中部某省份东向出海多式联运提还箱点建设需求分析

国务院办公厅《关于印发推进多式联运发展优化调整运输结构工作方案（2021—2025 年）的通知》指出：推动建立跨区域、跨运输方式的集装箱循环共用系统；交通运输部等八部门《关于加快推进多式联运“一单制”“一箱制”发展的意见》指出：推动铁路场站设立海运箱还箱点，提供内陆箱管服务，促进集装箱海铁联运发展。中部某省份作为交通运输大省，东向出海多式联运需求量巨大，迫切需要加快推广集装箱循环共用，建设一批科学适用的提换箱点，支撑内陆出海多式联运发展。

一、提还箱需求预测

（一）需求分析

中部某省份东向集装箱运输主要集中在铁海联运、陆水联运等方面，故分别针对省内铁路货站、主要港口和沿海地区港口及企业、公路至东向沿海地区通行货车等进行综合分析。

1. 铁海联运提还箱需求分析

铁海联运集装箱运输组织主要基于铁路货站进行。其中，存在运量“逆差”的包括洛阳铁门，三门峡西、灵宝、义马、渑池等铁路站点，集装箱到达量较大、发送量较小，普遍采用海运重箱在沿海港口换成铁路集装箱流入的模式，很大程度上增加集装箱调运成本，降低运输效率。存在运量“顺差”的包含两种模式。其中驻马店、马庄、信阳息县、洛阳、济源盘古寺等站点铁海联运集装箱发送量大、到达量小，主要依托铁路货站周边多式联运型货场进行提还箱，重箱掏箱后难以在当地利用空箱进行调运，增加了空箱调用成本；郑州圃田站周边设立中远海、长荣等提还箱点，提前从沿海港口通过铁路调入空箱，不仅增加空箱调用成本，还增加空箱公路短驳成本。综上分析，各铁路站点对于设立提还箱点具备普遍应用需求，将铁海联运省内铁路站点作为提还箱应用的潜在节点，具体包含当前开通和在建的铁海联运站点。

2. 陆水联运提还箱需求分析

省内港口的东向陆水联运主要包括出海运输和内河运输。其中，出海集装箱运输主要集中在周口港等港口，多采用海运箱运输，很少通过内河水运调入空箱，具备内陆提还箱的需求；信阳港·淮滨港区等港口主要经营内贸集装箱业务，对应集装箱调运根据船公司需要向当地代理申请，空箱大多直接堆存在港口码头。综上分析，出海运输存在设立提还箱点的需求，将周口港作为提还箱应用的潜在节点。

（二）需求量预测

1. 铁海联运提还箱需求量预测

2024 年，中部某省份至沿海港口铁海联运班列集装箱运量共计完成 14.43 万 TEU，同比增长率 24.08% 。通过回归分析，综合预测2035 年将达到 46.1 万 TEU。

表1 近年来铁海联运集装箱运量增长情况

同时，当前在建站点包括郑州国际陆港航空港片区和山东港口豫北内陆港（焦作博爱县），将铁海联运当前和在建站点运量预测累加，得到全省2035 年集装箱铁海联运运量预计将达到57.7 万TEU。

表2 铁海联运提还箱需求量预测

2. 陆水联运提还箱需求量预测

按照中部某省份内河航运高质量发展和运输结构调整战略布局， 基于《河南省内河航道与港口布局规划（2022—2035 年）》等规划运

量目标，综合预测周口港集装箱运量2035 年将达到14.4 万TEU。

综上所述，将铁海联运、陆水联运提还箱需求量相加，得到中部某省份2035 年东向提还箱需求量预计将达到72.1 万TEU。

二、提还箱点建设需求分析

本研究主要依据集装箱后方堆场的相关设计规范，综合考虑集装箱提还箱需求量、堆场作业时间、集装箱堆存期、堆箱层数、堆存需求量、每集装箱所占用的堆场面积等因素，集装箱堆场设施面积参考计算公式如下：

式中：S—集装箱堆场堆存面积 （m² ）；

Q—进入集装箱堆场的年总集装箱物流量（TEU）；

D—集装箱外堆场平均堆存期（天），按相关统计资料确定；

K—堆存不平衡系数，按相关研究统计资料确定，无资料时可取1.1～1.3 ；

S —单位集装箱货物所需面积（ ϵ_m ），取 27～33m² ；

T—堆场营运期（天），取 350～365 天；

H—集装箱平均堆码层数，取 5～8 层；；

k —高度利用系数，取 0.75～0.95 。

综上，计算2035 年全省总体集装箱堆存规模需达到约144

三、提还箱点布局研究

（一）模型及算法

1. 重心法

设某一个需求节点 i 的坐标为 （x_i，y_i） ，单位运输费用为 F_i ，各需求节点的提还箱需求量为 D_i∘

如果选取 （x₀，y₀） 为提还箱点的选址位置，则各需求节点至提还箱点的距离 d_i 可以表示为：

所有需求节点至提还箱点的总运输费用TC 可以表示为：

代入，可得：

求总运输费用最小的提还箱点位置，就变成了对函数 TC（x₀，y₀） 求极值的问题，即求 （x⁰，y⁰） 使：

TC=TC（x⁰，y⁰）_min

分别对 σ_X 和 Φ_y 求偏导，可得：

用迭代法求解，展开式得：

其中 ，将式（6-6）、（6-7）写成迭代式，有 k 次迭代结果表达式为：

其中：

如果 TC_kk-1 ，说明总运输费用仍有改善余地，则继续迭代；否则，说明 （x_（k-1）⁰，y_（k-1）⁰） 为最佳选址，则停止迭代。

2.K-means 算法

K-means 算法，也称为 K- 平均或者 K- 均值，这里的 K 为常数，

需要预先设定，即该问题中的提还箱点拟建数量。利用 _K-Means 算法对需求节点聚类的计算步骤如下：

（1）选取 K 个点作为初始聚集的簇心；

（2）分别计算每个站点到 K 个簇心的距离，找到离该节点最近的簇心，将它归属到对应的簇；

（3）所有站点都归属到簇之后，各站点就分为了K 个簇。之后重新计算每个簇的重心（平均距离中心），将其定为新的“簇心”；

（4）反复迭代步骤（2）、（3），直到簇心不再变化；

（5）结束，得到 K 个簇，即得到各需求节点的聚类结果。

（二）选址方案

基于河南省内各提还箱需求节点位置及集装箱量预测值，综合运用重心法和K-means 算法求解选址方案。

图1 提还箱点建议选址位置及辐射范围

表3 提还箱点建议选址方案

四、集装箱推广应用策略研究

（一）强化设施设备水平，提升转运能力。加快推进建设完善提还箱场站，推动省内无水港经营企业与港口企业加强联系，进一步研究解决集装箱共用、共管等难题。

（二）优化运输组织，提升运输效率。提升重点线路货运能力，保障重点线路的铁路供给能力。研究搭建集装箱铁海联运数字化信息交换平台，进一步提高集装箱联运效率。研究优化铁海联运、陆水联运全程物流解决方案，增强统筹协调，提高整体运营效率。

（三）充分发挥联运优势，增强货源集聚。支持头部物流企业整合资源，拓展铁海联运业务范围，培育铁海联运经营人。协调各参与方共同探索建立运价动态调整机制，优化定价方案。根据多式联运市场发展环境，进一步优化业务流程，提高服务意识，推动开拓多式联运货源市场。

参考文献：

[1] 续宗芳 . 区域综合运输需求分析及运输需求量预测研究 [D].长安大学 ，2012.

[2] 于洋湧 ， 温馨 . 天津港集装箱海铁联运发展对策分析 [J]. 铁道 货运 ，2019，37（08）：49-54.DOI：10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2019.08.11.

[3] 倪继娜 ， 张巍 ， 张栋 . 大秦铁路煤炭运输需求分析与预测 [J]. 铁 道 货 运 ，2020，38（01）：49-54.DOI：10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2020.01.10.

[4] 谢书伟 . 新发展格局下我国铁路集装箱多式联运发展对策研究[J]. 铁道经济研究 ，2021，（04）：44-47.

[5] 刘畅 ， 孙春华 ， 秦胜 ， 等 . 我国铁路集装箱多式联运发展对策研 究 [J]. 铁 道 货 运 ，2021，39（07）：20-25.DOI：10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2021.07.04.

[6] 于剑 . 铁路发展集装箱多式联运问题及对策分析 [J]. 铁道 运 输 与 经 济 ，2021，43（11）：70-75+88.DOI：10.16668/j.cnki.issn.1003- 1421.2021.11.11.

作者简介：韩明琪（1997.07—），男，汉族，市人，助理工程师，工学硕士研究方向：交通运输与物流规划。