快件空鐵聯運組織模式及聯運站場布局研究

歐陽杰，尚 芮，梁 旭

（中國民航大學 交通科學與工程學院，天津 300300）

目前我國高鐵快運網絡已覆蓋全國700多個城市，設有3 200多個營業機構，可實現2 906個市縣的“門到門”配送服務[1]。航空快遞業也始終保持著穩健的增長態勢，機場貨郵吞吐量從2011年的1 157.8萬t增長至2019年的1 710萬t，貨運方式則由以散航運輸為主向全貨機與散航運輸相結合轉變，貨運骨干航線網絡結構由直飛模式向樞紐化運作模式轉型。在快遞業務快速發展以及高鐵快運網絡和航空快遞網絡持續完善的背景下，我國正在構建快運物流發展新格局，即國際快遞市場以航空物流為主體，國內快遞市場以高鐵快運和航空貨運相互促進為依托，快件空鐵聯運由此正成為一種新興的多式聯運模式。為此研究快件空鐵聯運的運輸組織模式和站場布局，對探索我國航空快件物流發展的新模式具有理論指導意義。

1 快件空鐵聯運的銜接模式及運輸組織

隨著高鐵貨運動車組的下線，我國快件空鐵聯運將逐漸推廣以“航空—高鐵貨運列車”[2-3]的方式為主、實行“客貨共線”的高速鐵路聯運模式。這一聯運模式有利于在城市群范圍內推動快件運輸從卡車運輸、中短途航空貨運航班向高速列車運輸的模式轉換，進而打造以空鐵聯運為主體的中長距離多式聯運快件物流體系[4]。從機場地區的空鐵聯運銜接來看，航空—高鐵貨運列車組織模式需要針對貨運專線段、專用的貨運空鐵聯運站場進行規劃建設，其中貨運專線段是指從高速鐵路客運正線分出專用貨運鐵路支線引入至機場貨運區的線路，它通過分時開行的方式，減少客貨列車相互之間的影響。高速鐵路貨運站場應主要考慮機場和鐵路的位置關系及接駁中轉作業過程中各環節銜接的便利程度，在盡量不增加基建成本的前提下，宜盡量靠近機場貨運區，以實現貨物的無縫銜接、作業的集中處理。根據高鐵站場和機場的相對位置關系及其多式聯運全作業流程設計的不同[5]，機場地區的空鐵聯運銜接模式可以分為無縫銜接式、外部轉運式及內部接駁式3種類型。

1.1 無縫銜接式空鐵聯運

無縫銜接式空鐵聯運是指高速鐵路線路引入機場貨運區，并直接在貨運區空側隔離區內完成鐵路運輸與航空運輸之間貨物中轉接駁作業的聯合運輸形式。該模式是空、鐵2種運輸方式全面融合、無縫接駁的理想聯運模式，整個聯運過程實現“一單到底、一箱到底”，可提供“全封閉、一站式”的快件貨物運輸服務。考慮到機坪地面作業面積有限、機場隔離區航空安全要求高及其作業流程復雜等因素，鐵路貨運支線在貨運區宜采用地下設站的形式。

無縫銜接式空鐵聯運作為一種作業流程集中在機場空側運作的理想化模式，需要從高鐵貨運列車、站臺裝卸系統、貨運機坪內部傳送系統等諸多方面進行整體設計，該模式適用于新建貨運機場或貨運區。從快件貨物的傳送設備及其載體來看，無縫銜接式可分為集裝箱運輸和散件貨物運輸2種方式。空鐵通用的貨物集裝箱整件裝卸和轉運，可通過滾軸式水平傳動平臺及垂直升降平臺實現，即高鐵貨運列車停靠站臺兩側設置有兼具過磅稱重功能的水平傳動平臺，列車每節車廂兩側車門全開啟后，車內的集裝箱可通過帶滾輪的貨運地板推至滾軸平臺，滾軸裝置再帶動集裝箱前進至指定位置，然后通過垂直升降平臺直接傳送到貨運機坪，實現整箱拆裝轉運作業，反之亦然。該模式可實現列車雙側同時裝車和卸車，有效保障裝卸作業效率。散件貨物運輸可通過快件自動傳送和分揀設備實現高鐵貨運列車與貨運機坪之間直接的快速分揀及轉運。無縫銜接的空鐵聯運模式如圖1所示。

圖1 無縫銜接的空鐵聯運模式Fig.1 Air-rail express transportation mode with seamless connection

無縫銜接式空鐵聯運節省快件運輸的周轉環節，作業時間短，運行效率高。但高鐵貨運線路需要采用地下的形式引入機坪，且高速鐵路站臺要配套設置專用的快件分揀和傳送系統，工程規模和投資成本均較高；另外高速鐵路線路下穿機坪存在較大的施工風險和較高的運營成本，工程技術較為復雜，建設施工難度較大[6]。

1.2 外部轉運式空鐵聯運

外部轉運式空鐵聯運是指先期各自獨立完成貨物的高速鐵路運輸和航空運輸作業，再在機場陸側組織聯合運輸的運作模式，其中航空貨物的作業流程在機場貨運區完成，高鐵貨物的作業流程在高鐵貨運站內完成，再使用貨運卡車對聯運貨物進行接駁和快速集散，外部轉運的空鐵聯運模式如圖2所示。

圖2 外部轉運的空鐵聯運模式Fig.2 Air-rail express transportation mode with external transshipment

外部轉運式空鐵聯運通過機場陸側的公路運輸解決“最后一公里”的問題，但需要在航空—公路—鐵路3種交通方式之間進行2次貨物中轉，與其他兩種模式相比增加了周轉環節。該模式下的鐵路站場和機場貨運站相對獨立作業，兩者均可各自完成貨物拆解、拼箱打板(將空鐵聯運的貨物先裝進一定尺寸規格的集裝器內，再載入飛機貨艙）、倉儲配載等系列作業。高鐵貨運站設置靈活，除了新建之外，還可利用現有的高速鐵路車站和動車所進行改造，用地受限相對較少，基建成本低且易于實現。該模式不僅僅服務于空鐵聯運產品，也可以實現公鐵、空公等其他多式聯運模式，可滿足于特快運輸服務、快運服務和普通貨運等多種貨運產品設計的需求。例如由中國鐵路成都局集團有限公司聯合四川航空股份有限公司、中鐵快運股份有限公司、順豐控股股份有限公司(以下簡稱“順豐”)和四川省機場集團有限公司等多家企業推出的貨運“空鐵聯運”產品即采用了該種運輸組織模式。聯運貨物從雙流機場高速鐵路站卸下后完成相應的鐵路物流作業，再通過貨運卡車運輸至機場貨運站進行集貨作業處理，最后貨物轉運至貨運機坪再裝機運往上海浦東國際機場[7]。外部轉運模式總體上因接駁次數多、聯運時間長，未能充分有效地發揮空鐵聯運的優勢。

1.3 內部接駁式空鐵聯運

內部接駁式空鐵聯運是指將高速鐵路貨運支線引入機場貨運區，并在機場內部的陸側與空側交接處配套建設空鐵聯運貨站的聯合運輸形式，即聯運的貨物分別從機場貨運站或高速鐵路站臺卸下后轉運至空鐵聯運貨站，在該貨站內完成分揀、裝卸、倉儲、安檢等一系列周轉作業，最后轉運至高速鐵路車站或機坪再次發運。該模式下的空鐵聯運貨站、高速鐵路站臺均設置在機場貨運區，聯運流程需要根據聯運作業和運輸流線統籌設計組織。

空鐵聯運貨站是內部接駁式運作下的重要銜接節點和工作場所，其鐵路和航空貨物的中轉作業均集中在空鐵聯運貨站中完成，機場陸側和空側的隔離區分界線也設置在其內。鐵路站場、機場貨運區和空鐵聯運貨站之間的轉運需要拖車和升降平臺進行短距離接駁，并規劃專用道路進行銜接，以合理安排貨運車輛進出港的運輸流線，減少流程交織。內部接駁的空鐵聯運模式如圖3所示。以湖北鄂州花湖機場為例，規劃自鄂州東站引出高鐵貨運鐵路支線接入機場南側的貨運區，并在南貨運區的陸側公共區設置地面貨運站，貨運車或行李拖車通過空側專用道路往返于鐵路站場到機場轉運中心或機坪之間進行接駁，以此解決“最后一公里”問題。

圖3 內部接駁的空鐵聯運模式Fig.3 Air-rail express transportation mode with internal connection

1.4 3種模式優劣勢對比分析

機場地區的3種空鐵聯運銜接模式分別采用了不同的高速鐵路設站形式，并各自適用于不同的貨運區類型。機場地區的空鐵聯運銜接模式及優劣勢分析如表1所示。從表1可知，理想化的無縫銜接式實施難度大，而外部轉運式的運作效率較低，相較之下內部接駁式實用性強，聯運效率相對較高。因此未來快件空鐵聯運應優先選擇內部接駁式為主的聯合運輸組織模式，并建設由高速鐵路車站、機場貨運區和空鐵聯運貨站所共同構成的綜合物流樞紐。

表1 機場地區的空鐵聯運銜接模式及優劣勢分析Table.1 Advantages and disadvantages of air-rail intermodal transportation connection mode in the airport area

2 空鐵聯運站場的空間布局模式研究

在內部接駁式空鐵聯運中，空鐵聯運站場的空間布局對提高聯合運輸周轉效率、清晰劃分作業流線起著至關重要的作用。根據高速鐵路車站、機場和空鐵聯運貨站的位置關系和聯運作業流線的不同，空鐵聯運站場可以分為I型、L型和U型3種空間布局模式，分別適用于不同的空鐵聯運應用場景。

2.1 I型布局模式

I型布局模式是指空鐵聯運貨站布置在高速鐵路站臺的一側，并與高速鐵路線路走向平行、與站臺作業區聯合布置的布局形式。該種布局模式適用于運量較少的區域性貨運樞紐機場，高速鐵路在機場貨運區內設站，車站形式為盡端站或通過站[8]，其中通過式線路可同時兼顧航空貨運和油料運輸多種功能。I型空鐵聯運站場布局及作業流程如圖4所示。進港貨物先在空側分揀區進行拆解分揀及理貨暫存作業，再在陸側分揀區配貨稱重后裝上高鐵貨運列車進行發送；出港貨物的作業流程則與進港流程基本相反，只是在陸側和空側交界處增設安檢環節。站臺宜采用“3臺夾2線”的基本形式[9]，站臺長度不受限制，站臺數量在未來用地充足時可向一側平行擴展。其優勢在于從高速列車卸下的貨物可以直接進入貨站完成相應的物流作業，且貨站內設有倉儲區，可以同時處理直通和非直通貨物。劣勢在于其受制于機場和鐵路線路的用地限制，站場規模較小，不利于遠期擴建，僅可與一側的站臺作業區形成良好的道路交通聯系，為此僅能處理空鐵聯運的貨物。

圖4 I型空鐵聯運站場布局及作業流程Fig.4 Layout and operation flow of Type Istation yard for air-rail intermodal transportation

以采用I型布局模式的德國萊比錫哈雷機場為例， S-Bahn郊區鐵路線引出支線銜接機場南側貨運區，并延伸至東側的油庫區[10]。在貨運區設置的鐵路車站僅有站臺作業區，貨物卸下列車后需要使用拖車運至北側的DHL航空貨運中心內進行物流倉儲作業。如果未來車站北側的空鐵聯運貨站建成，鐵路站場卸下的貨物進入貨站內完成作業后便可以直接運上機坪，從而大幅度提高空鐵聯運的周轉效率。德國萊比錫哈雷機場的空鐵聯運站場布局如圖5所示。

圖5 德國萊比錫哈雷機場的空鐵聯運站場布局Fig.5 Layout of station yardfor air-rail intermodal transportation at Leipzig/Halle Airport

2.2 L型布局模式

L型布局模式是指空鐵聯運貨站設置在高速鐵路站臺的單側和端部，其中端部貨站內完成空鐵物流作業，主要用于直通空鐵聯運貨物的快速集散；側邊貨站為站臺作業區的擴展區域，該區域與倉儲區域合并布置，用于非直通貨物的裝卸和暫存。L型空鐵聯運站場布局及作業流程如圖6所示。由于L型布局模式設置了站臺作業擴展區，倉儲暫存作業全部在站臺作業擴展區內完成，其余作業流程與I型布局模式基本一致。該種布局模式適用于新建或既有的專業性貨運樞紐機場，在機場內部設置的高速鐵路車站形式為盡端站，且“3臺夾2線”站場可以根據實際情況向雙側擴展，以增加站臺和線路的數量。但站臺端部為主要的作業場地，不利于未來站臺長度的擴展。其優勢在于用地集約且留有未來發展的余地，站場位于貨運區內，貨物中轉接駁的距離較短。劣勢在于其站臺作業區與空鐵聯運貨站分開布置，裝卸車輛要走行至站臺端部才能進入到空鐵聯運貨站內進行周轉作業。端部主要作業區負荷較大，且因貨站的面闊偏窄而導致貨站內進出港作業流線有可能存在交織問題，需要合理劃分貨站內部的功能分區，優化運輸流線。

圖6 L型空鐵聯運站場布局及作業流程Fig.6 Layout and operation flow of Type L station yard for air-rail intermodal transportation

以采用L型布局模式的湖北鄂州花湖機場為例，作為新建的專業性貨運樞紐型機場，其站臺作業擴展區作為整箱聯運貨物暫存轉運的場所，從鐵路車站卸下的貨物經過安檢互認工作直接運上貨運機坪進行裝機；端部的貨站主要完成順豐貨物的裝卸和理貨工作，需要分揀的順豐貨物通過空側的專用道路由集裝箱專用車或專用拖車運至順豐轉運中心進一步作業后再裝機離開；其它的公共貨物或公鐵聯運貨物從鐵路站臺卸下后直接通過陸側道路轉運至公共貨站再進行物流作業。湖北鄂州花湖機場空鐵聯運站場布局如圖7所示。該機場的聯運站場布局用地緊湊，能兼顧多種類型貨物的需求，陸側與空側界限明晰，但缺點在于端部用地有限，貨物裝卸負荷較大，空鐵聯運貨物不能就地進行復雜的物流作業，還需要輾轉到轉運中心再次進行貨物處理，增加貨物的短距離接駁環節。

圖7 湖北鄂州花湖機場空鐵聯運站場布局Fig.7 Layout of station yard for air-rail intermodal transportation at Ezhou Huahu Airport

2.3 U型式布局模式

U型式布局模式是指由空鐵聯運貨運區、公鐵聯運貨站及綜合辦公區三面圍合高速鐵路站臺的布置形式，U型式空鐵聯運站場布局及作業流程如圖8所示。相較于I型布局模式的作業流程，U型布局模式在站臺作業區增加了空鐵聯運和公鐵聯運貨物的分揀作業環節，實現了聯運貨物的分類分區作業。該種布局模式適用于綜合性貨運樞紐機場，高速鐵路車站在機場外部或航空物流園區內設置，車站形式為盡端站，貨站與機場機坪區之間存在一定的距離，需要規劃建設空側隔離區專用的貨運通道進行銜接。由于站場為一次性建成，且規模較大，功能較為齊全，在前期規劃設計時需要合理預測近遠期空鐵聯運貨量，確定站臺的數量和裝卸線長度，滿足站場未來的發展需求。其優勢在于用地受限相對較小，貨站具備綜合物流的特征，內部流線清晰，包含裝卸、倉儲和辦公等多種功能，可以完成貨物發送或運抵處理的全過程。同時該種模式還可以根據周邊用地和交通條件，與機場對外路網進行有效銜接，根據不同的貨運產品設計出相應的貨物辦理流線，以滿足空鐵、公鐵等多種聯運模式的需求。其劣勢在于貨站與機場機坪區之間存在一定的距離，鐵路線路可能會分割機場周邊地塊，其線路走向和站場布局必須遵循臨空經濟區規劃和機場總體規劃。

圖8 U型式空鐵聯運站場布局及作業流程示意圖Fig.8 Layout and operation flow of Type U station yard forair-rail intermodal transportation

應用U型布局模式的典型實例是法國巴黎戴高樂機場，其服務于歐洲北部和東部的北歐高速鐵路線引出支線接入戴高樂機場西北部的古森威爾地區，在物流園區內設置空鐵聯運站場，法國巴黎戴高樂機場空鐵聯運站場布局如圖9所示。該站場以鐵路站臺為中心，兩側對稱布置8個貨運倉庫，其中東側的4個貨運倉庫主要用于空鐵聯運貨物的中轉，倉庫內分設空側分揀倉儲區域(隔離區)和陸側分揀倉儲區域(公共區)，其空側分揀倉儲區域與機場FedEx貨運區之間規劃設置貨運專用通道。另外西側的4個貨運倉庫主要用于鐵路站場與公路貨運的中轉，其場區道路與外部的主要公路RD47a，RD317進行銜接。鐵路站臺端部設置綜合辦公場所，負責國內外貨物的收發貨手續辦理工作。整個站場功能分區明確，且機場空側、陸側劃分清晰，鐵路、航空與公路3種運輸方式之間具有較好的交通聯系。

圖9 法國巴黎戴高樂機場空鐵聯運站場布局Fig.9 Layout of station yard for air-rail intermodal transportation at Paris Charles de Gaulle Airport

3 快件空鐵聯運站場規劃建設及運輸組織實施舉措

3.1 加快空鐵聯運配套基礎設施的規劃建設

快件空鐵聯運站場是聯運貨物的基礎作業場所和轉運接駁節點，其規劃建設直接影響著空鐵聯運的整體作業流程和運輸組織。在布局聯運站場時，應統籌所在區域的高速鐵路線網規劃和建設規劃、機場總體規劃及臨空經濟區規劃等相關規劃，深入研究站場和機場及周邊地區之間的關系，充分論證高鐵貨運線路與機場的銜接方式，最終確定聯運站場的具體位置。對于新建或改擴建的綜合性貨運樞紐機場或專業性貨運樞紐機場，應優先論證高鐵貨運線路引入樞紐機場貨運區的可行性，以實現機場與高速鐵路線路直接的互聯互通，再結合機場周邊實際用地條件和所在地區航空貨運業及快件業的發展需求，從I型、L型和U型3種站場空間布局模式遴選出合理的基本模式，最終確定聯運場站的具體布局方案。綜合考慮空鐵聯運站場和航空物流園區的一體化建設，可以在機場地區打造集物流、商貿和綜合服務于一體的多式聯運平臺。此外，在規劃建設空鐵聯運站場的同時，還應配套建設專用的聯運物流轉運和裝卸設施，以便快速高效地處理航空和高速鐵路的聯運貨物[11]。

3.2 加強空鐵聯運站場的規劃設計標準制定及流程優化

空鐵聯運站場的規劃設計涉及到機場和鐵路兩大板塊，為保證站場規劃設計的技術規范性和建設可行性，應聯合鐵路和民航的相關部門聯合出臺空鐵聯運站場設計導則及國家設計標準。可結合《高速鐵路設計規范》(TB 10621—2014)、《民用機場飛行區技術標準》(MH5001—2013)等相關規范要求，針對新建和已建機場的建設條件，對空鐵聯運站場內鐵路線路的選型、建筑物高度等具體基礎設施的規劃建設予以規范。還可根據綜合性、專業性和區域性3種類型的貨運機場的運營特點，明確I型、L型和U型3種基本站場空間布局模式的適用范圍和實用條件。

空鐵聯運流程設計合理、簡潔順暢是保障聯運作業高效順利開展的必要條件，其中安檢作為保證貨運安全、提高貨物流轉效率的關鍵環節，是流程優化的重點。當下民航和鐵路在貨物的安檢標準、安檢目錄和禁限物品等方面要求和規定還不一致，需要民航和鐵路部門聯合推進貨物聯運安檢互認工作，共同研究制定聯運安檢互認的技術標準規范，清晰界定安全責任主體及其邊界。結合民航和鐵路現有的安檢技術標準，依據安檢標準“就高不就低”原則，首先推動低安檢標準載運工具執行高安檢標準載運工具安檢規定的單向快件安檢互認工作，即航空貨物從飛機卸下進港后，可直接運送至高速鐵路列車發送，全過程無需再安檢；而高鐵貨物從列車卸下進港時，需要進行航空安檢后方可裝機出港。

3.3 協調優化空鐵聯運的運輸組織

“全貨機+貨運專列”的聯運模式是未來空鐵聯運發展的主要方向，需要對兩者之間的運輸組織進行協調和優化。從運力適配來看，我國目前研制的高速貨運動車組載重不少于110 t，載貨容積不少于800 m3，而常見的全貨機可劃分為運量在100 t以上的大型貨機、30 t左右的中型貨機、15 t左右的小型貨機3種類型。根據高鐵貨運動車組和3種類型全貨機的運量，可建立起“一對一”“一對四”和“一對多”的運力適配關系。其中小型貨機通常需要根據同一時間段的全貨機載貨量和客機腹艙載貨量的配載情況，通過航班波(在一定時段內安排起降航班時刻相互銜接的到港航班群與出港航班群)組織多架客貨機到港貨物集中裝卸后，再組織打板拼箱運至高鐵貨運站進行發送。

從運行時刻安排來看，空鐵聯運協調時刻分為集中協調時刻和零散協調時刻2大類，且以集中協調為主。集中協調主要針對高鐵貨運列車和全貨機運輸，根據兩者的運行組織特性，協調時刻安排原則上為“白天集貨，夜間運輸”，以滿足快遞運輸“次日達”“次晨達”的要求。借鑒國外的高鐵貨運列車開行經驗，貨運列車的運輸時間基本為夕發朝至，集中在21:00—次日7：00，其中在00:00—4:00為維修天窗時間，在該時段內列車不能運行。我國全貨機飛機的航班時刻主要集中在23:00—次日6:00，其中貨機進港窗口時間為23：00—2:00，該時間段內連續安排貨機進港；貨機出港窗口時間為3:00—6:00，該時間段內連續安排貨機出港，集中協調下的空鐵聯運時間組織如圖10所示。高鐵貨運列車和全貨機的運行時刻既有交錯又有重疊，需要進行航空貨運航班波與鐵路運行時刻協同設計，從航空至高速鐵路的聯運時間組織以航班時刻為主，從高速鐵路至航空的聯運時間組織以列車時刻為主。零散協調時刻主要是針對除夜間以外其余時刻的零星貨運航班、腹艙載貨運輸和需要日間運輸的國際貨物，需要在客運鐵路時刻中穿插安排高鐵貨運列車，并與機場日間進出港客運航班波統籌設計，實現科學合理的時刻資源分配。

圖10 集中協調下的空鐵聯運時間組織Fig.10 Time organization of air-rail intermodal transportation under centralized coordination

4 結束語

對于單一的航空運輸業、高速鐵路運輸業及快遞業來說，當前我國快件空鐵聯運業的發展尚屬于新模式、新產品和新業態，對我國全面提升航空貨運業的國際競爭力和重點拓展高鐵貨運業的國內通達范圍和腹地深度都具有顯著的推動作用。快件空鐵聯運業在空鐵銜接方式、線路走向和空間布局等諸多方面，既需要創新性的理論指導，也需要結合具體的樞紐機場及其周邊的高速鐵路網絡積極進行實踐探索，同時還要進一步加強空鐵聯運信息化平臺的建設，最終打造體現“雙高”優勢、擁有中國交通品牌效應和國際聯運領域引領示范作用的快件空鐵聯運物流體系。