地下物流系统建设项目可行性研究报告

大都市地下物流系统建设可行性分析报告概述：

市地下物流系统是指除传统公路、铁路航空及水路运输之外的

第五类运输和供应系统。目前国内外对于地下物流系统建设都处于

讨论、探索阶段。如美国Texas A﹠M University的Dr.P.James,荷兰的Prof.J.C.Rijsenbrij都曾对此进行深入的研究和探讨。美国

麻省理工学院的（MIT）D.Bruce Montgomey,California Sat University的Kenneth.A.James正分在别探讨研究以电磁为动力的集装箱运输的可行性；美国的Texas Transportation Institute(TTI)的Roop则正在进行利用SAFE Fregiht Shuttle运输集装箱的探讨研究。而上述研究中提到的系统，一般为管道或地面运输，但需要一

个独立的设施，为避免不良天气的影响，部分在地下或在管道中运行。①

下面介绍两种地下集装箱运输的研究成果，分别是德国的Stein 教授和美国的Henry Liu教授的研究成果，他们分别利用CargoCap 和PCP技术进行研究分析。

1）德国的地下集装箱运输研究

鲁尔大学（Ruhr University Bachum）正在进行“地下运输与供应系统”的研究，将其定义为CargoCap。

CargoCap系统运输集装箱工具

德国的管道直径为1.6m，利用欧洲的货盘（pallet）作为运输的标准，以便与传统的运输系统协调。每个Cap能运输两个标准的欧洲货盘。相关技术参数如下表所示。

CargoCap技术参数

在此基础上，Stein教授探讨利用该系统在港口和内陆之间运输集装箱、swap bodies、semi-trailers的可行性。

CargoCap系统示意图

2）利用PCP系统集输纽约港口集装箱的可行性分析

美国的Henry Liu教授对利用PCP系统集输纽约港口和邻近的新泽西集装箱的可行性进行了系统研究。通过系统研究，Herny Liu 教授认为该系统需要利用大直径的隧道或沉管。在纽约港口附近或城市地区，特别是穿过哈德逊（Haudson River）或纽约的港口时必须有一个圆形的隧道在水下。当隧道延伸至郊区才可以采用掘开

式，在底下5英尺，并改用方形隧道。下图是日本目前正采用的PCP 方形系统。

日本目前正采用的PCP方形隧道运输系统

根据标准箱尺寸，一圆形隧道大约15英尺。对于方形导管约9英尺宽，11英尺高。每个capsule将是8.5英尺宽，10英尺高，42英尺长以便于运输一个40英尺长的集装箱或2个20英尺长的标准箱。其动力系统采用线性马达（LIM），其效率更高。每年能运输约750万箱TEU。②

在可行性研究中，Herny教授假设纽约PCP的集装箱分发配系统需16英里的四个分支管线，5英里的主管线，共21英里的隧道，15英里的方形导管组成，设计示意图如下图所示。由双向同时运输，双管铺设。

纽约港口集装箱运输系统的设计示意图

经计算，隧道与导管的建设费用为20.01亿美元，每年的运行

维护费用为3.12亿美元，系统寿命按30年计算（保守估计），运输每个TEU成本是17.2美元。对比卡车运输费用30美元计算，按最大运输能力，每年收入2.89亿美元（去掉每年的成本）。按其最大运输能力的一半计算，仍有6000万美元的纯收入（去掉每年的成本）。

城市地下物流系统的概念

目前地下物流系统的概念和标准并不统一，如荷兰称为地下物流系统（ULS）或地下货运系统（UFTS），即Underground Logistic

System运输工具为自动导向车（AGV）即Automated Guided Vehcile；

美国称为地下管道货物运输，即Freight Transport by Underground Pipeline；德国称为CargoCap系统；日本称为地下货运系统，（UFTS）Underground Freight Transport System。

一般来说，地下物流系统动力分为以下三种：

（1）以气和水为动力：主要包括管道运输和以管道为介质的密封舱运输。运输速度可达10-40km∕h。主要运输固体物

质，不具备自动导航功能。但以在日本和德国进行了运

用。

（2）以电为动力：运输速度快，可达100km∕h。是目前研究的热点，理论上最为成熟，目前正考虑其实际应用。

（3）地下的管辖运输：速度最快，但尚处于理论研究阶段。尚无实际应用例子。

荷兰的两种不同类型自动导向车

早期城市地下物理系统在各国的应用如下表：

近年来该领域的研究也越来越受到重视，其中在美国、荷兰、日本和德国等发达国家正在进行可行性研究和建设。目前各国城市地下物流系统应用研究如下表:

地下物流系统建设的融资模式

地下物流系统项目融资与普通的企业项目融资行为不同，其投资以项目为为出发点，并以项目为导向，资金提供者关心的是项目的经济强度、项目地位、资金需求量比一般的企业融资更大，更集中并要求更长的资金占用周期。二者的融资主体不同、融资方式不同，因而其资金构成也不同，而不同来源的资金，成本和风险也不同。应根据地区特点和对地下空间的开发适合度，具体分析不同的地下物流项目，从而确定最佳的融资方案。

对于一些政府重点项目可实行项目法人制，组建项目公司，由项目公司进行市场化融资，如南京地铁公司、上海地铁公司等。为搞好市场化融资，上海成立了上海申通地铁股份有限公司，赋予其法人地位，负责项目的建设管理。项目融资以项目公司为融资主体，以项目未来收益和资产为融资基础，由项目的参与各方分担风险的

具有索赔权性质的特定融资方式。项目的融资形式主要有BOT项目融资。TOT项目融资、PPP项目融资等。

BOT项目融资

BOT（Build-operate-transfer）模式，即建设—运营—移交，又称为“特许权融资方式”，其含义是政府通过特许权协议（concession agreement）作为项目融资的基础，由本国公司或外国公司作为项目的投资者和经营者安排融资、承担风险、了开发建设项目，并在一定的时间内经营项目获得利益，最后根据协议将项目移交给相应的政府机构。

BOT融资模式的运作过程主要分为以下过程：

1.项目提出、招标与审定。项目发起人根据需要提出可适用于

BOT模式进行1建设的项目。然后由政府有投标各部门进行招投标并对各投标方进行对比，中标者即为项目经营者。

2.特许协议的签订。项目经营者在中标后，随即与政府相关部门

签订特许协议。特许协议是整个BOT模式的核心，政府、项目经营者、的权、责、利都要在合同中予以明确，作为双方在整个项目活动期的准则。

3.成立项目公司。成立项目公司的目的是为了能有一个责任主体

来承担该项目的建设和经营。

4.项目筹资。项目筹资由项目公司具体负责，一般采取有限追索的融资模式。

5.项目建设。项目公司根据特许协议规定的技术和时间等要求，

组织项目的设计、施工和采购工作，这些工作可由项目公司负责也可由其他承包公司负责，但必须有相应的合同保证。

6.项目经营。在项目运营期间，项目公司不仅需要自己支付经营

成本，归还贷款等款项，而且还要支付项目红利。

7.项目移交。特许期满后，项目公司必须按协议中规定的标准将

项目整体移交给政府相应主管部门。

TOT项目融资

TOT（transfer-operate-transfer）即转让—经营—转让，其一般做法是政府把已经投产运营的项目交给相应的项目公司经营，以项目在该期限的现金流量为标的，一次性的从项目公司那里得到一笔资金，用于开发建设新的项目；而项目公司在一定的期限内拥有相应的经营权，通过该项目获得的现金流量收回全部投资和合理回报后，再把项目移交回政府。

TOT模式是投资购买已经建成的资产的产权和经营权。注重盘活存量资产。

TOT融资与BOT融资相比的优点：

1.风险小，大大提高了融资成功的可能性。采用TOT模式投资

者购买的是已经投入运行的基础设施的经营权，避免了基础设施在建设是运行中出现工程超支、现金流不足等现

象。也部需要复杂的信用保证机构，并且此产收益具有确定性，从而增加融资成功的可能性。

2.项目产品价格低。由于存在风险的建设期和试运行期已经

结束，因此风险已大大降低。因此，投资者预期收益率会合理下降；另一方面，由于涉及环节较少，评估、谈判等方面的从属费用也势必下降。引资成本的下降也有助于项目的合理定价。

3.新建项目的建设和运营会提前。由于TOT模式融资仅涉及风

险较小的生产运行阶段，用于投资、谈判的时间较BOT模式大大缩短，是项目及早建设及早投入运营，加快社会基础设施建设步伐。

4.简便易行，方便管理。TOT模式仅限于已建项目经营权的暂

时转让，因此现有政府构架基本上能适合管理需要；其次由于不涉及管理权问题，价值风险小政府无需做过多承

诺，因此产生争论的可能性降低，减小引资阻力。

5.涉及法律环节较少。

6.融资对象更为广泛

除此之外，TOT融资模式已在北京地铁建设中已有应用，某些环节可借鉴其经验。从而减少某些环节不必要的停顿和费用支出。

地下物流系统建设推荐融资模式

大都市地下物流系统建设项目建设预计仅靠政府财政支持无法满足其飞速发展的需求，而北京的发展又迫切的需要轨道交通的支持。因此，政策和体制的创新势在必行。政策吸引投资，易于融资；体制用好投资，回报融资，这是北京城市轨道交通发展的必由之路，也是大部分城市地下物流系统建设的推荐之路。

融资模式以混合投资模式为宜，既有地方政府投资，也有国有企业的投资，还有民营企业的投资行为；而融资既有银行贷款，也有政府债券和企业债券。

以北京市为例分析其融资模式

混合投资模式（以市内地铁骨干线路作为地下物流系统建设开挖线路）各项如下表所示。

注：

1）以平均长度30km，每公里投资5.5亿元，一次性建成计

算。

2）范围左项为最低值，右项为组合值，即融资结构中不会同

时在各项中取最大值。

3）企业为大型国企或大型民企。

大都市对地下物流系统的需求性分析（以北京市为例）根据《北京商业物流发展规划（2002—2010）》，北京商业物流以大型现代化物流基地为核心，物流基地与综合性及专业性物流配送区共同构成高效的物流网络体系。其中物流基地是首都城市功能性基础设施，辐射全国乃至亚太地区的重要物流枢纽。

根据《北京邮政通信发展规划（2004—2050）》，2003年北京邮政业务总量已达到31.3亿元，处理各类邮件77.1亿件。相对于每日2100万件的处理量，处理场地严重制约着邮件处理速度的发展，处理场地与日益增长的邮件量的矛盾已成为制约北京邮政乃至全网邮政进一步发展的瓶颈。

建设地下物流系统技术能力分析

目前地下运输系统管道施工通常采用盾构法和顶管法。对于大型管道常采用盾构法，小而短的管道常采用顶管法，但目前顶管发施工最大直径达到3m（部分国家以有德国、日本已有直径达5m的案例），对于小型货运管线已经满足要求。

相对于大型管道采用盾构法，小型管道采用顶管法具有以下优点:

1.施工速度快；

2.管道一般具有光滑的内表面，无需二次衬砌；

3.管道密封性能好，可以避免流体向地层中渗漏；

4.可以推进矩形截面的管道，如顶进路下通道等；

5.施工安全性好；

6.和盾构施工法相比，省去了管片在地下的运输和安装，减少了所需人力。

顶管施工原理图（摘自《非开挖工程学》马保松教

授编著）

顶管法施工在各大城市管道建设中大量采用，其技术发展以十分成熟。

类似于地铁系统的地下物流系统可采用地铁的施工方法（盾构）。盾构法施工成本较高，但可开挖大直径的隧道管线，其技术随着全国各地地铁建设的法展而相当成熟。盾构法施工示意图如下所示：

盾构法施工示意图（图片摘自《隧道盾构施工技术措施》；中铁

四局邓能伟

地下物流系统是城市可持续发展的选择

1、可持续发展观念在我国的发展

可持续发展观念的形成既包含了古代文明的哲理精华，又富蕴着现代城市活动的实践总结，是对“人与自然关系”、“人与人关系”两大关系正确认识的完整综合，它始终贯穿着“人与自然的平衡、人与人的和谐”这两大主线。1987年在世界环境与发展委员会的报

告《我们共同的未来（Our Common Future）》中，全面地阐述了这两大主线的内在统一，“可持续发展”的概念正式提出。至此，标志着可持续发展的理论和实践进入到一个全新的历史时期。它向世人昭示：城市可持续发展必须是“发展度、协调度、持续度”的综合反映和内在统一，三者互为鼎足缺一不可。

出于对世界未来发展走向的充分把握和对中国国情的深刻分析，在国内国际总体发展趋势的大背景下，1992年6月，中国政府在巴西里约热内卢世界首脑会议上庄严签署了环境与发展宣言；其后又在全世界率先制定了《21世纪议程》，提出了适合本国发展的行动纲领；并在1996年正式把可持续发展作为国家的基本发展战略，直至2003年提出了“全面、协调、可持续”的科学发展观，引起了国际社会的巨大反响。与此相应，我国的理论界也针对中国城市发展的特点，不断地丰富和完善在城市实施可持续发展的内涵，逐渐形成了比较完整的、具有鲜明中国学派的理论体系和实践方案，为有中国特色的城市化道路，奠定了科学的基础。

2、地下物流系统符合城市可持续发展战略

在2005 中国可持续发展研究报告中，中科院研究组拟订了中国城市可持续发展战略设计的七项原则，其中包括：在城市系统的外部结构中，通过城乡之间的物质流、能量流、信息流、人口流、资金流等的互相作用、互相影响、互相制约，特别是通过城乡的物质代谢过程、能量传递过程、信息反馈过程和优化配置过程，去培育区域