产生了良好的经济效益。目前，双层集装箱运量已占澳大利亚铁路集装箱 总运量的5 0 左右【”。 2 1 3 加拿大铁路双层集装箱运输发展情况 加拿大国家铁路公司( c n ) 于1 9 8 5 年底在东部地区开行了双层集装箱列车，疏 散到达大西洋海岸港口的集装斜4 j 。 2 0 0 3 年底加拿大c 锄a d i 柚p a d 6 c 铁路公司( c p r ) 发布了投资发展加美之问蒙 特利尔芝加哥一温哥华方向的集装箱运输建设规划。该规划提出为组织这 一方向的集装箱运输将装备5 5 0 0 辆新型双层集装箱平车和延长安大略省1 8 个车 站的越行线。规划提出的目标是通过开行长大编组的双层集装箱列车，在集装箱 列车开行数量减少1 6 的情况下，集装箱运量增加2 8 。双层集装箱列车采用多 台机车分散配置的牵引方式，头部本务机车主要担当列车牵引，位于列车中部的 5 机车担当辅助牵引和对制动直接进行遥控，这样可以有效地增加列车长度。规划 中向西部方向开行的双层集装箱列车长度可达2 9 2 5 m ，向东部方向开行的双层集 装箱列车长度可达2 1 9 5 m ，比原来开行的长度为1 8 3 0 i i l 的集装箱列车分别大约增 加6 0 和2 0 。c p r 向邢( 车辆制造公司购买的集装箱平车中，有3 9 0 0 辆可用 于运输5 3 f t 的集装箱，1 6 0 0 辆用于运输4 0 f i 的集装箱。该规划有利于提高集装箱 平车的使用效率，能使c p r 运营的集装箱平车总数减少1 3 0 0 辆【”。 2 2 我国铁路双层集装箱运输现状 与发达国家铁路相比，我国铁路还处于发展阶段，铁路营业里程仅占世界的 6 ，完成的工作量却占世界铁路的2 4 ，运输密度为世界之最，是美国的3 倍多， 日本的2 倍多，俄罗斯的2 倍多。京沪、京广、京哈、哈大、陇海等主要干线， 能力利用基本处于饱和状态，许多区段能力利用率已达l o o 。双层集装箱运输为 既有繁忙干线提高运输能力提供了很好的选择。从2 0 0 1 年起中国铁路开始进行双 层集装箱运输有关问题的研究，重点是车辆参数、箱型选择、装车方案、限界确 定和运输组织等。 2 2 1 双层集装箱专用平车的研制及使用情况 双层集装箱车作为一种新型运输方式的车辆，与现有的单层集装箱专用平车 相比，具有良好的社会经济效益。首先是提高了集装箱运输能力，与单层车相比， 装箱能力可提高4 3 9 巧7 3 ：提高了车辆载重，比单层车增加了5 0 巧0 。同时 也节约了集装箱运输成本，根据铁道部测算，在考虑线路改造投入的情况下，每 万箱公里运营成本较单层车可下降1 2 一1 3 ，如果不计入线路改造投入，运输成 本可降低2 5 q o 。并且在完成相同运输量的情况下，开行双层集装箱列车较单 层运输可节省运输线路，有利于释放繁忙铁路干线的紧张程度，减轻我国铁路运 能与运量的矛盾。 为了适应铁路跨越式发展、满足我国铁路开展双层集装箱运输的需要，中国 南车集团北京二七车辆厂、中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆有限责任公司等有关 单位联合研制了我国铁路第l 代双层集装箱车x 2 h 、) ( 2 k 型双层集装箱车。 该车型于2 0 0 3 年1 1 月通过了铁道部技术审查，并于2 0 0 3 年1 2 月和2 0 0 4 年3 月 完成了京广线和京沪线全程线路运行试验。2 0 0 4 年4 月1 8 日，首列双层集装箱快 运专列在第五次大提速中投入运营，并迅速成为集装箱运输的一大亮点和铁路货 6 运的一大新品牌。从2 0 0 7 年4 月1 8 日开始，双层集装箱车作为第六次大提速货 车主力车型纳入大提速运输中，并将逐步提速到1 2 0 公里，j 、时。 该车型采用2 5 t 轴重、2 轴转向架、4 轴凹底式车体结构，适应在国内标准轨距 且建筑限界满足双层集装箱车运行的铁路上运行，下层可装载2 个2 0 f i 或1 个4 0 f t 集 装箱，上层可装载2 个2 0 f t 或1 个4 0 f 卜5 3 r 集装箱，上下层箱问采用国际通用的双头 旋转式锁闭装置进行加固。该车型的技术参数如表2 2 所示。 表2 - 2 双层集装箱专用平车的技术参数表 ! 垡! ! 丝! 笪墅! ! ! p 坚型堕里! ! 塑! 缝壁! 喳婴丝! 竺 标记载重7 8 t车辆销距1 5 6 6 6 m 2 2 2 箱型和叠装形式 ( 1 ) 集装箱的有关技术参数 双层集装箱运输应考虑使用国际标准集装箱。国际i s o 系列1 规定了4 种集 装箱，较普遍的是2 0 r 和4 0 f t 箱，其长度分别是6 0 5 8 m m 和1 2 1 9 2 m m 。各种箱的 宽度均为2 4 3 8 m m ；高度有2 8 9 6 m m 、2 5 9 1 m m 、2 4 3 8 n 珊和小于2 4 3 8 m m 等型号。 我国铁路现有2 0 r 箱1 3 3 万只，高度均为2 5 9 l m m ；4 0 f t 以上箱8 2 8 5 只，其中1 2 0 箱高2 5 9 l i 哪( 俗称高箱) ，其余箱高2 8 9 6 n 瑚( 俗称超高箱) 。我国铁路2 0 r 集装箱 总重有2 4 t 、3 0 t 、3 0 4 8 t 等；4 0 f i 箱均为3 0 4 8 t 。今后我国将大力发展国际标准箱， 2 0 f i 和枷箱在集装箱总量中的比重将越来越高。在占集装箱运输份额最大的海 运集装箱中，超高箱越来越多。我国港口接运4 5 f t 集装箱已有数年历史，4 8 f t 集 装箱也已在港口登陆。我国是世界上最大的集装箱出口国，从近两年的生产情况 看，超高箱数量已达生产总量的5 0 以上。4 5 r 、4 8 f t 、5 3 n 集装箱均为箱高2 8 9 6 姗咀 的超高箱。为适应重质货物运输需要和减少限界改造工程量，1 9 7 9 年国际标准中 还增加了长、宽与其它箱型相同的半高型集装箱。因此，我国铁路发展双层集装 箱运输应采用国际标准箱，还应考虑超高箱的参与。 ( 2 ) 我国铁路双层集装箱运输的箱型选择 2 0 0 4 年4 月1 5 日，铁道部发布了铁路双层集装箱运输管理试行办法哺j 。这 7 是指导我国铁路双层集装箱运输的第一个文件该文件规定，我国双层集装箱运 输应使用国际标准2 嘶，4 集装箱及宽度、高度、结构、载重和强度等符合国际 标准的4 8 f i 集装箱。考虑到我国铁路集装箱运输现状和限界情况，铁道部决定暂时 采用高度2 5 9 i m m + 2 4 3 8 舢的过渡方案，远期考虑2 5 9 l m m + 2 8 9 6 m m 方案。双层集装 箱的叠装形式如表2 4 所示。 为了适应集装箱多式联运，提高集装箱箱容利用率，我国铁路双层集装箱运 输应取消非标准的4 8 f t 集装箱，采用国际标准i s o 系列通用集装箱，主要是高度 为2 5 9 l m m 的2 0 f t 集装箱和高度为2 8 9 6 m m 的4 0 f t 集装箱，具体技术参数见表2 - 3 。 表2 3 铁路2 0 f i 和4 通用集装箱技术参数表 ! ! ! ! 丝= 三! 竖墅型盥婴盥孥! ! 童婴塑! p 驾醺! ! 婴! ! 箜燮塑堡熊 箱型 ! ! 竺竖! 竺! 总重( 。)自重( t ) 长度宽度高度 ( 3 ) 双层集装箱的叠装形式 根据集装箱和双层集装箱专用平车的结构尺寸，双层集装箱在双层集装箱专用 平车上的叠装形式共有四种： i 下层装2 个2 蛳箱，上层装1 个4 0 r 箱； 下层装1 个4 0 f i 箱，上层装1 个4 0 f t 箱； 下层装2 个2 0 f t 箱，上层装2 个2 0 f t 箱； 下层装1 个4 舱箱，上层装2 个2 0 f t 箱。 其中，装载形式上层的两个2 0 r 集装箱不易加固，不能保证运行安全，在 实际运行当中应予以捧除。因此，双层集装箱的合理叠装形式有3 种，即叠装形 式i i 。具体叠装形式如图2 1 、图2 2 、图2 3 所示。 袭2 4 双层集装箱的叠装形式表 ! ! 丝兰望! 墅g ! ! 鳃! ! 蜜竺些墼! 竺坐坐要 序号i 卜层上层最人载重 3 矗暑墨go老丑6一pjo口-o g-oj盘1p时。一_鬯匠一锚i肺茁 钌蛰群制g瓣誉q牛一群蹬q瓣onn臻噬k一曲盈 若奠垂糕k嚼 o牛_【哒卜 o n 牛n 噬卜 。惜妪圃卜器018恻籀器针暮【恻蹈壤蓉寸蠹寸。n槲蹈撄善n牛玲 镫毒h栅铤骣扑18冀on栅蹈瓣蓉寸寻n恻蹈擦鲁n牛艟苔铺爨。壤一iiiin9n石。寸争_【蟒喽q擦一ii善_【ann若on七n螓喽卜 ：i 佰谈螺蒯 缸ui墨gq芬墨千qojopj0量0j锄盎ipg一可口08qn譬n嚣匠 铽碘鼎剜譬蜒o_牛_l群噬鬃o口牛_【臻噬呷n函 =口一t喜旃k堪 导牛h嗵卜 ot牛一圣f卜 憔甚囤卜最兰母槲舔铎针18吨on槲踊谁蜒o寸噬卜，叫蓄镉耀。鬃一gg口an一o寸七_【螓噬q撄一unu口a3考寸七_【蟒噬卜。h一锚嫠臻唰 矗薏_q8老墨6一声暑勺-o昌oj汕u1焉。一pjiujcz彗咖匠 佰箍f群槲譬蜒篇on牛n臻踏壤gn七n群琶f卜cn函 1 8 t 删褥k 噼 酋on牛h喽卜 g h 牛h 噬卜 。惜蓬匦卜最18h栅褥罄扑澳一日昌一a跫一on七n浆噬q鬃一量三口”n旨on牛n鬃隧卜 ：一铽j3f蜊嘲 双层集装箱按以上三种叠装形式装车后的尺寸、与建筑限界的距离及重车重 心高如表2 5 【观所示。 表2 - 5 三种双层集装箱叠装形式的装载尺寸和重车重心高 叠装形式 苎竺箱兰兰时耋琴竺兰车后：昊霎萎簇茎 重车重心高度( 1 m )最大高度( m ) 上层装1 个4 0 f i 箱 1 8 5 l ，” 注：1 表中的“一”号表示货物住限界之外，与限界的距离： 2 表示该重车重心高是按照2 0 n 箱总重为2 4 t 、4 总重为3 0 4 8 t 来计算的； 3 表示该重车重心高是按照2 0 r 箱总重为3 0 - 4 8 t 、4 0 f i 总重为1 7 t 来计算的； 4 表示该重车重心高是按照4 个2 0 r 箱均衡装载、每箱总重1 9 5 t 来计算的。 从上表可以看出，三种叠装形式装车后的最大高度均在国标建筑限界的最大 高度5 5 0 0 舢m 以外，若要开行双层集装箱列车，需要对既有线的实际限界进行扩建。 叠装形式i 和i 对实际限界适当扩建改造即可开行；而叠装形式i i 装车后最大高 度达到6 1 1 2 l i l i n ，需要对实际限界扩建的工程量及投资巨大，而且其满载时重车重 心高达到2 5 2 4 5 l 蛐，车辆载重也不能充分利用，因此，我国目前尚不能开行2 个 商度为2 8 9 6 打吼集装箱的叠装方案。叠装形式i i i 装载4 个2 0 f i 集装箱最大载重量仅能 达到7 8 t ，使得2 衄箱的载重不能充分利用，而且这种叠装形式的稳定性差，因此， 不建议采用这种叠装形式。因此，我国双层集装箱运输的目标方案可确定为叠装 形式i ，下层装2 个高为2 5 9 l l n m 的2 0 f t 箱，上层装1 个高为2 8 9 6 m m 的4 0 f t 箱。 2 2 3 国内线路双层集装箱运行试验情况 为了推进既有线双层集装箱运输的开展，我国于2 0 0 3 年1 2 月开始在京广、京 沪和遂渝线进行了三次双层集装箱列车运行试验，对双层集装箱运输的车辆性能、 装载方案、列车空气动力学性能以及桥梁、隧道、接触网等基础设施的适应性等 1 2 进行了验证。在这三次运行试验中，虽然最高速度达到1 2 0 i d i 油，但是箱货总重心 始终位于车辆中央，没有横向或纵向的偏移。 为了确保北京上海、青岛郑州、上海株洲北这3 对双层集装箱班 列的顺利开行，铁道部于2 0 0 7 年5 月9 日至5 月1 5 日组织了双层集装箱重车重心高运 行试验，运行径路为杨浦株洲北封浜徐州北郑州东徐州北 济南西黄岛济南东，全程约6 9 0 0 公里。 本次参试的双层集装箱车辆有两种，一种是) ( 2 h 型双层集装箱车，另一种是 x 2 k 型双层集装箱车。参试的集装箱采用国际标准的2 0 英尺和4 0 英尺箱，其中2 0 英尺箱的高度为2 5 9 1 m m ，4 0 英尺箱的高度为2 8 9 6 m m 。试验列车中的6 辆双层集装 箱重箱车均采用同一种叠装形式，即：下层装载2 个高度为2 5 9 l 衄的2 0 f t 集装箱， 上层装载1 个高度为2 8 9 6 衄的4 0 f i 集装箱。 本次试验的装载方案采用箱货总重心横向偏移量为1 0 0 i t 蚰，纵向偏移量使两 转向架的负重差为1 0 t ，这是考虑了铁路货物装载加固规则的最不利的装载工 况。按照该装载工况进行试验的结果来确定双层集装箱车的安全运行技术条件可 以满足铁路货物装载加固规则允许的各种装载工况。 为保证试验列车的运行安全并了解参试车辆性能，在试验车上安装了加速度 计和测力轮对，对试验列车进行了动力学性能试验。 根据本次双层集装箱重车重心高运行试验的测试及数据分析结果，得出了如 下结论： ( 1 ) 在重车重心高为2 4 n l ，箱货总重心横向偏移量为1 0 0 m m ，纵向无偏移，车 辆满载，轴重达到2 5 t 的装载工况下，双层集装箱车的运行稳定性及平稳性指标均 在铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范g b 5 5 9 9 8 5 规定的评定标准的限度 值内，能够保证运行安全； ( 2 ) 在重车重心高为2 4 m ，箱货总重心横向偏移量为1 0 0 i 咖，纵向偏移使两转 向架的负重差为lo t 的装载工况下，双层集装箱车的运行稳定性及平稳性指标均在 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范g b 5 5 9 9 8 5 规定的评定标准的限度值 内，能够保证运行安全； ( 3 ) 本次试验的最高试验速度达到1 3 4 1 h 1 1 i i ，试验列车以该速度及1 2 0 h l l i 及 其以下的各速度级运行时稳定性及平稳性指标均在铁道车辆动力学性能评定和 试验鉴定规范g b 5 5 9 9 8 5 规定的评定标准的限度值内，因此双层集装箱列车在今 后的实际运行中，在线路条件允许的情况下可以以1 2 蛐的速度运行； ( 4 ) 双层集装箱列车在今后的实际运行中侧向通过道岔及通过小半径曲线时， 可按规定的限速运行【l o j 。 通过本次试验，研究验证了双层集装箱列车在提速改造既有线上运行时的安 1 3 全性和平稳性，建议了双层集装箱运输中应采用的合理装载方式、提出了今后运 营中应限制的重车重心高度以及双层集装箱列车的最高允许运行速度，为确定将 来在其他双层集装箱运输通道上开行的双层集装箱列车的安全运行技术条件提供 了科学依据。 幽2 4 四辆破试舣层集装箱重车 f i g l | 】n e 2 4f l o a d e dt e s d n gd o u b l 咄c o n 诅i m c a r 2 2 4 双层集装箱班列运输现状 2 0 0 4 年4 月5 r ，中铁集装箱运输有限责任公司同中铁联合物流有限公司正式 签署合作协议，由中铁联合物流有限公司承担国内第一列双层集装箱班列“北京 上海双层集装箱班列”的运营权。北京上海双层集装箱班列于2 0 0 4 年4 月 1 9 同j 下式运行。该班列采取直通运行，实行客车化管理，定点、定时、定线路、 定起始站、定到达站，在我国两大国际化都市北京与上海之间构筑起超大运量的 物流通道。 班列车辆采用凹式框架结构，下层装载2 个2 咂标准箱，上层装载1 个4 8 f t 的大 容量集装箱，车辆承载能力为7 8 t ，容积为1 4 0 m 3 ，每列双层集装箱班列由3 8 辆铁路 集装箱专用平车组成，运力可达1 5 2 t e u ，极大地缓解了两地物流需求大与运力不 足的矛盾。 l 该班列运营初期采用每周两班的开行方式，每周二、五从北京东站始发。从 2 0 0 5 年3 月8 日开始，每周增加到三班，即每周二、四、六从北京东站出发开行到 杨浦站，每周一、三、五从杨浦站出发开行到北京东站。根据货主的要求，2 0 0 5 年该班列在无锡南站增加了一次车辆甩挂作业。 2 0 0 4 年、2 0 0 5 年京沪问开行的双层集装箱班列分别为1 6 0 列、2 9 2 列，完成的 运量分别为1 3 5 3 叽飞u 、1 8 8 4 1 t e u 【“】。 中铁联合物流公司的京沪双层集装箱班列日前将北京的终点站移至北京市大 红门货运站，并于2 0 0 7 年1 8 日上午“大红门杨浦双层集装箱班列”正式开 通。每天开行一列，双向对开、直达，按照客车点运行，下行3 8 4 6 小时，上行 4 5 5 8 小时。 三年来，双层集装箱班列不仅有效地解决了北京、上海两大物流集散地之间 大宗货物运输的矛盾，同时也形成了双层集装箱班列的品牌效应和社会效应。 在北京大红门至上海杨浦双层集装箱班列始发的同时，全路还开行了从黄岛 至郑州的双层集装箱班列。郑州东站作为全国铁路内陆一类口岸，出口货物发送 量连年递增，以往的老式集装箱平板专用车已不能满足需求。为此，铁道部在郑 州铁路局投入运输双层集装箱专用平车，运行区间为郑州东站至青岛黄岛港。在 京沪、胶济干线开行双层集装箱班列，比以往单层运输方式运输能力可增加一倍， 为中原地区经济的快速发展提供了更加先进的运力保证。 1 5 3 我国铁路双层集装箱运输通道的选择 3 1 双层集装箱运输通道建设的必要性 ( 1 ) 有利于降低运输成本，提高运输效率 从发达国家经验看，开行双层集装箱班列具有明显的经济优越性。同样的列车 编组长度、牵引功率和劳动力，只需增加部分能源消耗，双层装载方式即可大幅 度增运集装箱数量。美国铁路开行双层集装箱后，其运输成本减少了2 5 枷。 仅从线路运输成本来看，双层集装箱运输较单层集装箱运输降低成本达到了4 5 以 上【1 2 】。 据测算，我国铁路开行双层集装箱列车，在同样线路到发线有效长的情况下， 同样的机车功率牵引列车质量提高，运输效率将明显提高，运输成本明显节约。 初步测算，每万箱公罩成本较单层集装箱列车可节省1 2 一1 3 。因此，建设双层 集装箱运输通道有利于提高运输效率，降低运输成本，对于提高铁路市场竞争力 具有十分重要的意义。 ( 2 ) 有利于提高运输能力，缓解主要通道运输能力紧张状况 我国铁路集装箱运量主要集中于繁忙干线上。铁路繁忙干线一方面客货运输 需求快速增长。另一方面线路运输能力全面紧张，运输能力供需矛盾十分突出。 尽管部分繁忙干线将逐步实现客货分线，但货运量的快速增长使得部分区段运输 能力紧张问题仍然存在，客货混跑的干线问题将更加突出。 双层或单层集装箱运输一般不受相关线路牵引质量限制，主要受线路到发线 有效长限制。在到发线有效长8 5 0 m 的线路上，现有主要集装箱专用平车x 6 a 车长 1 3 9 3 8 姗，可装载2 t e u ，单层集装箱班列可装载1 0 6 t e u 。而双层集装箱专用平 车长1 9 3 3 8 m m ，可装载4 t e u ，双层集装箱班列可装载1 5 2 t e u ，每列可提高运输 能力4 4 【l2 1 。因此，开行双层集装箱运输有利于提高运输能力，缓解主要通道运 输能力紧张状况。 ( 3 ) 有利于提升铁路技术装备水平，加快铁路现代化步伐 目前，我国铁路集装箱技术装备较差，一批使用年限到期的国内1 t 、i o 睇奋面 临淘汰，国际标准箱比重低，箱型结构需要调整，集装箱专用平车数量明显不足， 不能满足集装箱运输快速发展的要求。双层集装箱运输明确要求采用2 0 、4 0 英尺 国际标准集装箱，运载车辆采用新型双层集装箱专用车辆。通过双层集装箱运输 通道建设，加快双层集装箱运输发展，无疑将加快国际标准集装箱和集装箱专用 1 6 车辆的装备速度，既有利于铁路更好地与远洋运输衔接，又对提高铁路技术装备 水平、加快铁路现代化步伐，满足运输需求，具有重要意义。 ( 4 ) 我国铁路集装箱货流特点适合开行双层集装箱班列 双层集装箱运输班列的经济效益受运量和运距的影响比较明显。据美国有关 公司研究表明，每一双层集装箱列车必须有足够的运输量作保证，否则，经济效 益将急剧下降。铁路双层集装箱运输从运输成本看，中短距离竞争不过公路，距 离越长，运输成本下降越明显。在运距为8 0 0 k m 左右时，运输成本下降不超过1 5 。 美国双层集装箱运输距离一般要求在9 0 0 陆以上。 我国集装箱运输运量相对集中拟建的1 8 个物流中心到发集装箱量占全路 集装箱到发总量的3 2 左右；运距较长平均1 6 0 0 l 左右，是全路货物平均运 距8 0 0 k m 的2 倍，其特点适合开行双层集装箱班列，尤其是物流中心之耐1 2 】。 ( 5 ) 目前是建设铁路双层集装箱运输网络的最佳时机 我国铁路大规模建设已全面展开。规划“十一五”期间建设新线1 9 8 0 0 k m ，既 有线增建复线8 0 0 0 k m ，既有线电气化改造1 5 0 0 0 k m 。到2 0 1 0 年全国铁路营业里程 达到9 5 万公里，复线和电气化率分别达到4 5 以上。“十一五”铁路建设规模宏 大，集装箱物流中心建设全面启动。结合铁路大中型基本建设项目同步建设双层 集装箱运输通道，有利于节省工程投资，提高经济效益。因此，目l ； 是建设我国 铁路双层集装箱运输网络的最佳时机。 此外，发展我国铁路双层集装箱运输，还有利于提高送达速度和服务质量， 促进铁路运输的改革与创新，加快特种货物运输的发展。因此，应在总体规划的 自口提下，结合铁路大中型基本建设项目，加快我国铁路双层集装箱运输通道建设。 我国铁路发展双层集装箱运输也存在一些问题，主要是既有铁路建筑限界小； 部分线路已经电化、改造难度大；国内箱型多、双层装载加固困难；线路基础设 施设计轴重低、不适应2 5 t 轴重要求：现行规章货物装载加固要求重心低、重车重 心超过2 m 时货车需限速运行等。需要借鉴国外经验，尽快开展相应研究。 3 2 双层集装箱运输通道选择原则 ( 1 ) 双层集装箱运输通道应最大限度地覆盖集装箱主要集散点 目前国外铁路集装箱办理站已向大型化、专业化和现代化方向发展，而我国铁 路集装箱办理站很多，全路对外公布的集装箱办理站为6 0 9 个，实际办理站更多。 办理站过多，规模均较小，装卸设备落后，列车难以整列出发，加大了集装箱周 转时间，不适应集装箱运输和现代物流发展的要求。 根据近年来铁路o d 统计资料，位居前列的办理站承担的集装箱运量占全路 1 7 集装箱总运量的比重，前l o 位为3 0 以上，前5 5 位为6 以上，前3 0 0 位为9 0 左右。为了适应铁路集装箱运量相对集中的特点，提高集装箱运输效率，中长期 铁路网规划从满足国民经济和社会发展需要出发，按照有利于带动全国和地区 集装箱运输的发展，有利于开展海铁联运的原则，对集装箱站场布局方案进行了 调整。经研究，集装箱站场布局的方案为：一是强化上海等1 8 个集装箱物流中心， 建成具有先进水平的特大型集装箱办理站，使其具备相互问开行集装箱班列的能 力，成为全国和区域铁路集装箱运输的中心；二是建设4 0 个左右靠近省会城市、 大型港口和主要内陆口岸的集装箱专门办理站，配备必要的仓储、装卸、搬运、 检修、维护设备和手段，使其成为地区铁路集装箱运输中心。因此，为提高铁路 集装箱运输效率，扩大综合运输能力，增强市场适应能力，应优化全路集装箱办 理站布局，分层次进行建设【。 上海、北京、广州、天津、成都、昆明、重庆、乌鲁木齐、兰州、哈尔滨、西 安、郑州、武汉、沈阳、青岛、大连、宁波、深圳等1 8 个物流中心位于我国直辖 市、主要省会城市及港口城市，近年来完成的集装箱到发运量基本位居全路前1 8 位，发送总量占全路的4 0 左右，到达总量占全路的4 5 左右，相互交流量占全 路的1 7 左右，并具有较大的发展潜力。1 8 个点在地域分布上比较均衡，其中东 部1 0 个( 其中毗邻港口8 个) ，西部6 个，中部2 个，且大多位于铁路枢纠”】。建 设1 8 个铁路集装箱物流中心，对于逐步形成铁路集装箱运输系统具有十分重要的 作用。目i ； 上海、昆明两个物流中心已开通运营，其余的物流中心近年内将陆续 开工建设。