近期，北京地鐵開始試點地鐵運快遞，這也是全國首例利用地下軌道運輸快遞的試點項目，順豐速運，中國郵政等試點企業(yè)也研發(fā)了針對地鐵送快遞的專用設(shè)備，順豐速運研發(fā)了適用于地鐵運輸尺寸的可循環(huán)利用箱，中國郵政與運營企業(yè)對接，研發(fā)了城市軌道交通運輸專用推車。
近年來，多部交通物流相關(guān)的政策文件在“發(fā)展城市地下物流配送”方面也提出了相關(guān)要求，此前發(fā)布的《交通強國建設(shè)綱要》提出發(fā)展城市地下物流配送，《北京城市副中心控制性詳細(xì)規(guī)劃》也明確提出要利用設(shè)施服務(wù)環(huán)建立地下物流配送干線系統(tǒng)。
現(xiàn)階段，物流貨運導(dǎo)致交通需求量變大，交通擁堵情況加劇。據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，物流貨運擁堵導(dǎo)致城市物流效率降低了45%左右的履約及時率，而且在發(fā)生的交通事故中貨車造成交通事故的占比較大，貨車涉案量占比高達(dá)32%，排名僅次于小客車。而隨著自動運輸和地下施工等技術(shù)的不斷成熟，研究和發(fā)展新一代物流運輸系統(tǒng)——地下管道物流系統(tǒng)，為解決城市發(fā)展與貨物運輸需求的矛盾提供了新思路。
近年來地下管道物流系統(tǒng)成為研究和應(yīng)用的熱點，正積極的從試驗階段轉(zhuǎn)向工程實踐。地下管道物流系統(tǒng)是通過地下管道或隧道等封閉空間來自動化運輸貨物，且符合未來城市發(fā)展需要的一種全新概念的運輸和供應(yīng)鏈系統(tǒng)。本文主要分析地下管道物流系統(tǒng)的發(fā)展歷程和實際應(yīng)用案例，總結(jié)這類新一代運輸系統(tǒng)的運營管理模式、應(yīng)用難點和未來落地的實現(xiàn)方式，為各物流企業(yè)提供參考。
發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀如何?
地下管道物流系統(tǒng)作為新一代運輸系統(tǒng)，在全世界范圍得到了廣泛的研究和應(yīng)用。按驅(qū)動形式分為氣動運輸、液動運輸、載運車運輸、懸浮車運輸及真空運輸。
氣動運輸：管道運輸最早的起源可追溯至1667年Dennis Papin關(guān)于氣動泵的文章，自此開啟了管道氣動運輸，后來，1810年丹麥工程師Medhurst提出將氣動運輸用于傳送信件，開始了實際應(yīng)用。
液動運輸：20世紀(jì)70年代初加拿大、美國提出使用液動管道運輸?shù)脑O(shè)想，以管道中的水流驅(qū)動貨物運動，用于谷物、煤柱條運輸。
載運車運輸：采用主動驅(qū)動的載運車提升了管道的運輸能力。1992年日本東京提出建設(shè)地下自動管道網(wǎng)絡(luò)的設(shè)想，采用地下載運車以實現(xiàn)貨物無轉(zhuǎn)運直送。
磁懸浮與真空運輸：隨時技術(shù)的進(jìn)步，磁浮以及非接觸運輸?shù)燃夹g(shù)也適用于管道運輸，有很多應(yīng)用于客運列車的案例。而真空管道運輸?shù)臉?gòu)想始于近期，可使載運車輛運行速度超過1000 km/h，目前也以客運為主要目標(biāo)。
隨著自動運輸和倉儲技術(shù)的革新，目前大范圍應(yīng)用的案例是通過載運車或者AGV等工具，以單獨或編組的方式在地下隧道或管道等封閉空間中全自動化的運輸貨物，最終將貨物配送到各終端的運輸和供應(yīng)系統(tǒng)，相關(guān)的實際應(yīng)用見表所示。
自2016年開始,瑞士的CST項目規(guī)劃了一條450公里的隧道，用于運輸包裹和貨運托盤,法國、意大利、英國和比利時等國也對地下磁懸浮軌道運輸技術(shù)、地下無人軌道運輸技術(shù)、地下真空管道技術(shù)等進(jìn)行了近20年的研究。我國的地下物流目前也在逐步的發(fā)展，北京通州地下物流系統(tǒng)規(guī)劃采用與地鐵公用隧道的方式來建設(shè)，提出了“地鐵+地下管道物流系統(tǒng)”的概念，利用地鐵軌道的富余來運輸貨物。
2018年京東也成立研究所專門研究城市地下物流，開發(fā)了管道膠囊快遞配送相關(guān)概念模型，但目前仍未應(yīng)用。此外還有，上海市的連接港區(qū)和物流園區(qū)的地下集裝箱專線，雄安新區(qū)結(jié)合綜合管廊的地下物流，北京城市副中心的地下貨運系統(tǒng)， 青島城區(qū)結(jié)合既有人防設(shè)施的地下物流以及覆蓋蘇南地區(qū)的城際集裝箱運輸專線……
由此可見，地下管道物流系統(tǒng)歷史悠久，應(yīng)用場景豐富，不僅可用于企業(yè)內(nèi)部的物流調(diào)配，也適用于城市內(nèi)的生活保障，乃至城市間及跨區(qū)域的貨物運輸。
運營管理如何實現(xiàn)?
這類系統(tǒng)作為基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，能突破現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)運輸能力的瓶頸，實現(xiàn)運輸效率的提升和空間的綜合利用，如何運營和管理這類運輸系統(tǒng)是最重要的問題之一。我認(rèn)為需要核心關(guān)注運營方式、運輸調(diào)度和成本效益三個方面。
運營方式主要有獨立成網(wǎng)運輸和與公共交通協(xié)同運輸兩種形式。盡管目前公共交通比如地鐵線路中并不具備貨運設(shè)備和能力，也缺乏工程實踐的驗證，但是在未來應(yīng)用中，與公共交通協(xié)同的地下管道物流系統(tǒng)將成為降低運營成本的一種方式。
運輸調(diào)度方面，需要確定可運輸貨物分類，確定標(biāo)準(zhǔn)運輸單元，然后對不同節(jié)點的功能分區(qū)進(jìn)行優(yōu)化，運輸過程中，涉及到運載車調(diào)度，運輸線路的設(shè)計與優(yōu)化，以及貨物如何裝箱等等。
成本效益可分為內(nèi)部成本與外部收益兩部分：
內(nèi)部成本即通過采取一定的方法來減少運輸?shù)呐抨爼r間、空返次數(shù)和系統(tǒng)損耗，以及提高滿載率和貨運量等指標(biāo)，盡可能的減少系統(tǒng)貨物運輸?shù)木C合成本。
外部收益即減少一定范圍內(nèi)運輸?shù)哪茉聪暮臀矚馀欧乓约疤岣哓浳镞\輸?shù)臅r間效益，盡可能的減少地下管道物流對地面交通的影響。
此外，地下物流系統(tǒng)的成本和效益計算時，也應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)建造成本、融資方式、設(shè)備費用和環(huán)境效益等多方面因素。
需克服的挑戰(zhàn)有多少?
地下管道物流系統(tǒng)涉及城市規(guī)劃理論、地下工程施工、計算機技術(shù)等眾多領(lǐng)域，離實際運營還有很多的問題要解決，最直接的問題比如地圖路線規(guī)劃問題，地下軌道建設(shè)成本如何最小化，中轉(zhuǎn)站設(shè)在哪，設(shè)立多少個合適等等，總結(jié)其面臨的諸多挑戰(zhàn)主要有以下幾類：
投資建設(shè)：地下管道物流系統(tǒng)的投資建設(shè)與組織管理涉及多個部門，具有多投資主體，多客戶主體和多管理主體的特征。因此，誰來投資建設(shè)和誰來管理成為當(dāng)前亟待解決的問題，至今尚未得到很好的解決。在管理上，其涉及地下施工、倉儲物流和交通運輸?shù)榷鄠€領(lǐng)域。
貨運量預(yù)測：貨運量和貨物運輸種類是地下管道物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而貨運需求量與未來的政策、經(jīng)濟水平、人口規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素相關(guān)，而由于各地區(qū)的相關(guān)因素隨時間呈動態(tài)變化，難以預(yù)測。
網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃：地下管道物流系統(tǒng)與其他交通運輸網(wǎng)絡(luò)之間是相互影響、相互補充的。高效貨運體系是在地上網(wǎng)絡(luò)與地下網(wǎng)絡(luò)共同作用下，能快速針對復(fù)雜動態(tài)環(huán)境進(jìn)行響應(yīng)的綜合貨運網(wǎng)絡(luò)。因此需要從地下空間規(guī)劃、物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃布局和交通運輸?shù)榷鄠€層面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)。
價值意義大于挑戰(zhàn)
(1)帶來電商配送革新
地下管道物流具有準(zhǔn)時、可靠的特點，可以很好地解決電子商務(wù)的物流瓶頸。比如在城市范圍內(nèi)合理規(guī)劃建設(shè)一些貨物分撥中心，并與地下管道物流系統(tǒng)相連，城市物流園區(qū)將貨物集中裝在自動導(dǎo)向車上，通過地下管道就可以配送到中轉(zhuǎn)站，再由中轉(zhuǎn)站送到消費者手中。
(2)推動港口運輸升級
通過在地下管道物流系統(tǒng)運輸集裝箱，將建立新模式的港口群集疏運模式，有效解決港口群之間、港口與腹地之間、港口與鐵路場站之間等的高效運輸，實現(xiàn)港口群之間的空間共享、設(shè)備共享、技術(shù)共享等問題，以達(dá)到整合的優(yōu)化效果。
(3)提升區(qū)域物流融合
地下管道物流具有綠色化、智能化、全天候運營等諸多特征，通過連接區(qū)域內(nèi)部主要的陸港、鐵港、空港、海港等物流園區(qū)，構(gòu)建區(qū)域性的城際間地下物流貨運干線網(wǎng)絡(luò)，可以有效緩解現(xiàn)有城際貨運的負(fù)外部性，節(jié)約蘇南地區(qū)稀缺的土地資源，促進(jìn)區(qū)域物流的可持續(xù)。
未來如何推動落地?
錢七虎院士曾說：“未來地下智慧物流配送系統(tǒng)讓商品像自來水一樣流入家中”，地下管道物流系統(tǒng)未來完成可以發(fā)展成一個連接城市各居民樓或生活小區(qū)的地下管道物流運輸網(wǎng)絡(luò)，并達(dá)到高度智能化，人們購買任何商品都只需點一下鼠標(biāo)，所購商品就像自來水一樣通過地下管道很快地流入家中。
要實現(xiàn)這樣的場景，地下管道物流系統(tǒng)的建設(shè)，需要通過共建共享物流基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)物流資源集約化利用，將智能化管道、AGV車輛、與5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合，形成智能地下物流系統(tǒng)，具體可以參考以下三個方向：
(1)全流程跟蹤貨物信息：在地下管道物流系統(tǒng)中，商流和物流的運轉(zhuǎn)均基于信息流進(jìn)行，只有及時、準(zhǔn)確的信息流才能實現(xiàn)高效的商流和物流。
貨物物流的電子標(biāo)簽化同樣需要進(jìn)入到地下物流系統(tǒng)中，并且通過物聯(lián)網(wǎng)綁定運載車與貨物，可已應(yīng)用5G或衛(wèi)星通信技術(shù)實現(xiàn)物品的連續(xù)定位，這樣可在不改變物流運輸?shù)乃俣鹊那闆r下，實現(xiàn)物品運輸全程實時跟蹤，使貨物信息流連續(xù)化。
比如近幾年我國自主研發(fā)了LuGuo種子輸送分類貯藏智慧系統(tǒng)，其地上軌道物流可以流暢銜接地下管道物流同時結(jié)合種子的電子標(biāo)簽，可以精準(zhǔn)定位溯源其產(chǎn)地和流向，實現(xiàn)智能配送、精準(zhǔn)分流，自動送達(dá)入戶。
(2)智能化AGV：運載AGV的智能化不只局限于將運載物品的電子信息與運載單位綁定實現(xiàn)信息化，更體現(xiàn)在AGV決策與運行智能化，它可獲取物品電子信息，并據(jù)此自動尋址、送貨上門，并具備自主乘坐電梯、呼叫門鈴等交互能力。
瑞士提出CST地下物流系統(tǒng)，主要由城市中心和物流中心之間的隧道系統(tǒng)、城市物流系統(tǒng)以及IT控制系統(tǒng)組成，在隧道內(nèi)部，無人自動駕駛AGV以30公里的時速行駛在軌道上，同時沿路線分布的樞紐可作為與其他運輸工具的接口。
因此，地下管道物流系統(tǒng)的AGV也應(yīng)接入信息化的物聯(lián)網(wǎng)平臺以實現(xiàn)自動尋址與行駛，并協(xié)同智能倉儲實現(xiàn)搭載物品的自主裝卸與存儲。
(3)智慧倉儲管理：地下管道物流系統(tǒng)可以設(shè)置中轉(zhuǎn)存儲節(jié)點，與智能倉儲相結(jié)合，運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算以及智能信息管理等技術(shù)實現(xiàn)智慧化倉儲管理，運作時作業(yè)層末端的數(shù)據(jù)直接上傳至數(shù)據(jù)云端進(jìn)行加工處理，并經(jīng)過控制系統(tǒng)向下發(fā)出系統(tǒng)指令和作業(yè)指令，從而大幅提升系統(tǒng)效率。
結(jié)語
目前地下管道物流系統(tǒng)采用的技術(shù)已經(jīng)不再是阻礙其落地的關(guān)鍵因素，其技術(shù)條件已經(jīng)被證實完全可行，但離實際運營應(yīng)用還有很多的現(xiàn)實問題要解決。其較高的運輸效率，既節(jié)約了土地資源，又隔絕了噪聲，同時減少了污染氣體的排放，在如此眾多的優(yōu)勢之下，地下管道物流的發(fā)展也將成為必然趨勢。
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