![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
ادغام حمل و نقل افراد و بار با استفاده از وسایل نقلیه خودران مشترک با محفظهها
در حوزه حمل و نقل شهری انسان، بسیاری از مطالعات اخیر نشان دادهاند که ناوگانهای نسبتاً کوچکتر وسایل نقلیه خودران مشترک (SAV) قادر به ارائه خدمات حمل و نقل کارآمد درب به درب برای ساکنان شهر هستند. با این حال، به دلیل رشد مداوم تجارت الکترونیک و خدمات تحویل در همان روز، رویکردهای جدید لجستیک شهری نیز برای مقابله با چالشهای تحویل بسته در آخرین مایل مورد نیاز خواهد بود. ما بر مدلسازی نوعی از مسئله حمل و نقل یکپارچه افراد و بار (مسئله PFIT) تمرکز میکنیم که در آن درخواستهای مسافر و بسته در SAVهای محفظهبندی شده چند منظوره جمع میشوند. قرار است چنین وسایل نقلیهای سفرهای همپوشانی بار و مسافر را در شبکه زیرساخت تحرک مشترک ترکیب کنند. ما رسماً به این مسئله به عنوان مسئله اشتراکگذاری با صندوقهای بسته (SARPLP) میپردازیم، یک فرمول برنامهریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP) را پیادهسازی میکنیم و عملکرد ناوگانهای تک منظوره و چند منظوره را در 216 سناریوی حمل و نقل مقایسه میکنیم. برای ۱۴۹ سناریو که در آنها شکافهای حلکننده نتایج تجربی ناچیز است (کمتر از ۱٪)، نشان دادهایم که ناوگانهای چندمنظوره به طور متوسط ۱۱٪ بهتر از ناوگانهای تکمنظوره عمل میکنند. علاوه بر این، نتایج نشان میدهد که هرچه سناریوی لجستیکی شلوغتر باشد، عملکرد ناوگان چندمنظوره بهتر است.
مقدمه
احتمالاً سطح شهرنشینی جهان در دهههای آینده به طور پیوسته افزایش خواهد یافت: پیشبینی میشود تا سال ۲۰۵۰، ۲.۵ میلیارد نفر به مراکز شهری اضافه شوند (سازمان ملل، ۲۰۱۴). این رشد با مجموعهای از پیامدهای اساسی همراه خواهد بود: در حالی که زمین شهری به طور فزایندهای کمیاب میشود، تقاضا برای خدمات و زیرساختهای شهری نیز احتمالاً افزایش خواهد یافت. علاوه بر این، انتظار میرود رشد مداوم خردهفروشی آنلاین و توسعه اخیر خدمات تحویل سریع، مانند تحویل در همان روز، تعداد جابجاییهای بار در داخل مراکز شهری را افزایش دهد و زیرساختهای حمل و نقل شهرها را حتی بیشتر به چالش بکشد (Savelsbergh and Woensel, 2016). در نتیجه، اگر الگوی فعلی حمل و نقل بدون تغییر باقی بماند، کمبودهای فعلی در حمل و نقل شهری، مانند کمبود فضای پارکینگ، ازدحام و نرخ پایین اشغال وسایل نقلیه، ممکن است به شدت تشدید شوند.
اشتراکگذاری خودرو در ادبیات مربوطه به عنوان یک راه حل پایدار برای کاهش چنین کاستیهایی توصیف شده است. در واقع، همانطور که توسط (Tachet و همکاران، ۲۰۱۷) نشان داده شده است، اکثر مراکز شهری در سراسر جهان نرخ «اشتراکپذیری» بالا و ناشناختهای دارند، یعنی اکثر سفرهای تک سرنشین فعلی آنها میتوانند به طور یکپارچه با هم ترکیب شوند. در نتیجه، افزایش نرخ اشغال وسایل نقلیه با مدیریت جهانی صندلیهای خالی خودرو میتواند به طور چشمگیری کارایی سیستمهای حمل و نقل شهری را بهبود بخشد (Agatz و همکاران، ۲۰۱۲). با این حال، برای موفقیت یک سیستم اشتراکگذاری خودرو، باید به اندازه استفاده از خودروی شخصی راحت باشد تا توسط تعداد کافی از کاربران پذیرفته شود.
ظهور طولانی مدت خودروهای خودران (AV) میتواند نشاندهنده تغییر ضروری در سیستمهای حمل و نقل باشد که در نهایت به اشتراکگذاری گسترده خودرو را آغاز خواهد کرد (Spieser و همکاران، ۲۰۱۴). با پیشرفت اتوماسیون خودرو، رفت و آمد از طریق خودروهای خودران اشتراکی ممکن است در نهایت به اندازه حمل و نقل عمومی مقرون به صرفه شود (McKerracher و همکاران، ۲۰۱۶). سپس، با تحریک راحتی بیشتر سرویس درب به درب، بسیاری از مسافران ممکن است مجبور شوند در یک ارائه دهنده خدمات حمل و نقل خودران (AMoD) مشترک شوند و مالکیت وسیله نقلیه خود و در نتیجه، ازدحام و نیاز به پارکینگ شهرها را کاهش دهند (Litman، ۲۰۱۷). علاوه بر تغییر شکل حمل و نقل عمومی، انتظار میرود که خودروهای خودران بر خدمات تحویل در آخرین مایل نیز تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، Joerss و همکاران (۲۰۱۶) معتقدند که خودروهای خودران مجهز به کمدهای بسته، گزینههای تحویل مقرون به صرفه و راحت در همان روز و در بازه زمانی مشخص را در مناطق شهری فراهم میکنند.
مطالعات اخیر به طور مداوم نشان دادهاند که سیستمهای AMoD که از ناوگان وسایل نقلیه خودران مشترک (SAV) استفاده میکنند، میتوانند برای لجستیک شهری کارآمدتر (Boesch و همکاران، ۲۰۱۶؛ AlonsoMora و همکاران، ۲۰۱۷) و راهحلهای پایدار (Fagnant و Kockelman، ۲۰۱۶) باشند. با این حال، آنها همچنین نشان میدهند که اشغال وسیله نقلیه به شدت به نوسانات تقاضا وابسته است. در واقع، تقاضای حمل و نقل مسافر در طول روز بسیار متفاوت است (به عنوان مثال، به Stiles و همکاران، ۲۰۱۴ مراجعه کنید)، به طوری که هر ناوگانی، چه مشترک و چه غیر مشترک، به ناچار در ساعات غیر اوج بیکار خواهد بود. به عنوان جایگزینی برای مهار پتانسیل کامل وسایل نقلیه خود، یک اپراتور ناوگان میتواند از انعطافپذیری ذاتی حمل و نقل بستهبندی برای پاسخگویی به تقاضای بار در هر زمان که کافی باشد، استفاده کند. علاوه بر بهبود سودآوری با رسیدگی به درخواستهای مسافر و بسته به جای یکدیگر، چنین رویکرد یکپارچهای همچنین امکان ایجاد مسیرهای کمهزینه را با ترکیب سفرهای ناهمگن و همپوشانی فراهم میکند.
اگرچه ادغام افراد و بار در حال حاضر در برخی از حالتهای حمل و نقل طولانی (مانند هواپیما، کشتی) وجود دارد، اما ادغام در مسافتهای کوتاه به ندرت در عمل مشاهده میشود. تا آنجا که ما میدانیم، ادغام در یک محیط درخواست خودرو فقط در (لی و همکاران، ۲۰۱۴)، (لی و همکاران، ۲۰۱۶a) و (لی و همکاران، ۲۰۱۶b) بررسی شده است. نویسندگان مسئله اشتراکگذاری خودرو (SARP) را شرح میدهند، که نوعی از مسئله معروف شمارهگیری خودرو (DARP) است که در آن افراد و بستهها میتوانند از یک تاکسی استفاده کنند. با این حال، اشتراکگذاری خودرو در چنین رویکردی محدود است، زیرا هر وسیله نقلیه فقط میتواند یک درخواست مسافر را با یک درخواست بسته ترکیب کند.
در این مطالعه، ما یک سیستم یکپارچه حمل و نقل بار و مسافر (PFIT) را مدلسازی و ارزیابی میکنیم که در آن هر دو کالا، یعنی مسافران و بستهها، به طور همزمان توسط خودروهای حمل و نقل عمومی چند منظوره (SAV) حمل میشوند. ما فرض میکنیم که محفظههای مسافر، کابینهای خصوصی هستند که برای حمل و نقل انسان طراحی شدهاند، در حالی که محفظههای بار میتوانند کمدهای بسته با اندازههای مختلف باشند. برخلاف پیادهسازیهای SARP که قبلاً ذکر شد، ما تمام سناریوهای ممکن برای ادغام حمل و نقل بار و مسافر در سفرهای اشتراکی را در نظر میگیریم. از این رو، هر وسیله نقلیه مجاز است (1) یک یا چند مسافر را حمل کند، (2) بستههایی با اندازههای مختلف را حمل کند، و (3) تعدادی مسافر و بسته را حمل کند. در نهایت، برای ارزیابی عملکرد چنین ناوگانهای چند منظوره، آنها را با ناوگانهای تک منظوره معادل که در آنها ادغام حمل و نقل بار و مسافر وجود ندارد، مقایسه میکنیم.
بخشهای بعدی، مسئلهی بررسیشدهی «بهاشتراکگذاری خودرو با صندوقهای پستی» (SARPLP) را تعریف میکنند و یک مدل ریاضی برای این مسئله و همچنین یک مطالعهی عددی ارائه میدهند که منجر به بینشها و نتیجهگیریهای مدیریتی برای آیندهی حملونقل خودکار اشتراکی مسافران و بستهها میشود.(منبع).