تحلیل تأثیر پایدار استراتژی‌های ادغام بار بر روی پلتفرم لجستیک جمع‌سپاری شهری

این مطالعه به بررسی اثرات استراتژی‌های تجمیع بار بر لجستیک جمع‌سپاری شهری، با تمرکز بر پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی می‌پردازد. با استفاده از یک مدل برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح مختلط با یک الگوریتم جستجوی همسایگی بزرگ تطبیقی، هدف ما بهینه‌سازی هزینه-بهره‌وری سیستم تجمیع بار است. داده‌های تحویل در دنیای واقعی و مسیر راننده از یک پلتفرم بزرگ لجستیک جمع‌سپاری چینی، همراه با داده‌های تلماتیک خودرو با وضوح بالا، مدل ما را در پنج سناریو اعتبارسنجی می‌کنند که هر کدام با ضرایب هزینه متمایزی تعریف می‌شوند که منعکس‌کننده اولویت‌های متنوع ذینفعان هستند. نتایج، پتانسیل کاهش تا ۲۱.۳ درصد در انتشار کربن، کاهش ۲۸.۳ درصد در پوشش مکانی فعالیت کامیون و افزایش ۷.۶ درصد در رانندگان موجود را نشان می‌دهند. با این حال، سفرهای بدون برنامه، به دلیل ادغام سفارش در وسایل نقلیه کمتر بدون افزایش تقاضای کلی، می‌تواند حداکثر مزایای کاهش کربن را تا ۱۶.۴ درصد خنثی کند. سایر تأثیرات بر رفاه مشتریان و رانندگان برای ارزیابی کمی جامع از مزایای پایداری استراتژی‌های تجمیع بار بررسی شده است.

مقدمه

بر اساس مفهوم سه رکنی پایداری (اجتماعی، اقتصادی و زیست‌محیطی) (Purvis و همکاران، 2019)، لجستیک شهری به دلیل توانایی‌اش در تحریک رشد اقتصادی با تسهیل تحویل در آخرین مایل، ایفای نقش محوری در کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی مرتبط با عملیات حمل و نقل بار، و همزمان برآورده کردن نیازهای اجتماعی با ارائه مشاغل تحویل به رانندگان، به طور گسترده به عنوان بخش مهمی از توسعه پایدار یک شهر شناخته می‌شود (He and Haasis، 2020). از آنجایی که حمل و نقل جاده‌ای همچنان بر حمل و نقل کالاهای زمینی تسلط خواهد داشت، انتظار می‌رود این اثرات به طور فزاینده‌ای در منطقه شهری برجسته شوند (Carrara و Longden، 2017). استراتژی تجمیع بار، که به عنوان استراتژی تجمیع نیز شناخته می‌شود، که اصطلاحی رایج در صنعت لجستیک سنتی است، به عنوان یک رویکرد هوشمندانه برای کاهش اثرات نامطلوب زیست‌محیطی در عین حفظ سطح رشد اقتصادی شناخته شده است (Mrabti و همکاران، 2021). به طور سنتی، استراتژی‌های تجمیع مورد توجه شرکت‌های حمل و نقل کوچک‌تری بوده است که وسایل نقلیه خود را دارند (Islam و همکاران، 2021). با این حال، با ظهور پلتفرم‌های تطبیق بار دیجیتال، اکنون می‌توان به مجموعه وسیع‌تری از وسایل نقلیه دسترسی داشت (پارک و همکاران، 2023). این امر باعث می‌شود وسایل نقلیه‌ای که در غیر این صورت با یک شرکت حمل و نقل بیکار می‌مانند، در صورت نیاز توسط سایر شرکت های حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرند (ژو و وان، 2022). در نتیجه، این استراتژی‌ها می‌توانند به طور مؤثر به مسائل مربوط به استفاده کم یا بیش از حد در لجستیک حمل و نقل شهری بپردازند (وو و همکاران، 2024)، و در نهایت فضای خالی کامیون‌ها، مسافت پیموده شده و توقف‌های غیرضروری وسایل نقلیه و انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط را بدون از دست دادن مزایای اقتصادی کاهش دهند (ارسلان و همکاران، 2019، گو، 2022).

استدلال می‌شود که یک استراتژی اشتراک‌گذاری بار که به خوبی اجرا شود، می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از حمل و نقل بار را به طور قابل توجهی کاهش دهد، بدون اینکه نیازی به توقف فعالیت‌های اقتصادی یا سرمایه‌گذاری سنگین در گذار به وسایل نقلیه با انرژی پاک‌تر باشد (Strulak-Wójcikiewicz and Wagner, 2021). علاوه بر این، اذعان می‌شود که کاهش انتشار کربن یک بازی با حاصل جمع صفر نیست؛ بلکه یک سناریوی برد-برد برای ذینفعان متعدد از جمله کامیون‌داران، مشاغل و مشتریان ارائه می‌دهد. به همین ترتیب، هدف ما بررسی تأثیرات مختلف استراتژی‌های مختلف اشتراک‌گذاری بار است، ضمن اینکه پیچیدگی‌های عملیاتی مرتبط با ادغام این استراتژی‌ها در فعالیت‌های روزانه پلتفرم را نیز در نظر می‌گیریم. با انجام این کار، ما به دنبال تأکید بر نقش اقتصاد اشتراکی در کاهش انتشار کربن در حمل و نقل بار درون شهری هستیم، ضمن اینکه تأثیرات بالقوه آن را بر جنبه‌های مختلف دیگر نیز اثبات می‌کنیم.

برای دستیابی به اهداف فوق، ما از داده‌های دنیای واقعی از یک پلتفرم بزرگ لجستیک جمع‌سپاری درون شهری چینی استفاده می‌کنیم. این مطالعه موردی به عنوان یک کاوش تجربی از تأثیرات چندوجهی استراتژی‌های ادغام بار عمل می‌کند. ما به طور خاص توابع هدف متنوعی را بررسی می‌کنیم که به ذینفعان مختلف درگیر اولویت می‌دهند و چارچوبی را ابداع می‌کنیم که بتواند، اولاً، به طور مؤثر داده‌های سفارش تحویل دنیای واقعی را برای تولید پویای راه‌حل‌های بهینه ادغام بار متناسب با اهداف ذینفعان مربوطه در نظر بگیرد، و ثانیاً، از داده‌های تاریخی مسیر با وضوح زمانی بالا و داده‌های تاریخی سفارش تحویل انفرادی برای انجام ارزیابی جامع از این استراتژی‌ها به صورت کمی، با استفاده از شاخص‌های زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی استفاده کند و به تصمیم‌گیری آگاهانه در حمل و نقل بار شهری کمک کند. تمرکز ما بر پرداختن به جنبه‌های منحصر به فرد حمل و نقل بار جاده‌ای در اقتصاد اشتراکی است. دستاوردهای این مقاله را می‌توان به شرح زیر خلاصه کرد:

با بهینه‌سازی طیف وسیعی از استراتژی‌های تجمیع بار برای لجستیک برون‌سپاری درون شهری، هر استراتژی برای اولویت‌بندی ذینفعان مختلف در سناریوهای مختلف تنظیم شده است.
ایجاد چارچوبی که قادر به استفاده از داده‌های سفارش تحویل در دنیای واقعی برای بهینه‌سازی پویای استراتژی تجمیع بار، و به‌کارگیری داده‌های تاریخی مسیر وسایل نقلیه با وضوح زمانی بالا و داده‌های سفارش تحویل فردی برای ارزیابی کمی اثرات پایدار استراتژی‌های توسعه‌یافته باشد.
تجزیه و تحلیل اثرات متنوع استراتژی‌های تجمیع بار از نظر جنبه‌های زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی، از جمله شاخص‌های انتشار کلی کربن، هزینه‌های تحویل مشتری، زمان انتظار مشتری، تعداد کل رانندگان موجود، پوشش مکانی فعالیت‌های حمل و نقل و درصد سربه‌سر راننده.
ارائه بینش‌هایی برای پلتفرم‌های لجستیک برون‌سپاری شهری و سیاست‌گذاران لجستیک مربوطه در مورد توسعه استراتژی تجمیع بار برای پشتیبانی از عملیات پایدار لجستیک شهری.

این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است: بخش 2 مروری بر ادبیات موجود در مورد استراتژی‌های حمل و نقل پایدار شهری با تمرکز بر تعریف، نقش، چالش‌ها و تحلیل اثرات استراتژی ادغام بار ارائه می‌دهد. بخش 3 بیان مسئله را ارائه می‌دهد و در بخش 4، توسعه مدل بهینه‌سازی چند هدفه را به تفصیل شرح می‌دهیم. این بخش همچنین منطق توسعه پنج سناریوی متمایز برای آزمایش را نشان می‌دهد. بخش 5 شرح داده‌ها و روش پردازش آن را همراه با نتایج تحلیل تأثیر حاصل از بررسی مطالعه موردی پوشش می‌دهد. در نهایت، در بخش 6، نتیجه‌گیری‌ها و پیامدهای مطالعه را ارائه می‌دهیم. به منظور شفاف‌سازی در مورد اصطلاحات کلیدی مورد استفاده در سراسر این مقاله، واژه‌نامه‌ای در انتهای سند در پیوست E گنجانده شده است.(منبع).