地下物流:环境友好型社会的新型物流运输方式
节约资源、保护环境是世界各国共同关心的重大课题,近年来我国高度重视实施可持续发展战略,明确提出了加快建设资源节约型和环境友好型社会的战略目标。地下物流注重经济、社会与环境的协同统一,旨在减少人类活动对生态系统的负面影响,是一种资源高效利用、污染物低排放、生态兼容性高的生产生活方式,具有速度快、成本低、准时性等优势,是新时代环境友好型社会的新型物流运输方式。当前,城市面临着货运需求急速增长、道路交通拥堵等问题,城市配送越来越难以满足物流需求,以地铁运输系统为主导的城市地面地下一体化物流系统应运而生。
一、线轨式地下物流模式与优势
地下货物运输至少有200年的历史,1853年英国伦敦利用气力运输皇家邮件的地下管道是现代城市地下物流系统的原型。20世纪90年代以来,现代城市地下物流系统的研究受到了西方发达国家的高度重视,并成为未来可持续发展的高新技术领域的研究方向。
地下物流系统 (Underground Logistics System,ULS ,也称地下货运系统)是指在城市内部及城市间,通过地下管道或隧道等封闭空间来自动化运输货物,是符合未来城市发展需要的一种全新概念的运输和供应系统。ULS分为管道运输和隧道运输两种形式,世界各国对ULS的概念解释和制定的标准也不统一,并发展出各具特色的地下物流技术系统。管道物流运输形式相对统一,可分为气力输送管道、浆体输送管道、舱体运输管道。对于隧道运输形式,美国称为地下管道货物运输,其优势是速度快、成本低、全自动化、高准确性等,是缓解城市交通拥堵、减少环境污染、提升城市货物运输的质量与通达性的重要方式,具有广泛的应用前景。
地下物流网络的设计模式有三种:线轨式、联通式与轴辐式。线轨式技术参考地铁轨道,特点是逐线成网,班次固定;联通式技术参考胶囊管道,特点是投入成本大、建设难度系数大;轴辐式技术参考电气胶囊和地铁网络,特点是多级配送。
伴随着我国大中城市地铁的快速发展与逐线成网、班次固定网络布局,地下物流对城市环境的改善、提升城市物流效率、改善购物便捷体验作用明显,以地铁网络为基础来运行的线轨式地下物流网络是最符合实际的最现实的选择。
二、地面地下一体化的物流系统
地面地下一体化物流系统的形态层规划设计,直接决定了城市地面地下一体化物流系统的服务对象和服务范围。依据地铁轨道建设的地下物流系统 (M-ULS) 投资更低、建设难度更小,该系统将进一步为全国轨道交通提供新的商业模式和想象空间。地面地下一体化物流系统涉及地面地下一体化物流系统、线路、节点与货物,基于地铁网络的“地铁干线-地面末端”的新型同城快递配送模式得以在城市推广。
地下物流模式是运营管理的发展方向。从列车构造角度的不同一般把地铁的货运模式分为三种,即客货混载模式、共线拖挂模式和共线分离模式。
地下物流线路直接影响服务运作效能。地铁线路形态造就了线状、环状、栅格状、树状和混合状五种地下物流网络形态分布,影响着物流网络节点的分布情况、连通度以及设计开发难度等。
地下物流节点是物流网络的基本组成单元,是指地下物流网络中连接物流线路的结节之处,也是进出地下物流通道的站点,节点数量及空间布局,对于物流系统的运转效率与合理性有着直接影响,未来分离式与结合式两种综合地铁站成为物流节点可能。
地下物流货物与地面物流是有区别的。地下物流货物受体积、形态和重量等因素制约,进入城市地下物流系统的货物品类需要进行分类、筛选及制作载具,甚至需要合理的通道利用与车厢局部改造。
三、“无人车+地铁”郑州实践
近年来,我国许多城市开始将地下物流作为破解城市物流困局、推进城市建设的举措之一,以地铁物流与地面快递车联合配送的城市一体化物流系统的研究与实践取得了丰硕的成果。
2025年,河南顺丰与郑州地铁公司开展合作,在不调整列车发车时间和停站时间、不影响乘客出行、保障公共卫生安全的基础上,自当年11月19日起启动“无人车+地铁”多式联运方案,延伸快递包裹借助地铁的运输线路开展地下物流。在郑州南北方向上河南顺丰在郑州地铁2号线港区北站至二里岗站区间试行“轨道+快递”联运。有数据显示,快件包裹从河南顺丰郑州港区转运中心出发到管城回族区二里岗站附近顺丰营业店,通过无人车转运至地铁站点,交由地铁专列运输至目的地,较原地面运输模式提前40分钟。目前,河南顺丰通过郑州地铁5号线、1号线、3号线,在郑州东西方向同步启用同城快件“无人车+地铁”模式,整体快件投递时效提升约2小时。据悉,河南顺丰已与郑州地铁11个流向开展投运快件合作,日均发运量在1500票左右,预计后期方案成熟后,日均运输量将破万票。
实际上,郑州地下物流真正意义上实现了河南顺丰与郑州地铁的“双赢”。对城市轨道交通而言,利用非高峰时段开展物流配送的试点应用,是地铁作为公共交通工具充分市场化的重要探索,不仅能有效盘活轨道交通空闲时段的运力资源,在一定程度上缓解路面拥堵,还为轨道交通企业开辟了新的商业模式。
四、线轨式地下物流趋势与挑战
目前,城市地下物流系统在全世界范围内得到广泛研究和应用。早在1996年,荷兰开始对史基浦国际机场、阿斯米尔鲜花拍卖市场和铁路终端之间的地下货运网络进行了规划设计。除此以外,法国、意大利、英国和比利时等国也对地下磁悬浮轨道运输技术、地下无人轨道运输技术、地下真空管道技术等先后进行了20年的研究。作者通过知网查阅文献发现,国内学者有关地下物流研究最早在2000年之后,研究聚焦于地下空间与基础设施规划以及针对大型城市的网络设计方法,研究内容分布较为零散,尚不成体系。
《交通强国建设纲要》中明确提出要积极发展城市地下物流配送。正因如此,我国的城市地下物流系统也得到广泛发展,包括上海市的连接港区和物流园区的地下集装箱专线,雄安新区结合综合管廊的ULS,北京城市副中心的地下货运系统,青岛城区结合既有人防设施的ULS以及覆盖苏南地区的城际集装箱运输专线。近10年来,与地下物流相关的专利数量逐年递增,其中,主要以上海海事大学、上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司、西南交通大学等单位为代表。
研究认为,发展地下物流符合国家重大战略需求和创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,是环境友好型社会的新型物流运输方式。北京、上海等地已尝试将城市地下物流系统列入城市地下空间规划纲要。“十五五”时期,河南省邮政管理局也将继续推动更多快递企业与公共交通运营公司对接合作,并鼓励邮政快递企业使用无人车、无人机联运接驳,打造天上、地上、地下全方位一体化智慧化寄递网络。
客观地讲,世界上对城市地下物流的关注度极高,但研究与实践仍存在许多不足。任何新生事物的发展都需要一个过程,现代物流也不例外。由于地下物流运输系统网络建设运营的成本和收益计算的复杂性、投资建设策略的随机性和工程建设的风险性,城市地下物流网络的优化求解过程还是很复杂的。
首先,节点方面,在地下物流系统当中,城市居民的货物种类、大小形状是不一致的,在考虑地铁客、货机车时间窗约束和货流量不确定的情况下,如何对节点内部功能区域进行布局才能实现成本与效率的双赢。其次,协同运输方面,在地下地面一体化的物流系统当中,如何实现地下载具、节点和地面载具三者之间在运量、成本以及效率等方面的协同,怎样结合地下地面设施和装备的技术参数特征来建立模型,协同优化整体的运输效率,其中就包括标准化的作业工具以及作业区域的设置。最后,发展地下物流系统的目标体系与可行性评价研究尚不完善,运营过程与机制等方面的研究成果更少,尤其是城市地下物流具有半公共产品的性质,对城市可持续发展有重要作用,未来工程实践需要政策的支持和引导。
总之,城市地下物流系统具有低成本、可靠、高效、准时的优势,而且不受气候和天气的影响,是一种可行的、创新的绿色物流方式,是可以替代中短距离道路运输的一种有发展前途的运输方式,成为物流行业进行模式创新的重要方向。
【作者:仝新顺,黄河科技学院教授,兼任河南省物流学会副会长、河南交通物流与枢纽经济研究中心执行主任】
编辑:付婷