轨道交通运输（十三）-货物运输

作者: 群客 | 来源:发表于2018-06-28 07:45 被阅读0次

传统的的工业区都建有货运铁道，工厂或仓库设置铁路两侧，这有利于产品输出和生产材料引进。铁路运输公司，将定期集中分散在各厂矿辆到铁路货场（Freight Station）再由调车机车把货场的车辆送到编组站。同样铁路运输部门也把编组站解体的车辆送到货场或各厂矿。如果企业没有铁路连接，要用其它运输工具把货物运到铁路货场装载或从取货。这个运输模式运用至今。编组站的功能已在编组站一章中描述，不再赘述。

19世纪初的货车车辆

仅从吨-公里和单位能量消耗来看，铁路运输效率最高，特别是大宗货物的运输，例如煤炭运输，运输成本和效率最高。但考虑到货车编组，货场集散，铁路的运输效率和成本比汽车运输没有优势。特别是运输的灵活性（Flexibility），铁路运输无法跟公路运输相比，为此铁路运输部门失去了许多业务。面对公路运输的挑战，铁路运输部门也在想办法提高铁路运输效率，例如，专项运输，重载运输，集装箱运输等。同时各国政府也在关注环境和能源问题，毕竟铁路运输较清洁节能。计算机网络和自动化控制的应用也对提高铁路运输管理，运营效率有很大的帮助。到目前为止，铁路运输还是在陆路货物运输中独占鳌头。

货车车辆（Goods wagons or freight cars) 是没用动力的载货车辆。虽然货车辆有不同类型，但在每个地区网络内，这些货车辆需具备车钩（coupler）和制动气管接口等标准设备，使货车编列容易实现。

铁路货车有很多不同的种类，以适应在不同的场合使用。为了识别铁路货车的用途，国际铁路联盟（UIC）制定了特定的字母和序列号。当然，各国也有自己的编号，例如中国，P65（棚车65型），C60（敞车60型）等。常见的铁路货车类型包括敞车、棚车、平车、罐车、保温车等。

最初出现的货车是普通的棚车（boxcar），俗称闷罐车，车体就像是箱子一样，左右兩側有可以打开的敞门。棚车是铁路货车中的通用车辆，用于运送怕日晒，雨淋、雪侵的货物，包括各种粮谷等。一部分棚车还可以临时运送人员。到2002年底，中国铁路已拥有棚车91835辆，有六十多个型号，约占货车总数的20%。2017年，美国有棚车118000辆，约占货车总数的10%，美国的棚车数量正在逐年减少约1000辆。

早期的货运棚车(Boxcar)，只有两个车轴，载重超不过10吨。

棚车有时也用来用运人。这种棚车(称Huit wagon )1939年，英国士兵在法国。

一次世界大战间的欧洲棚车，陈列在美国北卡交通博物馆

美国南太平洋公司的现代棚车

中国铁路使用的P65型行包专用棚车，。转向架采用转K2型转向架（美国技术）和转K1型转向架。制动系统采用10英寸旋压密封制动缸，KZW—4G型无级空重车调整装置。该车容积135立方米，当载重45吨时，运行时速120公里；当载重68吨时，运行时速100公里，最高试验时速达到138公里。

保温车是一种特殊的棚车。1851年夏天，第一辆保温车开始试用，主要设备冰块，和外壳加隔热材料。美国北方铁路(Northern Railway)公司第一个使用保温车。同期美国（O&LC)公司使用的车辆载有冰块制冷设备开始向波士顿运送奶酪。1867年 J.B. Sutherland（Detroit Michigan）申请了第一个保温车的专利，除上述的设备，Sutherland还增加了空气流动控制。由于价格成本的原因，保温车一直没有广泛地应用起来。直到19世纪末，冰块制冷车才开始商业化。1930年，美国铁路拥有183,000保温车。到20世纪中叶，随车的机械制冷设备应用到车辆取代了冰块制冷。1970年代，美国铁路管理和其它原因，人们开始使用公路卡车保温车，铁路保温车日益下降，到2001年，保温车的保有量仅8000辆，达到历史最低。在后来的十几年内，铁路保温车的服务有所回升，到2005年，保温车已有25000辆行驶在美国铁路上。

人工添加冰块到车顶部的冰室，冰室可容90-180公斤的碎冰，通常250公里到640 公里，重新加冰。

工人给保温车加冰

Swifts 公司是当时美国著名的肉食品公司，是第一个使用保温车的公司。在美国底特律的泛美车辆公司（American Car and Foundry Company (ACF), 为其制造了第一辆保温车。相片摄于1898年

中国B15型系列保温车属于机械保温车，也叫“内燃机保温车”。是专门运送鱼、肉、鲜果、蔬菜等易腐货物的专用车辆。这些货物在运送过程中需要保持一定的温度、湿度和通风条件，因此保温车的车体装有隔热材料，车内设有冷却装置、加温装置、测温装置和通风装置等，具有制冷、保温和加温三种性能。保温车车体外表涂成浅色，以利阳光反射，减少辐射热。 B15型系列的五节式机械保温车组由一辆机冷发电车和四辆机冷货物车组成。该车组能均匀地保持规定温度和湿度，加速车辆周转，降低运输成本；不受运输路程长短和运输时间的限制

Cryo-Trans公司的保温车。到2017年底、 Cryo-Trans 公司有超过2000辆保温车行驶在北美。

英国InterFrigo公司的保温车。

敞车（Gondola car)，主要供运送煤炭、矿石、矿建物资、木材、钢材等大宗货物用，也可用来运送重量不大的机械设备。若在所装运的货物上蒙盖防水帆布或其他遮篷物后，可代替棚车承运怕雨淋的货物。因此敞车具有很大通用性，在货车组成中数量最多；中国有约占货车总数的50% 以上的敞车。敞车按卸货方式不同可分为两类：一类是适用于人工或机械装卸作业的通用敞车；另一类是适用于大型工矿企业、站场、码头之间成列固定编组运输，用翻车机卸货的敞车。美国2017年，有各式无盖敞车211000辆，占货车总数的20%左右，多年来基本维持这个数量。美国有盖的“敞车”（Covered Hopper），占货车总数的50%，2017年底，这类车辆有554000辆，而且每年还以10000辆的速度增长。美国的敞车分为两种普通型（Gondola）和专用型（Hopper）两者主要不同是专用型敞车的底部或侧面有卸载的出口。

早期的铁路敞车都是木质车体的两轴车，载重量只有几吨。现代货车有性能良好的走行部和全金属结构的车体。货车载重量不断增大。多数国家车辆指标并只示体积不标载重量。其实车辆的最大的载重量标示在轮轴上。美国在最大允许轴重29.8吨时,四轴货车的载重量可达到90.7吨（除掉车辆的自重）,而俄国铁路的最大允许轴重定为23.25吨,但采用增加轴数的办法,其八轴敞车载重量达到125吨。中国铁路目前最大允许轴重为21吨（大秦铁路23吨），因而货车载重量一般为60吨左右。

19世纪末，20世纪初德国木制敞车

澳大利亚1898-1930年间的货车敞车

美国6400-立方英尺容量的敞车

美国66-英尺长敞车， 3350立方英尺容量。

2016年，美国UWC（United Wagon Company）车辆制造公司，设计生产的新型敞车，135 立方米和108 立方米容量两型。

中国K18BK敞车，60立方米容积，底层有气动和手动卸货功能。

中国KM70敞车，容积70立方米。

2017年，俄国制造的谷物专车，具有较轻的铝铝合金材料的车顶。

俄国敞车，由俄国最大的车辆厂UWC(United Wagon Company)制造

美国Mitsui Rail Capital公司制造的铝合金运煤敞车

Trinity铁路公司制造，容积3281立方英尺，带盖货车，两个出口，主要用于运沙石水泥等或高比重的物品。

Trinity铁路公司有盖敞车（covered hopper）容积 6,241 立方英尺（70立方米）底部有气动的卸货口。主要用在化工产品运输。

Trinity铁路公司带盖敞车，容积5,161 立方英尺，主用在农产品和干燥的化工产品运输。

德国的高架有盖敞车。(covered wagon)

英国敞车，车盖可自动开关，车端有车门

中国L18 运粮专用货车，60立方米容积，底部有四个卸货口。

巴西Rumo公司的谷物货车

台湾铁路公司的水泥专用货车

大部分平车(Flatcars)车体为一平板，主要用于运送钢材、木材、汽车、机械设备等体积或重量较大的货物，也可以借助集装箱运送其他货物。有的平车装有活动墙板，这种平车也可用来装运矿石、沙土、石砟等散粒货物。除了通用的平车外，还有几种不同类型的平车。

2017年底，美国有196000辆平车，占全部货车的19%。2015年1月，中国全路平车5.7万辆，占货车总数的8%。其中通用平车1.16万辆，共用平车2.3万辆，集装箱专用平车2.2万辆。

通用铁道平车

美国BNSF 公司 DODX 通用平车运输军队坦克

双端固定台平车（Bulkhead flatcars）用来防止货物在运行中（如列车紧急制动）从一个平车移动向另一个平车。钢管，圆木等长大货物较容易造成沿车体的纵向移动。

美国TTX 车辆厂，双端设有固定“墙”（bulkheads ）铁道平车。

中心梁平车就是在车体中间加一道纵向梁和竖/斜的支架，这条梁把车体一分为二。通常中心梁平车两端设有固定“墙”。这类车主要用来运送建筑材料，例如，木材（lumber），整块墙板，柱桩... 装车的时候，左右两边的货物力求均衡，避免偏载。

美国CSX公司73英尺长的中心梁平车 GP40-2型平车。

重型大件运输车辆。由于大件100吨以上，在北美地区，重载平车的车轴大于4轴（通常车辆两端个有两轴）。重型大件往往尺寸高达，车体底盘要求降低，车体分为三部分，前后两部份架在多轴转向加上，中间部分成凹型架在前后车体上。

中间凹下的“平”车

铁路平车的变异型，用来重大构件运输

CU-Juggernaut 起重机在通用平车上。

专用货车种类并不太多，常见的有油罐车，汽车运送车。当然很多有盖或无盖的敞车，都有专项的运输，例如运煤（coal），水泥（ceremic) 专车，谷物（Grain）专车...人类社会的不断发展，新型专车不断就会出现。

美国 DOT-111 油罐车，油罐容积30,110 加仑 (113,979 什），测试承受压力100 psi (690 kPa),

油罐专列

1960-1970年代，美国汽车运输专列

1960年代，

印度的汽车运输专列，摄于2014年

德国汽车运输专列

德国DB Schenker汽车运输专列， 2016年开始，该铁路公司在英国分部每年储蓄，发送，装运150000+ 辆正车。

牲畜铁路运输车，从1830年铁路开始商业运营就存在，那时没有专门的牲畜运输车。就是用普通货车。直到1860年，牲畜专运车辆才开始应用，以后130年，牲畜专用车一直在用，没有特别的变化。到1980年，这些牲畜铁路车辆，渐渐被专用汽车代替。现在几乎销声匿迹。

运鸡鸭或小动物专列

早期牲畜运输车，居然车顶还有乘客

美国早期运牛专车。

铁路早期的发展与煤炭和矿石运输需求有密切的关系。从200多年前，工业革命和蒸汽机车的应用，煤炭运输在铁路的运输中占有很大的比重。2007年统计数据，世界铁路煤炭运输占整个铁路货运总量的20%，其中70%的煤炭运往火力发电厂。世界上很多国家都有运煤铁路专线。通常运煤专线都是现代重载长大列车，每列车牵引150-250运煤车辆, 火车有有1.5公里-3公路长，一眼望去，颇为壮观，

运煤专车

美国主要的煤炭运煤专线是在珀德尔河地区（Powder River Basin）。专车把产煤区（Montana 和 Wyoming 州) 的煤通过铁路运往西海岸（California， Oregon和 Washington 州），除了使用部分煤用发电和其它工业用途，部分通过西海岸港口运往亚洲等地

运行在帕德尔河地区的 BNSF 铁路公司运煤专列，长长的火车成S形状。

美国联合太平洋公司（Union Pacific ）和 BNSF 公司是两家一级铁路公司，他们都在帕德尔和地区拥有运煤专列。

美国阿拉斯加运煤专线从Anchorage 到 Seward。Alaska铁路公司是二级铁路运输公司，虽然阿拉斯加煤的储藏量不少，但开采不多，每年的运量1.5百万吨。

美国运煤专列，运行在Sully Springs, North Dakota

澳大利亚有非常丰富的煤炭资源，著名的亨特谷运煤专线（ Hunter Valley Coal Chain ，HVCC) 将澳大利亚亨特（Hunter，在New South Wales州）地区露天煤矿的煤炭运到港口。该线沿亨特（Hunter）河穿过亨特峡谷抵达东南方向的的Newcastle港口. 从该港口将煤航运到世界各地，特别是韩国和日本。澳大利亚有六条运煤专线四条在Queensland州，（ Abbot Point, Dalrymple Bay/Hay Point, Gladstone and Brisbane）。两条在 New South Wales州，通往Newcastle 和 Kembla 港口。Newcastle 港口是世界上最大的煤炭输出港口。2013年，该港出口1.5亿吨煤炭，比2000年的0.68亿吨出口量提高一倍要多。

运煤车辆，空车回返到矿区，澳大利亚Maitland, NSW,

澳大利亚Aurizon公司运煤专列。

澳大利亚太平洋国家铁路公司（Pacific Nationals）运煤专列，摄于2017年，Queensland 州。

1970以后，英国的煤矿迅速减少。到了21世纪，多数英国煤矿业停业。煤炭年产量从1970年的1.57亿吨下降到2016年的1.8千万吨。运煤专线在欧洲越来越少。77%的使用的煤炭依靠进口。

瑞士GLENCORE公司的运煤专列

英国Freightliner 铁路运输公司的运煤专列，为英国发电厂和其它企业输送煤炭。

南美州的哥伦比亚（Colombia）朱蒙德（Drummond）煤矿也是世界著名的煤矿，该煤矿拥有一条193公里的运煤专线。运煤专列由三辆内燃机车牵引6000吨重的煤炭（124-130节车辆）开往港口Puerto Drummond 。该铁路专线的复线工程正在进行，工程完工后，预计运煤量将提高63%。

南美哥伦比亚运煤专列

大秦铁路自中国山西省大同市至河北省秦皇岛市，全长653公里，是中国西煤东运的主要通道。大秦铁路是中国的第一条双线电气化重载运煤专线，1992年底全线通车，2002年运量达到一亿吨设计能力。从2004年起，大秦铁路实施扩能技术改造，开行一万吨和两万吨重载组合列车，全线运量逐年大幅度提高，2010年运量突破4亿吨，成为世界上年运量最大的铁路线。

中国正在第二条运煤专线-蒙华铁路全長1837公里，是“北煤南运”新通道，它将是继大秦线后,国内又一条长距离的运煤专线。这条铁路从內蒙古浩勒抱吉出发，终点抵达江西省吉安。设计年运量2亿吨。

中国大秦铁路运煤专线

中国大秦铁路运煤专线，电气化铁路。

铁路运煤线有两个重要设备，煤炭自动装卸机。通常装煤设备把煤输送到一个高塔，塔下面可以通过火车，每节车辆通过塔时，煤从塔中卸入车中。卸煤设备把一节货车翻转，“四脚朝天”，把煤倒入轨道下方的煤炭输送机。

大秦铁路煤炭卸车机

车辆翻转设备，自动卸煤机，两条卸煤卸煤线，每条线可同时翻转三辆货车。

大秦线装煤操作一角。

煤炭卸车机

澳大利亚 Goonyella 运煤专线的装煤设备

德国Schenck Process 公司制造的装煤设备。

铁路运输和其它运输追求的目标就是，多拉快跑。超长的运煤专列就是一个范例。其实不仅是运煤，矿石运输，以及北美的重载货运，都有超长的货运列车。长大的货车受到几个方面因素的限制，牵引动力（机车功率，或供电系统功率），轮轨间的粘着力，机车驱动齿轮和车辆车钩的机械强度，线路坡度，旁通线长（passing loop），空气制动等等。下面例举几个世界超长（大于2公里）列车以飨读者

美国联合太平洋公司2010年在南加利福尼亚州试行了3.5英里（5.6公里）的超长货车，295辆货车，载运600多个集装箱，以每小时65英里的速度穿过洛杉矶地区。美国各铁路公司的列车长度在（2.4公里-4.0公里）间。各公司对有关车长信息深如莫测，尽管人们一直关心超长列车的安全性。目前美国政府没有关于列车长度的限制，各铁路公司强烈抵制这类规章的制定，毕竟这关系到各铁路公司的利润空间（Margin）。超长货车的事故常有发生，2017年CSX公司就有三起超长货车脱轨事件，六月，4000米长的货车在俄亥俄州（Crestline）脱轨。八月，178辆的货车在宾夕法尼亚（Hyndman）脱轨。十一月，192辆长的货车在佛罗里达（Lakeland）脱轨，造成有害硫化物液体泄漏。目前在美国有七家一级铁路公司都在使用超长列车，CSX超长货车的问题，别的铁路公司没有吗？美国超长货车有问题，别的国家没有吗？

加拿大国家铁路公司双层集装箱货运列车，4.2公里长，通常一般货车最长不能超过3.7公里，专用货车不超过3公里，牵引重量不超过2万吨。

加拿大国家铁路公司双层集装箱货运铁路。

澳大利亚Rio Tinto铁路公司货车—29,500吨铁矿，2.4 公里长，三节内燃机车牵引。

澳大利亚BHP Billiton 公司铁矿专车，268车辆，牵引24,200 吨，2.8 公里长，两节SD70ACe内燃机车在前牵引，两节SD70ACe 内燃机车在中间作为补机，可遥控控制。

BHP Billiton公司：336 车辆，超过3公里长，44,500 吨重铁矿石，6台内燃机车，其中包括两台中间遥控补机。

世界最长最重的火车记录由BHP Billiton 公司保持， 682 车辆， 7.3公里长，牵引重量82,000 吨铁矿石，加车重总重量为99734吨， 8台内燃机车牵引。

澳大利亚Leigh Creek 煤矿公司货车—2.8 长, 161 车辆，2台机车牵引。

巴西Carajás 铁路公司，（1600mm宽轨），通常 330-car 车辆，3公里长铁矿列车。

巴西Carajás 铁路公司

巴西VLI 公司的谷物专列，160 车辆，3.2长。VLI 铁路公司是VLI Logistical 集团公司的下属企业，拥有 800 台内燃机车，22,000货车，和超过 8000 公里的铁路网络。

巴西VLI铁路公司，5台内燃机车编组。

中国大秦铁路运煤专列—20,000 t, 3.2 km, 210车辆。

阿拉伯毛利坦尼亚（Mauritania）—3公里长的矿石运输专列。Mauritania 铁路公司与1963年开始运营, 全长704公里单轨铁路。连接Zouerate铁矿和Nouadhibou港口。

阿拉伯毛利坦尼亚（Mauritania）矿石运输专列

印度尼西亚Muara Wahau-Bengalon port 煤炭专列，列车长2.2公里，该铁路130公里长。

南非Sishen–Saldanha 铁路矿石专线，窄轨（1,067 mm），为矿石出口线 (OREX), 长861公里，连接sishen铁矿(Northern Cape ) 和 Saldanha 港口，每年矿石运送量 6千万吨，全线电气化铁路。1976 开始运营，起初有三台电力机车牵引210载重100吨的铁矿车辆，2007年，铁路公司应用无线电动力分配技术（Radio Distributed Power ) ，10台电力机车和内燃机车混编的机组，牵引342辆车辆，总重41400吨，列车长3.78公里。惊人的是这条钢铁巨龙仅有一名司机和一名助手操作。

Iron ore train on the Sishen-Saldanha railway, South Africa |

超长重载列车提高了货物运输的效率和能力，但真正改变铁路货运模式，提高整个铁路货运能力和经济效益的是集装箱运输，或者集装箱和重载的相结合。

集装箱运输（intermodal container transportation) 包括船运，铁路运输和公里运输。它们之间相互相成，形成一个有效的运输大系统。

1841年英国，铁制的货箱用来运煤（Vale of Neath - Swansea Docks）。第一次世界世界大战间英国大东方铁路（Great Eastern Railway）公司用木制货箱在火车和船运间，运送旅客的行李（Harwich 港）。 1900年代，家具货箱第一次应用到公路和铁路运输中。这些早期的货箱最大的共同特点是没有标准化。因此真正集装箱的概念是这些货箱有了标准化的尺寸。

在1920年代，英国公司（Railway Clearing House，RCH) 首先使用标准尺寸的货运箱，与现代集装箱比，仅有1.5或3.0米长，通常是木制的，顶部呈弧形，而且较脆弱，不能叠压。1928年，伦敦 Midland and Scottish 铁路公司使用这种货箱，提供“门对门”的铁路-公路递送服务。当然英国这个标准没有被其他国家采纳。RCH的货箱（container）在英国应用较广泛，英国四大铁路公司都采用这一货箱。可用起重机来装车和卸车。有的搬运公司如Pickfords也用同种方式，为私人和企业提供服务。这些都是早期的集装箱运输。

1928年LMS（London, Midland & Scottish ）铁路公司的RCH货箱，铁路车辆，公路车辆，和吊车。

1933年，欧洲国际商业货箱署BIC成立（法语：Bureau International des Conteneurs). 同年BIC 制定了第一版的集装箱标准，分5吨级和2.5吨级两种。1950年代，美国国防部使用标准的钢制集装箱运货，在1968-1970年间，国际标准组织ISO（International Organization for Standardization ）采用和推广了美国国防部的集装箱标准。集装箱长10,20,40,48 和53英尺 (3.0，6.1，12.19，14.63，16.15米），高8 ft (2.44 m) -9 ft 6 in (2.9 m) 。标准的集装箱开始得到广泛的应用。

美国从1960年代开始，集装箱的应用稳步上升。铁路集装箱运输流量从1980 到2002年增加了三倍，根据美国铁路委员会AAR（Association of American Railroads ）的数据, 1980年，集装箱和半集装箱的拖车有3百10万台，到2002年上升到9百30万万。大量的资金投入到集装箱铁路运输业中，例如1980年代末期，7亿4千万美元的投资到旧金山奥克兰港口的集装箱铁路设施建设。美国集装箱运输有两种，集装箱和半集装箱式的拖车（piggyback trailer）。拖车从铁路车辆卸下后，直接挂上卡车即可上公路。铁路集装箱运输，基本使用铁路的平车或改进型。

美国CARGO EXPRESS 公司的集装箱运输。

美国KCS(Kansas City Southern)公司，平车装载半集装箱式卡车拖车。

美国FedEx 半集装箱式拖车

从1984年开始，双层集装箱运输增加普及占美国集装箱运输的70%。双层叠加（double-stack）的集装箱运输提高了货运能力和效率，同时减少货物在运输中的破损，特别是平车改进型，加强下层的集装箱固定，封锁集装箱在运输的开启，改善运输的安全性。欧洲对采用双层集装箱运输有较为严格要求，但这个保守的观念也在改变，2007年，欧洲新开铁路Betuweroute （荷兰 Rotterdam - 德国工业区）设计使用双层集装箱运输。但是在2017年，Betuweroute铁路建成10周年的评价中，没有提及双层集装箱的作用。主要原因是电气化铁路供电网的高度，限制了双层集装箱的使用。印度为了实现双层集装箱运输，把供电网高度从6.5米改造成7.45米。此外还有一个隧道桥梁高度限制。结论是双层集装箱不是什么线路都能用的。北美大多线路是内燃机车牵引，双层集装箱运输要容易些，但各大铁路公司，也投巨资进行线路改造。1.Heartland Corridor公司 (Norfolk Southern Railway) — 3.2亿美元， 2.Norfolk Southern Crescent Corridor — 25亿美元，3.CSX运输公司— 7亿美元，4.芝加哥环保部门— 30亿美元...

欧洲Betuweroute铁路，双层集装箱运输？

美国Norfolk South ern 铁路公司的双层集装箱运输列车

美国CSX铁路公司的双层集装箱列车。

美国 Greenbrier’公司是专门生产双层集装箱运输车辆的公司，2018年1月该公司第100,000 辆车辆下线。

一列满载的集装箱运输相当280-300辆汽车运输，集装箱运的运输效益不言而喻。不仅在运行过程效益显著，在装卸作业中，集装箱的优势更加突出。一艘满载集装箱的货轮驶入港口码头，巨大的吊车（Quay Crane) 把船上的集装箱卸下，由码头集装箱运输车（Shuttle Carrier）转运到临近的集装箱集散场（Container yard）。