作為物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與城市管理、地下工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，隨著時(shí)代的發(fā)展，第五類(lèi)運(yùn)輸供應(yīng)系統(tǒng)——地下物流系統(tǒng)(Underground Logistic System)應(yīng)運(yùn)而生。

地下物流系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)ULS，是指利用AGV(自動(dòng)引導(dǎo)車(chē))和DMT（兩用車(chē)）等運(yùn)載工具，通過(guò)超大型地下管道、隧道等運(yùn)輸通道，運(yùn)輸固體貨物的一種新型運(yùn)輸供應(yīng)系統(tǒng)。

簡(jiǎn)而言之，就是在地下建立起一套運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，將其前端倉(cāng)儲(chǔ)和終端配送環(huán)節(jié)與地面相連，使整套物流系統(tǒng)在地下通道內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸。

地下物流系統(tǒng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，能突破現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸能力的瓶頸，實(shí)現(xiàn)城市地下空間的綜合利用，其環(huán)保、高效等優(yōu)點(diǎn)引起越來(lái)越多國(guó)家的關(guān)注。本期，我們將對(duì)國(guó)內(nèi)外地下物流系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向進(jìn)行分析。

國(guó)外地下物流系統(tǒng)發(fā)展動(dòng)向分析

20世紀(jì)90年代以來(lái)，許多發(fā)達(dá)國(guó)家在地下物流系統(tǒng)的可行性、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和工程技術(shù)方面做了大量的研究和實(shí)踐。其中，以英國(guó)、荷蘭、德國(guó)、日本和美國(guó)為代表的國(guó)家，已初步采用了地下物流系統(tǒng)。

No.1英國(guó)

英國(guó)對(duì)于ULS的應(yīng)用研究有近百年的歷史。

自1928年以來(lái)，倫敦街道下20米處存在一個(gè)皇家地下郵件軌道系統(tǒng)“Mail Rail”，全長(zhǎng)37公里，每天運(yùn)營(yíng)19小時(shí)，每年工作286天，在其最高峰時(shí)每天處理9個(gè)州超過(guò)400萬(wàn)個(gè)信件和包裹，現(xiàn)在他們計(jì)劃通過(guò)該系統(tǒng)向英國(guó)首要購(gòu)物街——牛津街配送貨物。

此外，倫敦還擁有一條全新的自動(dòng)化地下管道運(yùn)輸系統(tǒng)，管徑為2.74米，行駛速度為60km/h，共可載貨50噸，

No.2荷蘭

針對(duì)性和標(biāo)準(zhǔn)性是荷蘭建設(shè)ULS最為明顯的特性。

眾所周知，荷蘭擁有世界上最大的花卉市場(chǎng)—阿姆斯特丹花卉市場(chǎng)，為了確保鮮花高效、高質(zhì)量的運(yùn)輸，1996年1月，荷蘭開(kāi)始研究如何連接重要交通樞紐，如首都阿姆斯特丹國(guó)際機(jī)場(chǎng)、hoofd dorp鐵路中轉(zhuǎn)站，形成阿姆斯特丹花卉市場(chǎng)地下物流系統(tǒng)。

花卉的運(yùn)輸均在地下完成，只有到達(dá)終點(diǎn)時(shí)才將花卉呈現(xiàn)在地上。

2004年，荷蘭已完成阿姆斯特丹花卉市場(chǎng)地下物流系統(tǒng)的建設(shè)，并且應(yīng)用于商業(yè)運(yùn)輸。

No.3德國(guó)

德國(guó)對(duì)于ULS的研究主要集中在未來(lái)三維城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)上。

自1998年以來(lái)，德國(guó)進(jìn)行了一項(xiàng)名為“地下運(yùn)輸和供應(yīng)系統(tǒng)”的聯(lián)合研究，并將其定義為 CargoCap。

圖 1 CargoCap智能系統(tǒng)運(yùn)輸集裝箱工具[3]

如圖 1所示，為了促進(jìn)CargoCap智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)運(yùn)輸供應(yīng)系統(tǒng)的協(xié)作，該系統(tǒng)以托盤(pán)為載貨平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)輸。

該項(xiàng)目計(jì)劃在魯爾地區(qū)建立一條由三相交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的地下貨運(yùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)長(zhǎng)約80公里，管徑為1.6米，以36km/h的速度恒定運(yùn)行，圖 2所示為CargoCap智能系統(tǒng)示意圖。

圖 2 CargoCap智能系統(tǒng)示意圖[3]

更特別的是，被雷達(dá)監(jiān)控的CargoCap智能系統(tǒng)能夠有效降低能耗、提高運(yùn)輸速率并做到零排放。

No.4日本

日本對(duì)物流隧道網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)行了更深層次的分析。

目前已投入2個(gè)用于商業(yè)運(yùn)輸?shù)腜CP系統(tǒng)，其中之一用來(lái)運(yùn)輸隧道沙石，該系統(tǒng)全長(zhǎng)約5公里，速度可達(dá)100m3/h；另一個(gè)用來(lái)將礦石從礦井運(yùn)送到水泥混廠，該系統(tǒng)全長(zhǎng)約3.2公里，每年可運(yùn)輸200萬(wàn)噸礦石。

此外，日本發(fā)明了標(biāo)準(zhǔn)載荷為2噸的DMT，該運(yùn)載工具不但能在地上利用電池供電進(jìn)行人工駕駛，而且可以能地下特定導(dǎo)軌上利用電能進(jìn)行自動(dòng)駕駛。

2000年，日本將地下物流技術(shù)列為政府重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的高新技術(shù)領(lǐng)域之一，提出建立總長(zhǎng)201公里、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施106個(gè)的地下物流系統(tǒng)。

預(yù)計(jì)該系統(tǒng)將在整個(gè)東京地區(qū)運(yùn)載超過(guò)三分之一的貨物，地面車(chē)輛也將能夠增加30%的速度行駛。

No.5美國(guó)

2000年，美國(guó)Texas A＆M University和荷蘭Technische University Delft的專(zhuān)家學(xué)者提出美國(guó)休斯頓地下物流系統(tǒng)項(xiàng)目，進(jìn)行可行性分析并設(shè)計(jì)初步規(guī)劃。據(jù)報(bào)道，該項(xiàng)目將使用AGV小車(chē)作為運(yùn)載工具。

除以上代表性國(guó)家之外，瑞士也對(duì)地下物流系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，其建設(shè)計(jì)劃已提上日程。

為緩解城市壓力，瑞士提出建立“Cargo Sous Terrain地下物流系統(tǒng)（CST）”，其技術(shù)和商業(yè)可行性的研究已于2015年通過(guò)確認(rèn)。

由互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)操控的“Cargo Sous Terrain地下物流系統(tǒng)”通過(guò)隧道連接物流中心與城市中心，如圖 3所示，根據(jù)瑞士的地下物流規(guī)劃，在隧道頂板上，三個(gè)輸送機(jī)能夠以60km/h的速度運(yùn)輸小包裹，沿路線分布的樞紐可作為與其他運(yùn)輸工具的接口。

圖 3 隧道斷面示意圖[5]

在隧道內(nèi)部，無(wú)人自動(dòng)駕駛車(chē)輛以30km/h的速度行駛并在車(chē)尾處帶托運(yùn)輸。

據(jù)報(bào)道稱(chēng)，CST項(xiàng)目的一期開(kāi)發(fā)需要投資超過(guò)35億瑞士法郎，預(yù)計(jì)2030年完成從尼德比普到瑞士最大城市蘇黎世長(zhǎng)約70km的管道建設(shè)任務(wù)，其建設(shè)工作將在2023年開(kāi)始[5]。

國(guó)內(nèi)地下物流系統(tǒng)發(fā)展動(dòng)向分析

隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展和物流技術(shù)水平的提高，我國(guó)對(duì)地下物流系統(tǒng)的研究主要集中在理論層面，在實(shí)踐應(yīng)用方面也進(jìn)行了踴躍的探索。

1998年中國(guó)工程院院士錢(qián)七虎提出在中國(guó)發(fā)展城市地下空間，并呼吁開(kāi)展對(duì)地下物流系統(tǒng)的研究。

2003年，田聿新與聶小方分析了新興城市地下物流系統(tǒng)發(fā)展情況及其優(yōu)勢(shì)。

2004年，錢(qián)七虎院士結(jié)合國(guó)外地下物流系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和北京市交通現(xiàn)狀，明確提出利用地下物流解決特大城市交通問(wèn)題，代表著我國(guó)地下物流系統(tǒng)應(yīng)用研究里程碑式建設(shè)。

此后，城市交通、物流、地下工程、裝備制造等各領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者對(duì)城市地下物流系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)選址、線路優(yōu)化、可行性分析等的研究便層出不窮。

各個(gè)高校也成立了地下物流系統(tǒng)研究小組，積極投入到中國(guó)地下物流系統(tǒng)建設(shè)。

2017年中國(guó)成立第一個(gè)地下物流專(zhuān)業(yè)委員會(huì)，由上海市政總院牽頭聯(lián)合解放軍理工大學(xué)、北京交通大學(xué)、上海海事大學(xué)及同濟(jì)大學(xué)共同發(fā)起成立，成為地下物流領(lǐng)域的研究創(chuàng)新、行業(yè)技術(shù)交流、專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的專(zhuān)業(yè)服務(wù)平臺(tái)。

2018年11月，國(guó)際地下物流協(xié)會(huì)和中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)地下物流專(zhuān)業(yè)委員會(huì)聯(lián)合主辦了“第八屆國(guó)際地下物流大會(huì)”，論述了世界地下物流系統(tǒng)的主導(dǎo)概念和設(shè)計(jì)，闡述了未來(lái)城市地下物流系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，并探討了相應(yīng)政策和管理等經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。

中國(guó)正奮力譜寫(xiě)應(yīng)用城市地下物流系統(tǒng)的新篇章。

2004年廣州提出建設(shè)垃圾分類(lèi)管道傳輸系統(tǒng)，引入瑞典相關(guān)技術(shù)，以減少垃圾處理產(chǎn)生的污染并實(shí)現(xiàn)就地資源再利用。

2014年我國(guó)自主研發(fā)了“LuGuo種子輸送分類(lèi)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，實(shí)現(xiàn)智能配送、精準(zhǔn)分流，自動(dòng)送達(dá)入戶(hù)。

雖然現(xiàn)階段中國(guó)投入使用地下物流系統(tǒng)的實(shí)例不多，但也不乏政策鼓勵(lì)和支持，各科研院所和企業(yè)等在地下物流系統(tǒng)理論研究以及實(shí)踐探索方面都做了大量工作。

以京東為代表的電子商務(wù)公司正積極探索建設(shè)地下物流系統(tǒng)。

2017全球新一代物流峰會(huì)上，京東表示已經(jīng)開(kāi)始規(guī)劃磁懸浮技術(shù)在物流管理方面的應(yīng)用，并與美國(guó)Magplane Technology簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同開(kāi)發(fā)地下物流磁懸浮管道技術(shù)即“地下膠囊物流系統(tǒng)”，以建立地面和地下智能軌道交通網(wǎng)。

2019年4月舉辦的雄安城市物流發(fā)展論壇上，京東透露已經(jīng)著手布局雄安地下物流系統(tǒng)。

2019年11月初，京東發(fā)布了“地下膠囊物流系統(tǒng)”的快遞配送概念視頻，圖 4為該系統(tǒng)的動(dòng)畫(huà)圖。

圖 4 京東“地下膠囊物流系統(tǒng)”動(dòng)畫(huà)圖