粵海鐵路輪渡運輸能力優(yōu)化探討

謝紫堯，謝文穎

(1.中國鐵路廣州局集團有限公司 運輸部，廣東 廣州 510088；2.西南交通大學 交通運輸與物流學院，四川成都 611756)

鐵路輪渡運輸是指將鐵路列車開行至輪渡上，通過輪渡的航行使列車行駛至另外一個港口，然后列車下船繼續(xù)運行的過程[1]?；浐ｈF路輪渡由北港接軌海安南站，穿越瓊州海峽，經(jīng)南港接軌?？谡?，航程24.076 km，每日固定航班開行。粵海鐵路輪渡是粵海鐵路通道的“咽喉”，是海南省融入全國鐵路網(wǎng)的唯一通道，承擔著海南省絕大部分的客貨運輸需求。近年來，海南省經(jīng)濟快速發(fā)展，客貨運輸需求日益增加，通道能力日趨緊張，粵海鐵路輪渡“堵點”現(xiàn)象明顯[2]。因此，為了解決粵海鐵路輪渡瓶頸問題，提升運輸能力，提出相應的運輸組織方案和管理對策。

1 粵海鐵路輪渡運輸現(xiàn)狀分析

1.1 運營現(xiàn)狀

1.1.1 貨運量現(xiàn)狀

海運、航空和滾裝運輸是海南省對外貨運的主要運輸方式。滾裝運輸是指1臺不論是否裝載旅客或貨物的機動車輛或移動機械作為1個運輸單元，由托運人或其雇傭人員駕駛直接駛上、駛離船舶進行的水路運輸[3]。海南省滾裝運輸方式主要服務(wù)于公路和粵海鐵路。

海南省歷年對外(進、出省)貨物運輸量如表1所示。2018年，海南省對外貨物運輸運量最高的運輸方式為海運，占對外運輸總量的66%；其次是滾裝運輸，約占31.6%。從歷年變化趨勢來看，滾裝運輸、海運、航空年均增速分別為5.81%，6.85%，7.21%，貨物運輸總量以年均6.29%速率增長。其中，航空貨運量增速最快，海運貨運量增長率趨于穩(wěn)定，而滾裝運輸由于受到粵海輪渡運輸能力的制約，所承擔的貨運量的增長率低于貨運總量增速。因此，應加快提高滾裝運輸能力，促進海南對外貨物運輸量增長。

表1 海南省歷年對外(進、出省)貨物運輸量 萬tTab.1 External (inbound and outbound) freight traffic volume of Hainan province

海南省滾裝運輸市場由運營鐵路輪渡的粵海鐵路有限責任公司(以下簡稱“粵海鐵路公司”)和其他5個汽車輪渡滾裝運輸公司參與運營[4]，海南省滾裝市場貨物運輸量如表2所示。自2015年以來，粵海鐵路公司所占市場比例逐年下滑，在滾裝運輸市場貨運量停滯不前的背景下，粵海鐵路輪渡面臨市場內(nèi)部汽車輪渡競爭壓力大。2020年6月國務(wù)院發(fā)布《海南自由貿(mào)易港建設(shè)總體方案》，貨運需求量的增長對粵海鐵路輪渡運輸能力提出更高的要求。

1.1.2 設(shè)備及作業(yè)現(xiàn)狀

粵海鐵路輪渡由鐵路南、北港2個港口和“粵海鐵1號”“粵海鐵2號”“粵海鐵3號”“粵海鐵4號”客滾船組成?？蜐L船均具有兩層縱通甲板，上甲板載運汽車，主甲板載運火車，上層艙室載運旅客。其中，“粵海鐵1號”“粵海鐵2號”主甲板可載運鐵路貨車40輛，或鐵路客車18輛，或載重55 t汽車70輛；上甲板可裝運載重55 t汽車30輛，載客定員1 108人。“粵海鐵3號”“粵海鐵4號”主甲板可載運鐵路貨車44輛，或鐵路客車18輛，或載重55 t汽車81輛；上甲板可裝運載重55 t汽車35輛，載客定員1 398人。

粵海鐵路輪渡的航運作業(yè)流程為：列車、汽車上船作業(yè)—輪渡離港作業(yè)—海上航行作業(yè)—輪渡到達靠泊作業(yè)—輪渡與棧橋?qū)幼鳂I(yè)—下船作業(yè)[5]。日常作業(yè)可以分為3種方式：①雙工作業(yè)，即組織1列車下渡船后，再組織1列車上渡船的作業(yè)方式；②單工作業(yè)，即組織1列車下渡船，或組織1列車上渡船的作業(yè)方式；③純汽車作業(yè)，即僅進行汽車下船、上船裝卸的作業(yè)方式。

表2 海南省滾裝市場貨物運輸量Tab.2 Freight traffic volume of roll-on and roll-off market in Hainan province

1.2 存在問題

1.2.1 設(shè)施設(shè)備方面

（1）泊位配套設(shè)施與運輸需求不匹配。根據(jù)瓊州海峽輪渡與泊位配套規(guī)律，現(xiàn)有列車輪渡泊位只能適合3艘輪渡運營，造成1艘輪渡閑置。

（2）設(shè)施設(shè)備陳舊。鐵路南、北泊位自2003年1月投入運營以來，在連續(xù)使用的17年間一直未進行系統(tǒng)養(yǎng)護，存在安全和經(jīng)營風險。

1.2.2 運輸組織方面

（1）南、北港作業(yè)缺乏統(tǒng)一調(diào)度。?？跈C輛輪渡段在南、北2港均設(shè)立調(diào)度室，分別負責南、北2港日常運輸生產(chǎn)，南、北2港作業(yè)流程標準不統(tǒng)一，每日航班在泊位上作業(yè)時間不同，致使航班開行對數(shù)減少，降低整體運輸能力。

（2）調(diào)車作業(yè)與輪渡作業(yè)缺乏統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。由于協(xié)調(diào)機制不健全、信息反饋不及時，列車等船、船等列車現(xiàn)象頻發(fā)，導致開放上船(棧橋)信號后列車不能及時上船，輪渡泊位實際占用時間每次作業(yè)平均延長3 ～ 4 min，大多超過運行圖規(guī)定時間。

（3）調(diào)車作業(yè)內(nèi)容分配不合理影響輪渡作業(yè)。輪渡取車前，連結(jié)員需上船確認船上線路狀態(tài)、車輛綁扎裝置及船尾處防護信號是否拆除。在進行客車取送船作業(yè)時，連接員需對車列主風管與船上風管進行連接、拆解等作業(yè)。由于調(diào)車人員船上作業(yè)內(nèi)容多，作業(yè)時間過長，導致輪渡泊位停留時間延長。

（4）鐵路運輸方案較少考慮輪渡的海運特性。受海運潮位、風向、海流的影響，航班開行時間的不確定性因素增加，而鐵路的營運時間相對固定。在運行時間不確定的情況下，輪渡方需進一步犧牲開行對數(shù)來配合鐵路的運行時間，造成海運能力的浪費。相比海運能力浪費所付出的粵海鐵路輪渡運營的沉沒成本，鐵路考慮海運特征優(yōu)化設(shè)計運輸方案的成本更低且效益更為可觀。

（5）雙工作業(yè)次數(shù)較多且耗時較長。因早期設(shè)定輪渡單一服務(wù)于鐵路，未考慮進一步釋放海運運能和提高運輸市場競爭力，粵海鐵路運輸組織中雙工作業(yè)次數(shù)較多。在現(xiàn)場作業(yè)過程中，雙工作業(yè)中2組鐵路列車的機車調(diào)動、編組等耗時是單工作業(yè)1組列車的2倍，延長了泊位占用時間，造成輪渡每日作業(yè)次數(shù)減少，降低了粵海鐵路輪渡整體的作業(yè)效率，導致同等作業(yè)時間下該作業(yè)方式所創(chuàng)造的經(jīng)濟效益低于服務(wù)于汽車、散客市場的效益。

2 粵海鐵路輪渡運輸能力優(yōu)化

2.1 提高運輸能力方案設(shè)計

2.1.1 運輸能力計算

輪渡通過能力計算公式為

式中：Nd為渡船通過能力，對/d；T整為輪渡每天整備作業(yè)時間，min；T周為輪渡航行周期時間，min；A為輪渡船舶數(shù)量；K為渡船可航行系數(shù)，主要考慮作業(yè)時間受天氣、檢修等突發(fā)事件影響情況[6]。

根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，單次上船作業(yè)和輪渡離港作業(yè)時間為10 min，海上航行作業(yè)時間90 min，輪渡到達作業(yè)時間為15 min，輪渡航行周期時間共計(10 + 90 +15)×2 = 230 min。取T整= 120，可用輪渡數(shù)量A= 3，考慮每年檢修時間30 d和受自然環(huán)境影響的時間，通航時間按330 d/a計算，K= 330/365。計算得出輪渡通過能力為

港口通過能力計算公式為

式中：Nm為渡船通過能力， 對 / d；t上下船為上、下船時間，min；t靠泊為輪渡靠泊時間，min；t離泊為輪渡離泊時間，min；t對接為輪渡與棧橋?qū)訒r間，min。

假設(shè)輪渡上下船作業(yè)時間為60 min，靠泊時間為15 min，離泊時間為10 min，對接時間為6 min，共計91 min?？紤]每年檢修時間30 d和受自然環(huán)境影響的時間，通航時間按330 d/a計算，K= 330/365。計算得出港口通過能力為：

分別向下取整，輪渡通過能力按15對/d計算，港口通過能力按14對/d計算，受港口運輸能力限制，最終輪渡通過能力為14對/d。因此，為進一步提高粵海鐵路輪渡的通過能力，可以壓縮港口的作業(yè)時間，提高輪渡作業(yè)效率，設(shè)計開行15對/d和16對/d航班的運輸方案。

2.1.2 開行15對/d輪渡航班運輸方案

開行15對/d輪渡航班運輸方案的開行結(jié)構(gòu)為：開行客車航班5對/d，貨車航班2對/d，汽車航班8對/d。

（1）方案1：調(diào)整列車運行圖為單工作業(yè)。在現(xiàn)有作業(yè)標準的條件下，調(diào)整K458，Z112次、Z202次及Z385次旅客列車運行圖為單工作業(yè)。作業(yè)標準為船舶裝卸時間55 min、輪渡泊位間隔時間40 min。

（2）方案2：增加1臺調(diào)機進行雙工作業(yè)。采用3臺調(diào)機進行雙工調(diào)車作業(yè)，客車的斷電時間需增加20 min，作業(yè)標準為船舶裝卸時間50 min (雙工調(diào)車作業(yè)時間61 min)、輪渡泊位間隔時間40 min。

經(jīng)比較分析，方案1采用調(diào)整列車運行圖的方式，成本較低，但對現(xiàn)列車運行圖調(diào)整較大。方案2對現(xiàn)有運行圖影響較小，但運輸成本更高，且安全生產(chǎn)壓力增大。在現(xiàn)有條件下采用方案1，日均開行15對/d航班，較現(xiàn)運行圖增加1對航班，日均收入將增加20萬元，全年將增加運輸收入7 300萬元?；浐ｈF路輪渡15對/d航班運行圖(方案1)如圖1所示。

2.1.3 開行16對/d輪渡航班運輸方案

開行16對/d輪渡航班運輸方案的開行結(jié)構(gòu)為：開行客車航班5對/d，貨車航班3對/d，汽車航班8對/d。各項作業(yè)耗時如表3所示。

由表3可知，在鋪畫輪渡運行圖時，雙工作業(yè)靠泊時間不低于96 min，其他作業(yè)靠泊時間不低于56 min，同時考慮兩船在距離防波堤門口1.8 km處海域進行交會，航行時間約6 min，則離、靠泊間隔時間不低于31 min。根據(jù)運量預測，初期鐵路輪渡貨運量為220萬t/a，在滿足鐵路運輸需求的前提下，根據(jù)優(yōu)化后的泊位作業(yè)流程及時間，可以鋪畫粵海鐵路輪渡16對/d航班運行圖如圖2所示。根據(jù)鋪畫結(jié)果可以看出，全圖共開行輪船航班16對/d，共可運送鐵路客、貨列車8對/d和汽車航班8對/d，滿足瓊州海峽運量現(xiàn)有需求。日均開行16對/d航班，增加2對/d航班，日均收入將增加40萬元，全年將增加運輸收入1.46億元。

2.2 方案實施保障對策

（1）優(yōu)化鐵路管理模式，實現(xiàn)“一體化”管理機制。①創(chuàng)新車務(wù)、機務(wù)、輪渡一體化管理模式。實現(xiàn)車、機、輪“一體化”管理[7]，按照“大運輸、大安全”理念，打破專業(yè)壁壘和條塊分割，實現(xiàn)站機制度建設(shè)一體、作業(yè)互控一體、安全責任一體、考核激勵一體，形成站機問題互控、信息互換和管理互補的工作機制。②建立?？跈C輛輪渡段調(diào)度集中管理機制，將南、北兩港調(diào)度室實現(xiàn)統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)運作，避免“自掃門前雪”現(xiàn)象發(fā)生，同時提高信息透明度，實現(xiàn)航海運行暢通高效。

表3 各項作業(yè)耗時 minTab.3 Time of each operation

（2）提升設(shè)施設(shè)備服務(wù)效率，加大設(shè)施設(shè)備投入。①在島內(nèi)建立鐵路車輛檢修基地，生產(chǎn)企業(yè)的自備車不需再出島過海到廣州北進行檢修，釋放海上通道能力，提高輪渡汽車航班開行班次。②在棧橋處設(shè)立停車標，縮短車列上船距離，提高調(diào)車作業(yè)效率，壓縮占用泊位時間。

圖1 粵海鐵路輪渡15對/d航班運行圖(方案1)Fig.1 Operation diagram of 15 pairs/d of Guangdong-Hainan railway ferry (plan 1)

圖2 粵海鐵路輪渡16對/d航班運行圖Fig.2 Operation diagram of 16 pairs/d of Guangdong-Hainan railway ferry

（3）科學組織作業(yè)內(nèi)容，提高運營管理效率。①統(tǒng)籌編制輪渡運輸“一日一圖”日班計劃。在平行運行圖的基礎(chǔ)上，由輪渡調(diào)度根據(jù)潮位情況，每日編制貨車過海方案，形成日計劃后上報集團公司調(diào)度所，集團公司調(diào)度所根據(jù)輪渡調(diào)度計劃下達日(班)計劃，按“一日一圖”編制執(zhí)行，嚴格“以卸定過、以過定流”輪渡運輸組織原則，過海貨車必須按滿編組織，避免浪費運能。②科學制訂標準化工作內(nèi)容[8]。重新研究調(diào)車作業(yè)人員在船上作業(yè)內(nèi)容與相應作業(yè)標準。例如，輪渡取車前連結(jié)員對船上線路狀態(tài)、車輛綁扎裝置和船尾處防護信號是否拆除的確認，以及客車取送船作業(yè)時，車列主風管與船上風管連接和拆解等作業(yè)，可以交由輪船作業(yè)人員和隨車列檢人員辦理。抓好?？跈C輛輪渡段南、北港調(diào)度室標準化作業(yè)流程建設(shè)，以及各工種、崗位間的標準化協(xié)調(diào)機制，確保各工種間高效運轉(zhuǎn)，以此壓縮調(diào)車作業(yè)時間和航班非運行時間，提高泊位吞吐能力。③加大對輪渡航班開行對數(shù)及收入的考核。將每天輪渡航班開行對數(shù)與收入納入集團公司運輸考核內(nèi)容，超過時給予獎勵，不足時則分析原因并定責。

3 結(jié)束語

隨著2018年《中國(海南)自由貿(mào)易試驗區(qū)整體方案》的發(fā)布，粵海鐵路輪渡作為主要運行主體亟待提升自身的運輸能力。中國鐵路廣州局集團有限公司高度重視粵海鐵路輪渡運輸能力提升問題，該問題也是多式聯(lián)運運輸能力優(yōu)化的典型問題，具有較高的研究價值和實踐價值。在建設(shè)現(xiàn)代綜合交通運輸體系和鐵路市場化運營思路的指引下，粵海鐵路輪渡運輸能力提升方案從減少雙工作業(yè)、考慮海運特征等方面統(tǒng)籌優(yōu)化了鐵路和輪渡的運輸能力，并在實踐過程中產(chǎn)生了可觀的市場效益。未來海南運輸需求將進一步擴張，粵海鐵路輪渡需秉承鐵路海運協(xié)同運作的思想，提高對市場運輸需求的反應力和執(zhí)行力，為海南未來發(fā)展提供可持續(xù)性的運力保障。