甘其毛都口岸物流运输体系发展模式研究.pdf

doi:10.3969/j.issn.1673-6478.2023.04.014 甘其毛都口岸物流运输体系发展模式研究 贺 娟 1，刘志明2（1.天津大学建筑设计规划研究总院有限公司，天津 300072；2.天津市滨海新区规划编制研究中心，天津 300451）摘要：本文以甘其毛都口岸为例，在分析疫情 3 年来口岸物流体系新特征和面临新挑战基础上，首先从口岸定位及发展目标出发，探讨了口岸大宗物资运输方式发展方向和内部货运交通方式的适配性，对口岸内短距离物流运输体系情景模式进行了分析研究；然后通过对已有智能网联道路建设规范、悬挂式货运单轨相关技术标准的研究分析，明晰了从空间规划角度出发，传统道路基础设施如何与新基建融合；最后提出了针对口岸地区的 AGV 和悬挂式货运单轨规划方案，以期从国土空间规划体系出发，建立更可持续、更具韧性的道路设施，充分发挥交通基础设施的经济效益。关键词：物流体系；交通规划；货运单轨；自动驾驶；新型运输方式 中图分类号：U123 文献标识码：A 文章编号：1673-6478（2023）04-0056-05 Research on the Development Mode of Logistics and Transportation System at Ganqi Maodu Port HE Juan1,LIU Zhiming2(1.Tianjin University Research Institute of Architectural Design and Urban Planning Co.,Ltd.,Tianjin 300072,China;2.Tianjin Binhai New Area Planning Research Center,Tian jin 300451,China)Abstract:Taking Ganqi Maodu Port as an example,on the basis of discussing the new features and challenges of the port logistics system in the past three years,starting from the port positioning and development goals,this article firstly explores the development direction of port bulk material transportation methods and the adaptability of internal freight transportation methods,analyzes and studies the scenario models of short distance logistics transportation systems within ports.Secondly,through research and analysis of existing specifications for the construction of intelligent connected roads and technical standards related to suspended freight monorails,it is clear how the traditional road infrastructure is integrated with the new infrastructure from the perspective of spatial planning.Finally,the planning scheme of AGV and suspended freight monorail for port areas is proposed,with a view to establishing more sustainable and resilient road facilities and giving full play to the economic efficiency of transportation infrastructure from the perspective of land space planning system.Key words:logistics system;transportation planning;freight monorail;autopilot;new mode of transportation 0 引言 甘其毛都口岸位于内蒙古巴彦淖尔市中蒙边境线703号界标附近，与蒙古国嘎顺苏海图口岸相对应，收稿日期：2023-03-09 作者信息：贺娟（1984-），女，山西运城人，硕士，副高，从事综合交通规划工作.（）是国内距离蒙古国两大矿山最近的公路口岸。为应对疫情常态化新形势，口岸管委会提出要引入新型货运方式解决煤炭等大宗物资短距离过境运输问题；目前国内关于集装箱短距离运输与城市空间第 4 期 贺娟等，甘其毛都口岸物流运输体系发展模式研究 57 规划联系的相关研究较少，本文立足口岸物流特征，从运输结构调整目标、新型运输方式发展趋势、货运方式情景分析等着手，总结了自动驾驶和悬挂式货运单轨对传统交通基础设施的要求，从规划视角出发提出用地控制建议。1 口岸现状情况 口岸按批准开放权限划分为一类和二类口岸，按依托的交通条件划分为航空、水运、铁路、公路口岸，按实际功用分为内部通商口岸（多为内部航运和航空口岸）和边境口岸（水运、公路及铁路口岸），按对应国家多少分为第三方与双边口岸1。甘其毛都口岸为双边常年开放的一类口岸，2019 年成为全国对蒙古国煤炭、铜精粉贸易量最大的公路口岸。2 口岸物流体系发展模式 2.1 现状物流特征及挑战 口岸民众、边贸及物流运输具有跨国性，货物流通特点可从中转节点、货流流向、货运通道、运输司机四个方面分析。（1）交通供给容量受卡口影响较大，运输节点涉及国境线通关卡口、国内海关监管场所、内陆地区，口岸入境卡口通道数由“五出五进”改造为“七出十二进”后，理论上每日煤炭运输车辆通关能力由 3 000辆提高到 7 200 辆。（2）短距离货流出入围绕通关卡口-海关监管区之间流动，境外货运车辆从通关区到达海关监管区，国检和海关放行后，才由境内货车通过公路或通过甘泉铁路运往内陆。（3）入境运输通道具有独立封闭性，其直接连接通关卡口和海关监管场所，要求全程封闭，不可与城市路网直接联通，目前有 1 条重载公路（需封闭），1条出境空车通道（无须封闭）；口岸周边有 7 处海关监管场所，分布在入境重载通道沿线。（4）核酸检测等防疫措施影响通关效率，通关卡口入境货车司机以蒙古国籍为主，卸货后再返回蒙古国，形成运输环路；受疫情影响，所有司机需进行多次核酸检测，货运车辆需消毒。口岸物流对交通体系有独特要求，首先通关卡口是境外输入的瓶颈段，需重点保证通过能力；其次，入境重载通道专用性带来更大设施投资和更多占地，影响内部交通组织体系，被其分割的用地需要通过立交进行交通组织，因此连接卡口的出入境通道布局要综合考量；最后，依靠大货车进行运输的方式易受天气影响，对环境不友好，自动驾驶等新技术为出入境物流运输带来更多可能性。2.2 未来物流发展模式 2.2.1 口岸功能定位及发展目标 国家“十四五”口岸发展规划 将甘其毛都铁路（待建）及公路口岸列为边境主要口岸，内蒙古自治区“十四五”口岸发展规划将甘其毛都口岸定位为以进口蒙古国煤、铜为主，贯通南北、横贯东西能源通道的重点专业口岸。口岸管委会预计 2025 年口岸过货量将达到 5 000 万吨，2035 年达到 1 亿吨，通过蒙古国司机入境运输方式，每年通关最大过货量约3 000 万吨，难以满足未来发展需求，也无法发挥卡口通道最大效益。2.2.2 口岸大宗物资运输发展方向 国家“十四五”口岸发展规划提出 2025 年高质量完成“平安、效能、智慧、法治、绿色”五型口岸建设，并从口岸硬件设施、通行能力、智慧智能、绿色环保等方面设立了口岸综合绩效评估指标体系，绿色环保指标反映口岸在节能减排方面的成效，需要考虑口岸单位人员、货物和运输工具通关能耗、污染物排放量等要素。关于印发推进多式联运发展优化调整运输结构工作方案（20212025 年）提出 2025 年晋陕蒙煤炭主产区大型工矿企业中长距离运输（500 公里以上）铁路比例力争达到 90%。内蒙古自治区推进多式联运发展优化调整运输结构实施方案提出以甘其毛都口岸为依托打造煤炭公铁联运示范节点；在促进运输结构调整上，推动大宗物资中长距离运输主要采用铁路运输。综上，远期口岸中长距离运输以铁路运输为主，短距离铁路物流运输重点是做好跨境铁路、甘泉铁路在铁路场站内的衔接；公路口岸物流运输先从嘎顺苏海图口岸到达海关监管区，再从监管区通过铁路或公路运输至目的地，第一段路程是本次探讨重点。2.2.3 口岸短距离货运交通方式探讨 悬挂式单轨制式具有造价低、不占地面路权和爬坡能力强等优势，将单轨运用于集装箱运输，可充分利用其建设施工占地少、预制化程度高、建设周期短、全天候运行特点，解决多式联运衔接问题，提高运输效率，实现以立体交通思维构建立体物流体系2-4。货运单轨国内仅在青岛港前湾港区全自动化集装箱码头建成 620m 示范段，采用电力驱动，与 AGV、IGV58 交 通 节 能 与 环 保 第 19 卷 等多种方式联合运输。货运单轨占地面积仅为公路建设 30%，建设成本比铁路节省 50%以上，与传统集卡相比，每自然箱降低能耗 50%以上5-6。口岸大宗物资短距离公路运输与港口集装箱码头水平运输作业区货运组织相似，运输设备主要有集装箱自动导引车（AGV）、自动驾驶集装箱跨运车（ASC）、无人集卡7。AGV 技术最成熟、定位精度最高、与堆场匹配度好，考虑口岸近期就要进行无人运输通关物流供应链多式联运示范工程，优先选择 AGV作为运输设备。AGV 需要建设公路或者城市道路作为配套，与悬挂式货运单轨在建设成本、运价、建设周期、占地上均有较大差异。建设成本上看，单轨 0.8 亿1.2 亿元/km，公路 0.8 亿1.6 亿元/km；运价上看，单轨单箱运输运价为 0.25 亿0.35 元/(t km)，公路运价为 0.5亿0.65 元/(t km)；建设周期上看，单轨需 12 个月建设完成，公路需 24 个月8；占地上看，单轨可修建在路边或绿化带中，可充分利用立体空间，形成独立路权，不受交通拥堵及天气影响。综合比较，悬挂式货运单轨建设周期、运价及占地均具有明显优势，但投资有最小规模限制，单一点对点运输并不经济4,8。建议口岸近期利用既有道路开行 AGV，远期建设悬挂式货运单轨。2.2.4 口岸货运交通方式情景分析 口岸共四种货运方式：传统货运卡车、铁路线、AGV、悬挂式单轨。AGV 及单轨受出入境人员、天气影响较小，更具优势。按照目前日均煤炭通关车数计算，传统卡车每年可实现 3 000 万吨货运量；甘其毛都-嘎顺苏海图口岸铁路承担货运量 3 200 万吨；AGV受车辆数和场地规模限制，年运量 1 000 万吨；单轨“十四五”期间布设 1 条线路，实现 1 000 万吨过货量，远期布设 2 条线路，实现 2 000 万吨过货量。目前铁路口岸、单轨尚未建成，为满足煤炭运输需求，未来有四种运输情景，将年最大过货量与 2025年、2035 年过货需求总量相比即得到需求匹配度，匹配度小于 1 表示不满足需求，大于 1 表示满足需求。从表 1 可见，运输情景一不能满足 2025 年和 2035 年需求，运输情景模式二、三、四均可满足 2025 年需求，但均不满足 2035 年需求。为提高运输方式过货量，可采取的方式包括增加 2 条货运单轨线路、增加AGV 车辆数、提高每日传统司机通关车辆数；考虑到货运单轨灵活且占地面积小，规划采用远期增加 1 条单轨线路和增加 AGV 车辆数相结合方式，即如表 1模式五所示，2035 年匹配度大于 1，满足过货量需求。表 1 口岸货运情景模式分析 Tab.1 Analysis of freight transport scenario pattern of Ganqi Maodu port 情景类别 方式组合 年最大过货量/万吨 与 2025 年需求匹配比 与 2035 年需求匹配比 模式一 司机+AGV 4 000 0.8 0.4 模式二 司机+AGV+1 条货运单轨 5 000 1 0.5 模式三 司机+AGV+铁路口岸 7 200 1.44 0.72 模式四 司机+AGV+1 条单轨+铁路口岸 8 200 1.64 0.82 模式五 司机+增加 AGV+2条单轨+铁路口岸 10 200 2.04 1.02 3 新型运输方式对交通设施的要求 3.1 AGV 运输 自动驾驶对交通设施的影响研究处于探索阶段，美国 2021 年发布 自动驾驶对公路基础设施的影响，从物理基础设施、交通控制设备、运输管理和运营系统、多式联运基础设施四个方面考虑9。欧盟道路交通研究咨询委员会 网联、协作和自动化出行路线图（征求意见稿），将自动驾驶应用领域分为四类：高速公路和走廊、封闭或限制区域、城区混合交通、乡村道路，封闭区域非常适合更早引入 L4 级别自动驾驶车辆，在基础设施方面要有实时交通控制和监测设备、完善的宽度连接网络、安全且高效的交通系统10-11。国内部分城市公开的各类标准中涉及的道路基础设施及相关设施安装要求具体如表 2 所示。为适应自动驾驶汽车到来，道路上需增加感知设施、通信设施等，对标志标线一致性、连续性和可识别性的要求更高。道路红线范围内新增设施分布在人行道设施带、绿化分隔带，尤其以综合灯杆承担作用最大；为减少车辆识别复杂性，机动车道与非机动车道宜分隔，人行道与非机动车道宜分隔；此外，公交停靠站通常以 500m 和 300m 为服务半径，可作为车路协同设施重要承载体，规划中应充分预留其位置。3.2 货运单轨（智能空轨）成都、武汉、恩施等纷纷宣布要建设单轨交通（客运），河南省（悬挂式单轨交通技术标准DB J41/T2172019）、四川省（悬挂式单轨交通设计标准DB J51/T0992018）、湖北省（新型悬挂式单轨交通技术规范征求意见稿）、黑龙江省（悬挂式单轨交通技术标准 DB 23/T33362022）均发布了单轨相关技术标准，如表 3 所示。第 4 期 贺娟等，甘其毛都口岸物流运输体系发展模式研究 59 表 2 智能网联道路设施要求 Tab.2 Requirements for intelligent connected road facilities 标准 自动驾驶相关道路设施 设施安装要求 道路规划影响分析 上 海 嘉定-智慧道路 建 设 技术导则 道路路线、平面交叉、路基路面、行人和非机动车设施、公共交通设施、照明设施、供电设施、定位设施、交通管理设施 交叉口视距三角形需满足智能网联汽车探测角度、探测距离要求；人行道与非机动车道、非机动车道与机动车道宜分隔设置；照明杆件采用综合杆。机非、人非宜分开设置 路侧通信设备、感知设备、定位设施、其他附属设施 感知设备：摄像机、毫 m波雷达及其他传感器 感知设备宜道路全线部署，宜与其他设施共杆或共用机箱；边缘计算设备布置在道路近邻，宜与其他设施合并设置。人行道设施带或道路沿线要预留足够空间 武汉-智能 网 联 道路 建 设 规范（总则）道路智能设施：交通参与者检测、交通事件检测、交通参与者检测、交通信号控制状态采集、气象及路面环境监测等 相关设备需要安装在道路杆件、路侧、通信机房或数据中心 断面要考虑新型灯杆的占地需求 道路交通设施：道路安全和管理设施 新建道路优先选用多杆合一的多功能杆 广州-粤港 澳 大 湾区 城 市 道路 智 能 网联 设 施 技术规范 路端设施主要部署在城市道路沿线，交通信息感知系统包括感知设备、路侧计算设施和路侧通信设施 RSU 路侧通信设施宜部署在路口的智慧设备杆或多功能杆上；大型路侧计算设备 MEC 部署于机柜中，小型部署于灯杆上 路侧设施带、灯杆等是主要承载体 浙 江 德清-智能网联 道 路 基础 设 施 建设规范 通信系统有路口摄像设备、毫 m 波雷达、激光雷达、路侧融合感知节点、杆上交换机、路侧汇聚交换机 可安装在路侧灯杆悬臂 路侧灯杆悬臂是主要承载体 感知系统有路侧感知节点、杆上交换机、MEC 设备等 可安装在路侧灯杆悬臂 边缘计算系统有路侧边缘计算设备 MEC 及感知设备 利用光纤网络 车路协同系统有服务器、交换机等 利用光纤网络 微气象和道路环境系统有集成各类气象和环境传感器 微型气象站、道路环境监测站 表 3 单轨相关技术要求 Tab.3 Monorail related technical requirements 标准省份 轨道梁内净空高度/mm 最大坡度/最小曲线半径/m 车体宽度/mm 车辆最下部距轨道梁走行面高度/mm 最高运行速度/（km/h）区间线路车辆与地面安全距离/m 河南 1 100 100 30 2 300 3 500 65 不 宜 小于 5m，困难地段缩小至 4.5m 四川 1 1001 250 104 30 2 3002 500 3 3803 700 6080 湖北 1 200 80 30 2 3002 500 80 黑龙江 100 30 2 500 3 500 80 运输标准集装箱的货运单轨技术尚处于探索阶段，技术参数的设定为最高运行速度 3080km/h，最小通过曲线半径 3050m2,4，最大坡度 80，挂载集装箱尺寸 2.5m（宽）14m（长）2,4。青岛港货运单轨线沿港区主干道建设，最大运行速度为 10km/h，提放箱时间80s，提升高度6m，单轨墩柱底部小于1.6m 1.6m，墩柱最大高度为 16.51m，墩柱跨距为30m12。综上，国土空间规划阶段，空间预留上只需考虑墩柱占地空间及线路走向，若墩柱在道路红线内，则在道路横断面中预留 35m 绿化带，若墩柱在道路外侧，则在道路两侧预留 3m 以上控制带。4 口岸新型交通方式布局方案 4.1 AGV 通道方案 口岸 AGV 通道有两种布局方式，一是在用地北侧新建道路，并在尽端设置海关监管区，优点是与内部道路或地块不存在交叉，新的海关监管区内部可按照 AGV 特点进行布局。二是利用现状重载通道 2 车道设置 AGV 专用车道，空车沿现状空载出境通道布设，路线全长 9.5km。口岸现状采用的 AGV 车辆采用“柴油机+锂电池”混合动力系统，排放达到国六标准7。一台重载AGV 价格约 700 万元，配备的车辆管理系统软件售价 1 000 万6 000 万元之间13。按照投入 20 辆计算，车辆费用为 1.4 亿，每年可运输 240 万吨煤炭；要实现远期 1 000 万吨的任务，需投入 AGV 车 80 辆以上，车辆造价 5.6 亿。（a）AGV 方案 2 重载通道断面图 （b）AGV 方案 2 空车通道断面图 图 1 AGV 路线 2 出入境通道断面示意图（米）Fig.1 Schematic Diagram of AGV Route 2 Entry Exit Channel Cross Section(m)60 交 通 节 能 与 环 保 第 19 卷 4.2 单轨布局方案 单轨线路走向：一期建议将通关区与甘其毛都铁路站连通；二期向用地东侧延伸。根据入境节点位置不同，分为两个方案。方案 1 从公路口岸处入境，沿重载通道北侧靠近边境线处进入园区，向东行驶至甘泉铁路，再沿铁路东侧绿带向南行驶至甘其毛都站；二期在甘泉铁路与空轨交界处沿北边界路南侧绿带继续向东行驶至海关监管区。方案 2 从铁路口岸处入境，境外段空轨上跨铁路后从蒙古国境内向西直达蒙古国工业园区，国内段一期沿甘泉铁路线东侧引入甘其毛都站，二期沿北环线南侧绿带引入海关监管区。根据青岛港示范段报道，单轨建设成本是普通铁路的 50%，甘泉铁路每公里造价约 1 300 万，货运单轨按照 650 万/公里计算，一期造价 4 069 万元，二期造价约 2 600 万元，总造价 6 669 万元。货运单轨采用电力驱动，运行中不会对环境造成污染。对比发现悬挂式货运单轨从造价上远低于 AGV，且无污染；随着技术的发展，各项标准更成熟，在大宗物资跨境运输方面应予优先发展。5 结语 本文以甘其毛都口岸为例，探讨了 AGV、悬挂式货运单轨两种新型货运方式的发展趋势及技术标准，从对道路基础设施的空间需求出发，将新基建与国土空间规划体系交通部分工作内容进行融合，以期能从规划视角出发探讨空间角度上新老基建如何融合，提高交通体系规划适应性和韧性。研究发现对于新基建，软件体系与硬件体系同等重要，车-路协同信息系统标准的构建、企业管理体系与新基建信息系统如何交互融合等工作都需要进一步的深入研究才能支撑新技术的应用。参考文献：1 田俊迁.论口岸的渊源、定义、分类及功能J.贵州民族研究,2020,2(41):76-81.2 郑晓龙,陶奇,徐建华,等.悬挂式货运单轨轨道梁与桥墩结构尺寸比选J.成都大学学报(自然科学版),2020,39(1):103-108.3 童晖.未来的集装箱运输会是怎样J.起重运输机械,2021(13):22-23.4 白瑾瑜.悬挂式单轨货运车辆动力学性能研究D.成都:西南交通大学,2020.5 光明网.全球首创智能空轨集疏运系统(示范段)在山东港口竣工EB/OL.(2021-03-30)2022-08-03https:/ 都市轨道交通网.货运单轨!全球首创智能空轨集疏运系统在青岛建成投用EB/OL(2021-07-01)2022-08-03https:/ 张德文.自动化集装箱码头水平运输设备的发展与分类标准建议J.中国港口,2023(3):15-16.8 钱秋英,姚建飞.港口采用智慧空轨集疏运系统的经济型分析J.上海船舶运输科学研究所学报,2020,10(45):44-45.9 国际上车联网产业发展现状研究报告EB/OL.2022.https:/ 智能交通技术.欧洲 ERTRAC网联、协作和自动化出行路线图(征求意见稿)(上)EB/OL.(2022-02-23)2022-08-15https:/ 智能交通技术.欧洲 ERTRAC网联、协作和自动化出行路线图(征求意见稿)(下)EB/OL.(2022-02-26)2022-08-15https:/ 殷健,李永翠,耿卫宁,等.智能空轨集疏运系统设计J.水运工程,2021(8):74-79.13 王浩吉,杨永帅,赵彦微.重载 AGV 的应用现状及发展趋势J.机器人技术与应用,2019(5):20-24.