首页>旗帜动态> 学术研究 >刘大成:以铁路主导的第二代多式联运体系构建

刘大成:以铁路主导的第二代多式联运体系构建

  时间: 2023-03-21      1520     分享:

一、多式联运中现存问题

1、集装箱与第一代多式联运的兴起

多式联运(Intermodality,International multimodal transport)是指由两种及以上的交通工具相互衔接、转运而共同完成的运输过程,通常是以集装箱为运输单元。

多式联运多与海运相关。国际贸易中,85%-90% 的货物是通过海运完成。《中华人民共和国海商法》(1992)更是在第 102 条中的多式联运定义明确规定“多式联运经营者以两种以上的不同运输方式,其中一种是海上运输方式”,将海运确定为多式联运中必不可少的运输方式,即海铁联运、公海联运等。

同时标准集装箱也重点在满足以海运/水运港口转载为核心的多式联运中。集装箱之父马尔科姆·麦克莱恩最初设计、生产和运营的标准集装箱就是应用在公海联运中提升港口码头装卸效率为目的;而其邀请的约翰斯·霍普金斯大学的福斯特·韦尔登教授找到的 20 英尺集装箱(TEU)为港口转载作业效率最优尺寸也是以海运/水运为核心。

然而,实际上公路货运与铁路货运间的公铁联运、公路与航空货运间的公空联运以及铁路货运与航空货运间的空铁联运也符合多式联运的特征,特别是“门到门”货运更多需要公路货运作为两端运输方式。

自 1956-1966 年十余年普及的标准集装箱成为 20 世纪最伟大的十大发明之一,以标准集装箱为基础构建的第一代多式联运体系不仅导致了航运业的集装箱化变革,更重要的是其高效率、低成本的转载模式直接推进了制造业全球化和经济全球化。

2、第一代多式联运在中国的现存问题

标准集装箱及其运载/转载体系为代表的第一代多式联运已经成功在全球实施了近 70 年,但在中国却远不成功。

近年来,国家出台了一系列推进集装箱多式联运的政策,例如,《物流业降本增效专项行动方案(2016-2018 年)》《“十三五”铁路集装箱多式联运发展规划》,以及《推进运输结构调整三年行动计划(2018-2020 年)》等,都明确提出了集装箱多式联运提升目标,并有所行动。然而至今,我国集装箱多式联运占比依旧不超过 4%,能否实现 2020 年 6% 的指标尚未可知,与美欧日等发达国家的近 40% 仍然相去甚远。

集装箱多式联运比例偏低的原因众多,既有传统条条框框管理架构所导致的不同运输方式行业间和不同管理机构间组织衔接困难,也有横向信息、数据和标准难以统一共享的问题;既有集装箱自备箱(SOC)、船东箱(COC)和单程箱(OWC)等难以通用共享流通周转的问题,还有异地还箱、空箱集配和箱损修补等问题。然而最核心的问题在于现存标准集装箱在中国更适合水运,在公路货运、铁路货运和航空货运上并不完全匹配市场。 

由此可见,国际上成功运行的多式联运模式在中国物流市场上并不完全适用,必须寻找适用国情的系统性创新突破。

二、第二代多式联运的提出

1、多式联运变革的机遇

随着经济全球化和制造业全球化的推进,中国因其初始的劳动力红利的成本优势、产业集群的组织优势和成片开发区形成的规模优势逐步成为“世界工厂”;特别是从信息化、网络化到数字化后的创新经济使得全球产业链生态与供应链分工越来越明确,跨国协同规模化生产成为制造业主流,导致零部件成为全球生产物流的主导。

20 年前全球商贸物流市场的 70% 还是整车、整机,但近三年的统计数据表明 75% 的国际商贸物流与生产物流市场已经是标准化、模块化的零部件。而以零部件为核心的全球商贸物流与生产物流中,有近 60% 的零部件货物最长尺寸是小于 1.2 米的,这种全球商贸物流和生产物流需求的改变也必然要求负责供给的多式联运系统随之深度改变。

更具变革的就是国内快递物流的快速崛起。自 2014 年快递业务量超过美国后一直保持着全球第一,2019 年快递业务量累计完成 635.2 亿件,已经超过了美欧日韩市场的总和。

快递市场的高速发展让城市末端物流配送出现了两种新装备,一是遍及城区、可进入社区并可随时随地停放的快递(电动)三轮车,二是社区的共享快递柜。尽管快递三轮车还存在多种待解决问题,但其便利性和低成本却使其难以被替代;特别是各家快递公司的快递三轮车箱体最长边长不约而同地限制在 1.2 米以内。

2、多式联运变革的需求

尽管快递业物流高速发展,但其在物流业市场占比也不过只有 10%,而大宗物流市场占比约 15%, 其他 75% 最大的物流市场还属于快运市场,这其中的生产物流占比更高。

无论是大宗、快递还是快运市场中,干线物流相对成熟且成本较低,而城市配送的支线物流或毛细物流因其复杂多样、规模不足以及目前城市道路的种种行驶限制导致成本要高于干线物流数十倍,而效率却远低于干线物流。尽管快递配送、外卖服务和即时配送解决了部分配送中的效率问题,但其中成本依然居高不下。

当下干线物流的特征是以国家物流枢纽、区域物流中心、港口或无水港以及城市货运站为物流网络节点并进行货物集散,也是当下各种多式联运模式的核心转载节点,更是最大规模的仓储库存缓冲节点。但往往就是这个节点的转载效率低下且成本居高不下制约着干线物流业的降本增效,“结点成网”“重去重回”的能力较弱和物流功能单一使得货运物流的系统成本居高不下且利润偏低,而盛具/载具的非标准化、多式联运和带板运输比例过低导致的货物倒运则影响着货运物流的效率提升。

大宗物流同样存在着变革需要。铁路货运中以煤炭、矿石、石油、钢铁、粮食、木材和有色金属等大宗货物占比超过90%。“以发定到”模式导致的单向性一方面使得铁路运力运能损耗50%,而“返程排空”和不合理的激励机制使得到达端路局公司无意愿花成本而无收益地服务,进一步导致铁路运力运能损耗达70% 以上;而与此同时西向、北向的“返程”大宗货物也难以使用铁路运力运能。

3、第二代多式联运的提出

笔者在 2016 年开始研究并提出了“第二代多式联运”体系和替代传统标准集装箱的“百搭箱”核心盛具/载具,以符合水、铁、公、空货运全行业的通用需求。

第二代多式联运的目标是打造可以“门到门”的海铁公空多式联运体系,大规模提升多式联运市场占比,从大系统体系上实现全系统架构的变革与资源配置优化。

当然,第二代多式联运也并不是将以往成功运行近 70 年且投资巨大的多式联运体系、标准集装箱、标准托盘及其配套的运载/ 转载装置推倒重来,而是在保留原有标准基础上的再创新,要求对符合原有的国际标准集装箱体系标准和路径依赖进行功能拓展、功能细分和标准创新,既保证原有资源的继承性,也确保引入的系统成本更低、效率更高。

三、第二代多式联运体系架构

1、从标准集装箱到“百搭箱”的变革

第一代多式联运的装备核心是盛具/载具—标准集装箱。上面提到的 13 种规格的国际标准集装箱只有宽度标准一致,为 2438 毫米;长度则有四种,1A 的标准为 40 英尺,1B 的标准为 30 英尺,1C 的标准为 20 英尺,1D 的标准为 10 英尺,长度间距为 76 毫米;高度的标准有三种,分别为 2989 毫米、2591 毫米和 2438 毫米。而种类被划分为杂货集装箱、敞顶集装箱、硬顶集装箱、板架集装箱、冷冻型集装箱、干散货集装箱、通风集装箱和罐装集装箱等多个种类。

而第二代多式联运的装备核心是“百搭箱”,也可以认为是比标准集装箱小但满足标准集装箱尺寸模数的、能实现“门到门”递送的标准化封闭单元式“乐高型”专用组合分箱。

首先“百搭箱”也是标准化的封闭式单元箱,为了与国际通用标准集装箱保有继承关系,因此可以采用与 1D(10 英尺) 标准集装箱有相同模数的最小单元分箱组合,并可以替代开放式托盘;而目前能够直接进入社区的快递三轮车箱体最长边长尺寸不大于 1.2 米,而标准托盘尺寸也为 1.2 米 x 1.0 米和 1.2 米 x 1.1 米,为保证全体系的“门到门”多式联运服务能力,因此对于原 1D 标准集装箱的不同高度可采用 2×3×3( 最大外径为 1200 毫米×1000 毫米×1200 毫米) 和 2×2×3( 最大外径为 1200 毫米×1000 毫米×1450 毫米)两种基本分割的单元封闭箱。

其次,“百搭箱”之间可以自由上下搭接和前后左右平行拼接,可以相互间固定和快速分离,可以进行机械或电磁式吊装,同时可以在空箱时进行折叠以降低空箱占空体积和排空运输成本;“百搭箱”组合后(最多不超过 2×3×3 或2×2×3 模式)既可以装入原有全系列国际标准集装箱内与原有集装箱装载/转载体系标准相适应,也可以通过束带成组以减少原有集装箱重量并以箱组独立与原有集装箱装载/转载体系标准相适应。

第三,“百搭箱”将嵌入 RFID 和其他 IoT 无线可识别标签及无源电池,以便无缝接入未来的自动化、少人化和无人化等智慧物流和无接触配送等场景。

2、从货运站到街区缓冲转运储配仓

第一代多式联运的集装箱开箱集散或库存缓冲多数设立在城市货运站、城市物流中心或城市集散中心,部分快递企业往往在城区内根据需要设立多个营业点进行分拣再配送;基于“百搭箱”的第二代多式联运则可以在城市货运站与城市末端配送社区共享快递柜之间设立占地 100-200 平米左右的街区自动分拣地下缓冲转运储配仓,类似地下自动化立体仓库,在此将盛装“百搭箱”的标准集装箱或“百搭箱”集束箱组在街区地下缓冲转运储配仓进行自动化/无人分拣和分拆,并按计划/调度配送到末端无人车或配送三轮车上,“百搭箱”尺寸也适合街区运输载运车辆与转载装备,形成高效率、低成本的支线配送和末端毛细配送。

3、“百搭箱”共享机制

以“结点成网”和“重去重回”为目标的物流业降本增效优化途径就是通过物流各环节高效衔接来减少各环节的无效作业,其中“百搭箱”、35 吨敞顶集装箱与标准集装箱的高效共享与循环使用是成功运行第二代多式联运最为核心的商业技巧和技术关键。

移动互联网和智慧物联网技术可以将货运需求与供给资源实时精准对接,而基于移动物联网和智慧物联网的“百搭箱”、35 吨敞顶集装箱和标准集装箱既可以共享运载/转载装备和多式联运标准系统,还可以通过还箱点的科学布局、空箱折叠和空箱集配,通过分时租赁式实现第三方“共享”百搭箱-敞顶集装箱-标准集装箱平台,减少各行业适箱类货品和箱内偏载纠正等技术标准的冲突,克服逾期费用及周转性不强等第一代多式联运难以克服的弱点,降低部门间信息孤岛,真正实现“一次委托”“一单到底”和“一次结算”,实现基于“双盲”物流的信息开放共享,将海铁公空“门到门”多式联运占比提升到 50% 以上。

四、铁路主导的第二代多式联运运营模式

1、产业结构调整和铁路主导的需要

COVID-19 疫情加速了“逆全球化”的趋势,加之地缘政治的种种要素,使得中国面临全球供应链生态的重大变革。

以往中国东南沿海主要承担全球产业链中“世界工厂”职责,物流更多是向外、向东。而东南沿海地区从成本核算应以海运和公路运输为主,铁路货运市场占比节节降低;但随着东南沿海地区劳动力成本上涨及产业升级,和以重庆、成都、武汉、郑州和长沙等中部与西南部城市群制造业崛起,加上此次疫情可能改变的全球产业链生态,未来物流可能转向内、向西。东南沿海港口从成本核算考虑,铁路货运具有相对优势。从“铁公基”到“新基建”,国家投资主体放在了铁路网络建设上,按照铁路中长期规划,仅“十三五”铁路投资就达到 3.8 万亿元,到 2030 年铁路网络将覆盖每个县域;同时在以“公转铁”“公转水”为核心的运输结构调整中,铁路货运会在政策红利和市场拉动下进一步得到发展,铁海/水联运、公铁联运也将进一步得到推动,铁路货运占比将得到极大提升。但铁路货运结构也将面临变革。“新基建”中的特高压就是利用“坑口发电”和煤电一体化将特高压输变电形成继管道运输后的第六种物流方式,“西煤东运”“北煤南运”将面临相应的改变。

为实现铁路大宗货运的“结点成网”和“重去重回”,需要将铁路路网的线上资源约束加以释放,即一定比例减少自动装车机和自动翻车机等单向物流装备,对应就将发运端的铁路货场从线上资源变成线下资源;同时通过引入 35 吨敞顶箱实现煤炭的“散改集”,就能够在返程配置矿石、粮食、木材等大宗货源,双向发运,以“重去重回”形式成倍地提高铁路运力运能。

与此同时,东南沿海地区生产着全球最物美价廉的“中国制造”商品,但西北部往往因为过去物流成本过高而无法享受到。一旦铁路重载线路通过“散改集”将标准集装箱与敞顶集装箱对接起来,又会同时形成大宗物流与白货物流的融合网络,给铁路货运带来更大的利润空间,更是将铁海联运有限衔接,铁路主导的多式联运变革已成为必然。

2、第二代多式联运的增值服务

以“百搭箱” - 敞顶集装箱 - 标准集装箱为基础,以铁路货运为主导的第二代多式联运还因为其全程可视、可管、可控和可溯源能力而具备信息服务和金融服务能力。 多式联运本身需要全程“一次委托”、运单“一单到底”和结算“一次收取”的服务组织方式,而“百搭箱”更会延长服务环节到最接近物流末端,加之铁路货运网络及其衍生对接公路货运“接取送达”服务使得货物全程受控,衍生自物流和供应链管理的各独立功能的融合增值服务将有效提升系统服务利润和收益。

随着 5G、边缘技术和移动互联网的普及和发展,人工智能与物联网的智慧物联网 AIoT 已经成为未来智慧监控的主流技术,特别是面向大宗货物及件杂货物等质押物仓储的多通道视频实时监控成本越来越低、测度精度越来越高,使得质押物真实保质存在简单易行。

而大数据和云计算则更容易将融资企业以质押物为链接介质的上下游供应链形成闭环,基于供应链之上且融合形成的联盟区块链则可以保证质押物的唯一性和货-单一致性,确保质押物、出质人和质权人的产权关系清晰。

AIoT 和区块链技术的发展还将难以标准化、易于伪造、难以验证和流转效率低下的纸质仓单水到渠成地过渡到电子仓单,利用数字化技术自然而然地规范仓单的标准化、数字加密、实时校验、全流程存证和线上审核等功能,实现成本更低、信用风控更强、流转效率更快和对质押物控制更便利等优势特征;特别是有效控制融资杠杆和科学获取风险溢价,利用基于有效监控质的征信平台综合提升融资人(出质人)和保管人的信用能力,助力链上小微企业破解融资难融资贵困境。

由“百搭箱”-敞顶集装箱-标准集装箱构建的第二代多式联运将从根本上提升国内多式联运占比,通过将作为集散的城市货运站延伸至街区地下缓冲转运储配仓,实现城市末端配送的效率提升与成本锐减;通过“百搭箱”-敞顶集装箱-标准集装箱提升大宗物流多式联运比例。当然,以“百搭箱”为基础盛具/载具的第二代多式联运还有许多细节需要去探索,但此研究方向可有效提升物流业大系统的降本增效。



刘大成,清华大学互联网产业研究院副院长兼物流产业研究中心主任,清华大学互联网产业研究院副院长,清华大学工业工程系博士生导师、博士后合作导师,中国产业发展研究院常务副院长。