交換箱的分類與應用

文/區傳金 張 浩

改革開放以來，我國道路基礎設施顯著改善，貨運業取得了長足進步，但總的來看，我國道路貨運業仍處于粗放式發展階段，貨運車型結構與種類過于龐雜，車輛標準化程度過低，已成為影響物流業轉型升級的重要因素，嚴重制約了交通運輸業的暢通、高效、安全、綠色、可持續發展。

為促進物流業健康發展，國務院先后印發《物流業調整和振興規劃》《物流業發展中長期規劃（2014-2020年）》，提出推進物流技術裝備現代化的要求。作為一種新型運輸方式，利用交換箱進行運輸是一種方便、靈活、高效的作業方式，具有較好的社會、經濟效益，交換箱將成為我國多式聯運的重要運載工具。

一、交換箱的工作原理

交換箱的外形和結構與集裝箱非常相近，但交換箱帶四個可折疊支腿。在公路運輸中，運載交換箱的車輛到達目的地后，可以將箱體卸下，無需等待交換箱裝卸貨物，就可以裝載另外一個交換箱進行運輸。

運輸交換箱需要使用專用的載貨汽車（見圖1），該載貨汽車裝備有空氣懸架。在道路運輸時，裝載交換箱的主要過程如下：

1．當交換箱處于停放狀態時（見圖2），調整空氣懸架，降低車輛底盤高度，使其低于交換箱下底面；

2．調整載貨汽車的方向，使其縱向中心線與交換箱的縱向中心線大概重合（見圖3）；

3．載貨汽車倒車，倒車過程中，在載貨汽車上的導向輪和交換箱底面的導向槽相互配合下，完成倒車；

4．調整空氣懸架，升高車輛底盤，使交換箱的4個支承裝置離地，然后收起并固定好支承裝置，鎖緊交換箱的底角鎖，最后進行運輸（見圖4至圖6）。

在道路運輸時，卸載交換箱大致與上述過程相反。

大部分交換箱與標準集裝箱一樣，可以裝載至鐵路平車上進行運輸。歐洲交換箱通常設置有抓臂提升區，鐵路站臺或站場的舉升機構通過調整抓臂位置，抓住交換箱的抓臂槽，抓緊后吊起交換箱（見圖7），放置在火車貨臺上，最后通過鐵路平車的轉鎖和交換箱的底角件配合固定后進行鐵路運輸（見圖8）。

二、交換箱運輸的優勢

使用交換箱進行運輸，具有以下優點：

圖1 運輸C級交換箱的載貨汽車

圖2 C級交換箱 處于停放狀態

圖3 載貨汽車倒車

圖4 載貨汽車完成倒車操作

圖5 收起支腿

圖6 裝有C級交換箱的載貨汽車

1．減少貨物等待裝卸時間，提高裝卸效率，并提高車輛的使用效率。國際標準集裝箱（例如20英尺集裝箱）進行公路運輸時，需要與半掛車一起存放貨場進行裝貨。如果將集裝箱放置倉庫裝貨，需要使用吊具或叉車將集裝箱從半掛車上取下，場站內的設備投入成本比較高，且操作繁瑣。交換箱的外形和結構與集裝箱非常相近，但交換箱帶四個可折疊支腿。在公路運輸中，運載交換箱的車輛到達目的地后，可以將箱體卸下，無需等待交換箱裝卸貨物，就可以裝載另外一個交換箱進行運輸。

2．使用靈活，降低運營成本。交換箱可不需要吊裝設備或者叉車等作業工具，就能實現箱體的裝卸，可降低場地設備購置成本。另外，一輛載貨汽車一般配置3～4個箱體，可以減少車輛底盤的購置費用，同時還可減少駕駛員的人數，降低運營成本。除此之外，箱體可以作為“中間倉庫”，貨物分揀后可以直接“入箱”，減少了無效搬運及處理場地的壓力。同時車輛與箱體可以分離，更方便車輛檢修。

3．降低空車重量，并降低燃油成本。普通貨運模式中，載貨汽車將貨物運送到目的地后，然后空車返回。而交換箱無需一直固定在車輛底盤上，箱體和貨物一起從車輛上卸載后，可空車返回，此時，載貨汽車空車重量降低，能降低空車油耗。

4．相比國際標準集裝箱，具有更大的容積優勢。C級交換箱與之對應的20英尺集裝箱的外廓尺寸要大，可裝載的托盤數量也較大，如C782交換箱能裝載18個1200mm×800mm托盤，或14個1200mm×1000mm托盤，而1C集裝箱只能裝載11個1200mm×800mm托盤，或9個1200mm×1000mm托盤，托盤裝載量分別增加63.6%或55.6%。

5．便于多式聯運，促進貨物運輸的標準化。交換箱可以在鐵路平車上運輸和近海、內河中進行船運，從而實現交換箱的公路、鐵路和近海與內河的無縫對接，可大幅提高物流運輸系統的效率。

三、交換箱的分類

1.按長度分類

圖7 通過抓臂吊裝的交換箱

圖8 鐵路上運輸的側簾交換箱

圖9 A級交換箱

圖13 側簾式A級交換箱

圖14 篷布交換箱

圖15 可堆疊罐式交換箱

交換箱底角件定位尺寸和對應的ISO集裝箱一致，根據底角件的定位尺寸，交換箱可分為A級、B級、C級，分別依據1 A（40英尺）、1 B（30英尺）和1 C（20英尺）國際標準集裝箱規范進行底角件的定位。

（1）A級交換箱

在EN 452-1995中，A級交換箱根據箱體總長不同，分為A1219、A1250、A1360三個系列，其箱長分別為12192mm、12500mm、13600mm，最大總質量均為34t。歐洲標準委員會推薦使用該三種A級交換箱，其他尺寸的A級交換箱雖允許但不推薦使用。

由于A級交換箱最大總質量較大，通常不在箱體底部設置支承裝置。A級交換箱（見圖9）運載在半掛車上，一般通過抓臂舉升裝置進行交換箱的裝卸，受制于專門的舉升裝置在貨運站場運用較少，A級交換箱在歐洲市場應用較少。

（2）B級交換箱

國際運輸中通用的集裝箱規格主要是20英尺和40英尺兩種，且大部分的貨車和掛車按照20英尺或40英尺集裝箱進行設計，30英尺不是重要的物流基礎模數，因此30英尺國際集裝箱應用較少，B級交換箱也未廣泛應用，目前并未有對應的B級交換箱歐洲標準。

（3）C級交換箱

在EN 284:2006中，C級交換箱根據箱體總長不同，分為C745、C782兩個系列，其箱長分別為7450mm、7820mm，最大總質量均為16t。EN 284的1992年版有C715系列（箱長7150mm）的交換箱，但修訂后，取消了C715系列。

C級交換箱通常在底部裝有4個可折疊的支承裝置，在貨物裝卸時，支承裝置落下，在運輸狀態下，支承裝置收起并固定在車輛底盤上。載貨汽車或掛車通過空氣懸架或者空氣升降裝置能快速實現交換箱的裝卸。由于C級交換箱尺寸比20英尺集裝箱大，同時整備質量小，在干線運輸，可用中置軸掛車列車裝載兩個C級交換箱，進入城市道路，可以甩下中置軸掛車和一個交換箱，利用載貨汽車進行城市物流配送。不僅如此，由于20英尺是物流基礎模數，C級交換箱還廣泛應用于歐洲鐵路運輸。三種系列的交換箱中，C級交換箱是是歐洲境內最廣泛使用的，市場占有率最大。

2.按堆碼性質分類

交換箱根據其設計和作業要求，分為可堆碼的和不可堆碼的交換箱。

不可堆碼的交換箱是歐洲普遍應用的產品類型，其設有底角件用于與車輛底盤配合，不設置頂角件，其產品結構強度與集裝箱和可堆碼的交換箱相比較小，因此，整體質量更輕，更適合于道路運輸。

可堆碼的交換箱（見圖10）可用于公鐵水聯運，除了設有底角件之外，還設有頂角件用于頂部起吊。相比不可堆碼的交換箱，可堆碼的交換箱技術要求更為嚴格，除了一般試驗要求外，還需進行堆碼試驗、由頂角件起吊試驗、由底角件起吊試驗等附加試驗。由于產品結構強度大，適用于公鐵水聯運，同時由于具有堆碼功能，可減少箱體占地空間，有利于集約化作業。

3.按箱體結構分類

按照箱體結構形式的不同，交換箱可分為廂式、側簾式、篷布式、罐式、欄板式和專用作業交換箱。

（1）廂式交換箱

圖10 可堆碼的交換箱

圖11 后墻帶有對開門的廂式交換箱

圖12 側簾式C級交換箱

圖16 不可堆疊罐式交換箱

圖17 欄板式交換箱

圖18 專用作業交換箱

廂式交換箱是封閉式箱體結構，具有剛性頂面、側墻、端墻（前板和后板）和地板，端墻和側墻中至少一個配有箱門。該類型箱體可以有多種基本設計，如單側設置單個或多個卷簾門或對開門，后側對開門（見圖11）或設卷門。由于其能防雨、防盜，且適合運輸的貨物類型多，因此廂式交換箱在歐洲應用最普遍。

（2）側簾交換箱

側簾交換箱的設計與標準的側簾半掛車相似，其封閉框架由剛性頂部、端墻和底板以及可折疊的側墻或可移動的帆布組成，用于封閉箱體的簾布可以快速地拉開與封閉，其過程類似于拉窗簾，因此，該結構的交換箱常稱為側簾交換箱或軟簾式交換箱，如圖12和圖13所示。側簾交換箱由于側墻是帆布或者塑料材料做成的，質量較輕，有效裝載能力強，經濟性好，但由于側墻材料容易被刮破、火燒，存在貨物被盜的危險。

（3）篷布交換箱

篷布交換箱的基本框架由箱體底盤、剛性端墻、活動側墻和頂部組成，箱體由篷布覆蓋后形成封閉空間，見圖14。由于篷布交換箱的頂部和兩側均可以移動或拆除，貨物可從不同方向進行裝卸，便于叉車和吊裝機械的操作，能提高物流效率。箱體大部分由篷布覆蓋封閉，箱體的整備質量輕，有效裝載能力強，經濟性好，同時箱體制造材料少，結構簡單，制造成本低。但與側簾交換箱一樣，由于篷布材料容易被刮破、火燒，存在貨物被盜的危險。

相比于側簾交換箱，篷布交換箱缺少簡單快捷的緊固裝置，篷布的緊固需要人工操作，耗時較長。箱體篷布四邊均設置有扣眼，覆蓋到箱體框架后，扣眼和箱體上的扣環對應連接好，然后利用繩索或條帶穿過扣眼和扣環，將篷布固定好。

（4）罐式交換箱

罐式交換箱是指裝有罐狀的容器，并且通常帶有工作泵，用于運輸液體、氣體或粉粒狀物質的交換箱。大部分罐式交換箱是可堆碼的，一般滿載可達3層，并具有頂部和側面舉升能力，如圖15。部分罐式交換箱是不可堆碼的，如C605L和C715L，如圖16。但這種類型的交換箱通常在底部設置導向槽和4個支承裝置，通過支承裝置能快速甩下箱體，然后裝運另外一個交換箱，提高運輸效率。

（5）欄板式交換箱

欄板式交換箱具有由縱梁及橫梁組成的骨架、底板和四塊欄板（即前板、后板和左、右側板）組成的載貨部位結構，見圖17。由于欄板式交換箱沒有頂板，同時四塊欄板通常可以通過鉸鏈進行拆裝，可以從多個方向進行貨物裝卸，甚至可通過吊車和叉車進行裝車，貨物裝卸方便，提高裝卸效率。同時欄板車廂對貨物的局限性小，能滿足超長、超寬、超高的貨物運輸需求。欄板式交換箱運輸的貨物暴露在外，不能對貨物提供防塵、防雨、防盜、防侵害等安全防護，且載貨容積小。

（6）專用作業交換箱

目前，歐洲部分制造企業借鑒交換箱的設計理念，通過交換箱4個支腿支承一些專用作業設備，可使專用作業設備快速地與車輛底盤實現裝卸，提高工作效率。圖18為一種專用作業交箱體，其上裝并不具有貨物運輸功能。