Projekt okładki i stron tytułowych: Przemysław Spiechowski

Fotografia na okładce: anekoho/Shutterstock

Wydawca: Adam Filutowski

Koordynator ds. redakcji: Renata Ziółkowska

Redaktor: Iwona Bednarz

Produkcja: Mariola Grzywacka

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwa Naukowego PWN: Marcin Kapusta / konwersja.virtualo.pl

Recenzenci: prof. zw. dr hab. Leszek Mindur, MWSLiT we Wrocławiu
prof. dr hab. inż. Mirosław Nader, Politechnika Warszawska

Książka jest dofinansowana przez Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej

Książka, którą nabyłeś, jest dziełem twórcy i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując jej część, rób to jedynie na użytek osobisty.

Szanujmy cudzą własność i prawo.

Więcej na www.legalnakultura.pl

Polska Izba Książki

Copyright © by Wydawnictwo Naukowe PWN SA

Warszawa 2017

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2017 r., (wyd. I)

Warszawa 2017

ISBN 978-83-01-19680-6

Wydawnictwo Naukowe PWN SA

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 69 54 321; faks 22 69 54 288

infolinia 801 33 33 88

e-mail: pwn@pwn.com.pl; reklama@pwn.pl

www.pwn.pl

Spis treści

Przedmowa

1. Uwarunkowania społeczno-gospodarcze i makroekonomiczne rozwoju transportu intermodalnego

1.1. Transport w systemie społeczno-gospodarczym kraju

1.1.1. Pojęcia związane z działalnością transportową

1.1.2. Determinanty kształtowania rozwoju systemów transportowych

1.2. Transport intermodalny i jego specyfika

1.3. Systemy transportu intermodalnego

1.4. Terminale transportu intermodalnego jako punkty koncentracji i rozdziału strumieni ładunków

1.4.1. Rodzaje punktów przeładunkowych i ich zadania

1.4.2. Rola intermodalnych punktów przeładunkowych w integracji różnych gałęzi transportu

1.5. Makrootoczenie a możliwości wzrostu przewozów intermodalnych

1.5.1. Zmiany w makrootoczeniu wpływające na strukturę popytu na przewozy towarowe

1.5.2. Czynniki wyboru gałęzi transportu

1.6. Determinanty rozwoju przewozów intermodalnych

2. Infrastruktura transportu intermodalnego

2.1. Elementy infrastruktury transportu intermodalnego

2.2. Intermodalna infrastruktura liniowa – wybrane zagadnienia

2.3. Intermodalne terminale przeładunkowe jako elementy infrastruktury punktowej transportu intermodalnego

2.3.1. Rodzaje terminali intermodalnych

2.3.2. Morskie terminale kontenerowe

2.3.3. Terminale intermodalne zlokalizowane na sieci kolejowej

2.4. Wymagania techniczne dla terminali transportu intermodalnego

2.5. System zarządzania terminalem intermodalnym

2.6. Funkcje i zadania terminali przeładunkowych

2.7. System terminali intermodalnych w Polsce

3. Intermodalne jednostki ładunkowe

3.1. Klasyfikacja jednostek intermodalnych

3.2. Kontenery

3.3. Nadwozia wymienne

3.4. Naczepy siodłowe

3.5. Zasady rozmieszczania i zabezpieczania ładunków w kontenerach

3.6. Oznaczenia kodyfikacyjne intermodalnych jednostek ładunkowych

4. Urządzenia ładunkowe w terminalach intermodalnych

4.1. Klasyfikacja urządzeń ładunkowych

4.1.1. Urządzenia transportu pionowego

4.1.2. Urządzenia do transportu poziomego

5. Środki transportu wykorzystywane w transporcie intermodalnym

5.1. Wagony kolejowe do przewozu kontenerów

5.2. Naczepy podkontenerowe

5.3. Statki morskie

6. Zasady projektowania terminali transportu intermodalnego

6.1. Problemy decyzyjne w projektowaniu terminali

6.2. Układy graficzne terminali transportu intermodalnego

6.3. Procedura projektowania intermodalnych terminali przeładunkowych

6.4. Problematyka technologii pracy terminalu intermodalnego

7. Kształtowanie i wymiarowanie terminali intermodalnych

7.1. Szacowanie obciążenia terminalu intermodalnego

7.2. Szacowanie udziału procentowego poszczególnych typów jednostek intermodalnych i relacji przejścia w obrotach terminalu

7.3. Określenie średniego załadunku statycznego dla poszczególnych rodzajów intermodalnych jednostek ładunkowych

7.4. Określenie średniego czasu składowania poszczególnych rodzajów i typów intermodalnych jednostek ładunkowych

7.5. Układ torów ładunkowych i jego obciążenie

7.6. Wydajność urządzeń przeładunkowych

7.7. Pracochłonność procesu przepływu jednostek ładunkowych w terminalu intermodalnym i liczba urządzeń przeładunkowych

7.8. Wymiarowanie pojemności stref funkcjonalnych terminalu intermodalnego

7.9. Ocena wariantów rozwiązań projektowych terminali transportu intermodalnego

8. Procedura obliczania nakładów i kosztów w systemach transportu intermodalnego

8.1. Założenia do obliczania nakładów i kosztów dla intermodalnych terminali przeładunkowych

8.2. Obliczanie nakładów i kosztów w intermodalnym terminalu przeładunkowym

8.3. Zasady obliczania kosztów utrzymania urządzeń transportowych i przeładunkowych oraz robocizny

9. Praktyczne przykłady projektowania terminali transportu intermodalnego

9.1. Terminal transportu intermodalnego

9.1.1. Założenia do projektowania terminalu transportu intermodalnego

9.1.2. Wymiarowanie terminalu

9.1.3. Wymiarowanie terminalu ze względu na nakłady i koszty

9.2. Terminal transportu intermodalnego – „ruchoma droga”

Literatura

Przypisy

3. Intermodalne jednostki ładunkowe

3.1. Klasyfikacja jednostek intermodalnych

Podstawową zasadą transportu intermodalnego jest przewóz ładunków w jednym naczyniu transportowym na całej trasie przewozu bez konieczności przeładunków samego ładunku. Stąd biorąc pod uwagę różnorodność technologii przewozowych w transporcie intermodalnym, do jednostek intermodalnych zalicza się: kontenery, nadwozia wymienne, naczepy siodłowe, samochody ciężarowe, pojazdy członowe (ciągnik siodłowy z naczepą siodłową) oraz zestawy zaczepowe (samochód ciężarowy z przyczepą). Zdecydowanie najpowszechniejszą jednostką transportu intermodalnego są kontenery, które w zależności od budowy i wyposażenia umożliwiają przewóz ładunków o różnej postaci i podatności transportowej z wykorzystaniem różnych rodzajów transportu. W tym względzie zdecydowanie mniejszy zasięg mają nadwozia wymienne, naczepy siodłowe i pojazdy ciężarowe wykorzystywane w zasadzie w lądowych kolejowo-drogowych przewozach intermodalnych. Wyjątek stanowią w tym miejscu pojazdy ciężarowe przewożone promami Ro-Ro w żegludze morskiej krótkiego zasięgu. Klasyfikację jednostek transportu intermodalnego przedstawiono na rysunku 3.1.

Rys. 3.1. Klasyfikacja jednostek transportu intermodalnego

Źródło: opracowanie własne.

Elementy przedstawionej na rysunku 3.1 klasyfikacji szczegółowo scharakteryzowano w kolejnych rozdziałach.

3.2. Kontenery

Kontener – to specjalne, trwałe urządzenie transportowe wielokrotnego użytku o  znormalizowanych wymiarach, ładowności oraz pojemności, dodatkowo o określonej wytrzymałości i trwałości, stworzone z różnych materiałów i przeznaczone do przewozu ładunków [40]. Ze względu na wielkość kontenery podzielić można na małe, średnie i wielkie, przy czym w praktyce najczęściej stosuje się kontenery wielkie. Do kontenerów wielkich (zwanych też morskimi) zalicza się te spełniające normy ISO o długościach 10′, 20′, 30′ i 40′.

Rys. 3.2. Zależności wymiarowe kontenerów 1 ISO

Źródło: opracowanie własne na podstawie [63].

Podstawą wymiarowania kontenerów zgodnie ze standardami ISO jest moduł o długości 40′ (12 192 mm). Moduł ten dzieli się na mniejsze w ten sposób, aby przestrzenie pomiędzy modułami składowymi miały długość równą 3 cale (76 mm) [108].

Standardowe kontenery ISO mają wysokość 8′ i mają oznaczenie 1A, 1B, 1C, 1D, w zależności od swojej długości. Dla odmiany, kontenery o wysokości 8′6″ mają oznaczenia literowe: 1AA, 1BB, 1CC, 1DD. Z kolei kontenery o wysokości, tj. 9′6″, mające oznaczenie 1AAA, 1BBB i określane są mianem kontenerów High Cube. Pod koniec lat osiemdziesiątych weszły w użytek kontenery o zwiększonych wymiarach, zdefiniowane jako kontenery wielkie serii 2 ISO o długości 49′. Kontenery o tej długości mają oznaczenie 2AA i 2AAA. Wymiary zewnętrzne kontenerów wielkich ISO przedstawiono w tabeli 3.1.

Tabela 3.1. Oznaczenia kontenerów ISO i ich wymiary

Oznaczenia kontenera

Długość

Wysokość

Szerokość

Maksymalna masa brutto

[mm]

[ft in]

[mm]

[ft in]

[mm]

[ft in]

[kg]

[lb]

2AA

14 953

49′

2591

8′6″

2595

8′6 5/32″

30 480

67 200

2AAA

14 953

49′

2896

9′6″

2595

8′6″

30 480

67 200

1A

12 192

40′

2438

8

2438

8′

30 480

67 200

1AA

12 192

40′

2591

8′6″

2438

8′

30 480

67 200

1AAA

12 192

40′

2896

9′6″

2438

8′

30 480

67 200

1AX

12 192

40′

< 2438

8′

2438

8′

30 480

67 200

1B

9 125

29′11 1″

2438

8′

2438

8′

25 400

56 000

1BB

9 125

29′11 1″

2591

8′6″

2438

8′

25 400

56 000

1BBB

9 125

29′11 1″

2896

9′6″

2438

8′

25 400

56 000

1BX

9 125

29′11 1″

< 2438

8′

2438

8′

25 400

56 000

1C

6 058

19′10 1″

2438

8′

2438

8′

24 000

44 800

1CC

6 058

19′10 1″

2591

8′6″

2438

8′

24 000

44 800

1CX

6 058

19′10 1″

< 2438

8′

2438

8′

24 000

44 800

1D

2 991

9′9 3″

2438

8′

2438

8′

10 160

22 400

1DX

2 991

9′9 3″

< 2438

8′

2438

8′

10 160

22 400

Źródło: [63].

Oddzielną grupę kontenerów stanowią kontenery niestandardowe o szerokości 2500 mm, nazywane kontenerami paletowymi (pallet wide). Kontenery te umożliwiają rozmieszczenie większej liczby standardowych palet. W standardowych kontenerach: 1A, 1AA, 1 AAA ze względu na ich długość i przede wszystkim szerokość rozmieścić można 24 standardowe jednostki ładunkowe typu EUR o wymiarach 1200 mm/800 mm. Przykładowe rozmieszczenie przedstawiono na rysunku 3.3.

Rys. 3.3. Rozmieszczenie jednostek ładunkowych paletowych w kontenerach serii 1A, 1AA, 1AAA

Źródło: opracowanie własne.

W 40′ kontenerach typu pallet wide ze względu na ich długość i zwiększoną w porównaniu z kontenerami 1A, 1AA oraz 1AAA szerokość rozmieścić można 33 standardowe jednostki ładunkowe typu EUR o wymiarach 1200 mm/800 mm. Przykładowe rozmieszczenie przedstawiono na rysunku 3.4.

Rys. 3.4. Rozmieszczenie jednostek ładunkowych paletowych w kontenerze 40′ pallet wide

Źródło: opracowanie własne.

Wymiary typowych kontenerów pallet wide przedstawiono w tabeli 3.2.

W transporcie wykorzystywane są różne typy kontenerów, przystosowanych do przewozu ładunków różnych rodzajów i postaci transportowych. Zgodnie z normą ISO kontenery wykorzystywane w transporcie morskim, kolejowym i lądowym możemy podzielić na następujące typy [62]:

Tabela 3.2. Parametry kontenerów pallet wide

Typ

Długość wew. mm

Szerokość wew. mm

Wysokość wew. mm

Pojemność m³

Tara kg

Ładowność kg

40′

12 098

2426

2379

76,3

4100

29 900

40′ HC

12 098

2426

2683

79

4350

29 650

45′ HC

13 532–13 553

2426–2438

2684–2694

88,7

4450–4950

29 050–29 550

Źródło: opracowanie własne na podstawie [121].

– kontenery ogólnego przeznaczenia (general purpose container),

– kontenery do ładunków suchych masowych (bulk container, dry bulk container),

– kontenery izotermiczne (thermal container),

– kontenery płytowe (platform) i typu płytowego (flatrack),

– kontenery zbiornikowe (tank container).

Kontenery ogólnego przeznaczenia mają budowę zamkniętą i w zależności od usytuowania drzwi można je podzielić na:

– kontenery wentylowane (ventilated container), (patrz rysunek 3.5) – przeznaczone są do przewozu ładunków wilgotnych i higroskopijnych. Wentylacja ma za zadanie niedopuszczenie do kondensacji pary wodnej wewnątrz kontenera.

– kontenery z otwieranym dachem (open-top container), (patrz rysunek 3.6) – używane do przewozu drobnicy, a w szczególności sztuk ciężkich i ponadgabarytowych. Umożliwiają one pionowy załadunek za pomocą dźwignic. Dach kontenerów zbudowany jest z żeber pokrytych brezentem lub innym trwałym materiałem. Opcjonalnie w niektórych odmianach tych kontenerów stosowany jest sztywny stalowy dach, tzw. hard top, który także jest demontowany. Po zdemontowaniu taki dach może zostać umieszczony w kontenerze wzdłuż jego bocznej ściany.

– kontenery połówkowe z otwartym dachem (half-height container), (patrz rysunek 3.7) – są niższe od kontenerów standardowych, ściany czołowe w tych kontenerach są opuszczane i mogą służyć jako rampy w trakcie operacji ładunkowych.

Kontenery do ładunków suchych masowych mają budowę podobną do kontenerów uniwersalnych ogólnego przeznaczenia. Najczęściej jednak tego typu kontenery wyposażone są w otwory ładunkowe umieszczone w dachu kontenera i zabezpieczone pokrywami, które umożliwiają grawitacyjny załadunek ładunku sypkiego (patrz rysunek 3.8).

Rys. 3.5. Kontener wentylowany

Źródło: [108].

Rys. 3.6. Kontener z otwieranym dachem

Źródło: [131].

Rys. 3.7. Kontener połówkowy

Źródło:[114].

Rys. 3.8. Otwory ładunkowe kontenera do przewozu ładunków sypkich

Źródło: [114].

Rozładunek kontenera następuje przez otwory stanowiące zazwyczaj element drzwi kontenera (patrz rysunek 3.9). Celem rozładunku tego typu kontenera konieczne jest pochylenie bądź na naczepie kontenerowej samowyładowczej, bądź za pomocą Reachstackera z obrotową chwytnią wierzchnią.

Czasami przy przewozie ładunków sypkich w kontenerach ogólnego przeznaczenia stosuje się wkłady workowe wypełniające przestrzeń kontenera.

Kontenery do ładunków suchych masowych mogą mieć budowę przypominającą kontenery zbiornikowe. Ma to często miejsce w sytuacji, gdy rozładunek kontenera odbywa się z użyciem sprężonego powietrza.

Kontenery izotermiczne służą do przewozu ładunków w ustalonej temperaturze. Ze względu na zakres utrzymywanych w kontenerze temperatur wyróżnić można:

– kontenery chłodzone (refrigerated container, reefer),

– kontenery ogrzewane (heated container),

– kontenery chłodzone i ogrzewane jednocześnie (refrigerated and heated container)

– kontenery izolowane (insulated container).

Ściany tego typu kontenera wypełnione są pianką poliuretanową o grubości 5–10 cm, a jego szerokość wewnętrzna powinna wynosić min. 2,2 m. Podłoga wykonana jest z T-gratingów zapewniających cyrkulację powietrza także pod ładunkiem. W celu zapewnienia prawidłowej cyrkulacji powierza wokół ładunku pomiędzy ładunkiem a ścianami bocznymi należy zostawić ok. 7,5 cm wolnej przestrzeni. Wolna przestrzeń pomiędzy ładunkiem a dachem kontenera powinna wynosić ok. 12 cm. Niektóre kontenery izolowane cieplnie posiadają otwory w jednej ze ścian czołowych (porthole container), umożliwiające dostarczanie i odprowadzanie powietrza o odpowiedniej temperaturze z zewnętrznej instalacji. Generalnie w celu utrzymania odpowiedniej temperatury w kontenerach stosuje się urządzenia chłodnicze i/lub grzewcze. Zespół chłodniczy może być wyposażony w niezależne, zintegrowane z nim źródło energii, którym z reguły jest generator prądotwórczy oparty na silniku Diesla. Rozróżnia się generatory zintegrowane z urządzeniami chłodniczymi i/lub grzewczymi (patrz rysunek 3.10a) oraz generatory czasowo odłączane (clip-on unit), (patrz rysunek 3.10.b) [108].

Rys. 3.9. Otwór rozładunkowy kontenera dla ładunków sypkich

Źródło: [114].

Kontenery płytowe (platform) wykorzystywane są do przewozu ładunków, które z racji swoich wymiarów bądź masy nie mogą być przewożone w kontenerach uniwersalnych. Podłoga kontenera i belki wzdłużne mają liczne uchwyty mocujące. Opcjonalnie wyposażone są w kłonice. Wraz z ich długością rośnie także ich grubość, co jest spowodowane koniecznością przenoszenia znacznych obciążeń jedynie przez podłogę. Stąd kontenery płytowe 20′ mają wysokość 335 mm, a kontenery 40′ – 610 mm. Przykład kontenera płytowego przedstawiono na rysunku 3.11.

Rys. 3.10. Kontener izotermiczny ze zintegrowanym urządzeniem chłodniczym/grzewczym (a) i z zewnętrzną jednostką (b)

Źródło: [116].

Rys. 3.11. Kontener płytowy

Źródło: [130].

Kontenery typu płytowego (flatrack) w porównaniu z kontenerami płytowymi mogą dodatkowo składać się z:

– ścian czołowych stałych lub składanych (patrz rysunek 3.12),

– słupków narożnych stałych lub składanych (patrz rysunek 3.14),

Rys. 3.12. Kontener typu płytowego ze ścianami czołowymi

Źródło: [130].

– słupków narożnych i dachu,

– słupków narożnych i górnych belek poprzecznych i wzdłużnych wraz z górnymi narożami zaczepowymi.

Z racji swojej budowy kontenery płytowe i typu płytowego wraz z ładunkiem nie mogą być piętrzone, niemniej jednak w stanie próżnym bądź po uprzednim złożeniu ścian czołowych kontenera mogą być piętrzone (rys. 3.13).

Rys. 3.13. Spiętrzone kontenery typu płytowego po złożeniu

Źródło: [130].

Rys. 3.14. Kontener typu płytowego ze słupkami

Źródło: [115].

Kontenery zbiornikowe (tank container) – wykorzystywane do przewozu ładunków płynnych, półpłynnych oraz gazowych. Zbiornik na ładunek umieszczony jest w ramie kontenera, dzięki czemu może on być obsługiwany przez kontenerowe maszyny ładunkowe, a także piętrzony.

Rys. 3.15. Kontener typu płytowego ze słupkami

Źródło: [115].

Ładunki płynne mogą być również przewożone w kontenerach uniwersalnych pod warunkiem zastosowania elastycznych pojemników umieszczanych wewnątrz kontenera – tzw. flexitanków (patrz rysunek 3.16).

Rys. 3.16. Kontener uniwersalny z pojemnikiem elastycznym (flexitankiem)

Źródło: [129].

3.3. Nadwozia wymienne

Nadwozia wymienne to wymienna część pojazdu ciężarowego służąca do transportu towarów. Są one powszechnie stosowane w Europie Zachodniej. Według terminologii Europejskiej Komisji Ministrów Transportu (EKMT) nadwozie wymienne jest jednostką ładunkową transportu intermodalnego. Każde nadwozie wymienne zaopatrzone jest w dolne elementy zaczepowe na wzór naroży zaczepowych oraz o współmiernym rozmieszczeniu otworów w  podstawie nadwozia, tak samo jak w wielkich kontenerach odpowiednich typów. Stąd nadwozia wymienne mogą być przewożone na takich samych środkach transportu jak kontenery ISO. Nadwozia wymienne zostały zaprojektowane do wykorzystania w transporcie lądowym. Pozwalają na dobre wykorzystanie pojemności i ładowności zarówno kolejowych, jak i drogowych środków transportu. Charakteryzują się także znacznie mniejszą niż w przypadku kontenerów masą własną, co w rezultacie skutkuje w dłuższym okresie znaczącymi oszczędnościami paliwa zasilającego pojazdy przewożące nadwozia wymienne. Niestety nadwozia wymienne produkowane w Europie są mało konkurencyjne cenowo w zakupie w porównaniu z kontenerami, których zdecydowana większość produkowana jest w krajach azjatyckich.

Przykład nadwozia wymiennego przedstawiono na rysunku 3.17, natomiast wymiary zewnętrzne nadwozi wymiennych zostały przedstawione w tabeli 3.3.