我國資源集約型軌道交通物流綜合系統建構探討

戴澤鈞

清華大學 中國國建設科技集團 新加坡CPG 北京 100120

基于城市低碳與可持續發展這一課題，本文著眼國內軌道交通發展和高速鐵路技術日益成熟的契機，探討發展采用分時借用等方式利用地上地下既有城市軌道交通資源進行物流運輸，建構集約化的軌道交通物流綜合系統，以期解決城市資源供給的難題。軌道交通物流綜合系統能大大減少傳統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，改善城市空氣質量，減少貨運汽車交通事故，對新時代中國大城市和城市群的發展十分有益。與此同時，充分發掘和利用地下物流空間，將減少物流產業用地的城市配給，釋放出更多的城市土地，進而為城市發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這一思路對于建構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發展具有重要的戰略和民生意義[1]。

1 國內外軌道物流系統的主要模式分析

1.1 新建地下整體物流系統

新建地下整體物流系統是指通過新建地下管網和隧道等地下空間，專門用以滿足物流運輸的需要。一般來說這種新建的地下物流空間建設深度在城市地面30m以下，采用(AGV)自動車、兩用卡車(DMT )等承載工具進行運輸，該類地下專用運輸空間網絡的管道直徑在5m左右，運行速度為60~100 km / h 。這種地下物流管網系統可根據城市規劃的要求，將所有的城市重要建筑，如商業辦公、居住社區以及醫院和學校等連接起來，新建專屬的地下物流系統的建設成本大約為0.8—1億元/公里。這種專屬城市物流地下管網固然能夠提升現代高密度城市的戰略物資與民生資源的運輸效率，然而地下大管網系統的建設規模巨大，建設的工程難度大、周期長，尤其是地下物流管網系統建設需要形成一定網絡化規模后才能產生可見的效率和回報，因此資金投入與產出比效率不高，項目投入前期壓力大，建成回報的周期較長[2]。

1.2 新建地下物流專線

地下物流專線是整體物流系統的一個局部放大,可以作為城市地下物流系統的一個試點線路，將城市空港貨運中心或國鐵貨運中心與城市級物流集散基地聯系在一起，方便城市尺度上第一級的貨運物流快速到達物流集散基地，并進行分揀。這種模式的優勢是局部效益明顯，無需成網，建成一條線路即可投入使用，一次性工程規模小，投資低。同時也存在一些問題，比如單一點對點的運送貨物，無法完全解決城市道路貨運所帶來的所有問題，只適合作為地下物流系統初期發展的試點線路[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

我國大中城市的地下人防工程和局部已經建成的地下管廊系統往往連接了城市最重要的功能區塊，且布局的密度很高，平時的使用率卻并不高。通過在現有的人防工程或地下管廊中鋪設相應的智能化物流運輸系統，一物多用，以期與大型倉儲、零售批發商業、城市超市和居民區最終相連，進而形成邊界巨大的地下管道交通網絡。這種系統的優點在于不涉及日間高強度運營的地鐵系統，改建方式更為靈活，成網速度快，造價低廉。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集約化物流綜合系統

城市民用軌道交通與軌道物流交通系統，一個是運人，一個是運貨，二者承載的主體不同，運載的時間高峰也不同，一個在白天、一個在夜晚，但二者作為運載工具卻具有極大的相似性?；诩扔忻裼密壍澜煌ǖ姆謺r集約化物流綜合系統指利用已建成的城市軌道交通網絡完成貨物運輸的方式，具體講就是利用民用軌道交通夜間停運的空置期進行物流運輸，通過開發專用軌道交通貨運列車或改造現有列車等方式滿足日夜兼顧，人物兩用的需求[4]。

這種分時集約化物流綜合系統前期改造投入少，投資回報較快，可預見收益也趨于穩定，經濟效益明顯，可最大限度發揮既有軌道交通系統整體空間的效能，也有利于夜間軌道交通檢修效率提升，具有一定優勢。其現實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準和系統的協調問題，并需要注意在站點改造和增加機械化裝卸設備的過程中，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的問題

根據國內外相關項目的調研與數據分析，新建城市整體地下物流系統具有一定的問題與難點，主要聚焦在對地下空間的深層開發與建設時序和投資回報等問題上，具體分如下六個方面進行論述。

2.1 新建地下物流系統所需的深層空間尚待開發

根據地下空間分層發展的相關研究，城市地下物流系統最好在地面30 m 以下深層空間進行施工，而目前我國大多城市地下空間在地下0-30 m的發展空間仍有很大余地，即使在經濟發達的北京、上海、廣州這樣的城市中，地下開發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，應優先開發地下中層深度即地下15-30 m，而不傾向于開發地下30 m深度以下的城市空間。此外，深度空間開發在我國尚處于起步階段，缺乏相關國家的技術標準和地理屬性劃分，地下空間的深度開發的諸多技術難點問題仍亟待研究[5]。

2.2 新建地下物流系統對城市地質條件要求高

由于新建城市地下物流系統需要開發深層次的地下空間，因而受地質條件的影響較大，由于各地的地質條件不盡相同，建設時如何應對當地的地質條件，確定合理的工程建設方案和確定合理的工程建設技術標準還需取得相關研究資料。

2.3 新建地下物流系統的工程建設風險較大

新建的城市地下物流系統涉及的工程領域和專業較多，將會涉及到如工程地質、城市規劃、建筑設計、交通工程、物流工程和電子信息等。于此同時，在管理方面也涉及到城市規劃管理、物流管理、工程建設、運輸安全和自動控制等，還要考慮到與其他城市基礎設施的相互關系，所有這些專業的需求使得城市的地下物流系統建設顯得極為復雜。目前對接城市地下物流系統發展需求的相關研究大部分仍處于實驗研究的階段，全世界范圍內的實踐經驗尚少，研究空間和難度仍然很大。

2.4 新建地下物流系統受已有地下管道系統限制

作為城市的血脈，城市的地下水暖電管網和線纜密布，加上地鐵網絡等，不可見的地下空間網絡就更加復雜。如何在新建地下物流系統的過程中，盡可能避讓現有的地下基礎設施是個技術難題，如何減少建設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 新建地下物流系統前期資金投入與回報不成比例

地下物流系統需要修建隧道、軌道、自動化運載工具、機械化裝卸平臺等硬件設備，進而搭建起物流系統的信息管理系統、調度系統、信息控制、導航系統等軟件系統。硬件、軟件兩方面的投入使得建設地下物流系統需要耗費大量資金。城市地下物流系統前期造價高，邊際效益模糊且缺少投資主體。

2.6 城市地下物流系統的相關法律法規嚴重滯后

城市地下物流系統是一個全新的概念體系，系統化的相關法律法規和規則約束都不全面，這種問題在城市交通發展的初期也存在過，然而由于地下空間涉及的隱形交互專業系統更為復雜，缺乏明確的相關法律法規的界定[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設想

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

基于既有城市軌道交通的資源集約型物流綜合系統概念：我國城市規劃和城市軌道交通建設發展已初步形成網絡化，軌道交通系統高效、準時、污染少、受氣候影響小。城市民用軌道的運營時間一般是從5:00到23:00，有約6小時的停運期可以進行物流運輸。利用現有民用軌道設施，通過相應改造實現夜間運貨的需要，達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成本，此外對軌道線路進行適當的改造以達到減少夜間檢修時間或輪換檢修的目的，可爭取更多的物流運輸時間，部市郊鐵路的特點是利用率不高，客運量少，因此完全可以“客”“物”兩用，提高經濟效益[7]。

4 基于既有城市軌道交通的資源集約型物流綜合系統的優勢

4.1 現有軌道線路物盡其用,收益預期穩定

城市軌道物流系統與軌道交通具有相似的運載工具，使得軌道物流系統能夠利用現有的軌道，一物兩用。充分利用現有軌道無需重新挖掘隧道，前期投資只需要集中考慮擴建地鐵站、增設機械化裝卸貨設備等，能夠減少相應的資金投入。此外，地鐵作為政府補貼運營的公共性產品，目前仍處于虧損狀態，擴增其使用功能，將會對地鐵軌道系統提供更多的支持。

據報道，我國2018年僅深圳、北京、杭州和青島四個城市實現了地鐵運營收支平衡，其余的24個地鐵網絡交通運營的城市均顯示虧損，其中包括國際大都市上海，2018年的營運收支比只78%。如果使用了地鐵物流系統，雖然前期仍需要投資，但在政府的宣傳引導和有關部門合理的規劃使用下，該系統有望展示出未來巨大而穩定收益，這將有利于城市公共交通的收入補貼，其遠期建設的意義積極而巨大[8]。

4.2 充分運用既有城市軌道交通網絡布局的綠色低碳性

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

(1) 運行穩定、高效、準時；刨除檢修時間，每天仍有5-6個小時處于空置停運狀態；

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

(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 充分運用既有城市軌道交通網絡布局的高效性

城市軌道物流系統的最終發展目標是成為一個連接物流中心與配送終端的城市物流運輸網絡，我國軌道交通的設計策略與軌道物流系統發展目標類似，即追求網絡化建設與各線路之間相互統籌協作。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絡化的特點，北京城市中心區2020年可實現750m 半徑均設有軌道站點的網絡，軌道物流可以以此為參照，進行線路規劃。除此之外，軌道運輸網已經緊密聯合公交等其他交通運輸系統，軌道物流系統也能運用現有的交通規劃，配套對接其他城市基礎設施，高效完成物流作業。因此，從結構布局方面來看，二者具有高度相似性，聯合運作能夠最大程度的發揮現有交通網絡的優勢。

4.4 基于城市軌道物流運輸體系的“最后一公里”模式

最后一公里的配送問題占物流費用30%左右，如果運用城市軌道交通來運送貨物，將網絡化的車站作為終端網點。商家接收訂單之后，通過辦理相應的貨運包裹，經城內軌道交通中心配送物流到城市終端，辦理相關手續，并經過貨物安檢后，提交存儲準備夜間物流運輸?？蛻粼诰W絡購物時可選擇貨物自提，貨物通過城市軌道物流系統運送到相應軌道站點的儲物空間，客戶通過取貨碼和相應證件，實現收貨點自提[9]。

5 基于既有城市軌道交通的資源集約型物流綜合系統的問題

5.1 軌道交通與城市軌道物流系統對載客、載貨量的要求不同

利用既有的城市軌道進行貨物運輸，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，這使得與客運地鐵列車共線的地鐵物流系統只能用運送中小型貨物，如何擴容更大噸位重量的貨物，滿足全方位物流需求還需進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械化裝卸工具和設備

現有軌道站點以載客為功能設置的要求，設計初期并未添加物流設計，因此在物流收發空間、存儲空間和機械裝卸工具及設備等方面缺乏設計，這對大批量的貨物流轉帶來不利，需要改造既有貨物需求的地鐵站?？梢园惭b自動傳送裝置，例如通過自動運輸裝置將貨物運到指定的車廂門口，然后通過自動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送[10]。

5.3 缺少相關規范的整合

軌道物流做為一個新興事物，在建設標準、防火規范、防災規范、設計標準、施工標準上均有較大的空白空間，且工程建設當中需要銜接和綜合多專業多系統的不同標準和需求。

5.4 解決各部門、各系統之間的協調問題

基于既有軌道交通的物流綜合系統是一種新型系統，是跨體制門類的龐大系統，需要打破體制之間的壁壘，創造共同利益，該體系需要政府、城市規劃、建筑師、物流、交通專業的學者以及城市管理者等多種學科的學者在研究和實踐中進一步配合與深入探討[11]。

6 結論

終上所述，結合我國未來經濟發展和城市物流與電子商務的需求，構想以既有地上地下軌道線路改造、市郊鐵路改造形成主網絡，局部難點地區輔以新建軌道貨運專線的，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展具有積極的戰略和民生意義。