趙振剛

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司 濟南設計院，山東 濟南 250022)

0 引言

玻利維亞是南美洲最大的內陸國家，長期以來玻利維亞北部商貿(mào)物流主要通過秘魯出海。玻利維亞重點規(guī)劃建設北部出海物流走廊，由玻利維亞瓜基港鐵路、的的喀喀湖水運、秘魯南部鐵路3 部分組成。走廊東起玻利維亞中央政府所在地拉巴斯市西側的埃爾阿爾托，利用既有鐵路，向西南經(jīng)比亞查，折向西北至南美洲第一大湖的的喀喀湖東南岸的瓜基港；下水經(jīng)的的喀喀湖水運至秘魯普諾港；上岸后利用秘魯南部鐵路網(wǎng)，經(jīng)胡利亞卡、阿雷基帕至太平洋沿岸的馬塔拉尼港，走廊總長度787 km[1]。其中玻利維亞境內鐵路長88 km，秘魯境內鐵路長488 km，的的喀喀湖水運航線長211 km。

因該物流走廊涉及玻利維亞、秘魯2 個國家，存在著過湖方式選擇、鐵路技術標準不一致、運輸組織管理規(guī)劃等問題。如何解決上述問題，開展跨境運輸組織方案研究，實現(xiàn)物流走廊“物暢其流”“合理分工”“協(xié)同高效”是規(guī)劃研究工作的重點。

1 物流走廊概況

1.1 玻利維亞境內鐵路運輸

玻利維亞位于南美洲中部，是南美洲最大的內陸國家，東部和北部與巴西為鄰，西部與秘魯和智利相連，南部與阿根廷和巴拉圭接壤[1]，國土面積109.86萬km2，居南美洲第五位，總人口約1 178萬人。玻利維亞北部出海物流走廊位于玻利維亞拉巴斯省。玻利維亞經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)主要是礦業(yè)、能源等相關產(chǎn)業(yè)，但關鍵技術依賴進口，資源深加工能力較弱；農(nóng)產(chǎn)品加工尚未形成大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展模式，消費品主要依賴進口。

玻利維亞鐵路依地域分為西部的安第斯鐵路網(wǎng)和東部的東方鐵路網(wǎng)，兩者尚未連通，鐵路總長3 702 km。本次規(guī)劃利用的瓜基港鐵路位于安第斯鐵路網(wǎng)，鐵路始建于1917 年，目前由玻利維亞港口服務管理局負責運營。每月開行1對的的喀喀湖旅游客運專列，每周開行3對貨運列車[1]。2020年以來，受疫情影響，暫停運輸。既有鐵路主要技術標準為：①軌距：1 000 mm；②正線數(shù)目：單線；③最小曲線半徑：一般200 m，困難100 m；④限制坡度：20‰；⑤牽引種類：內燃；⑥到發(fā)線有效長：300 m；⑦軸重：17 t[1]。

本物流走廊將帶動安第斯地區(qū)，包括拉巴斯省、科恰班巴省、奧魯羅省、波托西省和丘基薩卡省等經(jīng)濟發(fā)展，降低貨物運輸成本，提高運輸效率，有利于加快該區(qū)域的資源開發(fā)和物資輸出，發(fā)揮鐵路對沿線地區(qū)經(jīng)濟輻射作用，推動玻利維亞經(jīng)濟結構調整、產(chǎn)業(yè)升級和交通發(fā)展。

1.2 的的喀喀湖水運

的的喀喀湖位于玻利維亞和秘魯交界處，是南美洲面積最大、地勢最高的淡水湖，是兩國的交通要道和南美洲古文化的發(fā)祥地。湖面海拔3 807 m，面積約8 300 km2，平均水深100 m，最深304 m，可終年通航。

本物流走廊利用的的喀喀湖開展鐵水聯(lián)運作業(yè)，航線長211 km。目前，鐵路貨物過湖采用輪渡+裝卸車的形式。在的的喀喀湖西南岸，玻利維亞境內設瓜基港。既有碼頭1座，設有起重機等裝卸機械。在的的喀喀湖西岸，秘魯境內設普諾港。設輪渡鋼棧橋1座，輪渡駁船1條(可運載15節(jié)鐵路貨車車廂)，拖輪1條。在秘魯普諾港，開展鐵路貨車車廂上下輪渡駁船作業(yè)。在玻利維亞瓜基港，進行貨物裝卸作業(yè)。因鐵路軌距不同，且無輪渡棧橋等設施，在瓜基港進行裝卸作業(yè)時，貨車車廂不下駁船，采用起重機或人力進行貨物裝卸。

的的喀喀湖航線目前由秘魯鐵路公司負責運營。因駁船不帶動力，全程由拖輪拖帶運行，全程運行時間約15 h，且僅在白天運行。2020 年以來，受疫情影響，的的喀喀湖水運暫停運輸。

1.3 秘魯境內鐵路運輸

秘魯?shù)靥幠厦乐尬靼吨胁?、太平洋東岸，北部與厄瓜多爾和哥倫比亞為鄰，東部與巴西和玻利維亞相連，南部與智利接壤，國土面積128.5 萬km2，居南美洲第四位，總人口約3 262 萬人。玻利維亞北部出海物流走廊位于秘魯?shù)钠罩Z省、阿雷基帕省。

秘魯鐵路依地域分為中部鐵路、南部鐵路和東南部鐵路，各鐵路之間未連通，鐵路總長1 939.7 km。本次規(guī)劃利用秘魯南部鐵路網(wǎng)，由秘魯鐵路公司負責運營。既有鐵路主要技術標準為：①軌距：1 435 mm；②正線數(shù)目：單線；③最小曲線半徑：一般300 m，困難100 m；④限制坡度：33‰；⑤牽引種類：內燃；⑥到發(fā)線有效長：300～500 m；⑦軸重：20 t。

1.4 既有物流走廊運量概況

根據(jù)調查，受的的喀喀湖既有鐵路輪渡過湖能力限制，該物流走廊歷年完成最大運量為10 萬t/a。主要貨物品類為進口的生產(chǎn)生活物資和出口的金屬礦石、糧食等。國內主要輻射范圍為玻利維亞西部地區(qū)，進口主要來源地為東亞、北美、南美，出口主要目的地為南美、南亞、東亞。

2 物流走廊規(guī)劃運量、貨物品類及列車開行對數(shù)

2.1 物流走廊規(guī)劃運量

綜合分析吸引范圍內社會經(jīng)濟特征、資源分布及開發(fā)狀況、工農(nóng)業(yè)及交通運輸發(fā)展現(xiàn)狀，采用產(chǎn)銷平衡法、指標法、線性回歸、彈性系數(shù)法等數(shù)理方法，開展物流走廊運量預測。根據(jù)運量預測[1]，玻利維亞北部出海物流走廊多式聯(lián)運規(guī)劃區(qū)段貨流密度如表1所示。

表1 玻利維亞北部出海物流走廊多式聯(lián)運規(guī)劃區(qū)段貨流密度萬tTab.1 Section freight flow density of intermodal plan area in the northern Bolivia logistics corridor to the sea

2.2 物流走廊貨物品類

上行方向主要貨物品類為進口的生活物資及部分生產(chǎn)物資、水泥。進口的生活物資及部分生產(chǎn)物資，在埃爾阿爾托站辦理，近、遠期預測年運量分別為26 萬t 和50 萬t；水泥主要自秘魯進口，在比亞查站辦理卸車作業(yè)，近、遠期預測年運量分別為5 萬t 和10萬t。

下行方向運量主要為鋅銀、鉛銀精礦等金屬礦石、糧食等，主要來自奧魯羅、波托西方向，在馬塔拉尼港下水。礦石近、遠期預測年運量分別50 萬t 和80萬t；糧食近、遠期預測年運量分別6萬t和14萬t。其他貨物近、遠期預測年運量分別為4萬t和8萬t。

2.3 列車開行對數(shù)

采用內燃機車牽引，牽引質量為1 000 t，每列編組15輛。本線運輸貨物的到發(fā)地點明確，宜組織開行直達貨物列車，集裝箱盡量開行班列；其余零散貨物成組運輸，開行小運轉列車?？哲囌{整按重、空車出入平衡設計。研究年度近遠期列車開行對數(shù)分別為3對/d、6對/d。

3 既有物流走廊存在的主要問題

3.1 的的喀喀湖過湖效率低、安全性差

的的喀喀湖水運位于物流走廊的中間環(huán)節(jié)。既有貨物通過的的喀喀湖，采用拖輪拖帶火車輪渡駁船的方式，航線長211 km，航速約15 km/h，每日單向運行1 航次。在秘魯普諾港采用火車輪渡的形式，需將鐵路貨車車廂推送至駁船，由駁船載運鐵路車輛運行，過湖效率低。裝載加固作業(yè)復雜，運行安全性差。

3.2 鐵路技術標準不一致

主要體現(xiàn)在軌距、限制坡度和軸重3 個方面。玻利維亞鐵路軌距采用米軌，即1 000 mm，秘魯鐵路軌距采用標準軌距，即1 435 mm。因軌距不同，鐵路機車車輛無法跨境運行。玻利維亞鐵路限制坡度20‰，秘魯鐵路限制坡度33‰，導致兩國鐵路列車牽引質量不一致。玻利維亞鐵路軸重17 t，秘魯鐵路軸重20 t，限制了鐵路運輸組織的靈活性。

3.3 裝卸作業(yè)效率低下

玻利維亞瓜基港基礎設施較為薄弱，沒有輪渡棧橋等設備，無法接收秘魯?shù)竭_的鐵路車輛。因此，到達玻利維亞的鐵路貨車不下駁船，利用人力或岸邊起重機進行貨物裝卸作業(yè)，機械化程度低，裝卸作業(yè)效率低下，限制了運量的進一步提升。

4 規(guī)劃方案研究

4.1 方案設計原則

規(guī)劃方案設計遵循以下原則：①采用通用、合理、高效、可靠的運輸方式，減少途中作業(yè)環(huán)節(jié)，提高運輸效率。②充分利用既有設施，避免大拆大改，節(jié)省工程投資，提高投資效益。③貫徹環(huán)保理念，節(jié)約集約利用土地，控制新增用地。

4.2 運輸方式選擇

既有運輸多采用成件包裝、件雜貨、散貨等方式進行，運輸效率較低、裝卸作業(yè)工作量大。經(jīng)分析研究本通道貨物組成，跨境運輸中高附加值貨物占比較高。借鑒成熟的跨境運輸、多式聯(lián)運經(jīng)驗，本規(guī)劃研究建議采用集裝箱運輸?shù)姆绞介_展門到門運輸[2-3]。優(yōu)點一是裝卸作業(yè)效率高，作業(yè)標準化程度高，運輸安全性好[4-5]；二是避免裝卸撒漏，減少在途損失；三是運輸途中不產(chǎn)生揚塵，有利于環(huán)保；生活物資及部分生產(chǎn)物資多為適箱貨物，采用通用集裝箱運輸；金屬礦石和糧食采用敞頂集裝箱運輸；水泥采用罐式集裝箱運輸。因該物流走廊主要服務于跨境運輸，集裝箱尺寸、額定質量等各項參數(shù)均采用國際通用標準?？紤]到集裝箱船和集裝箱港口裝卸機械為專用設備，不能用于非集裝箱貨物運輸，對于非集裝箱運輸?shù)呢浳?，維持既有公路運輸方式不變，本物流走廊僅承擔集裝箱多式聯(lián)運。

4.3 過湖方式研究

的的喀喀湖航線長211 km，運行時間約15 h，是控制運輸效率的關鍵環(huán)節(jié)之一。研究比選了火車輪渡過湖和集裝箱過湖2個方案。

（1）火車輪渡過湖。火車輪渡過湖與既有過湖方式一致，采用“車過湖”的方式。將鐵路貨車車輛推送至輪渡駁船上，貨車與貨物一起由拖輪拖帶駁船在瓜基港與普諾港之間運行。每個船隊由1 艘20 t BP拖輪+1 艘2 500 t 駁船組成，每艘駁船可載運1 列(15 節(jié)鐵路貨車車廂)。因航線只在白天運行，所以共需設6 個船隊，即配置6 艘20 tBP 拖輪、6 艘2 500 t駁船。駁船船長90 m，型寬19.5 m，可在甲板裝載3 行共15 節(jié)鐵路貨車車廂。拖輪船長29.6 m，型寬9.0 m。本方案玻利維亞瓜基港新建輪渡棧橋、新建鐵路準軌與米軌換裝站等設施，對秘魯普諾港既有輪渡棧橋等設施設備進行整修利用，無需新建碼頭堆場和新設裝卸設備。

（2）集裝箱過湖。改變既有的火車輪渡過湖方式，采用“箱過湖”的方式。鐵路貨車車廂不上船，僅將集裝箱在瓜基港和普諾港之間進行運輸。根據(jù)既有港口、航道條件，選用110 TEU 集裝箱船，可裝載3 層共110 TEU，1 艘集裝箱船可滿足3.6 列鐵路貨車裝載的集裝箱過湖需求。集裝箱船自帶動力，無需拖輪拖帶。航線同樣只在白天運行，所以共需配屬2 艘。集裝箱船長73 m，型寬13.8 m。該集裝箱船在進行技術設備調整后，也可用于普通貨物運輸。本方案玻利維亞瓜基港、秘魯普諾港均需新建碼頭堆場和新設軌道式集裝箱龍門起重機，新建鐵路集裝箱裝卸線并配備裝卸設備。

過湖方式主要工程數(shù)量及投資比較表如表2 所示。2 種過湖方式中，“火車輪渡過湖”采用“車過湖”的方式，雖可部分利用秘魯普諾港既有設施設備，但船舶配置數(shù)量較多，船隊規(guī)模龐大，過湖效率低。輪渡方式運輸作業(yè)較為復雜，標準化程度低，運輸安全性不高；鐵路車輛過湖后，需設置鐵路準軌與米軌換裝站，管理較為復雜，界面劃分不清晰；同時工程投資較高，主要工程投資5.81億元。

表2 過湖方式主要工程數(shù)量及投資比較表Tab.2 Comparison of main quantities and investment of lake crossing mode

“集裝箱過湖”采用“箱過湖”的方式，雖需要新建碼頭、堆場等設施，但集裝箱船運輸作業(yè)標準化程度較高[6-8]，船隊規(guī)模小，過湖效率高，運輸安全性好；采用集裝箱運輸，鐵路貨車不過湖，管理界面清晰，管理方法成熟；工程投資較低，主要工程投資3.98億元，比火車輪渡過湖方案低1.83億元，投資效益較好。

因此經(jīng)比選，從標準化程度、作業(yè)安全性、船隊規(guī)模、管理界面劃分、工程投資等方面衡量，的的喀喀湖過湖水運推薦采用“集裝箱過湖”方式。

4.4 港口建設方案

采用集裝箱過湖方案需要對玻利維亞瓜基港、秘魯普諾港進行相應改造。根據(jù)規(guī)劃運量、建設條件研究確定港口建設規(guī)模和建設方案。玻利維亞瓜基港沿既有岸線順岸布置泊位1個，泊位總長93 m，碼頭長度93 m，碼頭前沿頂高程3 809.5 m，前沿布置岸邊軌道式集裝箱龍門起重機，有效提高裝卸作業(yè)效率。碼頭前沿停泊水域寬28 m，回旋水域位于碼頭前沿停泊水域東側，按圓形水域設計，直徑取110 m。碼頭陸域包括碼頭前沿作業(yè)區(qū)、堆場區(qū)、輔建區(qū)等，陸域堆場與前方泊位對應布置，寬93 m，縱深130 m。玻利維亞瓜基港區(qū)碼頭及鐵路平面布置示意圖如圖1所示。

圖1 玻利維亞瓜基港區(qū)碼頭及鐵路平面布置示意圖Fig.1 Layout plan of Wharf and railway in Guaji Port Area, Bolivia

秘魯普諾港在既有泊位南側順岸布置泊位1 個，泊位總長93 m，碼頭長度93 m，碼頭前沿頂高程3 809.5 m，前沿布置岸邊軌道式集裝箱龍門起重機，有效提高裝卸作業(yè)效率。碼頭前沿停泊水域寬28 m，回旋水域位于碼頭前沿停泊水域南側，按圓形水域設計，直徑取110 m。碼頭陸域包括碼頭前沿作業(yè)區(qū)、堆場區(qū)、輔建區(qū)等，陸域堆場與前方泊位錯位布置，寬225 m，縱深49 m。秘魯普諾港區(qū)碼頭及鐵路平面布置示意圖如圖2所示。

4.5 鐵路建設方案

本物流走廊中，玻利維亞鐵路、秘魯鐵路由的的喀喀湖航運進行銜接。采用集裝箱進行鐵水聯(lián)運的方式，能有效解決跨境鐵路運輸技術標準不一致的問題[9]，順暢完成貨物運輸周轉的過程。因采用集裝箱進行鐵水聯(lián)運，兩國鐵路軌距不一致不再是物流系統(tǒng)的限制因素；鐵路限制坡度不同引起牽引質量不一致的情況也可通過調整牽引動力、調整列車編組等方式解決；因采用集裝箱方式運輸，標準化程度較高，在符合國際集裝箱通用裝載要求的條件下，均符合玻利維亞鐵路、秘魯鐵路的軸重限制要求，對于特殊貨物，可按較低的軸重進行裝載。

因此，研究兩國鐵路軌距、限制坡度、軸重等技術標準均維持既有不變，方便與其國內鐵路網(wǎng)有效銜接，實現(xiàn)列車跨線運行，有效擴大物流走廊的輻射范圍。僅根據(jù)運量增長對設施設備進行簡單更新改造，增設鐵路集裝箱裝卸線、貨場硬化面、集裝箱專用門式起重機及集裝箱正面吊等設施設備，提高裝卸作業(yè)效率。

瓜基站按區(qū)段站標準改造，設到發(fā)線4 條，有效長不小于300 m；貨物裝卸線1條，裝卸有效長210 m(15 個車位)，配置35 m 跨度集裝箱專用門吊1 臺；牽出線1 條，有效長300 m，機回線1 條，有效長50 m；機務段1 處，整備待班線2 條，機走線1 條，臨修線2 條，卸油線1 條，設機車整備庫、臨修庫各1 座；設綜合服務區(qū)1處。

既有普諾港鐵路在普諾區(qū)段站引出，維持既有設備布局不變，按貨物線標準進行簡單更新改造。設貨物裝卸線1 條，裝卸有效長210 m(15 個車位)，配置集裝箱正面吊1臺，設置貨場硬化面，寬度35 m。到發(fā)線、調車線、機務段等設施利用既有。

區(qū)間線路平縱斷面維持既有，更新鐵路軌道、信聯(lián)閉等設備，對路基、橋涵病害進行整修，補充機車、車輛、機械設備。待將來運量進一步增長，物流走廊具有良好經(jīng)濟效益時，再根據(jù)需要進行鐵路系統(tǒng)擴能升級。該方案具有工程投資省，改造影響范圍小，能與既有鐵路網(wǎng)有效銜接，投資效益好，環(huán)保條件好等優(yōu)點，因此鐵路建設推薦采用維持既有鐵路技術標準，根據(jù)運量瓜基站按區(qū)段站標準改造，普諾港專用線進行簡單適應性改造，其他鐵路區(qū)間進行簡單升級改造的方案。

4.6 走廊運輸組織規(guī)劃

采用國際通用的集裝箱裝載貨物，的的喀喀湖航運采用110 TEU 集裝箱船，兩側分別連接玻利維亞和秘魯?shù)蔫F路系統(tǒng)。與海鐵聯(lián)運情況類似，運輸組織界面較為清晰，可參考海鐵聯(lián)運進行運輸管理界面劃分：①兩國境內的鐵路部門負責各自境內鐵路運輸。②在瓜基港、普諾港分別設置海關、邊檢、商檢、檢驗檢疫等部門。③的的喀喀湖運輸由港口航運公司負責。

5 結束語

集裝箱運輸是跨境鐵路運輸組織的有效方式，可有效解決鐵路軌距不同引起的中轉速度、貨損、貨差、散堆裝貨物揚塵污染等問題[10-11]。多式聯(lián)運應采用動箱、不動車的方式，集裝箱船運輸從作業(yè)效率、作業(yè)流程標準化、安全管理等方面均優(yōu)于鐵路輪渡運輸。

規(guī)劃研究提出采用集裝箱作為玻利維亞北部出海物流走廊的多式聯(lián)運方式，的的喀喀湖航線相應采用集裝箱船運輸過湖的方式，玻利維亞、秘魯兩國各自負責本國內鐵路運輸，的的喀喀湖水運由港口航運公司負責的方案。該方案管理界面清晰，運輸組織順暢，在協(xié)調、安全、高效、環(huán)保地完成運輸作業(yè)的同時，解決了玻利維亞、秘魯兩國鐵路技術標準不同的問題，有利于本物流走廊與其國內既有鐵路系統(tǒng)的有效銜接，避免對既有鐵路系統(tǒng)進行較大的改建，降低工程投資，提高投資效益。