文/王成林班曉榮史浩然劉蕊

隨著物流工程科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化設(shè)備的運用極大地提升了物流的服務(wù)質(zhì)量。本文通過分析相關(guān)高鐵快運車站目前面臨的現(xiàn)狀，結(jié)合目前物流技術(shù)與模式，以提升高鐵快運車站物流效率、提高貨運效益為目標(biāo)，從設(shè)備選型、運作模式等方面提出整體設(shè)計方案，并運用Flexsim 軟件模擬運行，為我國高鐵快運車站物流體系構(gòu)建提供參考。

一、引言

在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，電子商務(wù)已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一環(huán)。2019年，高鐵快運網(wǎng)絡(luò)含有481個辦理站，覆蓋514個城市[1]。高鐵+電商的深度融合，使得消費服務(wù)與供給升級相輔相成、相互促進，速度已成為高鐵快運服務(wù)百姓、搶占市場的關(guān)鍵要素。高鐵的快速便捷屬性十分契合物流對高時效和低成本的要求，但高鐵快運車站作為高鐵快運不可或缺的一環(huán)，已成為制約高鐵快運高質(zhì)量發(fā)展的障礙。

二、高鐵快運車站物流現(xiàn)狀分析

本文在研究國內(nèi)主要高鐵快運車站運營現(xiàn)狀后，選擇北京西站、北京南站、邯鄲站、天津站進行調(diào)研并發(fā)現(xiàn)：北京西站發(fā)送和到達作業(yè)采用人工分揀和裝卸作業(yè)模式造成人工成本高，效率低；北京南站和邯鄲站在作業(yè)高峰期，貨物二次安檢進場出現(xiàn)排隊，有貨物無法及時上車的情況；天津站人員隨項目分配導(dǎo)致人員不集中，工作期間信息傳遞及物流資源共享不及時等問題。通過以上快運車站現(xiàn)狀可以看出目前我國高鐵快運車站仍然存在物流設(shè)備需更新、各個物流環(huán)節(jié)無法有效銜接、信息化程度低等問題，嚴重制約了高鐵快運的發(fā)展。

1.物流設(shè)備需更新

目前，高鐵快運車站物流環(huán)節(jié)中，機械化、自動化、信息化程度相對較低。當(dāng)前高鐵快運車站的裝卸、分揀等物流環(huán)節(jié)主要以人工作業(yè)為主，機械化、自動化的設(shè)施設(shè)備應(yīng)用范圍較小。

2.環(huán)節(jié)間銜接程度弱

高鐵快運模式包括載客動車組捎貨模式和載客動車組預(yù)留車廂兩種，由于載客動車組發(fā)車時間相對固定，因此在一定程度上限制了貨物上車時間，這就要求貨物從受理訂單到上車之間的環(huán)節(jié)要流暢緊湊，保證時效性。而目前貨物上車之路困難重重，需要經(jīng)過多次掃碼、安檢，各環(huán)節(jié)之間銜接程度較弱。

3.信息化程度低

高鐵快運車站整體沒有形成完整的信息平臺，導(dǎo)致信息無法及時傳遞。信息化程度低不僅影響貨物處理的效率，同時客戶無法及時獲得物流信息，降低了客戶滿意度。

三、高鐵快運車站物流系統(tǒng)構(gòu)建要素分析

傳統(tǒng)物流企業(yè)均結(jié)合自身業(yè)務(wù)需要，從平臺構(gòu)建、系統(tǒng)研發(fā)、裝備選型等方面構(gòu)建符合自身需求的系統(tǒng)，在優(yōu)化物流服務(wù)、提升作業(yè)效率、增加經(jīng)營效益等方面取得成效。高鐵快運車站，也應(yīng)構(gòu)建與自身業(yè)務(wù)需求相契合的物流服務(wù)系統(tǒng)。

1.系統(tǒng)構(gòu)建原則分析

高鐵快運車站物流系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)以客戶的需求為前提，以時效性、安全性和資源優(yōu)化三大原則為基礎(chǔ)，通過優(yōu)化運轉(zhuǎn)模式、采用新型設(shè)備、運用信息化技術(shù)來實現(xiàn)高鐵快運物流高效率、高成效的目標(biāo)。

（1）時效性原則

高鐵快運是鐵路貨運中高端的物流服務(wù)，故高鐵快運應(yīng)全程發(fā)揮其快的特點。在高鐵快運車站的收發(fā)件及配送環(huán)節(jié)，也應(yīng)保證時效性，各個環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)整體速度“快”。

（2）安全性原則

高鐵快運在保證貨物安全性的同時，還應(yīng)保證旅客的出行安全[2]。在高鐵快運車站收發(fā)件及配送等物流環(huán)節(jié)，部分貨物有可能與旅客在同一列車中，為了避免貨物上車途中與工作員、旅客之間發(fā)生擠壓、碰撞，因此要基于安全性原則，做到客貨分流，建設(shè)專門的貨運通道、采用立體化作業(yè)等。

（3）資源優(yōu)化原則

高鐵快運車站同樣面臨著物流資源有限的情況，資源條件的限制將對其效益造成一定影。因此合理配置資源，有助于增加效益、發(fā)揮資源最大效用，高鐵快運車站應(yīng)充分利用現(xiàn)有資源，提高資源利用率。

2.系統(tǒng)構(gòu)建要素分析

（1）建設(shè)信息化平臺

高鐵快運車站系統(tǒng)要構(gòu)建符合自身業(yè)務(wù)需要的高質(zhì)量、高效率信息化平臺。車站融合現(xiàn)有行包制票系統(tǒng)和高鐵E3系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能，創(chuàng)建一個為客戶提供最優(yōu)運輸方案和報價的智能發(fā)運系統(tǒng)，同時增加平臺資源整合共享和大數(shù)據(jù)分析功能，實現(xiàn)發(fā)貨、分揀、裝運、配送等多環(huán)節(jié)設(shè)備和系統(tǒng)數(shù)據(jù)無縫對接，形成完整的高鐵快運資源信息數(shù)據(jù)庫。

（2）研發(fā)符合自身的物流作業(yè)模式

目前以北京南站、北京西站等為代表的高鐵快運車站都面臨著作業(yè)場地空間緊張、站內(nèi)人貨混流等方面的問題。為了實現(xiàn)物流系統(tǒng)服務(wù)能力提升，應(yīng)充分發(fā)掘設(shè)施空間的潛在價值，構(gòu)建立體化的物流傳輸系統(tǒng)。結(jié)合目前物流技術(shù)發(fā)展情況，可以在做好單元化作業(yè)的基礎(chǔ)上，充分利用車站的空間，打造柔性化物流作業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)分揀、裝卸、搬運的高效作業(yè)。

（3）運用高效協(xié)同的自動化設(shè)備

建設(shè)集約型高鐵貨運車站，車站內(nèi)部署自動化設(shè)備，采用伸縮皮帶機裝卸系統(tǒng)提高裝卸車效率；構(gòu)建空中物流傳送網(wǎng)絡(luò)，自動、高效、準(zhǔn)確地進行物料配送，解決站內(nèi)人貨混亂、占用車站空間等問題；以及運用手持終端、智能監(jiān)控系統(tǒng)、電子面單、智能安檢系統(tǒng)等應(yīng)用實現(xiàn)物流信息化從而提高物流流通效率。

四、現(xiàn)代高鐵快運車站物流系統(tǒng)構(gòu)建

我國高鐵站物流信息化、系統(tǒng)化還比較滯后，因此，要以高鐵快運車站物流系統(tǒng)發(fā)展構(gòu)建思路為導(dǎo)向，對現(xiàn)代高鐵快運車站物流系統(tǒng)展開信息化建設(shè)，構(gòu)建包括物流信息化、新型物流運轉(zhuǎn)模式等的物流服務(wù)系統(tǒng)，打造智慧高效、安全便捷、經(jīng)濟環(huán)保的高鐵快運車站[3]。

1.高鐵快運車站物流系統(tǒng)設(shè)計

高鐵快運車站物流系統(tǒng)主要由高鐵物流信息平臺、物流作業(yè)系統(tǒng)、智能物流設(shè)備體系與數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)四大部分組成。高鐵物流信息平臺是整個高鐵快運車站物流系統(tǒng)的控制中樞，該平臺將匯聚高鐵站內(nèi)外的物流信息，按照需求控制物流作業(yè)系統(tǒng)進行安全、高效、智能的物流作業(yè)。物流作業(yè)系統(tǒng)包括集裝箱轉(zhuǎn)運和立體物流作業(yè)，直接控制高鐵快運站內(nèi)諸如裝卸搬運、暫存、承運受理等作業(yè)。智能物流設(shè)備體系主要包括自動化分揀設(shè)備、裝卸搬運設(shè)備等與物流作業(yè)密切相關(guān)的設(shè)備。數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)主要進行信息雙向傳遞，在高鐵物流信息平臺與客戶企業(yè)信息系統(tǒng)之間搭建溝通的橋梁，使得客戶可以隨時隨地了解貨物信息。

2.高鐵快運車站作業(yè)模式設(shè)計

在當(dāng)前高鐵快運車站背景下，新型物流作業(yè)模式從客貨分離和貨物集裝化兩個方向進行構(gòu)建，最終形成立體物流作業(yè)模式和集裝化轉(zhuǎn)運模式。兩大作業(yè)模式流程如圖1所示。

圖1 智慧高鐵快運物流系統(tǒng)作業(yè)流程

（1）立體物流作業(yè)模式

立體物流作業(yè)模式需要建設(shè)集散中心，部署自動化設(shè)備，當(dāng)多家合作商貨物到達之后進行安檢掃碼，進行分揀集包，集包之后入庫或直接發(fā)送到站臺。對于集散庫內(nèi)的貨物，貨物分揀機器人從貨架中取出存放商品的料箱，放至傳送帶上，經(jīng)過物流傳輸通道將包裹運送到站臺內(nèi)，再使用自動化裝卸設(shè)備進行裝卸，集散庫內(nèi)配備專業(yè)機器人，利用AI技術(shù)和高自動化的設(shè)計讓貨物流通轉(zhuǎn)運效率大大提升。集包分揀之后，包裹直接從倉儲區(qū)域由地下物流系統(tǒng)運用自動導(dǎo)向車和兩用卡車等承載工具，通過地下管道、隧道等運輸通路線將包裹運送到站臺內(nèi)空中穿梭車揀選暫存點，再通過自動化裝卸設(shè)備裝車或者立體物流作業(yè)將包裹傳送到指定裝卸點，完成貨物的交接。

對于站臺上人流量巨大這一問題，將采用人貨分流規(guī)劃，針對站內(nèi)貨物的快速轉(zhuǎn)運，應(yīng)充分發(fā)掘設(shè)施空間的潛在價值，構(gòu)建立體化的物流傳輸系統(tǒng)，即在車站內(nèi)部建設(shè)以智能機械和物聯(lián)網(wǎng)為核心的空中物流傳送系統(tǒng)。該系統(tǒng)以模塊化、主從搭配的空中軌道、智能穿梭車為載體，通過物聯(lián)網(wǎng)把立體物流作業(yè)與車次信息、貨物信息、倉儲系統(tǒng)等相關(guān)聯(lián)，通過高效率智能調(diào)度算法將智能穿梭車與物料高效存取相結(jié)合，形成智能感知、靈活高效、集約可靠的智能物流模式。

利用立體物流作業(yè)，大部分貨物不再需要傳統(tǒng)的人工輸送，而是直接通過布局后的空中軌道，自動輸送到指定的裝卸位置，對于超重、超大等不能上空中物流傳送的貨物才由人工輸送到站內(nèi)指定位置。利用立體物流作業(yè)，貨物不需要在站內(nèi)地面穿梭，而是充分利用設(shè)施空間的價值，高效率完成裝卸，有效解決了貨物地表站內(nèi)作業(yè)面積的占用問題。

（2）集裝化轉(zhuǎn)運模式

隨著高鐵快運的快速發(fā)展，可推行貨物集裝化，研發(fā)高鐵快運專用集裝箱。貨物進行分揀集裝化后，自動化搬運設(shè)備對其進行集裝箱整體安檢，然后由搬運車通過物流專用通道搬運到指定的裝卸位置。

集裝化轉(zhuǎn)運模式下貨物實行集裝化運輸，減少了中間環(huán)節(jié)，提高裝卸效率，加速貨物的運轉(zhuǎn)。隨著貨量的增加，相關(guān)合作企業(yè)可在其始發(fā)點對貨物進行集裝，發(fā)至高鐵快運車站后，由自動化設(shè)備直接掃碼、安檢和裝車發(fā)貨，提高整體流程的作業(yè)效率。

在收貨點可使用自動化裝卸設(shè)備，提升裝卸速度，也可直接對接自動一體化傳送系統(tǒng)，通過掃碼、配載車次信息經(jīng)過智能搬運設(shè)備直接將集裝后的貨物輸送到車廂內(nèi)，完成貨物上車。

3.規(guī)劃設(shè)計方案

考慮高鐵快運車站的需求量、建造成本、運營方式等多種因素，現(xiàn)對快運車站建造提出三種方案，分別為經(jīng)濟型高鐵快運車站、集約型高鐵快運車站和高效型高鐵快運車站。

（1）經(jīng)濟型高鐵快運車站

經(jīng)濟型貨運場站主要考慮建設(shè)成本、設(shè)備成本等經(jīng)濟因素，該快運車站將采用部分半自動設(shè)備，如收發(fā)到貨端裝卸環(huán)節(jié)采用助力機械配伸縮皮帶機裝卸系統(tǒng)，分揀端采用皮帶輸送機與人工相結(jié)合的模式來進行揀選作業(yè)，在發(fā)貨時，主要通過叉車、地牛、籠車等設(shè)備進行搬運裝卸作業(yè)。

（2）集約型高鐵快運車站

集約型高鐵快運車站在場地、人力資源等方面存在制約，因此要有效利用資源。針對地面作業(yè)面積短缺、貨物量大的難點，集約型高鐵快運車站可充分利用地下與空中的可作業(yè)面積，將分揀區(qū)設(shè)置在地下。在設(shè)備選擇方面，集約型高鐵快運車站配備緊湊型滑盤托盤分揀機，大多數(shù)貨物采用自動分揀機進行分揀。分揀后的貨物將由地下穿梭車通過地下物流通道運輸?shù)较鄳?yīng)的位置?？罩薪⒘Ⅲw物流作業(yè)，小型貨物將直接通過空中穿梭車運送至相應(yīng)上車點。集裝化的貨物采用集裝化轉(zhuǎn)運模式，直接通過安檢后由智能搬運車直接到達指定地點。

統(tǒng)籌考慮集約型高鐵快運車站的運營方式、貨物種類等多方面的需求，可以將集散中心主要劃分為貨運停車場、快遞分揀區(qū)、貨物暫存區(qū)、綜合辦公區(qū)、輔助功能區(qū)、立體式運輸作業(yè)區(qū)等多個區(qū)域。主要功能區(qū)域布局圖如圖2所示。集約型高鐵快運車站的相關(guān)設(shè)備參數(shù)如表1所示。

表1 集約型高鐵快運車站設(shè)備參數(shù)

圖2 集約型高鐵快運車站布局圖

（3）高效型高鐵貨運車站

高效型高鐵貨運車站主要服務(wù)對象是貨運為主的高鐵站。預(yù)計該車站的貨流量將遠超于集約型集散中心和經(jīng)濟型集散中心，高效型的高鐵貨運車站將采用空中、地上、地下三位一體化作業(yè)?？罩袑⒗^續(xù)采用立體物流作業(yè)，小型貨物將通過空中運至相應(yīng)的上車點。地上設(shè)立分揀中心，主要進行分揀作業(yè)，將散貨進行分揀打包，運用智能搬運車對集裝化貨物進行搬運裝卸作業(yè)，通過專門的物流通道運輸?shù)礁餍枨簏c。地下設(shè)立停車場與存儲中心，存儲中心可對相關(guān)合作企業(yè)的貨物進行暫存，擬采用全自動化立體庫進行存儲作業(yè)，實現(xiàn)智能化、高效化作業(yè)。

4.仿真驗證

大多數(shù)高鐵站在建造之初，并未考慮大批量貨運作業(yè)，現(xiàn)階段高鐵站主要以客運為主。本文從實際出發(fā)，就集約型高鐵貨物集散中心這一方案，運用Flexsim軟件進行模擬仿真作業(yè)，通過該軟件驗證方案的可行性并進行效率評估。

首先，構(gòu)建集裝化帶箱轉(zhuǎn)運模式的仿真模型。在該模式中，進入高鐵站進行運輸?shù)呢浳镄枰崆斑M入卸貨點進行暫存，卸貨車可以直接與傳送裝置連通，貨物通過安檢機進行一體化安檢作業(yè)，安檢通過后由傳送帶進入車站內(nèi)的暫存區(qū)，再通過相應(yīng)的智能搬運設(shè)備進行搬運裝車作業(yè)。搬運車按照指定的路線進行物流作業(yè)，仿真示意圖如下圖3所示。

圖3 集裝化帶箱模式仿真示意圖

其次，構(gòu)建立體物流作業(yè)仿真模型。立體物流作業(yè)通過高空中架設(shè)的軌道進行物流作業(yè)，避免與旅客在地面上互相干擾，提高了物流作業(yè)的空間利用率。具體流程為：一是貨物通過地下物流傳送軌道從地下集散中心運到站內(nèi)揀選區(qū)，運用地下穿梭車和升降機將貨物運送至站內(nèi)暫存區(qū)；二是運用立體物流作業(yè)將站內(nèi)暫存區(qū)處的貨物運輸至上車地點。

設(shè)計出仿真方案之后，以北京南站為例，將真實的物流運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)代入進行仿真實驗，依此測算該方案是否可行，效率是否有明顯提高。仿真系統(tǒng)中各個設(shè)備參數(shù)如上表1所示。

根據(jù)北京南站提供的數(shù)據(jù)，將列車的到達的時間間隔內(nèi)所需貨物數(shù)量進行設(shè)定，第一次到貨400箱，60分（3600秒）后到貨200箱，90分（5400秒）后到貨300箱，150分（9000秒）后到貨150箱，180分（10800秒）后到貨400箱，如下圖4所示。

圖4 到貨情況設(shè)定表

使用原有場站模式裝載300箱貨物（約2000件）需要時間約為50分鐘，本文將測試集裝化帶箱轉(zhuǎn)運這一種模式的時效性。按到貨情況設(shè)定表進行模擬實驗，智能搬運車的運行測試結(jié)果如表2所示。

表2 智能搬運車效率表

通過表2可以看出，搬運車在3個小時內(nèi)的空閑時間為48.5%，空載運行為15.7%，滿載運行為35.8%。根據(jù)模型運行結(jié)果可知，10800秒最后到達的300箱貨物，在12417秒裝車完成，總耗時1617秒，約27分鐘，比原有場站模式所用時間縮短近一半。

通過仿真實驗可以看出，集約型高鐵快運車站物流系統(tǒng)的集裝化帶箱轉(zhuǎn)運模式與原有場站模式所用時間相比有較大的縮減，更加高效便捷。該高鐵快運車站物流服務(wù)系統(tǒng)不僅在當(dāng)下，乃至未來依舊可以滿足高鐵快運車站的需要。

四、結(jié)語

高鐵快運作為未來鐵路運輸?shù)闹匾M成部分，對于推動鐵路貨運業(yè)務(wù)、延伸物流服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈等方面具有深遠影響。為滿足現(xiàn)代日新月異的物流需求，高鐵快運信息化勢在必行，信息技術(shù)將為高鐵快運高質(zhì)量發(fā)展保駕護航。高鐵快運業(yè)務(wù)應(yīng)與現(xiàn)代物流標(biāo)準(zhǔn)有效銜接，構(gòu)建高鐵快運物流服務(wù)體系，根據(jù)自身需求設(shè)計自己的物流作業(yè)模式，立足現(xiàn)在著眼未來，根據(jù)高鐵站需求提出了三種不同方案設(shè)計。并通過仿真模擬驗證了集約型物流集散中心的物流服務(wù)能力，為打造信息化、高效化的高鐵快運車站，助力鐵路高質(zhì)量發(fā)展提供了支撐。C

引用出處

[1]徐中堅.高鐵快運作業(yè)流程優(yōu)化研究[D].北京交通大學(xué),2020.

[2]張云逸,劉文歌.高鐵快運物流運輸組織優(yōu)化研究[J].鐵道貨運,2020,38(04):1-5.

[3]唐浩.鐵路物流基地智能化運營管理體系設(shè)計[J].鐵道運輸與經(jīng)濟,2021,43(03):25-30.