鐵路冷鏈物流園區設計核心技術探究

董武

（中國鐵路總公司安全監察管理局 高級工程師，北京 100844）

0 引言

冷鏈物流園(cold logistics park)是近幾年出現的新概念[1]，是我國冷鏈發展到一定階段出現的新理念。具體來說，是指在物流作業集中的地區，在幾種運輸方式銜接地，將多種物流設施和不同類型的冷鏈物流企業在空間上集中布局的場所，也是一個有一定規模的和具有多種服務功能的冷鏈物流企業的集結點[2]。

在“五大”運輸方式中，鐵路運輸占有舉足輕重的地位，依托鐵路運輸的冷鏈物流園區的規劃建設對于完善我國冷鏈物流體系是必不可少的。2016年12月，中國鐵路總公司印發《鐵路冷鏈物流網絡布局“十三五”發展規劃》的通知，至2020年，形成布局合理、功能完善的鐵路冷鏈物流網絡。但目前鐵路冷鏈發展遇到各種困難，如運輸組織模式不適應市場需求、貨源組織及配送能力不足、裝備不適應市場需求、運力及運時無法保障、運價機制不靈活等，使得鐵路冷鏈物流的發展受阻，特定的鐵路冷鏈物流園區的規劃、布局和運營機制將對解決上述困難起到至關重要的作用。要規劃設計鐵路冷鏈物流園區，必須對其必備的核心技術進行探討和分析。

1 核心技術分析

鐵路冷鏈物流園區設計的核心技術主要包括三個方面[3-4]，首先是低溫技術的選擇，其次是以鐵路為主的多種運輸方式的銜接和布局，再次是專業化和規模化經營的綜合物流園區。

1.1 低溫技術[4-5]

影響物流園區的低溫技術不僅包括冷庫結構、冷庫運營模式，還涉及冷庫建筑形式和制冷劑選擇。

1.1.1 冷庫的組成

冷庫結構包括冷加工間(包括冷卻間、晾肉間、待冰間、凍結間、包冰衣間、冷卻物冷藏間)、冷藏間、冰庫、庫房輔助用房(包括辦公、休息、更衣、烘衣、廁所、樓梯、穿堂、走道、過磅、站臺、機器間、設備間等)、動力用房(變配電站、鍋爐房)和生產工藝用房(包括加工間、屠宰間、整理間、水塔、冷卻間等)。在千噸以上冷庫設計過程中,工程商需結合工程實際工況進行綜合設計考量。

1.1.2 冷庫運營模式

按照冷庫的使用性質和所在地區冷鏈規模，冷庫運營模式可分為產地性冷庫、分配性冷庫、中轉性冷庫和零售性冷庫。產地性冷庫主要建在產地附近（如鮮活貨源的運輸距離不大于100 km），貨源較集中的地區或港口、碼頭基地，通常作為肉類聯合加工廠、魚品加工廠、乳品加工廠等企業的一個組成部分；具備較大的冷卻、凍結能力和一定的冷藏容量，食品在此經過冷加工后，進行短期貯存即運往銷售地區、直接出口或運至分配性冷庫作較長期的貯藏；生產方式是零進整出，并要求建在公鐵、鐵水聯運比較方便的地區，為便于凍肉、凍魚外運，商業系統、水產系統對1 500 t以上的生產性冷庫均配備適當的制冰能力和冰庫。分配性冷庫主要建在大中型城市，人口較多的工礦區及水陸交通樞紐，專門貯藏經過冷加工的食品；特點是冷藏容量大，凍結能力較小，僅用于外地調入凍結食品，在運輸過程中軟化部分的再凍及當地小批量生鮮食品的凍結。中轉性冷庫是在漁農副產品、魚肉生產基地的冷庫，能進行大批量的冷加工，并可在冷藏車、船的配合下中轉，向外地調撥或提供出口。零售性冷庫一般建在城市群輻射范圍內的大型副食品超市或菜市場附近，供臨時貯存批發或零售，特點是庫容量小，貯存期短，其庫溫則隨使用要求而不同。

1.1.3 冷庫建筑形式

由于冷庫庫房要求低溫的特殊性，因此冷庫結構不同于一般的普通建筑。在充分考慮荷載（動荷載可達1～3 t/m2）、溫度內力、建筑材料（如采用鋼結構時可按最低工作溫度高于-30℃條件下）等的基礎上，冷庫的建筑形式設計對比如表1。

表1冷庫建筑形式分類表

鐵路冷鏈物流園可采用全自動高貨架單層冷庫，層高30 m，庫內沿縱向設兩排或多排輕型鋼制作的多層高貨架，貨架本身就是建筑物的結構。庫內裝卸作業和制冷系統操作全部自動化。具體標準可根據《冷庫設計規范》（GB 50072—2001）中涉及的經濟指標、技術規范進行設計，確保冷庫設計的適用性和先進性。

1.1.4 制冷劑選擇

制冷劑的選擇對冷庫運營至關重要，目前常用的制冷劑有氨制冷劑、氟利昂制冷劑、新型制冷劑三種。制冷劑功效見表2。

表2制冷劑功效對照表

選擇制冷劑的原則：

1）在標準大氣壓力下制冷劑的蒸發溫度較低，一般不高于-10℃；

2）在工作范圍內制冷劑的冷凝壓力不宜過高；

3）制冷劑的臨界溫度要較高，即在常溫或普通低溫下能夠液化；

4）應具有較強的換熱性能，以提高制冷換熱器的效率；

5）應具有一定的吸水性，這樣當制冷系統中進入少量水分時，不致形成“冰塞”，影響正常運行；

6）制冷劑應具有化學穩定性，要對人體健康無害，無刺激作用。

鐵路冷鏈物流園冷庫可采用新型制冷劑。冷庫采用無霜速凍制冷方式，配備歐美名牌壓縮機(半封閉為主)及制冷配件，采用自動電化霜或水沖霜,控制方式有微電腦智能控制及PLC智能程序控制兩種。冷庫制冷系統采用綠色冷媒，屬于21世紀國際先進的制冷技術。

1.2 多式聯運分析

多式聯運是指以同一裝載單元或運輸車輛,通過兩種或兩種以上的運輸方式完成整個貨物運輸過程,在轉換運輸方式時不對貨物本身進行操作,僅對裝載單元或運輸車輛進行操作的運輸形式。

在鐵路物流園區中，多式聯運主要涉及到公鐵聯運、鐵水聯運、公鐵水聯運[6]。公鐵聯運是指在鐵路、公路兩種運輸方式之間對貨物進行直接的中轉，對卡車和鐵路貨車之間轉運的貨物不進行再次處理。公路和鐵路的連接通常是通過公鐵聯合運輸中轉平臺來實現。公鐵聯運是多式聯運的組成部分，在我國現階段采取公鐵聯運的貨物主要為國內中長距離的集裝箱貨物及行包快運貨物。鐵水聯運是進出口貨物由鐵路運到港口直接由船舶運出，或是貨物由船舶運輸到達港口之后，由鐵路運出的只需“一次申報、一次查驗、一次放行”，就可以完成整個運輸過程的一種運輸方式。

對于鐵路物流園區而言，重點在于鐵路線與物流園區的連接問題。鐵路線連接物流園區的形式主要有以下幾種,分別是一側型、穿越型、深入型和分離型,如圖1所示。

圖1鐵路線連接物流園區的形式

一側型物流園區位于鐵路線的一側，這種布局保持了園區的整體性。在進行規劃時,靠近鐵路線的區域應優先規劃聯運區。分離型物流園區與鐵路線并不直接相連接，這種布局使得鐵路線對園區內部作業交通影響不大。在進行規劃時,靠近鐵路線的區域應盡量布置與鐵路到貨關聯度大的功能區。

穿越型和深入型都在不同程度上使得園區內部交通阻斷,導致園區分割。因此,在進行功能區的規劃時,應合理規劃聯系緊密的功能區,為方便作業盡可能將它們布置在鐵路線的同一側。同時,鐵路線也會將園區分割為背離城市與面向城市兩部分,這就需要我們了解各功能區與城市聯系的緊密性,從而合理規劃鐵路線兩側的功能區布局。

公鐵聯運物流園區與一般的鐵路物流園區在多式聯運布局形式上區別不大，而鐵水物流園區則需要考慮鐵路作業區與碼頭作業區的關系。鐵水聯運港站集裝箱作業區比較合理的集裝箱換裝模式應為“鐵-水”模式。它是指集裝箱貨物在鐵路運輸和水路運輸方式間的換裝由港口內部的裝卸機械和內部集卡等設備共同完成,鐵路運輸裝卸線延伸到港口內部。集裝箱貨物卸載后,可以先直接將貨物卸載至集裝箱堆場,完成集裝箱的堆操,或者由內部集卡直接轉運至碼頭前沿裝船。鐵路車輛的裝卸車作業作為港口列車裝卸區生產的組成部分,并納入港口裝卸作業計劃。在這種模式下,鐵路運輸的車站應與水路運輸的港口緊密銜接,集裝箱貨物在鐵路運輸和水路運輸之間的轉換不需要借助較長的一段公路集卡運輸或第三方運輸企業來完成。“鐵-水”換裝模式,避免不必要的外部運輸環節,也便于鐵水聯運統一管理和銜接。

1.3 專業化和規模化經營的綜合物流園區

綜合考慮我國冷鏈市場狀況和國內外冷鏈物流發展趨勢，基于鐵路運輸為主的冷鏈物流園功能設計的主導原則為專業化、多功能、綜合型。即提供專業化服務，滿足利益發展的冷鏈物流專業化要求；提供多功能冷鏈物流服務，以實現客戶需求多樣化的需要；提供物流園綜合型服務，以提供全面有效的公共服務、基礎設施保障和多式聯運，以及冷鏈物流價值鏈的貫通。因此，鐵路冷鏈物流園的設計功能包括：冷鏈物流功能、包裝加工功能、展示交易功能、冷鏈物流設備研制功能、咨詢功能、食品安檢功能、信息服務功能、多式聯運功能、綜合辦公及輔助服務功能、配套居住功能。

1.3.1 冷鏈物流功能

1）倉儲功能。現代冷鏈物流網絡體系中，對于包括物流中心在內的物流節點設施，倉儲功能是其最主要的基本功能之一，通過倉儲活動調節供需，實現冷鏈物流的時間價值。鐵路冷鏈物流園將提供冷凍、冷藏、保鮮、氣調等多種高科技儲藏倉庫，為顧客提供個性化服務。

2）裝卸搬運功能。裝卸搬運是在實現運輸、倉儲、包裝、流通加工、配送等物流活動過程中，為改變產品空間位置和狀態而多次反復進行的重要配套冷鏈物流服務功能。為了在最短的時間為客戶提供最滿意的服務，必須盡量縮短時間，提高效率，實現貨物裝卸搬運的合理化。為此，需要根據冷鏈物流園內的客戶需求以及其所經營的業務特點，選擇采用不同裝卸搬運設備。

3）運輸服務功能。運輸是冷鏈物流系統中最重要、最有活力的功能要素。在項目初期，鐵路冷鏈物流園將主要依靠鐵路貨場功能，加上配備專業的三溫度運輸車輛，為顧客提供貨物集散、發送、到達、中轉、多式聯運組織銜接等與運送活動配套的運輸服務。并根據冷凍、冷藏物品的需求，提供開放式月臺或封閉式月臺。

4）配送功能。配送是冷鏈物流系統的一項重要功能要素，配送活動實質上是在活動范圍、運送距離、覆蓋深度、貨物批量批次（頻度）、時效性、可靠性及其他服務質量要求、信息技術應用要求、配送車輛通行約束及組織復雜程度等方面，與干線運輸活動有較大差異的一種特殊性的運輸活動。鐵路冷鏈物流園可在園區內建設多個小冷庫，由生產商到低溫物流中心及低溫物流中心到各小冷庫及大客戶由專業的運輸車輛負責，小冷庫到小客戶的超短距離配送則由配備冷庫的小型車輛完成。

1.3.2 包裝加工功能

1）包裝功能。包裝是為了保護商品、促進銷售、擴大裝卸及運輸的貨物單元，以延長農副產品的保鮮保質時間和提高作業效率、降低成本、保障安全而提出的一項重要的冷鏈物流服務配套功能。通常情況下，包裝作業是與生產加工或倉儲、配送活動在同一空間庫房進行的，因此在進行生產車間、冷庫或配送中心等設施配飾規劃時，應考慮到滿足包裝作業對場地和空間的需要。鐵路冷鏈內的包裝服務功能主要是為水果、蔬菜、肉制品、速凍食品、海鮮等農副產品提供運輸包裝服務。

2）加工功能。鐵路冷鏈物流園并不僅僅是具備單純中轉、物資集散、配送等功能的物流節點，還能為客戶提供加工服務，以增加商品的價值。通常包括流通加工和簡易的生產加工服務。

流通加工是在商品流通過程中為靈活適應銷售市場需求變化，更好地適應末端消費需要、節約運輸資源、提高物流運作效率、減少農副產品損耗、保證農副產品質量而提供的一種重要的配套物流服務功能。簡易的生產加工是指加工業程序簡單且生產加工過程中無污染、無噪音等負面影響。鐵路冷鏈物流園主要是為水果、蔬菜、肉制品、速凍食品、海鮮等農副產品提供加工服務。

1.3.3展示交易功能

提供商品展覽、展示、交易功能是將冷鏈物流與商流活動相結合，拓展系統各項基本服務功能，開展增值服務的一項重要服務功能。根據園區所在地的產業結構和各城市冷鏈物流園區建設情況，冷鏈物流園宜設置水果、蔬菜、速凍食品、肉制品、海鮮等農副商品的展示、交易服務功能。

1.3.4 冷鏈物流設備研究與制造功能

冷鏈物流園的冷鏈設備設施安裝調試到位后，由業主與設備供應商為主體組建新的運營公司，承擔日常維護、保養、檢修等專業工作。后期發展可將冷鏈設備、設施及配送設備供應商等聯合成立冷鏈物流設備研制中心，并成立相應的設備制造基地，為客戶提供全方位的冷鏈物流技術及設備支持，樹立鐵路冷鏈物流的信譽和品牌。

1.3.5 咨詢功能

冷藏和冷凍食品需要一個完整的冷鏈物流對貨物進行全程的溫度控制（根據相關的規則），以確保食品的安全；這包括裝卸貨物時的封閉環境、儲存和運輸等等，一個環節都不能少。完整的冷藏食品供應鏈是食品安全不可或缺的元素，冷鏈物流的要求比較高，相應的管理和資金方面的投入也比普通的常溫物流要大。冷鏈物流園可根據規劃成立冷鏈物流咨詢公司，為客戶提供全面的、詳細的、高標準的冷鏈物流信息服務和管理咨詢。未來可以和高等院校、科研院所、冷鏈設備設施等聯合成立冷鏈物流技術研究機構，專注冷鏈物流技術研發。

1.3.6 食品衛生安檢功能

近些年來，食品安全問題成為社會上越來越熱門的話題。鐵路冷鏈物流園將設立食品安全衛生檢查機構，對食品在進入物流園、儲存、加工、配送、離開物流園、運輸等環節實施全程食品安全監控，并負責進出口食品的檢疫檢驗，確保食品本身的安全性以及食品供應的安全性（不斷貨）。

1.3.7 信息服務功能

物流園區的信息化建設最重要的是要規劃和建設好公用信息化平臺，在此基礎上開發功能完善的物流信息系統，構建完善的現代信息網絡。

1.3.8 多式聯運功能

冷鏈物流園區的多式聯運功能是實現方便、快捷、高效運輸的重要基礎。根據所在地區的地形、地貌和交通運輸設施情況，以鐵路為基礎，可以實現公鐵、鐵水、海鐵聯運等，保證貨物運輸不間斷服務。

1.3.9 綜合配套服務功能

為了給入駐園區的企業及其所服務的客戶企業提供完善配套的服務，對園區及入駐企業實施有效的管理，園區須設置完善的綜合配套服務功能。（1）工商管理、稅務管理服務；（2）公證、法律咨詢服務；（3）園區管理及物業管理服務；（4）金融、保險服務；（5）郵政、電信服務；（6）醫療、衛生、保健服務；（7）住宿、餐飲、購物、娛樂、健身服務。

鐵路冷鏈物流園區的設計基本功能區域為6個：綜合服務區、倉儲管理區、市場交易區、流通加工和包裝區、生產加工區和配送區。通過德爾菲法可建立如圖2的作業區域相互關系[7]，其相互關系可以用 A、E、I、O、U、X 來表示， 字母意義如表 3 所示。

圖2作業區域相互關系圖

表3關系說明表

由圖2可以看到各區域間的關系，其中以“A”“X”為主要研究對象，可用表4來表示：

表4各區域主要關系表

根據各區域主要關系圖，確定主要關系簇圖，如圖3：

圖3各區域主要關系簇圖

根據編制主聯系簇圖，從關系“A”出現最多的區域開始，倉儲管理區的聯系項目居首，因此首先確定倉儲管理區的位置布局。倉儲管理區與其他幾個區域的關系最為密切，將整個冷鏈物流園區設置為矩形的話，倉儲管理區可以設置在整個區域的中心位置，然后將整個倉儲管理區進行冷凍、冷藏的劃分。若以某種運輸方式如鐵路為主，根據就近原理，貨場應盡量設置在園區的邊緣，利于列車停放，冷凍、冷藏倉庫可根據需要圍繞貨場依次排開。

倉儲管理區設置成功后，將與其相關度最大的流通加工和包裝區、生產加工區、配送區設置在它周圍。生產加工區又可以劃分成水產生產區、水果加工區、牛奶制品加工區等分散區域分布，具體辦法是采用就近原則；根據市場交易區與流通加工和包裝區的關系，將其設置在流通加工和包裝區附近，另外考慮到冷鏈物流園區內的流通成本和工作流程因素，將流通加工和包裝區設置在倉儲管理區之下，配送區域設置在交通最便利的區域；綜合服務區設置在市場交易區附近。

最終可將整個冷鏈物流園區的各功能設置如圖4所示：

圖4冷鏈物流園區功能示意圖

以鐵路貨場為例，按照此原則即可確定各區域功能布局設計，如鐵路貨場作業區為中心，沿貨場周邊布置冷藏倉庫，臨近冷藏倉庫布置加工中心、包裝中心、海關監管和配送中心等，在園區入口位置布置物流管理中心、咨詢服務中心、質量檢測中心、信息服務平臺以及冷藏食品商貿城等，靠近城市主干道布置特色餐飲街、商務辦公及配套休閑娛樂設施等，如圖5所示，即可達到專業化和規模化經營的綜合物流園區的要求。

圖5鐵路冷鏈物流園區平面布置示意圖

2 結語

目前，隨著鐵路運輸網絡的不斷升級，社會對大宗農產品物流和鮮活農產品冷鏈物流的需求不斷增長，鐵路冷鏈物流產業已步入轉型升級的新階段，但總體水平還不高，對鐵路冷鏈物流園區核心技術掌握不足。本文通過對鐵路冷鏈物流園區規劃設計的三大核心技術進行分析，為鐵路冷鏈物流園區的規劃設計提供專業思路，對未來鐵路冷鏈物流園區建設有一定的參考意義。