地下物流系统
地下物流系统(Underground Logistics System，ULS)——建设节约型社会的选择
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地下物流系统也称地下货运系统(Underground Freight Transport System，UFTS)，是指运用自动导向车(AGV)和两用卡车（DMT）等承载工具，通过大直径地下管道、隧道等运输通路，对固体货物实行输送的一种全新概念的运输和供应系统。20世纪90年代以来，利用地下物流系统进行货物运输的研究受到了西方发达国家的高度重视，并作为未来可持续发展的高新技术领域。
地下物流系统是一种具有革新意义的物流模式，世界上的一些发达国家，包括美国、德国、荷兰、日本等针对该系统的可行性、网络规划、工程技术等方面展开了大量的研究和实践工作。研究表明，地下物流系统不仅具有速度快、准确性高等优势，而且是解决城市交通拥堵、减少环境污染、提高城市货物运输的通达性和质量的重要有效途径。地下物流系统能够满足循环经济的发展模式，符合资源节约型社会的发展要求，是我国城市可持续发展的必要选择。目前，国内外对其研究刚刚起步。
由于目前发展地下物流系统可以采用较高的自动化水平，并能通过自动导航系统对各种设备、设施进行控制和管理，信息的控制在其中具有极其重要的地位。地下物流系统可以分为硬件和软件两部分。硬件部分主要对应系统的运输网络实体，即地下物流网络，软件部分主要对应物流系统的信息控制和管理维护部门。可用图表示。
1、缓解城市交通压力。据统计，地面上60％的车辆从事货物运输，交通不畅给社会经济生活带来诸多不便。因此若能使用地下物流系统，成功地将物流部分从地面交通中分离开来，必将极大地缓解城市地面交通的拥挤状况。
2、降低城市交通事故率。行人和自行车与机动车争抢过马路是造成城市拥堵的重要原因，也是交通事故的主要诱因。地下物流系统使货物直接从地下走，减少了城市机动车的流量，安全隐患大大降低。
3、优化城市经济结构。物流被视为企业“第三方利润源”，运输费用和库存费用是物流成本的重要组成部分。地下物流系统自成一体，它与其他地面运输互不影响，也不受气候和天气的影响，可实现高效、智能化、无中断物流运输，同时也在实现零库存方面起着积极的作用。地下物流是提高城市货物运输通达性和质量的有效途径，能带动其他相关经济领域的发展，实现整个城市经济结构的优化。
4、改善城市生态环境。市区内的物流运输多采用大吨位卡车作为运输工具，燃料不完全燃烧所产生的碳、硫、磷的氧化物是“酸雨”形成的罪魁；此外，车辆运行过程中的噪音、粉尘也破坏了城市生态环境。地下物流系统的运输工具由于采用了电力驱动，在地下运行，可以实现污染物零排放，没有噪声污染，还能将原来用于交通运输的部分地表还原成城市绿化带，改善城市生态环境。
5. 保护文化遗产。为缓解交通拥挤需对现有地表交通网络进行扩张，很多时候摧毁了原本应受到保护的古建筑。建设地下物流系统能很好地解决这个难题，因此引入地下物流系统的城市规划必将大大促进文化遗产保护工作。
同时，地下物流系统也极大地支持了电子商务对物流的要求，特别是对一些生鲜食品、冷冻商品等对时间要求较高的货物运输提供了一个很好的解决方案。
从土建施工技术和信息控制技术方面来讲，我国已初步具备了建设地下物流系统的条件。从地下物流系统的造价(计算拆迁费和土地费)来看，比修建地铁和地面高架路费用要低。因此说，地下物流系统是未来一种可行的绿色物流方式。
地下物流系统的开发技术主要包括管道和轨道两种。管道运输又分为气力管道运输和液体管道运输。由于国外一些国家，如英国、德国等已经存在了大量的地下管道设施，而且他们的管道运输技术也比较成熟，因此，在这些国家和地区，地下物流系统开发技术的侧重点放在整合原有管道系统、扩大系统应用范围等方面。其他国家的地下物流系统规划和建设起步较晚，主要关注于轨道运输，结合地铁的轨道运输有很大的发展空间。
现在国外，如荷兰，又出现了一些有创新性的地下物流系统实施方案和概念。如：
1、多核系统(Multi-core System)
该系统是指在一个管道内放置几根小的管子和电缆，可以在其中传输不同的物质。采用这种多核系统的好处是，在该系统内增加铺设一些小的管子和电缆，不会增加太多的成本。
2、共同承运人(Common carrier)
这也是一个新的组织概念，指管道由几家公司合资经营。这种方式避免了过去那种由每家公司独立经营自己的管道系统的弊端，把原来各个独立的管道连接起来，形成一个管道网，大家共同经营。
与此同时，原有的地下物流系统也出现了一些新的特点：
1) 开始使用卷桶型集装箱和托盘；
2) 实现了全自动运输和自动导航系统，包括自动转换到无轨系统；
3) 管道长度扩展到50km；
4) 形成一个独立的运输环境(例如地下系统，但是转入地上也运行良好)。
这些新的概念和实施方案对我国的地下物流系统建设提供了很好的启示和借鉴。
综上所述，地下物流系统可以有效地解决经济发展和环境污染、道路拥挤之间的矛盾，提高城市居民的生活质量，减少环境污染、道路拥挤及交通事故的发生率，保护城市的历史风貌和各级文物古迹。另外，从投资成本来看，建设地下物流系统比地铁和地上高架路的投入低，其未来收益很大。因此，地下物流系统是一种可行的、新的绿色物流方式，是可以替代中短距离道路运输的一种有发展前途的运输方式，值得推广建设。
近年来，发达国家对地下物流系统研究和发展的兴趣激增，发展较快的是荷兰和德国。现代管道和隧道货物运输系统仍在发展之中，是一个长远发展项目，初期可小规模应用该系统，并逐步形成城市地下物流系统网络。一般可以应用于如下四个领域:
(l)在城市地区，作为邮局、零售商、食品商、办公和消费者等货运供给系统，这类系统主要是小型的货运单元。荷兰的乌得勒支、莱顿和提尔堡，日本的东京以及英国的伦敦都己进行了相关的可行性研究。
(2)在工业区、物流中心、交通枢纽、飞机场、港口等内部或相互之间作为联系系统，这类系统主要是小型的货运单元、海运集装箱以及飞机货件等。如荷兰的SchiPhol的OLS工程。在荷兰的Geleen工业电厂也进行了相关的可行性研 究。
(3)作为农产品、矿石和固体废物长距离供应和收集系统。在该应用领域，一般主要是利用舱体运输管线，在日本、美国和前苏联等国家得到了应用和发展。
(4)作为内陆与海港之间的集装箱运输，在美国、德国、比利时等国家开展了相关的研究，不过现在还没应用。
也有人提出该系统可发展成为继公路、铁路、水运和空运之后的第5种运输方式。在国外，一些未来学家甚至考虑的更超前。将来隧道运输系统将进行长距离的货运和客运。这些概念基于大直径的隧道(直径约为5m)和更高的运输速度(在300-500km/h之间)。另一方面，水、天然气、暖气和污水处理网已经进入家庭、商业和工业企业，以城市地下物流系统为基础形成物流网络的形式，也可把工厂、超市、社区和家庭都连接起来，直接将货物运送到千家万户，从而使电子购物的理想变成现实。
*地下物流系统——促进城市可持续发展的物流模式
21世纪，中国城市将不可避免地遭遇到环境与发展的巨大挑战: 人口三大高峰(人口总量、就业人口总量、老龄人口总量)相继来临的压力、自然资源的超常规利用、生态环境的日益恶化、工业化城市化及现代化的急速推进、区域的不平衡加剧等，都将成为未来城市发展的制约瓶颈。城市研究专家指出，按照世界发展进程的一般规律，当一个国家和地区的人均GDP处于1000美元至 3000美元的发展阶段，往往对应着人口、资源、环境等瓶颈约束最为严重的时期，同时往往也是经济容易失调、社会容易失序、心理容易失衡、社会伦理需要调整重建的关键时期。在这一背景下成功实施城市可持续发展战略，不但在中国能有效地克服发展路径上的障碍，而且能给整个世界的发展进程提供光辉的范例，毫无疑问这也将是中国对人类的伟大贡献。
交通是城市功能中最活跃的因素，是城市可持续发展的关键。在许多大城市，交通拥堵严重、运输效率低下已成为阻碍城市进一步发展的突出问题，而由于地面空间开发已趋于饱和，依靠传统的修、拓城市道路的方法已经难以解决。当地面交通发展受限时，我们只有两种选择：一种是向空中发展，建设高架快速路；一种是向地下发展。实践证明，开发利用地下空间资源能够有效的缓解城市发展与土地资源紧缺的矛盾，提高土地利用率、扩大城市生存和发展空间，加强城市基础设施建设，缓解城市交通矛盾，改善城市生态环境，提高城市综合防灾能力。中国工程院钱七虎院士指出，地下物流系统具有速度快、成本低、全自动化、准确性高等优势，是解决城市交通拥堵、减少环境污染、提高城市货物运输的通达性和质量的重要有效途径。
- 一、地下物流系统是城市可持续发展的选择
1、可持续发展观念在我国的发展
可持续发展观念的形成既包含了古代文明的哲理精华，又富蕴着现代城市活动的实践总结，是对“人与自然关系”、“人与人关系”两大关系正确认识的完整综合，它始终贯穿着“人与自然的平衡、人与人的和谐”这两大主线。1987年在世界环境与发展委员会的报告《我们共同的未来（Our Common Future）》中，全面地阐述了这两大主线的内在统一，“可持续发展”的概念正式提出。至此，标志着可持续发展的理论和实践进入到一个全新的历史时期。它向世人昭示：城市可持续发展必须是“发展度、协调度、持续度”的综合反映和内在统一，三者互为鼎足缺一不可。
出于对世界未来发展走向的充分把握和对中国国情的深刻分析，在国内国际总体发展趋势的大背景下，1992年6月，中国政府在巴西里约热内卢世界首脑会议上庄严签署了环境与发展宣言；其后又在全世界率先制定了《21世纪议程》，提出了适合本国发展的行动纲领；并在1996年正式把可持续发展作为国家的基本发展战略，直至2003年提出了“全面、协调、可持续”的科学发展观，引起了国际社会的巨大反响。与此相应，我国的理论界也针对中国城市发展的特点，不断地丰富和完善在城市实施可持续发展的内涵，逐渐形成了比较完整的、具有鲜明中国学派的理论体系和实践方案，为有中国特色的城市化道路，奠定了科学的基础。
2、地下物流系统符合城市可持续发展战略
在2005 中国可持续发展研究报告中，中科院研究组拟订了中国城市可持续发展战略设计的七项原则，其中包括：在城市系统的外部结构中，通过城乡之间的物质流、能量流、信息流、人口流、资金流等的互相作用、互相影响、互相制约，特别是通过城乡的物质代谢过程、能量传递过程、信息反馈过程和优化配置过程，去培育区域的自组织、自学习、自适应能力；在系统的内部环境与外部环境的关系中，既要考虑区域承载力对于城市需求的制约，又要考虑城市发展对于外部环境的影响力、扩散力、带动力。
城市地下物流系统作为一种可持续发展的运输方式，能够符合上述原则。国际上对地下物流系统已经开展了大量的研究和实践，并且取得了一定的成果。近年来该领域的研究越来越受到重视，其中以美国、荷兰、日本和德国等为代表的国家，正在进行相关工程的可行性研究或建设。研究和实践表明，地下物流系统主要具有如下特点：
（1）充分利用地下空间资源，缓和城市用地紧张的矛盾；不破坏人文景观和历史风貌，不影响地面客运交通和行人步行；分流货运，能有效地缓解城市交通拥堵；
（2）系统设施及运载工具主要使用电能这一清洁能源，减少了环境污染并且节省能源；
（3）运载工具在专用的道路上行驶，可以防止道路沿线的噪声危害；运载工具能够自动驾驶，节省人力，具有较高的自动化水平；系统能够进行常规的装卸作业，并具备仓储保管和配送功能；
（4）避免在交通高峰期以及暴风、雨雪和大雾等气象灾害条件下的道路拥堵，能提供比现有卡车为主的城市货运系统更高水平的服务，提高运输的时效性和安全性。
鉴于上述特点，地下物流系统是满足中国城市可持续发展战略的运输模式。
- 二、开发地下物流系统是建设节约型城市的需要
1、地下物流系统满足循环经济的发展模式
发展循环经济是人类实现可持续发展的一种全新的经济运行模式。它倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式，以实现资源使用的减量化、产品的反复使用和废弃物的资源化为目的，强调“清洁生产”，是一个“资源—产品—再生资源”的闭环反馈式循环过程，最终实现“最优生产，最适消费，最少废弃”。循环经济遵循“减量化”（Reduce）、“资源化”（Reuse）和“无害化”（Recycle）原则，以资源投入最小化、废物利用最大化、污染排放最小化为目标。对区域生态经济系统的整体优化运行具有极其重要的战略性指导作用，发展循环经济将成为区域可持续发展向生态化建设高速迈进的有效实现途径。
按照循环经济原理来重组区域产业结构，优先鼓励环保型高新技术产业和功能型第三产业的发展，逐步调整淘汰传统产业。组建资源闭路自循环的产业生态园区，加大对环境无害化技术的联合攻关，逐步实现生态要素价格市场化，建立环境资源的生态补偿制度，通过区域循环经济的构建，提升国家或地区的综合竞争力。长期以来，我国一直都在探索如何能将区域的环境与发展有机链接起来并形成有效的互动体系，使其既能克服二者之间所产生的矛盾，又能利用二者之间所存在的互补关系，达到既要高速发展经济，又要大力改善环境，形成一种健康的、和谐的与平衡的发展道路。
地下物流系统正是实现这种链接的一种途径。首先地下物流系统采用专用的运输线路，能够避免外界的干扰，运输效率较高；其次，由于采用了清洁能源，减少了环境污染，加之地下运输降低了噪声对人们生活的影响，使得市民的生活质量得以改善。在对日本东京建设的300公里地下物流系统评估中，大气中的NOx和CO2含量分别减少了10%和18%。与此同时，能源消耗减少18%，运输速度提高了24%。
2、地下物流系统符合资源节约型社会的发展要求
在2005年3月举行的中央人口资源环境工作座谈会上，国家主席胡锦涛强调指出，全面落实科学发展观，进一步调整经济结构和转变经济增长方式，是缓解人口资源环境压力、实现经济社会全面协调可持续发展的根本途径。要加快调整不合理的经济结构，彻底转变粗放型的经济增长方式，使经济增长建立在提高人口素质、高效利用资源、减少环境污染、注重质量效益的基础上，努力建设资源节约型、环境友好型社会。当前我国的北京、上海等大城市都提出了建设节约型城市的发展目标。作为人口众多、自然资源相对缺乏、环境容量有限的特大城市，发展循环经济、推进资源节约不仅意义重大，而且十分紧迫。节约型社会追求的是在保证人民群众物质文化生活水平改善和提高的前提下，最大限度的节约资源，提高资源利用效率，把对环境的损害减到最小。发展循环经济与建设节约型社会密不可分，相互联系又相互补充、相互促进，发展循环经济是手段，建设节约型社会是目的。
在2005年6月召开的“中国发展高层论坛2005――建设节约型社会国际研讨会”上，国务院副总理曾培炎在主旨演讲中指出，建设资源友好型社会，节能、节水、节材、节地的资源性利用是重点，要面向需求、合理规划，加大科技攻关的力度，着力开发一批资源节约的关键技术，注重引进技术与消化、吸收，再创新相结合，努力突破技术瓶颈，以企业为主体，组织实施重大的示范工程，加快节约资源先进性的技术推广应用。作为具有创新意义的物流模式，地下物流系统能够在很大程度上节约城市土地资源，缓和我国城市尤其是特大城市地面空间资源开发量已趋于饱和，道路供给能力受到严重制约的矛盾；同时系统的控制、管理设施以及自动导向车等承载工具都具有高效节能的优点。
- 三、开发地下物流系统能够促进物流行业进一步发展
1、提高运输的安全性与时效性
随着我国城市居民生活水平的提高，造成私人汽车保有量和出行量不断增加；另一方面由于我国城市经济和建设的高速发展，物资需求量不断攀升，导致货物运输量急剧增加；再加上受土地资源、环境保护等约束条件的限制，城市路面交通面临发展的极限，车与路的矛盾几乎是困扰所有大城市交通发展的头等难题。以北京为例， 2002年，市区高峰时段严重拥挤的路口和路段近100个，占20%以上。市区平面交叉道路（除快速路外）高峰平均行程速度仅为9~14公里/小时，其中二环以内不到10公里/小时。市区范围内公交方式出行的平均时间为58分钟，平均出行距离为9.9公里，平均出行速度为10.2公里/小时。相关数据表明，全市60%的线路满载率在80%以上，而货运车辆占用了近40%的道路资源。
通过开发地下物流系统，能够对地面货运交通进行分流，促进了货物运输的通畅性，降低了交通事故率，同时也给私人小汽车的发展留下巨大的发展空间。荷兰相关研究表明，在荷兰全境建设地下物流系统可以分担其国内货物运输总量的30%，即每年可输送2.45亿吨的物资；在日本东京中心地区的地下物流系统，同样可以承担目前该中心地区卡车运输量的30%。此外，城市地下物流系统还具有很好的防灾特性。城市的发展在一定程度上受到各种灾害的制约，包括地质灾害、气象灾害、环境灾害、火灾以及爆炸等。而地下物流系统继承了地下空间优良的防灾特性，对于防止地震、冰雹、大雾、沙尘暴、热岛效应、低温冷害等具有一定的作用，为保障应急物资储备与供应提供了优良的平台。
2、促进电子商务的发展
目前，电子商务正逐渐成为运输和物流无法回避的第一选择，根据马萨诸塞大学公布的数据，在国际贸易所有物流成本的构成中，以1万亿美元为标准，其中1280 亿美元花费在海运，1960亿美元花费在道路运输，3000亿美元花费在港口、仓储等相关联的基础操作，3880亿美元花费在信息、单据处理和相关联的管理费用，电子商务的出现，可以在总成本中节省40%的支出费用。在电子商务环境下，配送速度已经上升成为物流业最主要的竞争手段之一。物流系统要提高满足客户对产品可得性要求的能力，在仓库、配送中心等物流结点设施布局已经确定的情况下，运输将是起决定作用的。现代企业要在竞争中取胜，不仅需要生产适销对路的产品、采取正确的营销策略、以及强有力的资金支持，更需要加强“品质经营”，即强调“时效性”，其核心在于服务的及时性、产品的及时性、信息的及时性和决策反馈的及时性，这些都必须以强有力的物流能力作为保证。
对城市地下物流系统而言，“即时配送”是这个系统的核心特征。地下物流系统使用专用的运输通道，极大的提高了运输效率，具有低成本、准时、可靠的特点，可以很好的解决制约电子商务发展的“物流瓶颈”。如在城市范围内合理规划建设一些货物中转站，并与地下物流系统相连。消费者在网上订购商品，生产商接到订单后按要求生产产品后，将产品运到城市物流园区，城市物流园区将货物集中装在自动导向车上，通过地下通道就可以配送到中转站，再由中转站直接送到消费者手中。物流配送是我国发展电子商务的一大制约因素，我们在关注电子商务的同时，要以更大的精力建设与电子商务配套的地下物流服务系统。
四、前景展望
城市可持续发展要沿着经济学、社会学、生态学和系统学方向不断完善，同时，城市可持续发展的研究还涉及到自然环境的加速变化、自然环境的社会效应、自然环境的人化痕迹、城际与城乡之间发展的相对均衡、发展效率发展质量与发展公平的有机统一等，力图把当代与后代、区域与全球、空间与时间、结构与功能等有效地统筹起来。在中国实施可持续发展战略，必须制定符合中国实际的战略目标和发展途径。地下物流系统作为新兴的物流方式，能够满足循环经济的发展模式，符合资源节约型社会的发展要求，开发建设地下物流系统将是我国城市实施可持续发展战略的必要选择。