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摘 要：上海港国际航运中心建设的核心是洋山集装箱深水枢纽港区和外高桥港区。洋山港区位于距离上海市南汇区芦潮港32公里的小洋山岛上，是离上海最近的具备15米以上水深的天然港址。由于洋山港区水域属于海洋海域，内河船舶无法实现直达，海船和内河船舶采用的规范体系不同，海船因吃水和过桥高度限制不能开到内河港区，而内河船舶由于结构强度和设备配置等原因不能出海。洋山港区—外高桥港区间曾采用集卡转运，时常将上海外环线堵得水泄不通，上海市民不堪其扰，政府也屡次下大力气整治。本文就洋山港区—外高桥港区间运输方式展开研究，以有效解决内河港区与海上港区间的衔接难题。
关键词：穿梭巴士;ATB;运营模式
中图分类号：U169.7 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）07-0098-03
1背景
在国务院加快上海“国际航运中心”建设方针指引下，上海港建设突飞猛进，取得了令人瞩目的成绩，集装箱吞吐量连续11年位居世界第一。上海港包括洋山集装箱深水枢纽港区和外高桥港区，两港区相距约80海里。近年来上海港集装箱业务持续快速增长，集装箱水水中转比率超过50%，外高桥港区与洋山港区间年承运集装箱数量约70万TEU，外高桥港区至洋山港区运送集装箱约占运输总量的56%，洋山港区至外高桥港区运送集装箱约占运输总量的44%，港区间集装箱穿梭巴士运输方式研究对做大做强上海国际航运中心具有重要意义。
目前承担该业务的有三家公司，分别是上海集海航运有限公司、嵊泗洋山江海联运有限公司和上海新洋山集装箱运输有限公司。其中，上海集海航运有限公司采用5艘200-260TEU的自航船;嵊泗洋山江海联运有限公司采用5艘230-245TEU的自航船;上海新洋山集装箱运输有限公司则采用了4组360TEUATB顶推驳船组和2艘430TEU自航船。三家公司各承担约三分之一运量。
本文针对外高桥港区与洋山港区间穿梭巴士运输组织方式展开研究，重点进行自航船与“顶推驳船组”（即Articulated Tug and Barge的缩写，简称ATB）的比较、不同载箱量比较以及ATB运输组织方式优化研究，不仅为有效解决外高桥港区与洋山港区间高效运输提供技术支撑，还可为不同港区间的高效衔接提供参考。
2港间ATB运输方式
ATB最早出现在上世纪50年代的美国和加拿大沿海，在美国、日本的沿海、河海口、岛-岛间等均曾有很多应用。在美国的五大湖、密西西比河河口地区，ATB载重量可达2-5万吨，航速可达10-12节。国外航运公司采用ATB作为商业运输的动因一般有：短航距、定航线、大货量、特殊货等。此运输方式不同于传统的单船运输模式，最大的优点是在点对点运输时，充分利用港口码头装卸货物的时间，缩短运输时间，成倍提高拖船利用率，多拉快跑，降低运输成本，提高经济效益。
上海新洋山集装箱运输有限公司计划采用ATB顶推驳船组“五推十二驳”模式进行集装箱运输，但由于码头没有专用泊位，使“五推十二驳”模式无法顺利运转，实际只建造4组ATB顶推驳船组，采用一推一驳模式，其功效与自航船一样。
ATB将船舶的动力装置部分和载货部分分离成为推船和驳船，两者各司其职，由集装箱驳船在两港区内装卸集装箱，顶推船驱动装卸完毕的集装箱驳船实现两港区间的连续循环运转而无需和驳船一起在泊位装卸作业，可提高船舶动力系统的利用率，由此提高运输系统的效能。从国内外的实际运行结果表明，ATB运营模式能够成倍提高航班密度，缩短货物中转周期，从而提高中转量，运营模式如图1所示。从现有外高桥港区同洋山港区之间水水中转集装箱的货物构成上看，基本满足ATB运营条件。为提高外高桥港区与洋山港区间的集装箱穿梭巴士的运营效率，研究ATB运营模式很有必要。
3运输方案比较分析
外高桥港区同洋山港区之间水水中转通常有自航船和ATB运输两种模式。结合现有船舶载箱量情况，进行四种ATB运输方案和260TEU集装箱自航船和360TEU集装箱自航船共六种方案的比较分析。六种方案的基本情况如表1所示。
各方案的简要分析如下：
方案一：由260TEU的集装箱船承担6万TEU/月的运量，配14条自航船，每船每月20单航次，代表现有典型运输模式，作为比较分析的基础。
方案二：采用ATB模式，运输模式有了改变，由原有配备14条自航船改为由6条顶推船驱动14条驳船循环运转。提高了动力系统使用效率，节约了部分船员成本。但总运量仍限于6万TEU/月，但6条推船同14 条驳船的时间配合没有规律性，即定班次难以得到保证。
方案三 ：将方案一的自航船载箱量提高到360TEU，配船数量由14条减少到10条，可提高经济效益。但仍存在一定问题，两港区航行时间最多为10小时，而每港区装卸时间长达20小时，动力系统得不到充分利用，运营成本过高。
方案四：采用ATB模式，将载箱量从260TEU提高至360TEU。为满足6万TEU/月的运量，需配置4条顶推船同10条驳船相配合，循环运转。但根据两港区装卸效率以及运营时间关系推演实际运营过程中存在顶推船等候驳船的问题。
方案五：在方案四的基础上适当增加驳船的配置，为四推十二驳。此配置将单月运量从6万TEU提升至7.1万TEU。与此同时从装卸时间和运行时间角度考虑，可以确保此运输系统有序往复循环。本方案采用两组“两推六驳”模式，即“四推十二驳”。
方案六：本方案在方案五的基础上，考虑了实际运营中的一些不确定因素。考虑到在实际运营中两港区码头要优先满足干线集装箱船的装卸需求，因此本顶推驳船组将有可能由于码头的原因导致等泊。故在两港区分设锚地，在锚地同码头之间分别增设两条港作拖轮，用以完成驳船移泊，待泊等实际操作。即：在两港区分设锚地，在码头同锚地之间驳船的中转由港作拖轮配合完成，在锚地与锚地之间的中转则由“四推十二驳”船组来完成。运营方式如图2所示。
將方案一与方案二作比较，表明在箱位均为260TEU的条件下采用ATB运输模式可将单箱运输成本从145元降低至131元，降幅约10%，单箱初投资从8.65万元下降到6.76万元，降幅达22%。同样方案三与方案四比较表明，在箱位均为360TEU的条件下，采用ATB运输模式可以将运输的单箱成本从117元降低至102元，降幅为13%。由此可见，采用ATB运输模式可以显著降低单箱运输的成本。
将方案一与方案三作比较，表明采用自航船的运输模式下，将载箱量从260TEU提高至360TEU可以将单箱运输成本从145元降低至117元，降幅达19%。将方案二同方案四比较可以得到，在采用ATB运营模式时，将驳船载箱量从260TEU提高至360TEU，可以将单箱运输成本从131元降至102元，降幅达22%。
将方案五与方案四作比较，表明采用ATB运营模式、驳船载箱量360TEU时，优化顶推船和驳船配置，单月运量可从59400TEU提升至71280TEU，运量增加20%，单箱运输成本从102元降至96元，降幅6%。
方案五为顶推船与驳船在理想状态下组合运营，运能可以达到7.13万TEU/月。但考虑实际运营中由于种种因素导致运营状态过于理想，不能顺畅循环运行。故选择方案六，即在方案五的基础上增加两条港作拖轮，并引入锚地，以保证本系统顺利运转。
4结论
针对外高桥港区-洋山港区间水水中转需求，本文对自航船和ATB两种运输模式、六种运输方案进行了比较分析，可得出如下结论：
（1）ATB运输模式较传统的自航船运营模式的经济效益有所提高，单箱运输成本可降低10%以上。
（2）适当提高自航船或驳船的载箱量，不管是ATB运输模式还是自航船运输模式，均可显著提高经济效益，单箱运输成本降低20%左右。
（3）采用ATB运输模式，360TEU驳船的“2+4+12”模式（即2艘港作拖轮、4艘顶推船、12艘360TEU驳船），每月可完成7.13万TEU的运输量，增加2艘驳船运量可增加20%。
本文虽然研究的是洋山港区—外高桥港区间的运输模式，对短航距、定航线、大货量的港口间水水中转仍具有重要参考价值。
关键词：穿梭巴士;ATB;运营模式
中图分类号：U169.7 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）07-0098-03
1背景
在国务院加快上海“国际航运中心”建设方针指引下，上海港建设突飞猛进，取得了令人瞩目的成绩，集装箱吞吐量连续11年位居世界第一。上海港包括洋山集装箱深水枢纽港区和外高桥港区，两港区相距约80海里。近年来上海港集装箱业务持续快速增长，集装箱水水中转比率超过50%，外高桥港区与洋山港区间年承运集装箱数量约70万TEU，外高桥港区至洋山港区运送集装箱约占运输总量的56%，洋山港区至外高桥港区运送集装箱约占运输总量的44%，港区间集装箱穿梭巴士运输方式研究对做大做强上海国际航运中心具有重要意义。
目前承担该业务的有三家公司，分别是上海集海航运有限公司、嵊泗洋山江海联运有限公司和上海新洋山集装箱运输有限公司。其中，上海集海航运有限公司采用5艘200-260TEU的自航船;嵊泗洋山江海联运有限公司采用5艘230-245TEU的自航船;上海新洋山集装箱运输有限公司则采用了4组360TEUATB顶推驳船组和2艘430TEU自航船。三家公司各承担约三分之一运量。
本文针对外高桥港区与洋山港区间穿梭巴士运输组织方式展开研究，重点进行自航船与“顶推驳船组”（即Articulated Tug and Barge的缩写，简称ATB）的比较、不同载箱量比较以及ATB运输组织方式优化研究，不仅为有效解决外高桥港区与洋山港区间高效运输提供技术支撑，还可为不同港区间的高效衔接提供参考。
2港间ATB运输方式
ATB最早出现在上世纪50年代的美国和加拿大沿海，在美国、日本的沿海、河海口、岛-岛间等均曾有很多应用。在美国的五大湖、密西西比河河口地区，ATB载重量可达2-5万吨，航速可达10-12节。国外航运公司采用ATB作为商业运输的动因一般有：短航距、定航线、大货量、特殊货等。此运输方式不同于传统的单船运输模式，最大的优点是在点对点运输时，充分利用港口码头装卸货物的时间，缩短运输时间，成倍提高拖船利用率，多拉快跑，降低运输成本，提高经济效益。
上海新洋山集装箱运输有限公司计划采用ATB顶推驳船组“五推十二驳”模式进行集装箱运输，但由于码头没有专用泊位，使“五推十二驳”模式无法顺利运转，实际只建造4组ATB顶推驳船组，采用一推一驳模式，其功效与自航船一样。
ATB将船舶的动力装置部分和载货部分分离成为推船和驳船，两者各司其职，由集装箱驳船在两港区内装卸集装箱，顶推船驱动装卸完毕的集装箱驳船实现两港区间的连续循环运转而无需和驳船一起在泊位装卸作业，可提高船舶动力系统的利用率，由此提高运输系统的效能。从国内外的实际运行结果表明，ATB运营模式能够成倍提高航班密度，缩短货物中转周期，从而提高中转量，运营模式如图1所示。从现有外高桥港区同洋山港区之间水水中转集装箱的货物构成上看，基本满足ATB运营条件。为提高外高桥港区与洋山港区间的集装箱穿梭巴士的运营效率，研究ATB运营模式很有必要。
3运输方案比较分析
外高桥港区同洋山港区之间水水中转通常有自航船和ATB运输两种模式。结合现有船舶载箱量情况，进行四种ATB运输方案和260TEU集装箱自航船和360TEU集装箱自航船共六种方案的比较分析。六种方案的基本情况如表1所示。
各方案的简要分析如下：
方案一：由260TEU的集装箱船承担6万TEU/月的运量，配14条自航船，每船每月20单航次，代表现有典型运输模式，作为比较分析的基础。
方案二：采用ATB模式，运输模式有了改变，由原有配备14条自航船改为由6条顶推船驱动14条驳船循环运转。提高了动力系统使用效率，节约了部分船员成本。但总运量仍限于6万TEU/月，但6条推船同14 条驳船的时间配合没有规律性，即定班次难以得到保证。
方案三 ：将方案一的自航船载箱量提高到360TEU，配船数量由14条减少到10条，可提高经济效益。但仍存在一定问题，两港区航行时间最多为10小时，而每港区装卸时间长达20小时，动力系统得不到充分利用，运营成本过高。
方案四：采用ATB模式，将载箱量从260TEU提高至360TEU。为满足6万TEU/月的运量，需配置4条顶推船同10条驳船相配合，循环运转。但根据两港区装卸效率以及运营时间关系推演实际运营过程中存在顶推船等候驳船的问题。
方案五：在方案四的基础上适当增加驳船的配置，为四推十二驳。此配置将单月运量从6万TEU提升至7.1万TEU。与此同时从装卸时间和运行时间角度考虑，可以确保此运输系统有序往复循环。本方案采用两组“两推六驳”模式，即“四推十二驳”。
方案六：本方案在方案五的基础上，考虑了实际运营中的一些不确定因素。考虑到在实际运营中两港区码头要优先满足干线集装箱船的装卸需求，因此本顶推驳船组将有可能由于码头的原因导致等泊。故在两港区分设锚地，在锚地同码头之间分别增设两条港作拖轮，用以完成驳船移泊，待泊等实际操作。即：在两港区分设锚地，在码头同锚地之间驳船的中转由港作拖轮配合完成，在锚地与锚地之间的中转则由“四推十二驳”船组来完成。运营方式如图2所示。
將方案一与方案二作比较，表明在箱位均为260TEU的条件下采用ATB运输模式可将单箱运输成本从145元降低至131元，降幅约10%，单箱初投资从8.65万元下降到6.76万元，降幅达22%。同样方案三与方案四比较表明，在箱位均为360TEU的条件下，采用ATB运输模式可以将运输的单箱成本从117元降低至102元，降幅为13%。由此可见，采用ATB运输模式可以显著降低单箱运输的成本。
将方案一与方案三作比较，表明采用自航船的运输模式下，将载箱量从260TEU提高至360TEU可以将单箱运输成本从145元降低至117元，降幅达19%。将方案二同方案四比较可以得到，在采用ATB运营模式时，将驳船载箱量从260TEU提高至360TEU，可以将单箱运输成本从131元降至102元，降幅达22%。
将方案五与方案四作比较，表明采用ATB运营模式、驳船载箱量360TEU时，优化顶推船和驳船配置，单月运量可从59400TEU提升至71280TEU，运量增加20%，单箱运输成本从102元降至96元，降幅6%。
方案五为顶推船与驳船在理想状态下组合运营，运能可以达到7.13万TEU/月。但考虑实际运营中由于种种因素导致运营状态过于理想，不能顺畅循环运行。故选择方案六，即在方案五的基础上增加两条港作拖轮，并引入锚地，以保证本系统顺利运转。
4结论
针对外高桥港区-洋山港区间水水中转需求，本文对自航船和ATB两种运输模式、六种运输方案进行了比较分析，可得出如下结论：
（1）ATB运输模式较传统的自航船运营模式的经济效益有所提高，单箱运输成本可降低10%以上。
（2）适当提高自航船或驳船的载箱量，不管是ATB运输模式还是自航船运输模式，均可显著提高经济效益，单箱运输成本降低20%左右。
（3）采用ATB运输模式，360TEU驳船的“2+4+12”模式（即2艘港作拖轮、4艘顶推船、12艘360TEU驳船），每月可完成7.13万TEU的运输量，增加2艘驳船运量可增加20%。
本文虽然研究的是洋山港区—外高桥港区间的运输模式，对短航距、定航线、大货量的港口间水水中转仍具有重要参考价值。