铁路运输设施与设备

第2章　运输设施与设备

学习目标

掌握各种运输方式的特点。

掌握各种运输设备的构成和分类。掌握如何匹配合适的运输设备。

掌握各种运输组织与物流的关系。

知识点

运输设备的种类及其特点；合理的运输组织。

案例导入

日本菱食公司的“配送体系再构筑”

20世纪90年代，连锁商业在日本获得突飞猛进的发展，日本食品批发商——菱食公司抓住了这个机遇，按照“供应链物流”的思想，建立了“一揽子采购”，并提供包括一系列物流服务在内的食品供配货网络体系，公司的年销售额也由此突破了330亿日元。有一家大型连锁超市，原先向23家食品批发商进货，采用菱食公司的“一揽子物流”后，一下子减少到5家，加工食品销售额的75%由菱食公司一家承担，成本大幅度下降。由于采用计算机订货，实现无纸化作业，取消了验货环节，缺货率也明显下降。由于多频率、小批量的物流需要较高的物流成本，为了向消费者提供价廉的商品，必须重新构筑新的流通框架，降低从生产直至消费者手中的整个流通的综合成本。为了实现这个共同目标，生产厂、批发商、零售商齐心协力，用“供应链”的思想，构筑新的流通体系。菱食公司的战略是建立由区域性配送中心RDC和前端性配送中心FDC结合而成的物流网络体系。FDC是承担整箱商品的配货、配送任务的物流中心。RDC是具备拆零、分包装等流体加工功能的区域性集约化配送中心。客户发来的订单，由计算机按照是否满整一箱进行分档。以箱为单位的配货作业由FDC进行，不满整箱的由RDC处理。经拆零拣选、拼箱后，按不同的客户进行理货，用大型载货汽车送至各FDC，在那里与FDC配好货的整箱商品一起配送到各门店。目前，该公司在日本境内已经形成了拥有9个RDC和55个FDC的物流网络。

案例分析与讨论题

1.结合案例谈一下物流网络体系的优势。

2.应该怎样理解物流网络化？

3.简述物流中心的发展趋势。

2.1　概 述

运输活动是人类社会生产、经济、生活中一个不可缺少的重要环节。运输也是物流业务的中心活动，它是在一定范围内的人与物的空间位移。广义上的运输一般可以分为4类：①在运输场站或仓库范围内近距离的输送称为搬运；②在工厂范围进行的运输称为企业内部运输；③在城市范围内将货物进行配载运送的一般称为“配送”；④城市及其以上范围的大空间物品运送一般习惯称为运输，即我们狭义上的运输。但并不是所有的人与物的位移都属于运输。输电、输水、供暖、供气，邮政部门投递的信函邮件和电信部门传输的信息等活动也产生物质在空间的位移，在一定意义上说与货物的移动并没有什么本质上的区别，但它们各自拥有独立于交通运输体系的传输系统，不包括在运输领域中。

运输基础设施是国家为发展生产和保证生活供应而提供公共服务的部门、设施和机构的总称，包括公共设施、公共工程等。

2.2　公路运输设施与设备

公路运输基础设施包含公路运输站场和货运站、停车场等。公路运输场站是公路运输办理货运物流业务及仓储保管、车辆保养修理以及为用户提供相关服务的场所。货运站的主要功能是货物的组织与承运、货物的交付、装卸、保管以及运输车辆的停放、保修等内容。停车场的主要功能是停放与保管运输车辆，以及车辆维修、加油等。公路运输设备主要包括运输车辆，而公路上所使用的运输车辆主要是汽车。汽车分为客车、普通运输车辆和专用运输车辆。在物流运输中，物流企业用到的主要是专用运输车辆和载货汽车。公路运输区别于其他运输方式，有着自己独有的特点。

①机动灵活，适应性强。由于公路运输网一般比铁路、水路网的密度要大十几倍，分布面也广，因此公路运输车辆可以“无处不到、无时不有”。

②可实现“门到门”直达运输。由于汽车体积较小，中途一般也不需要换装，可以把货物从始发地门口直接运送到目的地门口，实现“门到门”直达运输。这是其他运输方式无法与其比拟的特点之一。另外，在中、短途运输中，运送速度也较快。

③原始投资少，资金周转快。公路运输与铁路、水路、航空运输方式相比，所需固定设施简单，车辆购置费用一般也比较低，因此，投资兴办容易，投资回收期短。

④技术改造容易。

⑤运量较小，运输成本较高。

⑥安全性较低，环境污染较大。

2.2.1　普通运输车辆

1）平板货车

图2-1　平板货车

平板货车是指载货部位的地板为平板结构且无拦板的载货汽车，适合重型、大型箱体货物及重型设备的装载运输。见图2-1。

2）低护栏货车

低护栏货车没有车厢，只有不到1 m的车帮，车比较大，尺寸为9～16 m。用于运输一些基础材料，如日化材料、化工材料、塑料粒子等。见图2-2。

3）高护栏货车

高护栏货车有车厢，车厢四壁为彩钢，没有封闭的顶棚，顶棚用帆布制作，可以根据内装的货品多少进行升降。故此车适用于大多数产品的运输，用途比较广泛。见图2-3。

图2-2　低护栏货车

图2-3　高护栏货车

4）箱式车

由于箱式车结构简单，运力利用率高，适应性强，因此是物流领域应用前景最广泛的货车。箱式车的主要特点是车厢是全封闭的，车门便于装卸作业，能够实现“门到门”运输。封闭式的车厢不仅可以使货物免受风吹日晒和雨淋，还可以防止货物的散失，减少货损，提高运输质量。小型箱式车通常兼有滑动式侧门和后开车门，便于装卸物品，而且因为小巧灵便，能够穿越大街小巷，可以把物品直接送达收货人。小型箱式车适用于运送运距较短、批量较小、对作业时间要求高的物品。尤其是在运送各种家用电器、纺织品等轻工业产品时，小型箱式车是物流公司的理想选择。总的说来，箱式货车的载货容积大，货箱密封性能好。随着车厢自重的降低（箱体材料趋向于轻质合金化），箱式车在货运市场上的地位日益提高。见图2-4。飞翼车（图2-5）又称翼开启厢式车、翼展车、两翼车，现已是现代物流企业十分青睐的运输工具，具有装卸速度快、效率高等优点。自动翼展车（图2-6），采用液压系统、自动断电系统，使用方便。手动翼展车，使用动力弹簧及手摇动力车，能轻松地开启两边的翼板。

图2-4　箱式车

图2-5　飞翼车

图2-6　自动翼展车

5）仓栅式货车

仓栅式货车主要用于仓栅式专用货物运输，后车厢在追求外观设计美观的同时，内部结构和车厢都采用优质材料，合理工艺，严格按照国际标准焊接。车厢板采用工装夹具压制成瓦棱形，强度、韧性高，同时使自重更轻。仓栅车厢栏杆可升降、半拆、全拆，使用方便、安全可靠。能针对客户需求制作出适用于各类行业的运输车，适合广大用户的长、中、短途公路运输使用，也可做普通载货汽车使用。载货种类繁多，其中以蔬菜、水果、牲畜为主。见图2-7和图2-8。

图2-7　仓栅式货车1

图2-8　仓栅式货车2

2.2.2　专用运输车辆

从运输功能的角度来讲，普通货车虽然在应用领域上普遍适用，但是在很多情况下，尤其是当货物的性质和物理状态与一般货物存在比较大的差异时，如易燃易爆、易腐蚀、易变质的货物，普通货车就很难满足运输要求。因此，必须使用专用运输车辆，才能更加有效地发挥汽车运输的经济效益和专用功能。公路专用运输车辆主要包括带有液压卸车结构的自卸车，带有进、卸粮口的漏斗车，罐式挂车，冷藏车，设计独特具有特殊用途的特种车，等。多样化的专用车辆推进了物流基础设施的合理空间布局与功能完善，提高了各种运输服务方式对物流基础设施的支持能力。

1）自卸式货车

这种货车动力大，通过能力强，可以自动后翻或侧翻，物品可以凭借本身的重力自行卸下。一般用于矿山和建筑工地及煤和矿石的运输，物流公司通常不会使用这种货车。见图2-9和图2-10。

图2-9　自卸式货车1

图2-10　自卸式货车2

2）罐式货车

罐式货车是指载货车厢为封闭罐体的载货汽车，简称罐车，见图2-11和图2-12。此类车专门用于装运散装的液体、粉末、气体、颗粒状等具有一定流动性质的货物。目前罐式车主要在运油、环卫、公路建设等领域比较常见，如加油车、洒水车、沥青运输工程车等。

图2-11　罐式货车1

图2-12　罐式货车2

3）冷藏车

冷藏车是用来运输需冷冻或保鲜的货物的封闭式厢式运输车，是装有制冷装置和聚氨酯隔热厢的冷藏专用运输汽车，常用于运输冷冻食品（冷冻车）、奶制品（奶品运输车）、蔬菜水果（鲜货运输车）、疫苗药品（疫苗运输车）等。冷藏车由专用汽车底盘的行走部分，与隔热保温厢体（一般由聚氨酯材料、玻璃钢、彩钢板、不锈钢等组成）、制冷机组、车厢内温度记录仪等部件组成。密封性冷藏车的货柜需要保证严格的密封，来减少与外界的热量交换，以保证冷藏柜内保持较低温度。冷藏车具有制冷性、轻便性、隔热性3个特点。见图2-13和图2-14。

图2-13　冷藏车1

图2-14　冷藏车2

冷藏车制冷方式有很多种，以下6种是较常见的制冷方式。

（1）水冰及盐冰制冷

在大气压力下，冰的熔点为0℃。冰融化时的吸热为334. 8 kJ/ kg，在冰水中添加盐类可降低其熔点。在一定范围内，水冰中盐的成分越多，则熔点越低。实验证明，当加入食盐的质量为水冰质量的29%时，其混合物的熔点可达到最低值-21. 2℃。若再增加盐分，则熔点不再下降。通常是根据冷藏货物的运输适温来选择不同成分的盐冰。例如采用含盐量为22%的盐冰，车厢内温度可保持在-18～-13℃。水冰制冷装置投资少、运行费用低，但是普通水（盐）冰单位质量的吸热量较小，车厢内降温有限。此外盐冰融化后会污染环境和食品，腐蚀车厢和使货物受潮。因此水（盐）冰制冷主要用于鱼类等水产品的冷藏运输。

（2）干冰制冷

在一个大气压力下，干冰（固态CO2）的升华温度低（- 78. 9℃），升华吸热量大（573. 5 kJ/ kg），故将它作为车厢冷源，不仅可以获得较低温度（一般低于- 20℃），而且可获得较大的制冷量。因此，该制冷方式适于冷冻食品的运输。干冰制冷装置简单、投资和运行费用较低、使用方便、货物不会受潮。干冰升华产生的CO2气体能抑制微生物繁殖、减缓脂肪氧化以及削弱水果蔬菜的呼吸。但是，其也存在缺点，如干冰升华易引起结霜；CO2气体过多则将导致水果、蔬菜等冷藏物呼吸困难而坏死；厢内温度难以调节；干冰成本较高，且消耗量较大，故实际应用较少。

（3）冷板制冷

冷板制冷原理就是利用蓄冷剂冷冻后所蓄存的冷量进行制冷。运输前先将厢内冷板中的蓄冷剂进行“充冷”，使其冷却冻结，然后在运输途中利用冷板中的蓄冷剂融化吸热，使厢内温度保持在运输货物的适温范围内，故冷板又称“蓄冷板”。冷板制冷装置的结构形式分为整体式和分体式两种。整体式的动力装置、制冷机组和蓄冷板等，均置于车上；分体式在车上仅装有制冷机组和蓄冷板，停车时，利用地固动力装置驱动制冷机组对蓄冷板进行“充冷”。实际应用中多采用后者。常用蓄冷剂均为低熔点共晶溶液，其熔点通常比厢内适温低10℃左右。当运输货物的适温改变时，则所选用的共晶溶液成分也要随之改变。

冷板装置本身较重、体积较大，占据了车厢的一定容积，而且冷板充冷一次仅可持续工作8～15 h。因此冷板制冷适于中、轻型冷藏汽车的中、短途运输。近几年来，随着能源和环境污染问题日益突出，冷板制冷的应用发展较快，已成为仅次于机械制冷的制冷方式。

（4）液氮制冷

液氮制冷就是利用液氮汽化吸热进行制冷。在大气压力下，液氮的沸点为-196℃，汽化潜热为200 kJ/ kg。氮气的比热为1. 05 kJ/（kg•℃），因此每千克液氮汽化并升温至-20℃时，所吸收的热量约为385 kJ。液氮沸点低，且是制氧的副产品，因而得到了较为广泛的应用。

液氮制冷装置结构简单、工作可靠，无噪声和环境污染；液氮制冷量大、制冷迅速，适于速冻。液氮汽化不会使厢内受潮，并且氮气对食品保鲜、防止干耗均有好处。此外，液氮制冷控温精确（±2℃）。但是液氮成本较高，需经常充注，因而推广受到一定限制。同理，其他低温汽化的液态气体，亦可作为制冷剂，如液态二氮化碳（CN2）。

（5）机械制冷

机械制冷有蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射等多种方式。目前以蒸气压缩式应用最为广泛。下面介绍其制冷的工作原理。

在一定的压力下，液体达到某一温度（沸点）就会沸腾。液体沸腾时，吸收汽化潜热而产生相变，转变为饱和蒸汽。在同一压力下，不同液体的沸点和汽化潜热是不相同的，如在一个大气压力下，水的沸点为100℃，汽化潜热为2 256. 7 kJ/ kg；而氟利昂12（R12）的沸点为-29. 8℃，汽化潜热为165 kJ/ kg。凡用于沸腾制冷的液体称为制冷剂或制冷工质。在制冷技术中，制冷剂的沸腾称为“蒸发”，其沸点称为“蒸发温度”，沸腾制冷则称为“蒸发制冷”。

机械制冷装置得到广泛采用的主要原因在于制冷机组既能制冷又能加热，扩大了使用范围；厢内温度可实现自控调节，调温精确、可靠，调温范围较宽，能适应各种不同冷藏货物的运输需要。尽管机械制冷装置结构比较复杂、购置及运行费用较高、运转噪声较大，但迄今为止，机械制冷仍为一种可靠、有效的制冷方式。

（6）太阳能制冷

太阳能制冷是用安装于车顶的光伏版提供大量的电力制冷，多余的电力则储存于蓄电池内，供夜晚使用。

4）牵引车

牵引车按照业内习惯，称为拖车，汽车列车的动力靠牵引车提供，其本身并不装载货物。见图2-15和图2-16。牵引车可以脱离原来的车厢而牵引其他的车厢，而车厢也可以脱离原牵引车被其他的车所牵引。牵引车又可细分为全挂和半挂两种，在实际应用中以半挂最为广泛。

图2-15　牵引车1

图2-16　牵引车2

5）挂车

挂车可分为半挂和全挂两种。挂车的前面一半搭在牵引车后段上面的牵引鞍座上，牵引车后面的桥承受挂车的一部分重量，这就是半挂，见图2-17。挂车的前端连在牵引车的后端，牵引车只提供向前的拉力，拖着挂车走，但不承受挂车的向下的重量，这就是全挂，见图2-18。半挂车行驶稳定性和追随性良好，车辆长度优于全挂。

图2-17　半挂汽车列车示意图

1—牵引座；2—半挂车；3—半挂牵引车

图2-18　全挂汽车列车示意图

1—载货牵引车；2—全挂车；3—牵引连接装置

6）半挂车分类

（1）栏板式半挂车（图2-19）

图2-19　栏板式半挂车

图2-20　集装箱半挂车

（2）集装箱半挂车

集装箱半挂车适合装载集装箱。根据集装箱规格不同，集装箱半挂车又可细分为6.1 m、12. 2 m、13. 725 m、14. 64 m和16. 165 m型集装箱。根据挂车结构的不同，又可分为平板式和骨架式两种。见图2-20。

（3）厢式半挂车（图2-21）

（4）罐式半挂车（图2-22）

（5）自卸式半挂车（图2-23）

（6）仓栅式半挂车（图2-24）

图2-21　厢式半挂车

图2-22　罐式半挂车

图2-23　自卸式半挂车

图2-24　仓栅式半挂车

2.2.3　特种运输车辆

所谓特种运输车辆，是指车辆的外形尺寸、结构和重量设计超过一般运输车辆限制或使用功能特殊的车辆。

1）大件运输车

大件运输车专门提供超长、超宽、超高的车辆运输服务。见图2-25和图2-26。

图2-25　大件运输车1

图2-26　大件运输车2

2）车辆运输车

车辆运输车可装运微型客车和轿车，有的可装运大型车辆。见图2-27和图2-28。

图2-27　车辆运输车1

图2-28　车辆运输车2

3）除尘车

除尘车有多种叫法，如高空抑尘车、煤矿抑尘车、固化剂喷洒车等。它是通过配套安装在车上的电动水泵、管道、流量控制系统、柴油发电机组、电控箱、喷臂和喷嘴等设备构成的一个完整的喷洒除尘固化剂的装置，使车上货物进行固化，形成保护膜，从而减少污染。见图2-29和图2-30。

图2-29　除尘车1

图2-30　除尘车2

2.3　铁路运输设施与设备

铁路运输是利用机车、车辆等技术装备沿铺设轨道运行，运送旅客和货物的一种运输方式。

铁路运输设施包括铁路线路设施、铁路车站设施、铁路通信信号设施等。铁路货物运输种类，即铁路货物运输方式按中国铁路技术条件，分为整车、零担、集装箱3种。整车适于运输大宗货物，零担适于运输小批量的零星货物，集装箱适于运输精密、贵重、易损的货物。铁路运输区别于其他运输方式，有着自己独有的特点。

（1）优点

①运输能力大，这使它适于大批量低值产品的长距离运输。

②单车装载量大，加上有多种类型的车辆，使它几乎能承运任何商品，几乎可以不受重量和容积的限制。

③车速较高。列车的平均车速在5种基本运输方式中排在第二位，仅次于航空运输。

④受气候和自然条件影响较小，在运输的经常性方面占优势。

⑤可以方便地实现驮背运输、集装箱运输及多式联运。

（2）缺点

①铁路线路是专用的，固定成本很高，原始投资较大，建设周期较长。

②铁路按列车组织运行，在运输过程中需要有列车的编组、解体和中转改编等作业环节，占用时间较长，因而增加了货物在途中的时间。

③铁路运输中的货损率较高，而且由于装卸次数多，货物损毁或丢失事故通常比其他运输方式多。

④不能实现“门对门”的运输，通常要依靠其他运输方式配合才能完成运输任务，除非托运人和收货人均有铁路支线。

2.3.1　铁路机车

机车是铁路运输的基本动力。由于铁路车辆大都不具备动力装置，列车的运行和车辆在车站内有目的地移动均需机车牵引或推送。机车按牵引动力来划分，目前有蒸汽机车（图2-31）、内燃机车（图2-32）和电力机车（图2-33）。

图2-31　蒸汽机车

图2-32　内燃机车

图2-33　电力机车

2.3.2　通用货车

1）敞车

所谓敞车是指具有端壁、侧壁、地板而无车顶，向上敞开的货车，主要供运送煤炭、矿石、矿建物资、木材、钢材等大宗货物使用，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。因此敞车具有很大的通用性，在货车组成中数量最多。见图2-34和图2-35。目前全国共有敞车约30万辆，占货车总数的50%以上。主型通用敞车有C50，C65，C62，C62A，C61等数款。

图2-34　敞车1

图2-35　敞车2

2）棚车

棚车是铁路货车中的通用车辆，主要用于运送怕日晒、雨淋、雪浸的货物，包括各种粮食、日用工业品及贵重仪器设备等。一部分棚车还可以运送人员和牲畜。见图2-36，图2-37。

图2-36　棚车1

图2-37　棚车2

3）平车

平车主要用于运送钢材、木材、汽车、机械设备等体积或重量较大的货物，也可借助集装箱运送其他货物。平车还能适应国防需要，装载各种军用装备。装有活动墙板的平车还可用来装运矿石、沙土、石渣等散粒货物。见图2-38，图2-39。中国铁路的平车约占货车总数的12%。平车因没有固定的侧壁和端壁，故作用在车上的垂直载荷和纵向载荷完全由底架的各梁承担，是典型的底架承载结构。中国自行设计和制造了多种平车，从结构上来分，主要有平板式和带活动墙板式两种，车型主要有N12，N60，N16 和N17等多种。

图2-38　平车1

图2-39　平车2

4）集装箱车

铁路集装箱车可分为通用集装箱车和专用集装箱车。通用集装箱车适用多种普通件杂货的运输，以装运贵重、易碎和怕湿货物为主，如家电、仪器、仪表、小型机械、玻璃陶瓷、建材、工艺品、文化体育用品、医药、卷烟、酒、食品、日用品、化工产品、针纺织品、小五金等，见图2-40，图2-41。专用集装箱分别用于特殊性质的液体、汽车或需要通风、冷藏等的货物运输。

图2-40　集装箱车1

图2-41　集装箱车2

2.3.3　专用货车

1）罐车

罐车是车体呈罐形的车辆，用来装运各种液体、液化气体和粉末状货物等。罐车按用途可分轻油类罐车、黏油类罐车、酸碱类罐车、液化气体类罐车和粉状货物罐车等；按结构特点可分为有空气包和无空气包罐车，有底架和无底架罐车，上卸式和下卸式罐车等。见图2-42和图2-43。

图2-42　罐车1

图2-43　罐车2

2）保温车

保温车，又称冷藏车，是运送鱼、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3种性能。保温车车体外表涂成银灰色，以利阳光反射，减少辐射热。中国自制的保温车有冰箱保温车和机械保温车两大类。见图2-44和图2-45。

图2-44　保温车1

图2-45　保温车2

3）漏斗车

漏斗车是一种端墙向内侧倾斜或者端面呈大圆弧形，车体下部装有漏斗的铁路货车。货物由上面装入，卸货时用人力或风力开启漏斗底门，货物靠自身重力自动卸出。见图2-46，图2-47。开始的漏斗车不但装运矿石，也装运水泥、粮食等。后经合理细分，将装运水泥的车辆定型为U系列，将装运粮食的车辆定型为L系列，将原K系列定为矿石车。

图2-46　漏斗车1

图2-47　漏斗车2

4）长大货物车

特长和特重货物无法用一般的铁路货车来装运，必须使用专门的长大货物车。如车辆长度一般在19 m以上的长大平车；纵向梁中部做成下凹而呈元宝形的凹底平车；底架中央部分做成空心，货物通过支承架坐落在孔内的落下孔车；将车辆制成两节，货物钳夹在两节车之间或通过专门的货物承载架装载在两节车之间的钳夹车等。见图2-48和图2-49。

图2-48　长大货物车1

图2-49　长大货物车2

2.4　水路运输设施与设备

水路运输是以船舶为主要运输工具，以港口或港站为运输基地，以水域包括海洋、河流和湖泊为运输活动范围的一种运输方式。水运至今仍是世界许多国家最重要的运输方式之一。水路运输有以下4种形式：

①沿海运输，是使用船舶通过大陆附近沿海航道运送客货的一种方式，一般使用中、小型船舶。

②近海运输，是使用船舶通过大陆邻近国家海上航道运送客货的一种运输形式，视航程长短可使用中型船舶，也可使用小型船舶。

③远洋运输，是使用船舶跨大洋的长途运输形式，主要依靠运量大的大型船舶进行。

④内河运输，是使用船舶在陆地内的江、河、湖、川等水道进行客货运输的一种方式，主要使用中、小型船舶。

水路运输具备以下特点和缺点。

1）水陆运输的优点

（1）运输能力大

在5种运输方式中，水路运输的能力最大。

（2）运输成本低

我国沿海运输成本只有铁路运输的40%。

（3）水运建设投资少

水路运输只需利用江、河、湖、海等自然水利资源，除必需投资购买船舶、建设港口之外，沿海航道几乎不需投资，整治航道也仅仅只有铁路建设费用的1/3～1/5。

（4）远洋运输在我国对外经济贸易方面占独特重要地位

远洋运输费用低、范围广，可为我国运送石油、铁矿石、粮食等重要物资，在我国对外经济贸易方面有不可替代的优势。

2）水路运输的主要缺点

（1）受自然条件影响较大

内河航道和某些港口受季节影响较大，有的水面冬季结冰或在枯水期水位变低，难以保证全年通航。

（2）运送速度慢

水运速度较慢，在途中的货物多，会增加货主的流动资金占有量。

总之，水路运输综合优势较为突出，适宜于运距长、运量大、时间性不太强的各种大宗物资运输。

2.4.1　港口介绍

港口由水域和陆域两大部分组成。水域是供船舶进出港，以及在港内运转、锚泊和装卸作业使用的，因此要求有足够的水深和面积，水面基本平静、流速和缓，以便船舶的安全操作。陆域是供旅客上下船，以及货物的装卸、堆存和转运使用的，因此陆域必须有适当的高程、岸线长度和纵深，以便在这里安置装卸设备、仓库和堆场，修建铁路、公路以及各种必要的生产、生活设施等。

水域是港口最主要的组成部分，它又可分为如下3种类型：

1）港外水域

这部分主要是指进出港航道和港外锚地。

多数海港及河口港都有天然进出港航道，但其水深不一定满足船舶要求，在河口段可能还有部分浅滩，往往需要疏浚和整治。港外锚地是供进出港船舶抛锚停泊使用的，船舶在这里接受边防检查、卫生检疫等手续，引水员也在这里上下（海港）；有时也供编、解大型船队之用（河港）。进出港航道和港外锚地均需用航标加以标示。

2）港内水域

它包括港内航道、港内锚地以及码头前沿水域和船舶调头区等。

船舶在港内航道行驶时要适当减速，以保安全。港内航道与码头之间一般要有供船舶进行回转的调头区，这段水域要有足够的宽度。大型海轮在港内靠、离码头时常有拖轮协助，而内河船靠泊时，为便于控制常常需要将船首面对着水流的方向，调头区正是供他们使用的。码头前沿水域必须有足够的深度和宽度，以使船舶能方便地靠、离。它不仅要保证船舶靠码头的一侧能进行装卸作业，有时还要考虑其另一侧同时进行水上（船过船）装卸作业的需要。因此，码头前沿水域宽度应适当大些，以免影响附近的航道。海港的港内锚地主要供船舶等待泊位或是进行水上装卸作业用，在气候恶劣的情况下，还可供船舶避风停泊。而河港锚地主要用于编、解船队和进行水上装卸作业。水上装卸作业是内河港、河口港的主要作业方式之一，并设置有水上作业平台，配备有浮式起重机等设备和设施。

3）港口陆域

凡是在港口范围的陆地面积统称为陆域。陆域包括如下几方面：

（1）码头与泊位

供船舶停靠，以便旅客上下和货物装卸的水工建筑物称为码头。码头前沿线通常即为港口的生产线，也是港口水域和陆域的交接线。

所谓“泊位”即供船舶停泊的位置。一个泊位即可供一艘船舶停泊。由于不同的船型其长度是不一样的，因此泊位的长度依船型的大小而有所差异，同时还要留出两船之间的距离，以便于船舶系、解绳缆。一个码头往往同时要停泊几艘船，即要有几个泊位，因此码头线长度是由泊位数和每个泊位的长度来决定的。码头前沿的水深一定要满足船舶吃水，并应考虑到船舶装卸和潮汐变化的影响，留有足够富余的水深。

（2）港口仓库和堆场

仓库和堆场是供货物装船前和卸船后短期存放使用的。多数较贵重的件杂货物都在仓库内堆放保管；只有那些不怕风吹雨淋的货物，如矿石、建材等可放入露天堆场或货棚内，这种散放堆装货物的堆场常常远离市区和其他码头，以免对环境造成污染。

（3）铁路及道路

货物在港口的集散除了充分利用水路外，主要依靠陆路交通，因此铁路和公路系统是港口陆域上的重要设施。当有大量货物使用铁路运输时，需设置专门的港口车站。在这里货物列车可以进行编组或解体，并配有专门的机车，将车辆直接送往码头前沿或库场的装卸线，装卸完毕后再由机车取回送往港口车站编组。在没有内河的海港，铁路是主要的疏运方式，港口生产与铁路部门有着密不可分的关系，如我国的秦皇岛港、大连港、青岛港等。

（4）起重运输机械

现代港口装卸工作基本是由各式各样的机械来完成的。有的机械主要用来起吊货物，称为起重机械；有的主要用于搬运货物，称为运输机械，合起来称为起重运输机械。起重运输机械在港口对船舶、火车和汽车进行装卸作业，在船舱内进行各种搬运、堆码和拆垛等工作，在库场上进行起重、搬运、堆码、拆垛等工作。

港口机械通常分为起重机械、输送机械、装卸搬运机械、专用机械4大类。专业化的码头通常都设有专门的装卸机械，如煤炭装船码头设有装船机，散粮卸船码头设有吸粮机，集装箱码头前方设有集装箱装卸桥，后方设有跨运车、重型叉车等。在港口经常见到的比较典型的机械有门式起重机（简称门吊、门机）、浮式起重机（简称起重船、浮吊）、装卸桥、带式输送机、带斗提升机、叉式装卸车（简称叉车、铲车，又称万能装卸机）等。

（5）港口辅助生产设施

为保证各项工作得以顺利进行，港口还需要在陆域上配备一些辅助设施，如给排水系统，输电、配电系统，燃料供应站，工作船基地，各种办公用房，船舶修理站等。可见，港口的设施是非常庞大的，就生产作业来说，大体上可归纳为船舶航行作业、装卸作业、货物存储以及集疏运4大部分。船舶航行作业部分包括港内外航道、锚地、港池和船舶回转水域，还有为安全航行设置的通信、导航设施；装卸作业部分包括码头、水上装卸锚地，以及各种装卸设备；货物存储部分主要包括陆域上的仓库和堆场，以及库场上的机械设备。对于有旅客运输的港口，在陆域上还必须特别注意建设客运站等设施。集疏运部分除了水路外，主要就是铁路与公路设施与设备。

2.4.2　船舶分类

1）散货船

散货船是散装货船的简称，是专门用来运输不加包扎的货物，如煤炭、矿石、木材、牲畜、谷物等的船舶。散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶，都可以称为干散货船，或简称散货船。因为干散货船的货种单一，不需要包装成捆、成包、成箱的装载运输，不怕挤压，便于装卸，所以都是单甲板船。总载质量在50 000 t以上的，一般不装起货设备。由于谷物、煤和矿砂等的积载因数（每吨货物所占的体积）相差很大，所要求的货舱容积的大小、船体的结构、布置和设备等许多方面都有所不同，因此，一般习惯上仅把装载粮食、煤炭等货物积载因数相近的船舶，称为散装货船，而装载积载因数较小的矿砂等货物的船舶，称为矿砂船。见图2-50，图2-51。

图2-50　散货船细部

图2-51　散货船全貌

2）杂货船

杂货船是以运载成包、成捆、成桶等件杂货为主，也可装运某些散装货的干货船。船体以上设有2～3层甲板，并设置几个货舱，为装卸重大件货物，通常还装备有重型吊杆。为提高杂货船对各种货物运输的良好适应性，能载运大件货、集装箱、件杂货以及某些散货，现代新建杂货船常设计成多用途船。见图2-52。

图2-52　杂货船

3）液货船

液货船是用于运载散装液态货物的货船的统称。可运输石油、水、植物油、酒、氨水以及其他化学液体和液化气体。主要包括原油船、成品油船、液体化学品船、液化石油气船、液化天然气船等。见图2-53和图2-54。

图2-53　液货船1

图2-54　液货船2

4）冷藏船

冷藏船是用来运送保鲜蔬菜和易腐货物的货船，大多以定期班轮的方式营运。为防止运输货物被压坏，常常设置多层甲板，且具有良好的阻热和保湿功能。依冷藏形式的不同，冷藏船又分为冷藏舱船和冷藏集装箱船。见图2-55。

5）集装箱船

集装箱船是为提高运输效率发展起来的一种专门运输集装箱的货船。见图2-56。

图2-55　冷藏船

图2-56　集装箱船

6）滚装船

滚装船是一种运载装货车辆或以滚动方式在水平方向装卸的货船。它一改传统的垂直装卸工艺为水平装卸工艺，通过“滚上”或“滚下”来提升装卸速度，降低船舶在港停留时间。多用于汽车渡船兼顾旅客运输。见图2-57和图2-58。

7）载驳船

载驳船俗称子母船，是一种专运货驳的船，其驳船收放方式分为吊运和浮移两种。它具有船舶停港时间短、装卸速度快且不受港口水深限制和码头拥挤影响，有利于江海联运等优点。见图2-59。

图2-57　滚装船细部

图2-58　滚装船全貌

图2-59　载驳船

2.5　航空运输、管道运输设施与设备

2.5.1　航空运输

航空运输（air transportation）指使用飞机、直升机及其他航空器运送人员、货物和邮件的一种运输方式。它具有快速、机动的特点，是现代旅客运输，尤其是远程旅客运输的重要方式，为国际贸易中的贵重物品、鲜活货物和精密仪器运输所不可缺。航空运输具备以下特点。

1）商品性

航空运输所提供的产品是一种特殊形态的产品——“空间位移”，其产品形态是改变航空运输对象在空间上的位移，产品单位是“人公里”和“吨公里”。航空运输产品的商品属性是通过产品使用人在航空运输市场的购买行为最后实现的。

2）服务性

航空运输业属于第三产业，是服务性行业。它以提供“空间位移”的多寡反映服务的数量，又以服务手段和服务态度反映服务的质量。这一属性决定了承运人必须不断扩大运力，满足社会上日益增长的产品需求，遵循“旅客第一，用户至上”的原则，为产品使用人提供安全、便捷、舒适、正点的优质服务。

3）国际性

航空运输已成为现代社会最重要的交通运输形式，成为国际间政治往来和经济合作的纽带。这里面既包括国际间的友好合作，也包含着国际间的激烈竞争。在服务、运价、技术标准、经营管理和法律法规的制定与实施等方面，航空运输都要受国际统一标准的制约和国际航空运输市场的影响。

4）准军事性

人类的航空活动首先投入军事领域，而后才转为民用。现代战争中制空权的掌握是取得战争主动地位的重要因素，因此很多国家在法律中规定，民用航空运输企业所拥有的机群和相关人员在平时服务于国民经济建设，但作为军事后备力量，在战时或紧急状态时，即可依照法定程序被国家征用，服务于军事上的需求。

5）资金、技术、风险密集性

航空运输业是一个高投入的产业，无论是运输工具，还是其他运输设备都价值昂贵、成本巨大，因此运营成本非常高。航空运输业又由于技术要求高，设备操作复杂，各部门间互相依赖程度高，因此运营过程中风险性也大。任何一个国家的政府和组织都没有相应的财力，像贴补城市公共交通一样去补贴本国的航空运输企业。出于这个原因，航空运输业在世界各国都被认为不属于社会公益事业，都必须以赢利为目标才能维持其正常的运营和发展。

6）自然垄断性

由于航空运输业投资巨大，资金、技术、风险高度密集，投资回收周期长，对航空运输主体资格限制较严，市场准入门槛高，加之历史的原因，使得航空运输业在发展过程中形成了自然垄断。

2.5.2　航空港

航空港为航空运输的经停点，又称航空站或机场，是供飞机起飞、降落、停放、组织和保障飞机活动的场所。近年来随着航空港功能的多样化，港内除了配有装卸客货的设施外，一般还配有商务、娱乐中心、货物集散中心，满足往来旅客的需要，同时吸引周边地区的生产、消费。

航空港按照所处的位置分为干线航空港和支线航空港两种；按业务范围分国际航空港和国内航空港两种。其中国际航空港需经政府核准，可以用来供国际航线的航空器起降营运，空港内配有海关、移民、检疫和卫生机构；而国内航空港仅供国内航线的航空器使用，除特殊情况外不对外国航空器开放。

通常来讲，航空港内配有以下设施。

1）跑道与滑行道

跑道供航空器起降，滑行道是航空器在跑道与停机坪之间出入的通道。

2）停机坪

停机坪是供飞机停留的场所。

3）指挥塔或管制塔

指挥塔与管制塔为航空器进出航空港的指挥中心。其位置应有利于航空指挥与航空管制，维护飞行安全。

4）助航系统

助航系统是辅助安全飞行的设施，包括通信、气象、雷达、电子及目视助航设备等。

5）输油系统

输油系统的功能是为航空器补充油料。

6）维护修理基地

维护修理基地的功能是为航空器做归航以后或起飞以前的例行检查、维护、保养和修理工作。

7）货栈

货栈是暂时存放货物的地方。

8）其他各种公共设施

其他各种公共设施包括给水、供电、通信交通、消防系统等。

2.5.3　航空器

航空器主要是指飞机。

常见的飞机有螺旋桨式飞机（图2-60）、喷气式飞机（图2-61）和超音速飞机（图2-62）。其结构见图2-63。螺旋桨式飞机利用螺旋桨的转动将空气向机后推动，借其反作用力推动飞机前进。所以螺旋桨转速越高，飞行速度越快。但当螺旋桨转速高到某一程度时，会出现“空气阻碍（Air Barrier）”的现象，即螺旋桨四周已成真空状态，再加大螺旋桨的转速飞机的速度也无法提升。喷气式飞机最早由德国人在20世纪40年代制成，是将空气多次压缩后喷入飞机燃烧室内，使空气与燃料混合燃烧后产生大量气体以推动涡轮，然后于机后以高速度将空气排出机外，借其反作用力使飞机前进。它的结构简单，制造、维修方便，速度快，节约燃料费用，装载量大，使用率高（每天可飞行16 h），所以目前已经成为世界各国机群的主要机种。超音速飞机是指航行速度超过音速的飞机，如英、法两国在20世纪70年代联合研制成功的协和式（Concorde）飞机。目前超音速飞机由于耗油大、载客少、造价昂贵、使用率低，使许多航空公司望而却步。又由于它的噪声很大，被许多国家的机场以环境保护的理由拒之门外或者被限制在一定的时间起降，更限制了它的发展。

图2-60　螺旋桨式飞机

图2-61　喷气式飞机

图2-62　超音速飞机

图2-63　飞机构造

按照用途的不同，飞机也可分为客机、全货机和客货混合机3种。客机主要运送旅客，一般行李装在飞机的深舱。由于直到目前为止，航空运输仍以客运为主，客运航班密度高、收益大，所以大多数航空公司都采用客机运送货物。不足的是，由于舱位少，每次运送的货物数量十分有限。全货机运量大，可以弥补客机的不足，但经营成本高，只限在某些货源充足的航线使用。客货混合机可以同时在主甲板运送旅客和货物，并能根据需要调整运输安排，是最具灵活性的一种机型。

2.5.4　航空货物组装集装设备

航空运输中的货物组装集装设备主要是指为提高运输效率而采用的托盘和腹部集装箱等成组装载设备。为使用这些设施，飞机的甲板和货舱都设置了与之配套的固定系统。

托盘或大型容器。空运托盘对操作技术要求高，可以在托盘上预先安装与货舱轮廓完全吻合的圆顶型容器，见图2-64。腹部集装箱一种完全能在飞机下部货舱装载的集装设备，见图2-65。

图2-64　空运托盘

图2-65　腹部集装箱

由于航空运输的特殊性，这些集装设备无论从外形构造还是技术性能指标都具有自身的特点。以集装箱为例，就有主甲板集装箱和底甲板集装箱之分。我们在海运中常见的12. 2 m和6. 1 m的标准箱只能装载在宽体飞机的主甲板上。

2.5.5　管道运输

管道运输（pipeline transport）是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的运输方式，是一种专门由生产地向市场输送石油、煤和化学产品的运输方式，是统一运输网中干线运输的特殊组成部分。管道运输是国际货物运输方式之一，是随着石油生产的发展而产生的一种特殊运输方式。它具有运量大、不受气候和地面其他因素限制、可连续作业以及成本低等优点。随着石油、天然气生产和消费速度的增长，管道运输发展步伐不断加快。管道运输业成为中国新兴运输行业，是继铁路、公路、水运、航空运输之后的第五大运输业，它在国民经济和社会发展中起着十分重要的作用。见图2-66，图2-67。

图2-66　管道运输1

图2-67　管道运输2

管道运输不仅运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低，并可实现自动控制。除广泛用于石油、天然气的长距离运输外，它还可运输矿石、煤炭、建材、化学品和粮食等。管道运输可省去水运或陆运的中转环节，缩短运输周期，降低运输成本，提高运输效率。当前管道运输的发展趋势是：管道的口径不断增大，运输能力大幅度提高；管道的运距迅速增加；运输物资由石油、天然气、化工产品等流体逐渐扩展到煤炭、矿石等非流体。我国目前已建成大庆至秦皇岛、胜利油田至南京等多条原油管道运输线。就液体与气体而言，凡是在化学上稳定的物质都可以用管道运送。故此，废水、泥浆、水、甚至啤酒都可以用管道传送。另外，管道对于运送石油与天然气十分重要，因此有关公司会定期检查其管道，并用管道检测仪做清洁工作。

管道运输主要优点可大概概括为如下几点。

1）运量大

一条输油管线可以源源不断地完成输送任务。根据其管径的大小不同，每年的运输量可达数百万吨到几千万吨，甚至超过亿吨。

2）占地少

运输管道通常埋于地下，占用的土地很少。运输系统的建设实践证明，运输管道埋藏于地下的部分占管道总长度的95%以上，因而对于土地的永久性占用很少，分别仅为公路的3%、铁路的10%左右。在交通运输规划系统中，优先考虑管道运输方案，对于节约土地资源，意义重大。

3）管道运输建设周期短、费用低

国内外交通运输系统建设的大量实践证明，管道运输系统的建设周期与相同运量的铁路建设周期相比，一般来说要短1/3以上。历史上，中国建设大庆至秦皇岛全长1 152 km的输油管道，仅用了23个月的时间，而若要建设一条同样运输量的铁路，则至少需要3年时间；新疆至上海市的全长4 200 km的天然气运输管道，预期建设周期不会超过2年，但是如果新建同样运量的铁路专线，建设周期在3年以上。特别是地质地貌条件和气候条件相对较差的地区，大规模修建铁路的难度将更大，周期将更长。据统计资料表明，管道建设费用比铁路低60%左右。

天然气管道输送与其液化船运（LNG）的比较：以输送300 m3/年的天然气为例，如建设6 000 km管道投资约120亿美元；而建设相同规模（2 000万t）LNG船^[1]的投资则需200亿美元以上；另外，需要容量为12. 5万m3的LNG船约20艘，一艘12. 5万m3的LNG船造价在2亿美元以上，总的造船费约40亿美元。仅在投资上，采用LNG船运输就大大高于管道。

4）管道运输安全可靠、连续性强

由于石油和天然气易燃、易爆、易挥发、易泄露，采用管道运输方式，既安全又可以大大减少挥发损耗；同时由于泄露导致的对空气、水和土壤的污染也可大大减少，也就是说，管道运输能较好地满足运输工程的绿色化要求。此外，由于管道基本埋藏于地下，其运输过程受恶劣多变的气候条件影响小，可以确保运输系统长期稳定地运行。

5）管道运输耗能少、成本低、效益好

发达国家采用管道运输石油，每吨千米的能耗不足铁路的1/7，在大量运输时的运输成本与水运接近，因此在无水运条件下，采用管道运输是一种最为节能的运输方式。管道运输是一种连续工程，其运输系统不存在空载行程，因而系统的运输效率高。理论分析和实践经验已证明，管道口径越大，运输距离越远，运输量越大，运输成本就越低。以运输石油为例，管道运输、水路运输、铁路运输的运输成本之比为1：1：1. 7。

管道运输的缺点如下：

（1）灵活性差

管道运输不如其他运输方式（如汽车运输）灵活，除承运的货物比较单一外，它也不允许随便扩展管线，实现“门到门”的运输服务。对一般用户来说，管道运输常常要与铁路运输或汽车运输、水路运输配合才能完成全程输送。

（2）成本高

由于运输量明显不足时，运输成本会显著增大。

复习思考题

1.简述5种运输方式的各自特点及适用类型。

2.公路运输中的专用运输车辆有哪些？分别适于运输些什么货物？

3.冷藏车的制冷方式有哪些？分别运用了什么原理。

4.简述全挂车与半挂车的区别。

5.什么是滚装船？适合滚袋船运输的货物类型有哪些？

【注释】

[1]指在-162℃低温下运输液化气的专用船舶。——编者注