整列高铁快运专列作业地点及布置方案研究

Operation Location and Layout Plan of the Entire High Speed Railway Express Train

摘要

高速铁路网不断扩展，高速铁路货运动车组下线，日益增加的高铁快运需求对大运量模式的高铁快运提出迫切要求，为整列高铁快运奠定了基础。针对整列高铁列车作业流程及装卸设备，研究了适合高铁快运列车作业的2种办理条件，车站到发线办理和高铁物流基地办理；对车站到发线办理条件下提出了新建站布置方案和既有车站改建方案，对高铁物流基地办理条件下提出了3种站台和装卸线的布置形式，并明确了最小尺寸和适用场景。研究成果对于提高铁路运输竞争力，提升铁路运输服务质量等具有重要意义。

Abstract

As the high speed railway network continuously expands and the high speed railway freight motor trains are launched, the increasing demand for high speed railway express transportation urgently requires a high-capacity mode for such transportation, laying the foundation for the operation of the entire high speed railway express transportation. Focusing on the operation process as well as loading and unloading equipment of the entire high speed railway trains, this paper studied two handling conditions suitable for operations of high speed railway express trains: station arrival and departure line handling and high speed railway logistics base handling. For the station arrival and departure line handling conditions, a new station layout plan and an existing station reconstruction plan were proposed. For the high speed railway logistics base handling conditions, three layout forms of platforms and loading and unloading tracks were proposed. Additionally, the minimum dimensions and applicable scenarios were clarified. The research results are of significance for enhancing the competitiveness and service quality of railway transportation.

Graphical abstract

关键词

高铁快运专列 / 高铁货运站 / 高铁物流基地 / 装卸方案 / 布置方案

Key words

High Speed Railway Express Train / High Speed Railway Freight Station / High Speed Railway Logistics Base / Loading and Unloading Plan / Layout Plan

0　引言

截至2025年底，我国高速铁路运营里程达到5.04万km，形成了坚实的路网基础。《新时代交通强国铁路先行规划纲要》明确了发展快捷货运和高铁快运，强化铁路运输和两端配送有机衔接，完善枢纽快运集散服务功能。小批量运输模式已较为成熟，整列高铁快运运输模式研究亦提上日程。

国内学者对高铁快运发展对策、运输组织和功能布局进行了颇多研究^[1-3]。付昌友等^[4]从运输组织角度研究了高铁快运列车开行方案、运输方式、运输产品实现形式，并给出了产品实现的主要运输对策。肖李蔚宁等^[5]针对既有高铁货物快运开行模式的特点，分析了货物组织作业地点的设施设备和运营条件，提出远景阶段可采用客货分线模式，开行全日货运动车组专列，以高铁货运站作为货物的始发、终到及途中装卸作业地点。邓运成等^[6]针对粤港澳大湾区快递业务量进行分析和预测，研究分析快运货物的运输方案、车辆方案以及快运产品设计等运输要点，论证深惠城际铁路承担快运业务的可实施性。雷红佳等^[7]研究高铁快运与动车存车场不同的布置形式，并从功能布局、作业流线、地形条件的角度进行理论分析。

通过分析整列高铁快运作业流程，并研究新建高铁货运站、既有客运站改建和高铁物流基地3种作业地点的布置方案及设计参数，最后以南充市高铁物流为案例，提出不同布置方案的应用场景，对推动整列高铁快运，提升供应链效率、促进高端产业发展具有参考意义。

1　高铁快运专列作业方案研究

2020年12月，中车唐山机车车辆有限公司设计的350 km/h高速货运动车组下线，全列载重115 t(含集装器)，净载重87 t，具有承载运量大、作业集中化、规模化的特点，为开行高铁快运专列提供了基础。因高铁快运专列作业流程及装卸方案决定了作业布局，故首先对这2方面进行了研究。

1.1　高铁快运专列作业流程研究

高铁快运专列作业主要分为发送作业和到达作业，以高铁物流基地发送、到达作业为例进行分析。

1.1.1　发送作业

高铁快运专列发车时间通常比首班载客列车早1~2 h，货物集结、装车作业集中在发车前完成，高铁快运专列发送作业流程如图1所示。①货物到达：前方集散中心货物集结，货物由汽车运输至高铁物流基地。②安检：物流、列车双方进行货物交接，共同验视车门封闭并卸车，无误后确认反馈至高铁快运物流基地信息系统，货物通过安检、称重、扫描，通过安检通道进入高铁快运围网作业区。③分拣：按目的地进行分拣、装箱。④仓储：集装器运送至仓库堆箱区，进行配载审核，生成电子票据及货签，反馈至信息系统。⑤拣选：提前根据到达列车信息拣选集装器。⑥装车：根据到达列车配载计划核对件数、车次、停靠站台，提前将货物搬运至站台位置，在系统中进行装车确认。⑦列检发车：反馈至信息系统。

1.1.2　到达作业

高铁快运专列到达作业流程如图2所示。①高铁快运专列到达：根据信息系统预知列车车次、到达时间、停靠站台及货运件数。②列检：双方进行货物交接，共同验视车门封闭，无误后确认反馈信息系统。③卸车：开始卸车并统计数量，将集装器卸车并堆放暂存区，根据卸车情况进行“卸车确认”，并上传至信息系统。④分拣：将货物传送至围网外的到达分拣区。⑤仓储：分拣后至缓存站台仓储。⑥拣选：根据信息系统预知转运车辆信息、到达时间、货运信息，对货物进行拣选。⑦装车：分件装车至转运车辆，双方共同装车并统计数量，反馈至信息系统。⑧转运车辆进行配送。

1.2　高铁快运专列装卸方案研究

目前国内站台装卸较为成熟的装卸输送系统为自动辊道输送系统和自动牵引车系统^[8-9]，深入分析这2种输送系统构成及作业流程，研究用于高铁快运专列装卸方案。

1.2.1　自动辊道输送方案

自动辊道由辊子输送机和万向球平台构成，辊子输送机沿站台边缘铺设，按装卸分离的方式，设置双向全自动辊道输送线，适用于底部是平面的物品输送，主要由传动辊子、机架、支架、驱动部等部分组成，万向滚轮设置于装卸滚轮台，依靠人力推动，可将集装器在台面上作任意方向的移动和转动。其作业流程为：首先，在暂存区将集装器由滚轮地板人工推上辊子输送机，流水线式输送至站台；然后，集装器到达高铁快运专列车门口，人工将集装器经辊子输送机上的万向轮平台推至站台上的万向滚轮台；最后，将集装器经万向滚轮台推入或暂存后推入高铁快运专列。自动辊道输送系统构成如图3所示。

1.2.2　自动牵引车方案

自动牵引车主要分为自动牵引机车和拖车。自动牵引机车系统由车辆的转向制动及油门的线控改造、综合定位感知系统、综合运动控制系统组成。拖车表面设计辊轮及固定设备，集装器可以在拖车表面沿辊轮方向移动，固定设备可确保集装器在拖车上不会产生位移。

自动牵引车方案站台运输的作业流程为：①自动牵引车于暂存区与站台交界处等待，集装器经配载暂存后，由暂存区的万向滚轮地板人工推上牵引拖车；②通过自动牵引车，将集装器运送至万向滚轮台边缘停靠；③人工将集装器经万向滚轮台推入或暂存后推入高铁快运专列。自动牵引车构成如图4所示。

2　高铁快运专列作业地点及布置方案研究

高铁快运专列具有运量大、集中化、规模化、装卸时间长的作业特点，按照办理作业地点的不同，研究了车站到发线办理、高铁物流基地办理2种布置方案。

2.1　车站到发线办理模式布置方案研究

高铁快运专列在车站到发线办理装卸作业，为避免对旅客列车的影响，一般利用确认车时间开行^[10]。根据车站建设属性的不同，研究新建高铁货运站布置方案和既有高铁客运站布置方案。

2.1.1　新建高铁货运站布置方案研究

新建高铁货运站使用到发线办理货运作业，需解决将集装器由仓储区转运至站台和站台与列车间装卸问题，前者可通过修建作业通道来解决，新建仓储区运输至站台的作业通道，两端连通两侧站台端部，根据规范要求，地道宽度不宜小于5.2 m，地道净高不宜小于3 m，地道出入口考虑通行车辆双向行驶时宽度不宜小于4.5 m，站台宽度受限时考虑单向行驶宽度不宜小于3.5 m，坡道坡度不应大于1∶12；后者则需要根据到达、发送作业流程及装卸设备需求研究站台分区布置。对辊道输送和自动牵引车条件下的站台分区布置方案进行具体研究。

（1）辊道输送条件下站台分区布置方案。根据作业流程，站台分区设置装卸作业区、装卸防护区和设备检修区3个区域，各作业区与站台通长。装卸作业区用于货物的暂存堆放、装卸，设置在列车邻侧，铺设装卸万向滚轮台，可直接人工推入高铁快运专列，宽3 m；装卸防护区用于保护高铁快运专列车体，防止装卸搬运作业过程中，站台运输设备和集装器撞击损伤列车，设置在站台停靠列车侧0.5 m处，在车门处设置2 m间隔；设备检修区用于通行自动辊道系统维修设备，每一束自动辊道系统侧设置一处，宽1 m。辊道输送条件下站台分区布置如图5所示。

（2）自动牵引车条件下站台分区布置方案。根据作业流程，站台分区设置装卸作业区、装卸防护区和拖车区3个区域，各区域与站台通长，装卸作业区宽3 m；装卸防护区设置在站台停靠列车侧0.5 m处，在车门处设置2 m间隔；设置上下行拖车走行区各一处，宽度3.5 m，邻靠列车侧设置拖车停靠区一处，宽度3 m。自动牵引车条件下站台分区布置如图6所示。

（3）站台分区布置方案对比。辊道输送和自动牵引车条件下站台分区布置设计参数对照如表1所示。辊道输送条件下侧式站台单侧装卸，站台宽度不应小于12.5 m，岛式站台两侧装卸，站台宽度不应小于19.5 m；自动牵引车条件下侧式站台宽度不应小于13.5 m，岛式站台宽度不应小于20 m。

2.1.2　既有高铁客运站改建方案研究

既有高铁客运站较多考虑旅客乘降通道及设备，较少预留高铁货运通道，几乎不能满足整列快运专列站内货物装卸条件。为保证旅客出行服务质量，高铁客运站办理客运、货运作业应时空分离，货物运输及装卸作业应利用天窗作业，主要控制环节为站内装卸设备和运输通道。货运作业需利用客运站台装、卸车，客运动车组停靠站台位置不应设置万向滚轮，宜采用可折叠辊子输送机，办理客运作业时，收缩至货物站台范围，办理货运作业时，延伸至动车组门口。为满足大运量运输通道，研究了利用旅客地道运输方案和新建T型站台运输方案。

（1）利用旅客地道运输方案。紧邻站房对侧站台新建货物站台，设置装卸作业区、装卸防护区和设备检修区，宽度不小于14.5 m；延长既有旅客地道至货物站台，于缓存区设置出入口、运输坡道，坡道比例为1∶12；缓存区设置仓库，客、货运站台间和客运站台停靠列车侧设置玻璃隔离墙，利用旅客地道运输方案布置如图7所示。

（2）新建T型站台运输方案。紧邻站房对侧站台新建T型货物站台，分为纵向、横向货物站台。纵向货物站台与旅客站台通长，设置装卸作业区、装卸防护区和设备检修区，宽度不应小于9.5 m；横向货物站台设置货车接驳区和缓存区，缓存区设置仓库，站台尺寸及仓库面积应与货运量匹配；客、货运站台间，客运站台停靠列车侧设置玻璃隔离墙，新建T型站台运输方案布置如图8所示。

（3）既有高铁客运站改建方案研究比较。利用旅客地道运输方案和新建T型站台运输方案优缺点分析如表2所示。利用旅客地道运输方案和新建T型站台运输方案均可通过改建既有高铁客运站开行整列高铁快运专列，适用于车站客货组织不交叉情形，如动检车承载模式、始发终到车模式等。需根据车站旅客发送量、站房及地道利用率、车站两侧交通通达条件合理选用以上2种方案。

2.2　高铁物流基地办理模式布置方案研究

2.2.1　高铁物流基地选址及接轨方案研究

通过分析研究国内既有高铁车站的接轨案例，主要为动车段(所)、综合维修车间(工区)接轨于车站，为充分利用车站接轨条件，共享出入站走行线条件，高铁物流基地可依附于以上两者选址，新建高铁客运站未设置接轨设施则需通过专用线接轨。故研究依托动车段(所)动走线接轨方案、依托综合维修车间走行线接轨方案和高铁快运基地专用线接轨方案^[11]。

（1）依托动车段(所)动走线接轨方案。车站衔接动车段(所)时，高铁物流基地与动车段(所)均停靠动车组，存车线有效长相同，便于集中平行布置，共用动走线，高铁快运基地接轨于动走线，紧邻动车段(所)设置。依托动车段(所)动走线接轨方案布置如图9所示。

（2）依托综合维修车间走行线接轨方案。车站设有综合维修车间(工区)时，高铁快运基地与综合维修车间集中布置，接轨于车间走行线。依托综合维修车间走行线接轨方案布置如图10所示。

（3）新建高铁物流基地专用线接轨方案。车站无衔接其他场站时，为匹配地方物流园区规划，解决“最后一公里”运输问题，高铁物流基地选址于地方物流园区附近，采用专用线接轨车站。考虑运输组织顺畅，在站对左或站同右区域与到发线接轨，接轨处设置安全线。新建高铁物流基地专用线接轨方案布置如图11所示。

2.2.2　高铁物流基地布置方案研究

根据高铁快运专列在高铁物流基地到发作业需求，重点研究了装卸站台的布置形式及参数。站台作业区分为集装器运输区和装卸车作业区。为提高货物装卸作业效率，研究了两台夹一线、两台夹两线、两线夹一台和三台夹两线4种装卸站台布置形式^[12]。

（1）两台夹一线布置形式。该布置形式设装卸线1条，有效长不小于430 m；设侧式站台2座，宽度不小于12.5 m，端式站台1座，宽度不小于28.5 m；装卸线位于两侧式站台之间，铁路接触网支柱及雨棚支柱等需设置在站台上。高铁快运货物可在站台上进行分装，并直接与站外相连。可以在两侧站台同时进行装卸作业，装卸效率较高。两台夹一线布置形式如图12所示。

（2）两台夹两线布置形式。该布置形式设装卸线2条，有效长不小于430 m，线间距6.5 m；设侧式站台2座，宽度不小于12.5 m，端式站台1座，宽度不小于35 m；装卸线位于两侧式站台之间，铁路接触网支柱及雨棚支柱立于线间。高铁快运货物在站台上进行装卸和分装，站台端部设置分拨中心分别与站台和站外相连。尾端站台与线侧站台设置于同一高度内，尾端站台主要实现货物的集中处理，再通过输送设备输送至线侧站台进行分配装车作业。两台夹两线布置形式如图13所示。

（3）两线夹一台布置形式。该布置形式设装卸线2条，有效长不小于430 m，布置于站台两侧，铁路接触网支柱及雨棚支柱等需设置在站台上；设岛式站台1座，宽度不小于19.5 m，端式站台1座，宽度不小于19.5 m。高铁快运货物在站台上进行装卸和分装，站台端部设置分拨中心分别与站台和站外相连。尾端站台与线侧站台设置于同一高度内，主要实现货物的集中处理，再通过输送设备输送至线侧站台进行分配装车作业。两线夹一台布置形式如图14所示。

（4）三台夹两线布置形式。该布置形式设装卸线2条，有效长不小于430 m；装卸线间设置岛式货物装卸站台1座，宽度不小于19.5 m，装卸线最外侧各设侧式站台1座，宽度不小于12.5 m，卸车线端部设端式站台1座，宽度不小于51.5 m。适用于公路、铁路和航空3种联运方式交会的物流基地，并在铁路一侧设置航空托运车走行通道，通过走行通道实现与铁路侧和公路侧的货物联运。三台夹两线布置形式如图15所示。

（5）高铁物流基地布置方案对比。基于装卸线数量、站台装卸功能区、分拣作业区的功能性研究的4种高铁物流基地布置形式，从货运动车组单、双侧装卸，装卸线与站台装卸能力的匹配性，端式站台的容量及货物周期等角度进行优缺点分析，提出每种布置形式的适用场景，高铁物流基地布置方案对比如表3所示。根据到达高铁快运货物品类、运量、周转期等因素计算所需装卸线长度和站台装卸面长度，两者取最大值，从工程投资角度选取匹配性最优的高铁物流基地布置形式^[13]。

3　结束语

随着我国物流业的快速发展，快递业务对高铁快运需求不断增加，亟需“高时效、大运量、门对门”的高铁快运专列运输产品。深入研究高铁快运专列作业流程和装卸设备，提出利用车站到发线和高铁物流基地两种办理条件，前者提出了新建站布置方案和既有车站改建方案，后者提出了4种高铁物流基地布置形式、站台各功能区设计参数和应用场景。研究为高铁快运专列运输模式的场站空间布局提供了重要参考，对推动高铁快运专列产品高质量发展具有重要意义。

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基金资助

中铁工程设计咨询集团有限公司科技研究开发计划课题(研2023-10)