地下物流系统

1、城市地下物流系统发展研究城市地下物流系统发展研究 目录 城市地下物流系统概述城市地下物流系统概述1 国外地下物流系统发展现状国外地下物流系统发展现状2 发展地下物流系统存在的问题及建发展地下物流系统存在的问题及建 议议 5 城市地下物流系统网络城市地下物流系统网络3 城市地下物流系统发展前景城市地下物流系统发展前景4 城市地下物流系统概述城市地下物流系统概述 城市地下物流系统的概念城市地下物流系统的概念 城市地下物流系统的构成城市地下物流系统的构成 城市地下物流系统的分类城市地下物流系统的分类 典型载运工具典型载运工具 城市地下物流系统的概念城市地下物流系统的概念 当前各国关于城市地下物流系统

2、的概念并不统一，美国称城市地下物流系 统为地下管道货运系统（freight transport by underground pipeline or tube transport），荷兰称为城市地下物流系统（underground logistic system），德国以运载工具命名为Cargocap系统，而在日本则称为地下货运系 统（underground freight transport system）。其中荷兰的地下物流系统概 念是个比较全面的定义，定义如下： 城市地下物流系统，又称城市地下货运系统，是基于区分城内运输和城外 运输的概念下，通过管道或隧道等形式，采用具有较高自动化控制水

3、平的运载 工具，把城外的货物通过铁路、公路、水路和航空运输到城市边缘处的物流园 区(CLP)，经处理后由CLP通过地下物流系统配送到各个终端，这些终端包括超 市、工厂和中转站。城内向城外运送货物的反向物流类似城市地下物流系统作 为一种具有广阔应用前景的新型城市物流系统，具有速度快、自动化程度高、 准确性高、污染少、能耗低等特点，是解决城市交通拥堵、减少环境污染、提 高城市货运通达性和质量的有效途径。 城市地下物流系统的构成城市地下物流系统的构成 近年来，随着计算机科学和信息技术的发展和完善，发展具 有高度智能化、自动化、高效率的信息控制系统来有效管理和控 制物流运输，就成为必然选择，也是当前城

4、市地下物流系统极其 重要的组成部分。因此根据构成功能的不同，城市地下物流系统 可以划分为实体部分和控制部分，实体部分主要包括城市地下物 流系统的运输网络、运载工具、动力设施、运输终端、网络节点 等具体实物，控制部分主要包括城市地下物流系统的信息管理、 信息控制、导航系统、维护管理等软件。 城市地下物流系统的分类城市地下物流系统的分类 管道形式地下物流系统管道形式地下物流系统 管道运输出现的时间较早，可以追溯到19世纪的城市地下排 水管道，现在城市里的煤气、暖气、天然气、排污管道、自来水 等也可以看做管道形式地下物流的雏形，这些管道运输共同的特 点是只能输送连续介质的气体或液体，而城市地下物流系

5、统则是 能够输送大件固体货物的运输管道。 隧道隧道形式地下物流系统形式地下物流系统 目前研究开发的隧道形式的地下物流系统，多为轨道形式，运 输工具有自动导向车、两用卡车、CargoCap 等，主要以电力驱动， 并具有自动导航功能，最高时速可达100km/h，能够运送固、液、气 各种形态的货物，如美国休斯顿地下物流系统项目和日本东京地下 货物运输系统项目。隧道式地下物流是目前城市地下物流系统研究 的热点，也是未来城市地下物流系统发展的方向。 以气体作为传播介质,通过气体的高速流动 来携带颗粒状或粉末状的物质。可输送的物 质种类通常有煤炭和其他矿物、水泥、谷 物、粉煤灰以及其他固体废物等。 管道管

6、道 式式 浆体 输送 舱体 输送 气力 输送 将颗粒状的固体物质与液体输送介质混 合，采用泵送运输，并在目的地将其分离 出来。输送介质通常采用清水。 以空气或水作为输送介质，舱体作为载货 工具来运输货物，根据介质的不同分为水 力舱体运输管线(hydraulic capsule pipeline)和气力舱体运输管线(pneumatic capsule pipeline)，即HCP和PCP 管道形式地下物流系统管道形式地下物流系统 荷兰荷兰 日本日本德国德国 自动导向车（自动导向车（AGVAGV） 两用卡车两用卡车(DMT)(DMT) CargoCap 典型载运工具典型载运工具 国外地下物流发展现

7、状国外地下物流发展现状 英国英国 1927年，在英国的伦敦建成了一个名为“Mail Rail”的 皇家地下邮件运输系统，用于运送并处理伦敦市区内的包裹和 邮件，每天大约处理五百万件左右的邮件和包裹，现在他们计 划利用该系统向牛津街上的大商店配送货物。另外，在伦敦还 有一条新的自动化地下管道运输系统，管道的内径为2.74米， 每辆运输车的运输能力为1吨，行驶速度可达60km/h。英国在 管道运输系统方面的研究开始得最早，也是迄今为止应用得最 好的国家之一，其主要特点是充分利用管道系统，包括气力管 道系统（PCP）和水力管道系统（HCP）。 国外地下物流发展现状国外地下物流发展现状 荷兰 在荷兰首

8、都阿姆斯特丹有着世界上最大的花卉供应市场，往 返在机场和花卉市场，货物供应与配送完全依靠公路，拥挤的公 路交通是巨大的威胁，供应和配送的滞期会严重影响货物的质量 （鲜花耽搁一天贬值15%）。1995年开始，荷兰组织了100多名专 家学者对 OLS-ASH 项目（连接 Aalsmeer 花卉市场、阿姆斯特 丹Schiphol机场和Hoofddorp火车站的地下物流系统）进行了可 行性研究和经济技术分析，并得出了初步设计方案。将世界最大 的花卉市场、机场、火车站通过城市地下物流网络连在一起，鲜 花完全在城市地下物流网络中运送，只在到达目的地才露出地 面，以实现安全、快捷的运输鲜花等时效性强的物品。

9、 国外地下物流发展现状国外地下物流发展现状 德国 1865年，德国柏林建立了第一个大直径气力管道运输系 统，用来运送和处理城市内的邮件，该系统内径为0.65m，全 长290多km，由于经济原因该系统最终于1981年停运。 从1998年开始，德国进行了一项名为“地下交通和供应系 统”的联合研究，计划在鲁尔区修建一条从科隆到多特蒙德， 长约 80km 的地下货运系统，并提出了 CargoCap 的概念，该 系统采用三相交流电动机驱动，管道直径2米，以 36km/h 的 速度恒定运行，而且通过雷达系统进行监控，实现无污染、低 能耗、高效率、智能化运输。 国外地下物流发展现状国外地下物流发展现状 日本

10、 日本的气力管道系统(PCP)和水力管道系统(HCP)技术世界领 先，目前已经有2个PCP系统成功用于商业运输，一个用于每年从 矿井运送200万吨的矿石到水泥厂，该系统全长3.2km；另一个用 于隧道挖掘，每小时可以运送100m3的隧道沙石，全长约 5km。 20世纪80年代以来，日本的建设省、公共工程研究院对城市 地下物流系统进行了广泛研究，设计开发了两用卡车（DMT）， 这种新型卡车既可以在地下管道的特定导轨上通过外部供电自动 导航、无人驾驶，在地面也可以通过电池实现人工驾驶，其标准 载荷为 2 吨。 国外地下物流发展现状国外地下物流发展现状 美国 在美国芝加哥城市街道下面40英尺的地方,

11、从1906年就运行着 一个长60英里的地下货物运输网络,以电力驱动,以四轮机为单 位,运输城市垃圾和煤,1959年停用。 2000 年美国德克萨斯的Texas A&M大学（TAMU）和荷兰的代 夫特技术大学（TUDelft）的专家学者利用自动导向车为运载工 具，对建设美国休斯顿地下物流系统的可行性做出了详细论证， 并提出了初步的设计方案。 目前，美国正与日本合作开发基于气力管道系统(PCP)和水力 管道系统(HCP)的城市地下物流技术，并考虑在纽约尝试实际应 用。 城市地下物流系统网络城市地下物流系统网络 概念 地下物流网络是指有网络节点和线路所构成的体系,主要完 成货物的运输、存储、配送等功

12、能。在城市地下物流活动中，城 市地下物流网络作为货运物资在城市空间流动的一种时空结构形 态，是实现城市地下物流系统功能的承载体，不仅表现在城市地 下物流的地域联系，还表现在实现这种地域联系的各种依托，其 中包括各种物流信息网络、物流节点网络、物流路线网络、物流 组织网络等等一系列实现城市地下物流功能的各种网络要素的集 合，物流系统的管理操控、存储保管以及运输配送等功能都要通 过网络系统的支撑而得以实现。地下物流系统分为软件部分和硬 件部分,这里主要介绍硬件部分的物流实体网络部分。 城市地下物流系统网络城市地下物流系统网络 按照“图论”的网络表达方式，将地下物流网络结构加以抽象,以网络图论 的符

13、号进行描述，地下物流系统网络定义为: U=N，V，W 式中：U-地下物流系统网络 N-物流节点 V-网络路线 W-路线的权重 因此,从组成结构上,地下物流网络可以分为网络节点和网络线路,而物流节 点一般可分为物流中心和配送中心。 物流中心物流中心是地下物流系统管理操控的中枢，其主要功能是负责货物的运输, 对物流的操作与管理,对运载工具的控制与维护以及对整个系统安全的保障等。 配送中心配送中心就是地下物流网络的节点,它的功能与物流中心相似,但其组成和 运作都要比物流中心简单的多。 网络路线网络路线:是指将网络节点相连接的线路,可与传统的地面运输路线相连通, 以便最终将货物运送至目的地。 环状环状

14、 布局布局 结构结构 栅格栅格 状布状布 局结局结 树状树状 布局布局 结构结构 线状布线状布 局结构局结构 混合 布局 结构 网络网络 布局布局 城市地下物流系统网络城市地下物流系统网络 线状布局是指网络路线主要以单 一的线型连接网络的各个节点,该 布局中连接的节点相对较少,投资 费用和开发难度也比较小,对于节 点的选择性比较大,但其连通能力 和运输容量相对较低。如下图： 指网络节点之间以简单的线型连 接,构成环形网络。这种布局只连 接了环线上的节点,由于节点数量 较少,所以费用和开发难度不高。 但由于呈环状连接中的每一条路 线都十分关键,任意一条出问题都 会影响整个网络的连通,如下图： 此

15、种布局是指网络中的若干线路 相互交叉，构成的网络多为比较 规整的多变形结构。连接的节点 较多,其运输容量和连通度比较 高,但费用和开发难度相对较大, 如下图所示： 这种布局的网络路线呈树状分布, 可以连接到较多的节点,不过路线 对节点有一定的选择性，不构成 类似环状布局的回路，连通度较 之栅格状网络布局更低,如下图所 示： 将以上的两种或多种布局结构有 机的结合在一起,构成一个完整的 网络结构形式称为混合型布局结 构。此种结构连接的节点较多， 络的连通性较好,其投资费用和开 发难度较高，如下图所示： 城市地下物流系统发展前景城市地下物流系统发展前景 Product C Product A Pr

16、oduct A 能够有效缓解城市交通拥堵能够有效缓解城市交通拥堵, ,减少城市交通事减少城市交通事 故故 改善城市生态环境改善城市生态环境, ,降低城市环境污染降低城市环境污染 节约城市地面土地资源节约城市地面土地资源, ,保护城市人文景观保护城市人文景观 提高城市物流效率提高城市物流效率, ,促进电子商务的发展促进电子商务的发展 地下物流系统的优势地下物流系统的优势 城市地下物流系统发展前景城市地下物流系统发展前景 城市地下物流系统发展前景城市地下物流系统发展前景 发展城市地下物发展城市地下物 流系统有利条件流系统有利条件 技术可行性技术可行性 城市地铁的建设无论城市地铁的建设无论 从技术从

17、技术、资金资金、安全等方安全等方 面都要比城市地下物流系面都要比城市地下物流系 统复杂的多统复杂的多，而城市地铁而城市地铁 的建设成功以及运行良好的建设成功以及运行良好 可以说明建设城市地下物可以说明建设城市地下物 流系统在工程技术方面绝流系统在工程技术方面绝 度不用担心度不用担心。 经济可行性经济可行性 根据相关资料根据相关资料，城市城市 地下物流系统与城市地铁地下物流系统与城市地铁 类似类似，其社会效益与环境其社会效益与环境 效益等间接效益大于直接效益等间接效益大于直接 效益效益。而且而且，与地铁相比与地铁相比 其造价比较低其造价比较低。目前欧美。目前欧美 国家，国家，基于基于PCPPCP

18、技术和技术和AGAGV V 的地下物流系统都己获得的地下物流系统都己获得 经济可行性经济可行性。 城市地下物流系统发展前景城市地下物流系统发展前景 、 人均道路人均道路 面积低面积低 交通需求交通需求 增长快增长快 电子商务对电子商务对 现代物流的现代物流的 客观要求客观要求 发展地下物流系统发展地下物流系统 的需求分析的需求分析 2008 年武汉市人均道路面积是 9.75m2，2009 年这 一数据是 11.05m2，远低于发达国家 2040m2的平 均水平，仅为发达国家平均水平的 1/41/2。 据中新网报道，截止2013年6月，武汉市机动车登记数达143.47万辆，而且 每月新车上牌数平

19、均为1.2万辆，私家车的年均增幅达20%。经济发展带来 了交通需求的快速增长，市民出行量不断增加，对城市道路交通造成巨大 负荷，武汉市已经成为国内交通最拥堵的城市之一。根据2011武汉交通 发展年度报告(蓝皮书)显示，2010年，武汉三环线内道路平均时速为20 公里/小时，较2009年降低了0.4公里/小时。机动车出行量的不断增加，使 市中心区交通趋于饱和。 电子商务这种新经济形态，是由网络经济和现代物流共同创造出来 的，不仅时间缩短、交易速度加快，而且大大降低了交易成本。但是 电子商务的物流瓶颈问题已严重地阻碍了其正常发展，在网上实现商 流活动之后，没有一个有效的社会物流配送系统对实物的转移

20、提供低 成本、适时、适量的转移服务。城市地下物流系统以其便捷性、准时 性、安全性、以及灵活性等特点，将是一个集高科技为一体的现代物 流系统，有利于从根本上解决电子商务的物流瓶颈问题。 城市地下物流系统发展前景城市地下物流系统发展前景 未来城市发展对地下物流系统有着足够大的需求,首先,现代城市中严峻的 交通现状客观上需要发展地下,物流系统；一其次,由城市交通所引起的噪声、 环境污染、资源浪费等问题也对地下物流系统存在着一定程度的需求权，再次, 电子商务的发展也要求发展一种高效、安全、可靠的物流系统,而地下物流系统 因其本身所具有的无可比拟的优势也越来越被人们意识到,因此发展城市地下物 流系统将势

21、在必行。 随着城市和经济的发展,建设项目的技术日益更新进步,发展城市地下物流 系统所要具备的客观条件也日趋完备。经济的发展为发展城市地下物流系统提 供了经济基础,而工程建设技术、自动化技术等的进步为发展城市地下物流系统 提供了技术保障。 因此,当城市和经济的发展对地下物流有了足够大的需求时,发展城市地下物 流系统的经济、技术等条件也日趋完备的前提下,地下物流系统必将拥有广阔的 发展前景。 运作运作 过程过程 复杂复杂 受地受地 质条质条 件影件影 响响大大 受已受已 有地有地 下管下管 道系道系 统限统限 制制 成本成本 较大较大 相关相关 法规法规 滞后滞后 发展地下物流系统存在的问题及建议

22、发展地下物流系统存在的问题及建议 地下物流系统是一个庞大的 工程，相对地铁系统而言,虽然其 造价较低，但其网络密集度远远 超过地铁，因此其整体造价仍然 是非常昂贵的,不容忽视的。世界 上没有建成一条正式商业运行的 城市地下物流系统，并且大多数 正在使用的或曾经使用的地下物 流系统也并没有取得经济效益。 因此，城市地下物流系统面临着 由确定的巨额投资与不确定的未 来收益的巨大风险。 存在的存在的 问题问题 城市地下物流系统运作过程 也很复杂,要综合考虑和研究不同 运输工具的货物装卸方式、进出 站方式、物流管线布局方式以及 自动化监控、检测系统等,虽然近 年来研究发展速度很快,但基本上 仍处于实验研究阶段,可借鉴的实 践经验不多,仍然需要加大研究力 度。 现在城市中地下管道、地下 缆线，加上地铁设施等以遍及整 个地下网络中，构筑也比较复 杂