粤海铁4号火车轮渡是"粤海铁3号火车轮渡"的姊妹船，由天津新港船舶重工有限责任公司建造，总造价4亿元人民币。该船总长188米、宽23米、总吨位2.3万吨，船体规模、载重能力及技术性能均超越粤海铁1号、粤海铁2号火车轮渡，成为琼州海峡最大、最先进的跨海火车渡轮，2011年10月正式投入粤海铁路运营。船舶采用三层甲板设计：主甲板可载44节货列，上甲板可载35辆13米长载重汽车及16辆小汽车，上层客舱可容纳1398名旅客，并设有直升机起降平台。配备卫星导航仪、垂向/纵向/横向绑扎系统及德国英特灵（intering）减摇—抗横倾系统，抗风能力达10级标准，船尾设置无障碍电梯等设施。
该船于2010年5月开工建造，2011年1月下水，5月完成1720海里试航后驶抵海口。同年10月经海口海事局检查发现火车甲板喷淋头堵塞等9项缺陷，经整改后通过复检。其投运显著提升了粤海航线运输能力，有效促进琼州海峡两岸的经贸联动发展。
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