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创新的物流模式和集装箱解决方案
高效的最后一英里交付

Mauro Dell Amico_, Selini Hadjidimitriou

摘要

城市货物分配对经济很重要。然而，城市交通造成交通，噪音和污染。欧洲研究项目CityLog（框架计划7的一部分）旨在通过在包裹递送的背景下提出一种基于两种车辆和集装箱解决方案的物流模型来提高城市配送效率。当前的城市配送方案包括许多离开中心并驶向城市的车辆。用于城市交付的创新物流模型引入了一种概念，该概念使用两种类型的车辆：在仓库中装载有多个可以装载普通包裹的装载单元的货运巴士，以及是一辆具有高环保性的轻型车辆的送货车兼容的特性使其非常适合在市区内使用。当从货运巴士转移到送货车时，每个装载单元都取代了车厢。这些可互操作的车辆和集装箱形成了一条改进的物流链，减少了进入市区的车辆数量，行驶的油压计和污染物排放。当接收器在交付过程中不在家时，不必要的驱动式测高仪的另一个来源是交付失败。模块化BentoBox是项目引入的第二个概念。通过将货物交付到便箱，而不是交付给客户所在地，它可以在物流和客户利益的优化之间取得平衡。.货箱中存储着包裹，直到客户取货为止。模块化BentoBox系统引入了可移动模块的概念，即带有各种尺寸抽屉的手推车。这些手推车及其抽屉在仓库中装满了包裹。承运人将手推车运到市中心，然后将其插入便箱。通知客户后，便箱便箱中的包裹已准备就绪。为了访问包裹，顾客在用户界面上输入他的特殊代码。模块化BentoBox系统还可以配备称重和付款系统，用于运输包裹。运送货物的手推车由承运人带回仓库。这些CityLog概念将在2012年在三个欧洲城市中实施和测试：柏林，里昂和都灵。

1. 介绍

在研究项目CityLog（由欧盟委员会根据第七框架计划，主题7，可持续地面运输）共同资助的情况下，车辆之间的互操作性得到了改善，特别是在处理负载单位方面，从而使每辆车辆支持不同类型的任务，并减少市区内包裹运送的影响。在本文中，我们提出了两种创新的城市物流解决方案，并讨论了它们对减少CO₂和交通拥堵的影响。在第2节中描述的第一个概念的目标是，通过引入共享可互操作负载单元的两种不同车辆在转运区的车辆之间进行交换，来实现内城运输的脱钩。在第3节中介绍的第二项创新定义了一种将货物的运输和交付阶段与最终客户分离的系统。第4节描述并比较了四个方案和一个基本方案。基本方案是指实际的分配过程，其他四个方案则模拟了创新的物流分配。最终目标是从行进的公里数，污染物的排放量和运输成本方面显示出新客户分配所带来的节省。

1. 创新的物流配送

如今，城市货运配送是由几辆货车直接将货物交付给客户的。运输运营商通常通过划分市区中的交货地点来组织交货。仓库通常位于附近，但位于市中心之外。通常，如果交付失败，则客户需要去仓库取货。

本章介绍了一种创新的物流配送，其中包括介绍两种不同的车辆类型，旨在通过降低运输成本来优化配送。更具体地说，分配模型可以减少市区行驶的公里数，从而立即减少污染物的排放和拥堵。由于缩短了运输任务，因此可以使用对环境影响很小的车辆，例如全电动车辆（FEV）。

分配模型的两辆车分别是一辆欧洲货运卡车和一辆小型货车（总载重量达3.5吨），在续集货运巴士和送货车中称为。货运公交车在仓库中装载了多个可以装载普通包裹的装载单元（LU）：LU的最终范围是更换送货车的车体。LU的支脚可伸到箱子上，支脚可以伸缩，以便抬起或放下LU，以便从货运巴士和送货车上取货。负载单元被扭锁锁在车辆上方。

每个LU都在仓库中装载了要由单个车辆运送的包裹。LU的设计具有适当的宽度和长度，以便可以将3个LU装载到单个货运巴士上，然后将它们运输到靠近市区但在市区以外的中间转运区。在此区域中，LU被存储（靠腿支撑），直到带有裸露底盘的送货车到达并装载一个LU作为其主体。货运巴士的运输再加上货车的三个任务。

其基本思想是，厢式货车是小型车辆，可能具有完全的电力牵引力，非常环保，并且在进入敏感区域（作为老城区的中心）时影响很小。但是非常重要的事实是，运输阶段的解耦直接影响了经济最终环境成本的降低。我们将在下一部分第4节中分析这一方面。

1. 模块化BentoBox系统（M-BBX）

模块化便当盒系统（M-BBX）是高效的最后一英里交付解决方案。该解决方案的目的是通过将商品交付到便当盒中储存直到顾客提货来解决“最后一英里问题”。便签盒可以位于住宅区，大型购物中心内，被办公室包围的中央广场中，即在几个客户可以以较小的行驶距离访问便当盒的地方。一些物流运营商已经采用了类似的想法，例如DHL在2002年引入了用于家庭派送的Packstation系统，奥地利邮政引入了Post.24包裹机，可以在一天中的任何时间和在任何时间收集和邮寄包裹。晚上或爱沙尼亚SmartPOST包裹码头。

M-BBX的思想通过引入可移动模块的概念对这些系统进行了改进。便箱具有一个固定部分，称为扩展坞，它由一个用户界面和一个控制单元（将在后面描述）和一个机箱（分为几个模块）组成（在CityLog实施中为六个）。在每个模块中，我们可以插入一个手推车，该手推车再分为几个不同大小的抽屉。在仓库，抽屉里堆满了包裹。物流操作员将满满的手推车运到便箱，然后将它们中的每一个插入模块中，可能会卸下空的手推车。消息系统通知客户，他的商品已放置在便当盒中，他/她可以在更适合自己的时候去取货。

从技术角度来看，手推车的抽屉门由电锁关闭，该电锁由安装在手推车上的专门设计的硬件控制。只有在施加适当的电压时，才可以打开储物柜，即，当没有能量供应时，它们处于“关闭”的稳定位置。此外，抽屉还配备有传感器，当抽屉打开时，该传感器会通知控制器。推车上没有电池，但是当将其插入扩展坞时，它会连接到电源和Can-bus，以与控制单元交换信息和命令。自动握手技术允许控制单元识别新手推车的插入并发送命令以管理正确的门打开。用户在用户界面上识别自己，控制单元自动打开对应于其包裹的门。CityLog测试案例中实现的用户界面是带有多语言菜单的触摸屏，但其他几个界面也被设计为智能卡读取器，代码读取器，语音识别器，智能手机等

为了对所有操作进行完整的远程控制和监视，控制单元已连接到数据网络（Wi-Fi，UMTS，有线网络等，在不同的实现方式中是可能的），以便可以将其传输到信息系统物流操作员关于使用便当盒的实时信息，包括在抽屉打开时的一些警报。

M-BBX可以在物流优化与客户利益之间取得平衡，并改善环境影响。与传统交付相比，物流操作员执行的操作总数更少。实际上，在传统系统中，要运送的包裹被装载在仓库的厢式货车上，而驾驶员必须履行的任务与包裹的数量一样多。使用M-BBX，包裹将被装载到仓库的手推车的抽屉中（与未分类的货车车体相比，这需要稍长的时间），而驾驶员则对包含在仓库中的所有包裹执行一次停止和一次交付。手推车。此外，由于客户不需要在操作员交付包裹的同时领取包裹，因此成功交付的数目预计会增加。如果收件者不在发送货物的地址或收件人已转移到另一个地址，则交货可能不会成功。交货不成功既昂贵又费时。最近，Edwards等人（2009年）对交货失败的CO₂排放进行了建模。对于10％的故障率，结果表明CO₂排放量增加了15％，对于30％的故障率，则增加了45％，而对于50％的故障交付量，CO₂则增加了75％）的排放是可以预期的。

• 1. M-BBX的使用

本段比较了用标准交付量和M-BBX交付38个包裹所需的平均时间，以便估计可能节省的时间（38是包裹中可能的包裹数量M-BBX配置，将由CityLog项目进行测试）。两种分布模型的比较假设客户定居在距离便箱合适距离（最多250 m）的区域。

在标准交付中，为客户提供服务所需的时间约为2分钟，即为38位客户提供服务所需的时间为76分钟。假设驾驶员在交货区域停了两次，每次需要5分钟才能找到停放货车的地方。实际上，使用标准交付模型从两个不同的位置向38个客户交付包裹的总时间约为1小时26分钟。

M-BBX包括通过更换手推车将货物运送到便箱。在我们的初步实验中，我们平均测量了5分钟，这对于卸载手推车，将其插入底盘模块，将其固定到扩展坞并将空的手推车装载到送货车上是必要的。因此，更换包含38个包裹的6辆手推车需要30分钟。

除了节省时间外，由于物流经营者有可能向客户推翻使用M-BBX所获得的优势，因此可以降低客户为服务付费的成本。

1. 方案比较

本段就行进的测高计和污染物排放而言，将四种替代方案与基本方案进行了比较。所有方案都假定市区的密度是足够的市场密度的代表。这应该为城市环境中的显着效率改善提供机会（Gevaers等，2011）。这些场景在里昂设定，里昂是2012年将对CityLog项目进行测试的三个城市之一。在里昂，该仓库位于城市南部的Pierre Benite。

基本方案表示实际的交付过程，该过程由多个执行标准城市配送的交付货车组成。其他四种情况代表了创新的分销过程（图1）。四种情况之间的差异与仓库与转运区域之间的距离有关。目的是根据行驶的油压计，行驶时间和污染情况评估转运区域位置的影响。

• 1. 基本方案

城市货运分配的基本方案包括在仓库装载几辆货车。每辆货车将包裹直接交付给客户。物流运营商的策略是通过根据客户的距离对客户进行聚类来识别多个城市区域。每个市区由里昂的三个地区（3eme，6eme和7eme）确定，包括20个客户。此方案估算了三辆送货车行驶的总音高计及其对环境的影响。这三条路线的环境影响是通过环境计算器生态运输信息工具（EcoTransilT）计算的，该工具可量化货运的排放量。

• 1. 情景

四个方案的不同之处在于转运区域的位置。

图2显示了位于市区中心附近的转运区域（方案I）；并在仓库旁边（场景II）。在图3中，转运区域分别位于城市中心的左侧和右侧（场景III和IV）。

图4提供了仓库，运输区域和转运区域的四个不同位置的图形表示。表1根据图2和图3所示的假设报告了每种方案的堆场与转运区之间的距离。最远的转运区是方案III（11.3 Km）和方案IV（图3）。 10,9 Km）。必须注意，这些转运区域通过快速流动的道路分别连接到仓库：A7 Autoroute du Soleil和Laurent Bonn ^ ayay环路，因此可以缩短行驶时间（8分钟和9分钟）。

表2和表3列出了使用OpenRouteService获得的最佳路线的行驶时间和Km。在方案I中，旅行时间和测斜仪的最大减少量（分别为-23％和-28％）。相反，在方案IV中，旅行时间和测微计分别增加了16％9%.仓库与转运区之间以及转运区与每个客户之间的距离较长解释了这一点。因此，仅在前三种情况下才能节省行进时间和行进的Chilometer。

表4显示了使用EcoTransIT工具计算的CO2排放量。与基本方案相比，只有方案IV显示出CO2排放量略有增加（ 1,2％），这是由于转运区域和每个客户之间的平均距离更长。

但是，必须注意的是，即使每天只有几次重复，每次行程都可以使CO2大大减少。例如，对于情景II中节省的0，在220个工作日内，每年将减少22吨CO2。因此，方案I允许每年节省401的CO2。

此外，先前的假设突出表明，在行进的公里数，行进时间和污染方面所节省的费用不仅取决于堆场与转运区之间的距离，还取决于转运区与每个客户之间的平均距离。此外，转运区域的引入还可以带来其他优点，例如与使用污染较小的车辆（如电动车辆）的可能性有关。

最后，考虑到在转运区处理作业所需的额外时间，将这四个方案与基本方案进行了比较。假设从货运巴士上卸下LU，将LU装载并锁定到送货车上所需的时间平均为4分钟，则在12分钟内装载三个送货车。

表5显示标准模型的交货时间为1小时11分钟。即使转运与基本方案相比引入了额外的操作，方案I也可以减少交货时间。减少的原因与转运区域的位置有关，即与从仓库通过A7 Autoroute du Soleil（图4）到达仓库所需的旅行时间较短。相反，由于转运区域和客户之间的距离，方案IV的最长交货时间为1小时34分钟。必须注意的是，此示例仅考虑LU容量为10 m3的20个包裹。因此，如果逻辑单元已满载，则创新的物流模型将与基本方案竞争激烈。

• 1. 财务考虑

最后一部分介绍了有关上述四个方案的实施和管理的一些财务考虑。要考虑的第一个财务方面涉及引入转运区域的成本，这是创新物流模式的一部分。Browne等人广泛分析了不同城市整合中心（UCC）的成本和收益。（2007）。这项工作的一个结论是：“UCC的成功取决于交通的性质和数量，以及为运营引入财务支持并增强服务质量以吸引更大吞吐量的可能性^。无论如何，如果物流运营商必须为进行转运业务的地区支付收购或租金，创新的物流模式可能会变得不利，可能的解决方案是在此过程中让地方政府（LA）参与进来。通过寻找一个合适的地点让物流运营商以

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