1、城市地下物流系統發展研究城市地下物流系統發展研究目錄城市地下物流系統概述城市地下物流系統概述1國外地下物流系統發展現狀國外地下物流系統發展現狀2發展地下物流系統存在的問題及建發展地下物流系統存在的問題及建議議5城市地下物流系統網絡城市地下物流系統網絡3城市地下物流系統發展前景城市地下物流系統發展前景4城市地下物流系統概述城市地下物流系統概述城市地下物流系統的概念城市地下物流系統的概念城市地下物流系統的構成城市地下物流系統的構成城市地下物流系統的分類城市地下物流系統的分類典型載運工具典型載運工具城市地下物流系統的概念城市地下物流系統的概念 當前各國關于城市地下物流系統的概念并不統一，美國稱城市地

2、下物流系統為地下管道貨運系統（freight transport by underground pipeline or tube transport），荷蘭稱為城市地下物流系統（underground logistic system），德國以運載工具命名為Cargocap系統，而在日本則稱為地下貨運系統（underground freight transport system）。其中荷蘭的地下物流系統概念是個比較全面的定義，定義如下： 城市地下物流系統，又稱城市地下貨運系統，是基于區分城內運輸和城外運輸的概念下，通過管道或隧道等形式，采用具有較高自動化控制水平的運載工具，把城外的貨物通過鐵路、

3、公路、水路和航空運輸到城市邊緣處的物流園區(CLP)，經處理后由CLP通過地下物流系統配送到各個終端，這些終端包括超市、工廠和中轉站。城內向城外運送貨物的反向物流類似城市地下物流系統作為一種具有廣闊應用前景的新型城市物流系統，具有速度快、自動化程度高、準確性高、污染少、能耗低等特點，是解決城市交通擁堵、減少環境污染、提高城市貨運通達性和質量的有效途徑。城市地下物流系統的構成城市地下物流系統的構成 近年來，隨著計算機科學和信息技術的發展和完善，發展具有高度智能化、自動化、高效率的信息控制系統來有效管理和控制物流運輸，就成為必然選擇，也是當前城市地下物流系統極其重要的組成部分。因此根據構成功能的不

4、同，城市地下物流系統可以劃分為實體部分和控制部分，實體部分主要包括城市地下物流系統的運輸網絡、運載工具、動力設施、運輸終端、網絡節點等具體實物，控制部分主要包括城市地下物流系統的信息管理、信息控制、導航系統、維護管理等軟件。城市地下物流系統的分類城市地下物流系統的分類管道形式地下物流系統管道形式地下物流系統 管道運輸出現的時間較早，可以追溯到19世紀的城市地下排水管道，現在城市里的煤氣、暖氣、天然氣、排污管道、自來水等也可以看做管道形式地下物流的雛形，這些管道運輸共同的特點是只能輸送連續介質的氣體或液體，而城市地下物流系統則是能夠輸送大件固體貨物的運輸管道。隧道形式地下物流系統隧道形式地下物流

5、系統 目前研究開發的隧道形式的地下物流系統，多為軌道形式，運輸工具有自動導向車、兩用卡車、CargoCap 等，主要以電力驅動，并具有自動導航功能，最高時速可達100km/h，能夠運送固、液、氣各種形態的貨物，如美國休斯頓地下物流系統項目和日本東京地下貨物運輸系統項目。隧道式地下物流是目前城市地下物流系統研究的熱點，也是未來城市地下物流系統發展的方向。以氣體作為傳播介質,通過氣體的高速流動來攜帶顆粒狀或粉末狀的物質。可輸送的物質種類通常有煤炭和其他礦物、水泥、谷物、粉煤灰以及其他固體廢物等。管道管道式式漿體輸送艙體輸送氣力輸送將顆粒狀的固體物質與液體輸送介質混合，采用泵送運輸，并在目的地將其分

6、離出來。輸送介質通常采用清水。以空氣或水作為輸送介質，艙體作為載貨工具來運輸貨物，根據介質的不同分為水力艙體運輸管線(hydraulic capsule pipeline)和氣力艙體運輸管線(pneumatic capsule pipeline)，即HCP和PCP管道形式地下物流系統管道形式地下物流系統荷蘭荷蘭日本日本德國德國自動導向車（自動導向車（AGVAGV）兩用卡車兩用卡車(DMT)(DMT)CargoCap典型載運工具典型載運工具國外地下物流發展現狀國外地下物流發展現狀 英國英國 1927年，在英國的倫敦建成了一個名為“Mail Rail”的皇家地下郵件運輸系統，用于運送并處理倫敦市區

7、內的包裹和郵件，每天大約處理五百萬件左右的郵件和包裹，現在他們計劃利用該系統向牛津街上的大商店配送貨物。另外，在倫敦還有一條新的自動化地下管道運輸系統，管道的內徑為2.74米，每輛運輸車的運輸能力為1噸，行駛速度可達60km/h。英國在管道運輸系統方面的研究開始得最早，也是迄今為止應用得最好的國家之一，其主要特點是充分利用管道系統，包括氣力管道系統（PCP）和水力管道系統（HCP）。國外地下物流發展現狀國外地下物流發展現狀 荷蘭 在荷蘭首都阿姆斯特丹有著世界上最大的花卉供應市場，往返在機場和花卉市場，貨物供應與配送完全依靠公路，擁擠的公路交通是巨大的威脅，供應和配送的滯期會嚴重影響貨物的質量（

8、鮮花耽擱一天貶值15%）。1995年開始，荷蘭組織了100多名專家學者對 OLS-ASH 項目（連接 Aalsmeer 花卉市場、阿姆斯特丹Schiphol機場和Hoofddorp火車站的地下物流系統）進行了可行性研究和經濟技術分析，并得出了初步設計方案。將世界最大的花卉市場、機場、火車站通過城市地下物流網絡連在一起，鮮花完全在城市地下物流網絡中運送，只在到達目的地才露出地面，以實現安全、快捷的運輸鮮花等時效性強的物品。國外地下物流發展現狀國外地下物流發展現狀 德國 1865年，德國柏林建立了第一個大直徑氣力管道運輸系統，用來運送和處理城市內的郵件，該系統內徑為0.65m，全長290多km，由

9、于經濟原因該系統最終于1981年停運。 從1998年開始，德國進行了一項名為“地下交通和供應系統”的聯合研究，計劃在魯爾區修建一條從科隆到多特蒙德，長約 80km 的地下貨運系統，并提出了 CargoCap 的概念，該系統采用三相交流電動機驅動，管道直徑2米，以 36km/h 的速度恒定運行，而且通過雷達系統進行監控，實現無污染、低能耗、高效率、智能化運輸。國外地下物流發展現狀國外地下物流發展現狀 日本 日本的氣力管道系統(PCP)和水力管道系統(HCP)技術世界領先，目前已經有2個PCP系統成功用于商業運輸，一個用于每年從礦井運送200萬噸的礦石到水泥廠，該系統全長3.2km；另一個用于隧道

10、挖掘，每小時可以運送100m3的隧道沙石，全長約 5km。 20世紀80年代以來，日本的建設省、公共工程研究院對城市地下物流系統進行了廣泛研究，設計開發了兩用卡車（DMT），這種新型卡車既可以在地下管道的特定導軌上通過外部供電自動導航、無人駕駛，在地面也可以通過電池實現人工駕駛，其標準載荷為 2 噸。國外地下物流發展現狀國外地下物流發展現狀 美國 在美國芝加哥城市街道下面40英尺的地方,從1906年就運行著一個長60英里的地下貨物運輸網絡,以電力驅動,以四輪機為單位,運輸城市垃圾和煤,1959年停用。 2000 年美國德克薩斯的Texas A&M大學（TAMU）和荷蘭的代夫特技術大學（

11、TUDelft）的專家學者利用自動導向車為運載工具，對建設美國休斯頓地下物流系統的可行性做出了詳細論證，并提出了初步的設計方案。 目前，美國正與日本合作開發基于氣力管道系統(PCP)和水力管道系統(HCP)的城市地下物流技術，并考慮在紐約嘗試實際應用。城市地下物流系統網絡城市地下物流系統網絡概念 地下物流網絡是指有網絡節點和線路所構成的體系,主要完成貨物的運輸、存儲、配送等功能。在城市地下物流活動中，城市地下物流網絡作為貨運物資在城市空間流動的一種時空結構形態，是實現城市地下物流系統功能的承載體，不僅表現在城市地下物流的地域聯系，還表現在實現這種地域聯系的各種依托，其中包括各種物流信息網絡、物

12、流節點網絡、物流路線網絡、物流組織網絡等等一系列實現城市地下物流功能的各種網絡要素的集合，物流系統的管理操控、存儲保管以及運輸配送等功能都要通過網絡系統的支撐而得以實現。地下物流系統分為軟件部分和硬件部分,這里主要介紹硬件部分的物流實體網絡部分。城市地下物流系統網絡城市地下物流系統網絡 按照“圖論”的網絡表達方式，將地下物流網絡結構加以抽象,以網絡圖論的符號進行描述，地下物流系統網絡定義為:U=N，V，W 式中：U-地下物流系統網絡 N-物流節點 V-網絡路線 W-路線的權重 因此,從組成結構上,地下物流網絡可以分為網絡節點和網絡線路,而物流節點一般可分為物流中心和配送中心。 物流中心物流中心

13、是地下物流系統管理操控的中樞，其主要功能是負責貨物的運輸,對物流的操作與管理,對運載工具的控制與維護以及對整個系統安全的保障等。 配送中心配送中心就是地下物流網絡的節點,它的功能與物流中心相似,但其組成和運作都要比物流中心簡單的多。 網絡路線網絡路線:是指將網絡節點相連接的線路,可與傳統的地面運輸路線相連通,以便最終將貨物運送至目的地。環狀環狀布局布局結構結構柵格柵格狀布狀布局結局結樹狀樹狀布局布局結構結構線狀布線狀布局結構局結構混合布局結構網絡網絡布局布局 城市地下物流系統網絡城市地下物流系統網絡線狀布局是指網絡路線主要以單一的線型連接網絡的各個節點,該布局中連接的節點相對較少,投資費用和開

14、發難度也比較小,對于節點的選擇性比較大,但其連通能力和運輸容量相對較低。如下圖：指網絡節點之間以簡單的線型連接,構成環形網絡。這種布局只連接了環線上的節點,由于節點數量較少,所以費用和開發難度不高。但由于呈環狀連接中的每一條路線都十分關鍵,任意一條出問題都會影響整個網絡的連通,如下圖：此種布局是指網絡中的若干線路相互交叉，構成的網絡多為比較規整的多變形結構。連接的節點較多,其運輸容量和連通度比較高,但費用和開發難度相對較大,如下圖所示：這種布局的網絡路線呈樹狀分布,可以連接到較多的節點,不過路線對節點有一定的選擇性，不構成類似環狀布局的回路，連通度較之柵格狀網絡布局更低,如下圖所示：將以上的兩

15、種或多種布局結構有機的結合在一起,構成一個完整的網絡結構形式稱為混合型布局結構。此種結構連接的節點較多，絡的連通性較好,其投資費用和開發難度較高，如下圖所示：城市地下物流系統發展前景城市地下物流系統發展前景Product CProduct AProduct A能夠有效緩解城市交通擁堵能夠有效緩解城市交通擁堵, ,減少城市交通事減少城市交通事故故改善城市生態環境改善城市生態環境, ,降低城市環境污染降低城市環境污染節約城市地面土地資源節約城市地面土地資源, ,保護城市人文景觀保護城市人文景觀提高城市物流效率提高城市物流效率, ,促進電子商務的發展促進電子商務的發展地下物流系統的優勢地下物流系統的

16、優勢城市地下物流系統發展前景城市地下物流系統發展前景城市地下物流系統發展前景城市地下物流系統發展前景發展城市地下物發展城市地下物流系統有利條件流系統有利條件技術可行性技術可行性 城市地鐵的建設無論城市地鐵的建設無論從技術、資金、安全等方從技術、資金、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統復雜的多，而城市地鐵統復雜的多，而城市地鐵的建設成功以及運行良好的建設成功以及運行良好可以說明建設城市地下物可以說明建設城市地下物流系統在工程技術方面絕流系統在工程技術方面絕度不用擔心。度不用擔心。經濟可行性經濟可行性 根據相關資料，城市根據相關資料，城市地下物流系統與城市地鐵地下物流系統與城市

17、地鐵類似，其社會效益與環境類似，其社會效益與環境效益等間接效益大于直接效益等間接效益大于直接效益。而且，與地鐵相比效益。而且，與地鐵相比其造價比較低。目前歐美其造價比較低。目前歐美國家，基于國家，基于PCPPCP技術和技術和AGVAGV的地下物流系統都己獲得的地下物流系統都己獲得經濟可行性。經濟可行性。城市地下物流系統發展前景城市地下物流系統發展前景、人均道路人均道路面積低面積低交通需求交通需求增長快增長快電子商務對電子商務對現代物流的現代物流的客觀要求客觀要求發展地下物流系統發展地下物流系統的需求分析的需求分析2008 年武漢市人均道路面積是 9.75m2，2009 年這一數據是 11.05

18、m2，遠低于發達國家 2040m2的平均水平，僅為發達國家平均水平的 1/41/2。據中新網報道，截止2013年6月，武漢市機動車登記數達143.47萬輛，而且每月新車上牌數平均為1.2萬輛，私家車的年均增幅達20%。經濟發展帶來了交通需求的快速增長，市民出行量不斷增加，對城市道路交通造成巨大負荷，武漢市已經成為國內交通最擁堵的城市之一。根據2011武漢交通發展年度報告(藍皮書)顯示，2010年，武漢三環線內道路平均時速為20公里/小時，較2009年降低了0.4公里/小時。機動車出行量的不斷增加，使市中心區交通趨于飽和。電子商務這種新經濟形態，是由網絡經濟和現代物流共同創造出來的，不僅時間縮短

19、、交易速度加快，而且大大降低了交易成本。但是電子商務的物流瓶頸問題已嚴重地阻礙了其正常發展，在網上實現商流活動之后，沒有一個有效的社會物流配送系統對實物的轉移提供低成本、適時、適量的轉移服務。城市地下物流系統以其便捷性、準時性、安全性、以及靈活性等特點，將是一個集高科技為一體的現代物流系統，有利于從根本上解決電子商務的物流瓶頸問題。城市地下物流系統發展前景城市地下物流系統發展前景 未來城市發展對地下物流系統有著足夠大的需求,首先,現代城市中嚴峻的交通現狀客觀上需要發展地下,物流系統；一其次,由城市交通所引起的噪聲、環境污染、資源浪費等問題也對地下物流系統存在著一定程度的需求權，再次,電子商務的

20、發展也要求發展一種高效、安全、可靠的物流系統,而地下物流系統因其本身所具有的無可比擬的優勢也越來越被人們意識到,因此發展城市地下物流系統將勢在必行。 隨著城市和經濟的發展,建設項目的技術日益更新進步,發展城市地下物流系統所要具備的客觀條件也日趨完備。經濟的發展為發展城市地下物流系統提供了經濟基礎,而工程建設技術、自動化技術等的進步為發展城市地下物流系統提供了技術保障。 因此,當城市和經濟的發展對地下物流有了足夠大的需求時,發展城市地下物流系統的經濟、技術等條件也日趨完備的前提下,地下物流系統必將擁有廣闊的發展前景。運作運作過程過程復雜復雜受地受地質條質條件影件影響響大大受已受已有地有地下管下管

21、道系道系統限統限制制成本成本較大較大相關相關法規法規滯后滯后發展地下物流系統存在的問題及建議發展地下物流系統存在的問題及建議 地下物流系統是一個龐大的工程，相對地鐵系統而言,雖然其造價較低，但其網絡密集度遠遠超過地鐵，因此其整體造價仍然是非常昂貴的,不容忽視的。世界上沒有建成一條正式商業運行的城市地下物流系統，并且大多數正在使用的或曾經使用的地下物流系統也并沒有取得經濟效益。因此，城市地下物流系統面臨著由確定的巨額投資與不確定的未來收益的巨大風險。 存在的存在的問題問題 城市地下物流系統運作過程也很復雜,要綜合考慮和研究不同運輸工具的貨物裝卸方式、進出站方式、物流管線布局方式以及自動化監控、檢測系統等,雖然近年來研究發展速度很快,但基本上仍處于實驗研究階段,可借鑒的實踐經驗不多,仍然需要加大研究力度。 現在城市中地下管道、地下纜線，加上地鐵設施等以遍及整個地下網絡中，構筑也