سیستم‌های پیشرفته حمل و نقل بار برای مناطق شهری شلوغ

سیستم‌های پیشرفته حمل و نقل بار برای مناطق شهری شلوغ

حمل و نقل بار شهری، فعالیتی بسیار مهم و در عین حال نسبتاً نگران‌کننده است. به طور فزاینده‌ای، تلاش‌هایی برای اندازه‌گیری و کنترل جابجایی بار در مراکز شهرها مشاهده می‌شود. ما یک چارچوب سازمانی و فناوری ممکن برای مدیریت یکپارچه حمل و نقل بار شهری معرفی می‌کنیم و مسائل و مدل‌های مهم برنامه‌ریزی و بهره‌برداری مرتبط را شناسایی می‌کنیم. سپس فرمولی برای یکی از این مشکلات، یعنی طراحی ساختار لجستیکی پیشنهادی، شرح می‌دهیم و مسائل الگوریتمی و پیاده‌سازی را مورد بحث قرار می‌دهیم. شهر نمونه و چالش ما رم است.

مقدمه

حمل و نقل کالا فعالیتی بسیار مهم در مناطق شهری است. برای مردم، این امر مستقیماً تأمین کافی کالا در فروشگاه‌ها و همچنین تحویل کالا در منزل را تضمین می‌کند. برای شرکت‌هایی که در محدوده شهر مستقر هستند، این امر پیوندی حیاتی با تأمین‌کنندگان و مشتریان ایجاد می‌کند. فعالیت‌های کمی در یک شهر وجود دارد که نیاز به جابجایی حداقل برخی کالاها نداشته باشند. علاوه بر این، صنعت حمل و نقل بار شهری منبع اصلی اشتغال است. با این حال، حمل و نقل بار نیز یک فعالیت نگران‌کننده در مراکز شهری است. بار توسط وسایل نقلیه‌ای حمل می‌شود که در همان خیابان‌ها و شریان‌هایی که توسط وسایل نقلیه خصوصی و عمومی حمل و نقل مردم استفاده می‌شوند، حرکت می‌کنند. این وسایل نقلیه سهم قابل توجهی در ازدحام و مزاحمت‌های زیست‌محیطی، مانند انتشار گازهای گلخانه‌ای، سر و صدا و غیره دارند که بر کیفیت زندگی در مراکز شهری تأثیر منفی می‌گذارد. ترافیک بار همچنین به این باور دامن می‌زند که “شهرها امن نیستند” که باعث می‌شود شهروندان زیادی از محدوده شهر خارج شوند.

و این مشکل به این زودی‌ها از بین نخواهد رفت. در واقع، حجم قابل توجه وسایل نقلیه باری که در محدوده شهرها حرکت می‌کنند، در حال افزایش است و انتظار می‌رود با سرعت بالایی به رشد خود ادامه دهد. عوامل اصلی مؤثر در این پدیده، شیوه‌های فعلی تولید و توزیع مبتنی بر موجودی کم و تحویل به موقع (الگوی بسیار مورد بحث “درست به موقع”) و همچنین رشد انفجاری فعالیت‌های تجاری الکترونیکی بین کسب و کار و مشتری است که حجم قابل توجهی از تحویل‌های شخصی را ایجاد می‌کند.

به طور سنتی، مقامات دولتی به مسائل مربوط به حمل و نقل کالا در شهر نپرداخته‌اند، مگر از طریق مقررات مربوط به پارکینگ، دسترسی به خیابان، ساعات کار و غیره. این امر از این واقعیت ناشی می‌شود که حمل و نقل بار اساساً یک صنعت خصوصی است و مقامات احساس نمی‌کنند که هیچ ارتباطی با عملیات شرکت‌های خصوصی دارند. (این امر حتی در مورد حمل و نقل کالاهای خطرناک نیز صادق است که با دقت بیشتری تحت نظارت است: قوانین ویژه‌ای تعریف شده است (به عنوان مثال، راهروهای خاص)، اما جابجایی‌های واقعی به ندرت به صورت جداگانه تحت نظارت یا برنامه‌ریزی قرار می‌گیرند.) در نتیجه، مسائل حمل و نقل بار در سطح شهر هنوز به خوبی درک نشده و کمیت‌بندی نشده است و هیچ روش‌شناسی خاصی برای تحلیل و برنامه‌ریزی جابجایی‌های بار در داخل شهر وجود ندارد.

با این حال، اوضاع در حال تغییر است. شرایط ترافیک در شهرهای سراسر جهان رو به وخامت است. تعداد انواع وسایل نقلیه به سرعت در حال افزایش است و در نتیجه، سطح ازدحام و آلودگی نیز در حال افزایش است. در نتیجه، ما شاهد افزایش آگاهی عمومی و گاهی درخواست‌های پرسروصدا در مورد این مسائل و به طور کلی‌تر، کیفیت زندگی در شهرها هستیم. مقامات نیز شروع به توجه و نشان دادن تمایل فزاینده‌ای برای انجام کاری کرده‌اند. بنابراین، ما شاهد ظهور یک نیاز شناخته شده برای تجزیه و تحلیل و در نهایت کنترل حرکت وسایل نقلیه باری در شهرها هستیم. این مفهوم به طور فزاینده‌ای به عنوان لجستیک شهری شناخته می‌شود (Ruske, 1994; Kohler, 1997; Taniguchi et al., 2001).

اهداف آن به طور معقولی روشن است:

۱. کاهش ازدحام و افزایش تحرک.

۲. کاهش آلودگی و سر و صدا؛ کمک به دستیابی به اهداف کیوتو؛ بهبود شرایط زندگی ساکنان شهر.

۳. اجتناب از جریمه کردن بی‌مورد فعالیت‌های تجاری مرکز شهر مانند «خالی نکردن» آنها.

نظرسنجی‌ها و فعالیت‌های جمع‌آوری داده‌ها در چندین کشور و شهر انجام شده است. این تلاش‌ها با هدف درک بهتر و کمی‌سازی این پدیده‌ها و امید به گشودن دیدگاه‌هایی به سوی مسیرهای عملی انجام می‌شود. در واقع، جمع‌آوری داده‌ها و مدل‌های توصیفی کلی تنها گام اول هستند. ما معتقدیم که برای دستیابی به اهداف ذکر شده، باید به مسائل در سطح جهانی و در سطح شهر پرداخت. آزمایش‌هایی که در تعدادی از شهرهای اروپایی (به عنوان مثال، موناکو، زوریخ، و همچنین در تعدادی از شهرهای آلمان، هلند، فرانسه و ایتالیا؛ http://www.transports-marchandises-en-ville.org) انجام می‌شود، از این نظر بسیار دلگرم‌کننده هستند. با این حال، این آزمایش‌ها هم از نظر ابعاد منطقه تحت پوشش و هم از نظر تعداد حمل‌کنندگان و مشتریان درگیر، محدود هستند. بنابراین، مدل‌های سازمانی جدیدی برای مدیریت جابجایی بار در محدوده شهر مورد نیاز است، که در آن مقامات شهری نقش فعال‌تری، مشابه نقشی که در رابطه با حمل و نقل عمومی ایفا می‌کنند، ایفا کنند. از آنجایی که حمل و نقل بار عمدتاً توسط شرکت‌های خصوصی انجام می‌شود، چنین مدل‌هایی بدون درک، همکاری و مشارکت‌های نوآورانه دولتی-خصوصی قابل دستیابی نیستند. سیستم‌های حمل و نقل هوشمند (ITS) و فناوری‌ها باید یک عامل توانمندساز مهم در جهت مفهوم‌سازی و استقرار چنین سیاست‌های پیشرفته مدیریت بار شهری باشند.

این یک چالش جالب برای تحقیق در عملیات و علوم حمل و نقل است. در حال حاضر، مدل‌های بسیار کمی وجود دارند که به طور خاص به مسائل مورد علاقه در اینجا بپردازند. اکثر تلاش‌های گزارش شده در مقالات مربوط به حمل و نقل بار در مناطق شهری به فعالیت‌های حمل‌کنندگان یا شرکت‌های حمل و نقل اختصاص داده شده است، همانطور که در بسیاری از آثار مربوط به برنامه‌ریزی و مسیریابی وسایل نقلیه جمع‌آوری و تحویل و به طور کلی‌تر، با برنامه‌ریزی و عملیات فعالیت‌های توزیع نشان داده شده است. چند روش برنامه‌ریزی مسافر شهری، مانند EMME/2 (http://www.inro.ca)، می‌توانند وسایل نقلیه باری (کامیون‌ها) را در سطح تجمیعی ادغام کنند. روش‌های اختصاص داده شده به تجزیه و تحلیل و برنامه‌ریزی حمل و نقل چند کالایی و چندوجهی، مانند STAN (http://www.inro.ca; Guélat et al., 1990; Crainic et al., 1990)، حتی کمتر هستند و بیشتر بر جنبه مسافت طولانی و بین شهری صنعت متمرکز هستند. اگرچه در برخی کاربردها مفید هستند، اما روش‌هایی مانند EMME/2 یا STAN نمی‌توانند کل مجموعه نیازهایی را که با تجزیه و تحلیل و کنترل حرکات بار شهری و پیامدهای آنها همراه است، پوشش دهند. از این رو، مدل‌ها، روش‌ها و ابزارهای پشتیبانی تصمیم‌گیری جدید تحقیق در عملیات باید توسعه یابند.

اهداف این مقاله عبارتند از: (1) معرفی یک چارچوب سازمانی و فناوری ممکن برای مدیریت یکپارچه حمل و نقل بار شهری؛ (2) شناسایی تعدادی از مسائل مهم مرتبط با برنامه‌ریزی و عملیات و مدل‌های تحقیق در عملیات مربوطه؛ (3) توصیف یک فرمول برای یکی از این مسائل، طراحی ساختار لجستیکی پیشنهادی، و بحث در مورد مسائل الگوریتمی و پیاده‌سازی. شهر نمونه و چالش ما رم است.

این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است. بخش 2 به طور خلاصه مسائل اصلی مرتبط با حمل و نقل بار شهری و همچنین تعدادی از پروژه‌ها و آزمایش‌های لجستیک شهری که در حال حاضر در حال انجام هستند را بررسی می‌کند. بخش 3 به ارائه سیستم حمل و نقل بار شهری یکپارچه پیشنهادی ما و بحث در مورد تعدادی از مسائل مربوط به استقرار، مدیریت و عملیات اختصاص دارد. فرمولی برای طراحی ساختار لجستیکی پیشنهادی در بخش 4 معرفی شده است، در حالی که آزمایش‌های محاسباتی در بخش 5 مورد بحث و تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌اند. در بخش 6 با تعدادی از اظهارات و دیدگاه‌های کلی نتیجه‌گیری می‌کنیم.(منبع).