我國資源集約型軌道交通物流綜合系統(tǒng)建構(gòu)探討

戴澤鈞

清華大學(xué) 中國國建設(shè)科技集團(tuán) 新加坡CPG 北京 100120

基于城市低碳與可持續(xù)發(fā)展這一課題，本文著眼國內(nèi)軌道交通發(fā)展和高速鐵路技術(shù)日益成熟的契機(jī)，探討發(fā)展采用分時(shí)借用等方式利用地上地下既有城市軌道交通資源進(jìn)行物流運(yùn)輸，建構(gòu)集約化的軌道交通物流綜合系統(tǒng)，以期解決城市資源供給的難題。軌道交通物流綜合系統(tǒng)能大大減少傳統(tǒng)地面物流的能源消耗和資金成本，可大為減少城市碳排放量，改善城市空氣質(zhì)量，減少貨運(yùn)汽車交通事故，對新時(shí)代中國大城市和城市群的發(fā)展十分有益。與此同時(shí)，充分發(fā)掘和利用地下物流空間，將減少物流產(chǎn)業(yè)用地的城市配給，釋放出更多的城市土地，進(jìn)而為城市發(fā)展與更新提供更多的稀缺土地資源。資源集約型軌道交通物流綜合系統(tǒng)這一思路對于建構(gòu)綠色低碳的智能化韌性城市，尤其對北上廣深等大型城市和周邊城市群的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略和民生意義[1]。

1 國內(nèi)外軌道物流系統(tǒng)的主要模式分析

1.1 新建地下整體物流系統(tǒng)

新建地下整體物流系統(tǒng)是指通過新建地下管網(wǎng)和隧道等地下空間，專門用以滿足物流運(yùn)輸?shù)男枰Ｒ话銇碚f這種新建的地下物流空間建設(shè)深度在城市地面30m以下，采用(AGV)自動(dòng)車、兩用卡車(DMT )等承載工具進(jìn)行運(yùn)輸，該類地下專用運(yùn)輸空間網(wǎng)絡(luò)的管道直徑在5m左右，運(yùn)行速度為60~100 km / h 。這種地下物流管網(wǎng)系統(tǒng)可根據(jù)城市規(guī)劃的要求，將所有的城市重要建筑，如商業(yè)辦公、居住社區(qū)以及醫(yī)院和學(xué)校等連接起來，新建專屬的地下物流系統(tǒng)的建設(shè)成本大約為0.8—1億元/公里。這種專屬城市物流地下管網(wǎng)固然能夠提升現(xiàn)代高密度城市的戰(zhàn)略物資與民生資源的運(yùn)輸效率，然而地下大管網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模巨大，建設(shè)的工程難度大、周期長，尤其是地下物流管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)需要形成一定網(wǎng)絡(luò)化規(guī)模后才能產(chǎn)生可見的效率和回報(bào)，因此資金投入與產(chǎn)出比效率不高，項(xiàng)目投入前期壓力大，建成回報(bào)的周期較長[2]。

1.2 新建地下物流專線

地下物流專線是整體物流系統(tǒng)的一個(gè)局部放大,可以作為城市地下物流系統(tǒng)的一個(gè)試點(diǎn)線路，將城市空港貨運(yùn)中心或國鐵貨運(yùn)中心與城市級物流集散基地聯(lián)系在一起，方便城市尺度上第一級的貨運(yùn)物流快速到達(dá)物流集散基地，并進(jìn)行分揀。這種模式的優(yōu)勢是局部效益明顯，無需成網(wǎng)，建成一條線路即可投入使用，一次性工程規(guī)模小，投資低。同時(shí)也存在一些問題，比如單一點(diǎn)對點(diǎn)的運(yùn)送貨物，無法完全解決城市道路貨運(yùn)所帶來的所有問題，只適合作為地下物流系統(tǒng)初期發(fā)展的試點(diǎn)線路[3]。

1.3 改造利用既有人防工程或地下管廊形成地下物流系統(tǒng)

我國大中城市的地下人防工程和局部已經(jīng)建成的地下管廊系統(tǒng)往往連接了城市最重要的功能區(qū)塊，且布局的密度很高，平時(shí)的使用率卻并不高。通過在現(xiàn)有的人防工程或地下管廊中鋪設(shè)相應(yīng)的智能化物流運(yùn)輸系統(tǒng)，一物多用，以期與大型倉儲、零售批發(fā)商業(yè)、城市超市和居民區(qū)最終相連，進(jìn)而形成邊界巨大的地下管道交通網(wǎng)絡(luò)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于不涉及日間高強(qiáng)度運(yùn)營的地鐵系統(tǒng)，改建方式更為靈活，成網(wǎng)速度快，造價(jià)低廉。存在的主要問題在于涉及人防工程的地下專線，考慮涉密與安全問題，如何改造還有很多需要研究探討的具體難題。

1.4 基于既有民用軌道交通的分時(shí)集約化物流綜合系統(tǒng)

城市民用軌道交通與軌道物流交通系統(tǒng)，一個(gè)是運(yùn)人，一個(gè)是運(yùn)貨，二者承載的主體不同，運(yùn)載的時(shí)間高峰也不同，一個(gè)在白天、一個(gè)在夜晚，但二者作為運(yùn)載工具卻具有極大的相似性?；诩扔忻裼密壍澜煌ǖ姆謺r(shí)集約化物流綜合系統(tǒng)指利用已建成的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)完成貨物運(yùn)輸?shù)姆绞剑唧w講就是利用民用軌道交通夜間停運(yùn)的空置期進(jìn)行物流運(yùn)輸，通過開發(fā)專用軌道交通貨運(yùn)列車或改造現(xiàn)有列車等方式滿足日夜兼顧，人物兩用的需求[4]。

這種分時(shí)集約化物流綜合系統(tǒng)前期改造投入少，投資回報(bào)較快，可預(yù)見收益也趨于穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益明顯，可最大限度發(fā)揮既有軌道交通系統(tǒng)整體空間的效能，也有利于夜間軌道交通檢修效率提升，具有一定優(yōu)勢。其現(xiàn)實(shí)問題在于需要解決軌道交通和物流公司等部門間的不同標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題，并需要注意在站點(diǎn)改造和增加機(jī)械化裝卸設(shè)備的過程中，盡量不干擾既有日間軌道載客使用的安全與便利。

2 新建城市地下物流系統(tǒng)的問題

根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)項(xiàng)目的調(diào)研與數(shù)據(jù)分析，新建城市整體地下物流系統(tǒng)具有一定的問題與難點(diǎn)，主要聚焦在對地下空間的深層開發(fā)與建設(shè)時(shí)序和投資回報(bào)等問題上，具體分如下六個(gè)方面進(jìn)行論述。

2.1 新建地下物流系統(tǒng)所需的深層空間尚待開發(fā)

根據(jù)地下空間分層發(fā)展的相關(guān)研究，城市地下物流系統(tǒng)最好在地面30 m 以下深層空間進(jìn)行施工，而目前我國大多城市地下空間在地下0-30 m的發(fā)展空間仍有很大余地，即使在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的北京、上海、廣州這樣的城市中，地下開發(fā)的空間深度也大多集中在地下0-15m之間。在地下空間15-30 m的深度尚未完全使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先開發(fā)地下中層深度即地下15-30 m，而不傾向于開發(fā)地下30 m深度以下的城市空間。此外，深度空間開發(fā)在我國尚處于起步階段，缺乏相關(guān)國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和地理屬性劃分，地下空間的深度開發(fā)的諸多技術(shù)難點(diǎn)問題仍亟待研究[5]。

2.2 新建地下物流系統(tǒng)對城市地質(zhì)條件要求高

由于新建城市地下物流系統(tǒng)需要開發(fā)深層次的地下空間，因而受地質(zhì)條件的影響較大，由于各地的地質(zhì)條件不盡相同，建設(shè)時(shí)如何應(yīng)對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，確定合理的工程建設(shè)方案和確定合理的工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還需取得相關(guān)研究資料。

2.3 新建地下物流系統(tǒng)的工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)較大

新建的城市地下物流系統(tǒng)涉及的工程領(lǐng)域和專業(yè)較多，將會涉及到如工程地質(zhì)、城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、交通工程、物流工程和電子信息等。于此同時(shí)，在管理方面也涉及到城市規(guī)劃管理、物流管理、工程建設(shè)、運(yùn)輸安全和自動(dòng)控制等，還要考慮到與其他城市基礎(chǔ)設(shè)施的相互關(guān)系，所有這些專業(yè)的需求使得城市的地下物流系統(tǒng)建設(shè)顯得極為復(fù)雜。目前對接城市地下物流系統(tǒng)發(fā)展需求的相關(guān)研究大部分仍處于實(shí)驗(yàn)研究的階段，全世界范圍內(nèi)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)尚少，研究空間和難度仍然很大。

2.4 新建地下物流系統(tǒng)受已有地下管道系統(tǒng)限制

作為城市的血脈，城市的地下水暖電管網(wǎng)和線纜密布，加上地鐵網(wǎng)絡(luò)等，不可見的地下空間網(wǎng)絡(luò)就更加復(fù)雜。如何在新建地下物流系統(tǒng)的過程中，盡可能避讓現(xiàn)有的地下基礎(chǔ)設(shè)施是個(gè)技術(shù)難題，如何減少建設(shè)中造成既有管道破碎或塌方的事故是不可回避的問題。

2.5 新建地下物流系統(tǒng)前期資金投入與回報(bào)不成比例

地下物流系統(tǒng)需要修建隧道、軌道、自動(dòng)化運(yùn)載工具、機(jī)械化裝卸平臺等硬件設(shè)備，進(jìn)而搭建起物流系統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、信息控制、導(dǎo)航系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)。硬件、軟件兩方面的投入使得建設(shè)地下物流系統(tǒng)需要耗費(fèi)大量資金。城市地下物流系統(tǒng)前期造價(jià)高，邊際效益模糊且缺少投資主體。

2.6 城市地下物流系統(tǒng)的相關(guān)法律法規(guī)嚴(yán)重滯后

城市地下物流系統(tǒng)是一個(gè)全新的概念體系，系統(tǒng)化的相關(guān)法律法規(guī)和規(guī)則約束都不全面，這種問題在城市交通發(fā)展的初期也存在過，然而由于地下空間涉及的隱形交互專業(yè)系統(tǒng)更為復(fù)雜，缺乏明確的相關(guān)法律法規(guī)的界定[6]。

3 基于既有城市軌道交通的資源集約型軌道物流綜合系統(tǒng)設(shè)想

基于以上對國內(nèi)外最新物流方式與軌道物流系統(tǒng)的分析，探討采用分時(shí)借用等方式充分利用既有城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)，通過改造利用城市既有地上地下軌道線路與市郊鐵路，建構(gòu)適合我國大城市發(fā)展的資源集約型軌道交通物流綜合系統(tǒng)。

基于既有城市軌道交通的資源集約型物流綜合系統(tǒng)概念：我國城市規(guī)劃和城市軌道交通建設(shè)發(fā)展已初步形成網(wǎng)絡(luò)化，軌道交通系統(tǒng)高效、準(zhǔn)時(shí)、污染少、受氣候影響小。城市民用軌道的運(yùn)營時(shí)間一般是從5:00到23:00，有約6小時(shí)的停運(yùn)期可以進(jìn)行物流運(yùn)輸。利用現(xiàn)有民用軌道設(shè)施，通過相應(yīng)改造實(shí)現(xiàn)夜間運(yùn)貨的需要，達(dá)到了資源集約利用與綠色低碳的目的，很好的控制了前期建設(shè)成本，此外對軌道線路進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑煲赃_(dá)到減少夜間檢修時(shí)間或輪換檢修的目的，可爭取更多的物流運(yùn)輸時(shí)間，部市郊鐵路的特點(diǎn)是利用率不高，客運(yùn)量少，因此完全可以“客”“物”兩用，提高經(jīng)濟(jì)效益[7]。

4 基于既有城市軌道交通的資源集約型物流綜合系統(tǒng)的優(yōu)勢

4.1 現(xiàn)有軌道線路物盡其用,收益預(yù)期穩(wěn)定

城市軌道物流系統(tǒng)與軌道交通具有相似的運(yùn)載工具，使得軌道物流系統(tǒng)能夠利用現(xiàn)有的軌道，一物兩用。充分利用現(xiàn)有軌道無需重新挖掘隧道，前期投資只需要集中考慮擴(kuò)建地鐵站、增設(shè)機(jī)械化裝卸貨設(shè)備等，能夠減少相應(yīng)的資金投入。此外，地鐵作為政府補(bǔ)貼運(yùn)營的公共性產(chǎn)品，目前仍處于虧損狀態(tài)，擴(kuò)增其使用功能，將會對地鐵軌道系統(tǒng)提供更多的支持。

據(jù)報(bào)道，我國2018年僅深圳、北京、杭州和青島四個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了地鐵運(yùn)營收支平衡，其余的24個(gè)地鐵網(wǎng)絡(luò)交通運(yùn)營的城市均顯示虧損，其中包括國際大都市上海，2018年的營運(yùn)收支比只78%。如果使用了地鐵物流系統(tǒng)，雖然前期仍需要投資，但在政府的宣傳引導(dǎo)和有關(guān)部門合理的規(guī)劃使用下，該系統(tǒng)有望展示出未來巨大而穩(wěn)定收益，這將有利于城市公共交通的收入補(bǔ)貼，其遠(yuǎn)期建設(shè)的意義積極而巨大[8]。

4.2 充分運(yùn)用既有城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)布局的綠色低碳性

我國城市軌道交通系統(tǒng)在大型城市已形成密集的、網(wǎng)狀化，為城市地上地下物流系統(tǒng)提供了可能性：

(1) 運(yùn)行穩(wěn)定、高效、準(zhǔn)時(shí)；刨除檢修時(shí)間，每天仍有5-6個(gè)小時(shí)處于空置停運(yùn)狀態(tài)；

(2) 綠色環(huán)保、能耗小，能減少有害氣體排放，有效降低降低碳排放，對環(huán)境友好；

(3) 噪音低，對于城市噪音干擾較少；

(4) 受天氣影響較小，城市地下軌道物流較少會受惡劣天氣的影響。

4.3 充分運(yùn)用既有城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)布局的高效性

城市軌道物流系統(tǒng)的最終發(fā)展目標(biāo)是成為一個(gè)連接物流中心與配送終端的城市物流運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，我國軌道交通的設(shè)計(jì)策略與軌道物流系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)類似，即追求網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)與各線路之間相互統(tǒng)籌協(xié)作。以上海、北京、廣州為代表的一線城市，其城市軌道交通已具備高度網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，北京城市中心區(qū)2020年可實(shí)現(xiàn)750m 半徑均設(shè)有軌道站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，軌道物流可以以此為參照，進(jìn)行線路規(guī)劃。除此之外，軌道運(yùn)輸網(wǎng)已經(jīng)緊密聯(lián)合公交等其他交通運(yùn)輸系統(tǒng)，軌道物流系統(tǒng)也能運(yùn)用現(xiàn)有的交通規(guī)劃，配套對接其他城市基礎(chǔ)設(shè)施，高效完成物流作業(yè)。因此，從結(jié)構(gòu)布局方面來看，二者具有高度相似性，聯(lián)合運(yùn)作能夠最大程度的發(fā)揮現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。

4.4 基于城市軌道物流運(yùn)輸體系的“最后一公里”模式

最后一公里的配送問題占物流費(fèi)用30%左右，如果運(yùn)用城市軌道交通來運(yùn)送貨物，將網(wǎng)絡(luò)化的車站作為終端網(wǎng)點(diǎn)。商家接收訂單之后，通過辦理相應(yīng)的貨運(yùn)包裹，經(jīng)城內(nèi)軌道交通中心配送物流到城市終端，辦理相關(guān)手續(xù)，并經(jīng)過貨物安檢后，提交存儲準(zhǔn)備夜間物流運(yùn)輸?？蛻粼诰W(wǎng)絡(luò)購物時(shí)可選擇貨物自提，貨物通過城市軌道物流系統(tǒng)運(yùn)送到相應(yīng)軌道站點(diǎn)的儲物空間，客戶通過取貨碼和相應(yīng)證件，實(shí)現(xiàn)收貨點(diǎn)自提[9]。

5 基于既有城市軌道交通的資源集約型物流綜合系統(tǒng)的問題

5.1 軌道交通與城市軌道物流系統(tǒng)對載客、載貨量的要求不同

利用既有的城市軌道進(jìn)行貨物運(yùn)輸，首先要考慮軌道的承載能力以及磨損程度。一般地鐵軌道線路承載約30噸，這使得與客運(yùn)地鐵列車共線的地鐵物流系統(tǒng)只能用運(yùn)送中小型貨物，如何擴(kuò)容更大噸位重量的貨物，滿足全方位物流需求還需進(jìn)行改造提升是重要需求之一。

5.2 缺少物流空間以及物流機(jī)械化裝卸工具和設(shè)備

現(xiàn)有軌道站點(diǎn)以載客為功能設(shè)置的要求，設(shè)計(jì)初期并未添加物流設(shè)計(jì)，因此在物流收發(fā)空間、存儲空間和機(jī)械裝卸工具及設(shè)備等方面缺乏設(shè)計(jì)，這對大批量的貨物流轉(zhuǎn)帶來不利，需要改造既有貨物需求的地鐵站?？梢园惭b自動(dòng)傳送裝置，例如通過自動(dòng)運(yùn)輸裝置將貨物運(yùn)到指定的車廂門口，然后通過自動(dòng)傳送裝置將貨物送到卸貨平臺，最后使用垂直的貨梯向地面運(yùn)送[10]。

5.3 缺少相關(guān)規(guī)范的整合

軌道物流做為一個(gè)新興事物，在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、防火規(guī)范、防災(zāi)規(guī)范、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工標(biāo)準(zhǔn)上均有較大的空白空間，且工程建設(shè)當(dāng)中需要銜接和綜合多專業(yè)多系統(tǒng)的不同標(biāo)準(zhǔn)和需求。

5.4 解決各部門、各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)問題

基于既有軌道交通的物流綜合系統(tǒng)是一種新型系統(tǒng)，是跨體制門類的龐大系統(tǒng)，需要打破體制之間的壁壘，創(chuàng)造共同利益，該體系需要政府、城市規(guī)劃、建筑師、物流、交通專業(yè)的學(xué)者以及城市管理者等多種學(xué)科的學(xué)者在研究和實(shí)踐中進(jìn)一步配合與深入探討[11]。

6 結(jié)論

終上所述，結(jié)合我國未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市物流與電子商務(wù)的需求，構(gòu)想以既有地上地下軌道線路改造、市郊鐵路改造形成主網(wǎng)絡(luò)，局部難點(diǎn)地區(qū)輔以新建軌道貨運(yùn)專線的，基于既有城市軌道交通的資源集約型物流綜合系統(tǒng)有利于集約綜合利用城市地上地下空間資源，有利于降低碳排放，解決大城市病，對大城市和城市群的未來發(fā)展具有積極的戰(zhàn)略和民生意義。