地下貨物システム：都市配送への新しいアプローチ

都市での荷物輸送のための地下システムを使うアイデアが人気になってきてるね。この方法なら、貨物を速く運べるし、道路の交通渋滞も緩和できる。配達ドライバーも少なくて済むし、パッケージはトンネルを通って電動モーターで移動するから、環境にも優しいんだ。悪天候による中断もなくて、従来の配達車両とは違うメリットがあるよ。

今の地下貨物システムに関する計画では、個別のパッケージよりも、港でのコンテナなど大きな物を運ぶことに焦点が当たってる。例えば、Hyperloopは都市間を素早くつなぐことを目指してたり、スイスのシステムはハブ間での物品移動を計画中。でも、これらは大規模な投資と数年の工事が必要になることが多い。

現状では、スイスのCargo Sous Terrainだけが建設中で、2031年までに完成予定。これは私たちの焦点とは違って、特にAmazonやUPS、FedExみたいな e コマース企業の個別注文を地下で配送することを考えているんだ。

以前の地下貨物システムの議論では、スケジュールやオペレーションに目が向けられていたけど、単一パッケージの配達のためのネットワーク設計や潜在的な利点の評価はあまり進んでいないんだ。最終的な配達に地下貨物システムを使うには、都市をつなぐシステムよりも慎重な計画が必要なんだよ。

どのエリアが地下配達できるか、どのエリアが従来のトラックに頼るかを決めるのは重要な決定事項だし、デザインプロセス中には考慮すべき制約もある。

ロンドンにあるMagwayって会社がこのアイデアの先頭に立ってる。彼らは、今ある道路や輸送ネットワークの横に90 cm幅の小さなトンネルを作ることを提案してる。これらのトンネルは大きなものよりも安く作れるし、郵便用に作られたトンネルのように、使えるスペースを利用できる。

Magwayのシステムは、電動モーターを使ってキャリアの上でパッケージを運ぶ仕組み。彼らは異なる方向に行けるように二つの平行トンネルを設置することを目指してる。一方のトンネルにメンテナンスが必要な場合でも、他方のトンネルに切り替えられるから、配達がスムーズに続けられるんだ。

このシステムは1時間に72,000個のパッケージを処理できるから、配達に必要なトラックの数を大幅に減らせる。UFTシステムは一つの配達サービスや、ネットワークを利用する企業に料金を課す都市によって管理できる。

このモデルでは、都市がUFTシステムを構築して、複数のデポからマイクロハブと呼ばれる小さなハブに荷物を運ぶことになる。これらのマイクロハブは近隣をサービスするから、顧客は自転車や徒歩でパッケージを受け取れる。または、小さな車両を使って配達サービスが最後の部分を引き受けることもできる。

マイクロハブは配達車両を減らす手段として人気が出てきてるけど、これらのスポットをどう整理するかについては合意がない。いくつかの都市ではリースされた駐車スペースを使ったり、他の都市はコンテナ、ガレージ、または公園を利用してる。

私たちのアプローチでは、UFTシステムは従来のトラックと一緒に動いて、都市の広いエリアをカバーする。需要が高いエリアでは、UFTネットワークがほとんどの配達を担当し、トラックが残りの地域をサービスするだろう。

私たちの狙いは、UFTネットワークを設置するのに最適な場所を決定するモデルを構築すること。目標は、UFTシステムを通じて送られるパッケージの数を最大化しつつ、予算と能力の制限に従うこと。私たちの主な目標は、道路のトラックの数を減らすことなんだ、それが都市が最も興味を持っていることだから。

私たちの研究は、どれだけの需要が満たされるか、どれだけのトラックを道路から取り除けるか、そしてこうしたシステムを通じて排出を削減できるかを分析することに焦点を当ててる。さらに、UFTネットワークの利点を従来の電動車両による配達システムと比較したいと考えてる。

私たちは配達会社間での協力のレベルを想定してる。多くの貨物配達の研究では、異なるプロバイダーが配達車両を共有するけど、顧客情報やコストの共有が複雑になる場合もある。しかし、私たちのアプローチでは、単に必要な容量を予約して支払いをするだけで、複雑な問題に直面しないと信じてる。

マイクロハブからの配達の最後の部分は元のサービスプロバイダーが行ったり、別の会社が行ったりできる。私たちのいくつかのテストでは、UFTシステムと協力的なトラックベースのシステムの結果を比較して、どう相互に評価されるかを見てる。

私たちの主な貢献は、新しい配達モデルを紹介し、地下貨物輸送の問題を新たに考える方法を開発することだ。この問題はかなり複雑で解決が難しいけど、効果的に解決策を見つける方法を提供してる。

私たちは実際の都市からの計算結果を共有し、主にシカゴとニューヨークシティに焦点を当てて、これらのネットワークの構造を強調し、こうしたシステムの利点を検討してる。例えば、シカゴでわずか45マイルのトンネルに投資することで、道路から42%のパッケージを取り除けることがわかった。同様に、ニューヨークでは45マイルのトンネルで32%のパッケージを排除できる。

私たちはまた、これらの地下貨物システムの実施にかかるコストを見積もり、固定費用と運営コストをパッケージごとに詳しく説明してる。私たちの計算によると、UFTシステムを使用することで、従来の配達方法に比べて40%以上のコスト削減ができるかもしれない。

これは、地下貨物システムを使った最終配達が将来の研究にとって有望なテーマになる可能性を示唆してるんだ。

#地下貨物輸送の背景

地下貨物システムは新しいアイデアじゃない。何年も前から様々な形で使われてきて、主に建物間や都市間で郵便やパッケージを輸送するために使われてきた。歴史的には、ロンドンではトンネルを使って郵便局間をつなぐ接続が発展してきた。最近の研究では、港やパレット貨物のために地下貨物システムを使うことが考察されている。

例えば、一部の研究によると、地下貨物ネットワークを設立することがコストや排出面で大きな利点をもたらす可能性があるとされている。一つの研究では、ヒューストン港とダラス間の物品輸送システムが評価されていて、コストはかかるけど、道路のトラックの数をかなり減少できると結論づけている。

他の研究では、こうしたシステムがどう機能するかをシミュレーションすることに焦点が当てられていて、設計にはあまり触れられていない。例えば、ある研究では、地下貨物システムと既存の都市交通ネットワークの相互作用を調べていて、地下貨物システムを使うことで都市の物流が改善され、渋滞が減り、配達時間が短縮されることを示している。

この研究は、UFTの問題をオペレーションの視点から見ていて、都市の外のデポと内部のマイクロロケーション間のパッケージの調整に注目している。しかし、どのようにUFTネットワークを設計するかやその潜在的な利点を評価することには触れていない。

都市部でのラストマイル配達の複雑さは慎重な計画を必要とする。どの地域にサービスを提供するか、どの制約を実施するかに関する決定は、システム全体の効果に大きな影響を及ぼす可能性がある。

Magwayのような会社と協力して、私たちは今ある交通システムの横に小さなトンネルを提案する新しいアプローチを取り入れた。これにより、投資コストを削減し、未活用のインフラを活用することができる。

Magwayのシステムは、電動モーターを使って効率的に地下でパッケージを移動させることで、障害物を効率的に回避できるようになっている。デザインには、1キロごとにトンネルが再接続されるようにすることで、必要に応じて荷物を切り替えられるようなメンテナンスのための規定も含まれている。

このシステムには素晴らしい能力があって、配達に必要なトラックの数を大きく減少させることができる。UFT運用は単独の配達会社が構築して利用することができたり、使用料を課す地元当局が管理したりすることも可能だ。

私たちのモデルでは、効率的なパッケージ配達を可能にするさまざまな小さなハブを包含するUFTシステムを設計した。顧客はこれらのハブにアクセスしてパッケージを受け取ったり、さらなる配達サービスを自宅に依頼したりできる。

マイクロハブの柔軟性は、都市部での多くの車両の必要性を減らすのに役立つ。マイクロハブはさまざまな形をとることができるが、最終的な目標は常にエコフレンドリーな配達方法への goods の移行を容易にすることだ。

この文脈で、私たちのアプローチは、UFTシステムを従来の配達方法と組み合わせて、都市の広いエリアをカバーすることを目的としている。モデルは、UFTのカバレッジを最大化しつつ、予算と能力の制約が守られるようにすることに焦点を当てている。

都市は道路の配達トラックを減らしたいと考えているから、提供される需要を最大化することがこのモデルの重要な目標になる。私たちの研究では、UFTネットワークの潜在能力、配達能力、トラック交通の全体的な削減、および関連する排出削減を探求している。

私たちの実施コストの計算も行い、UFTシステムへの投資が都市にとって経済的に実行可能かどうかの洞察を提供している。

私たちのモデルは、配達サービスプロバイダー間でのある程度の協力を想定している。さまざまな研究では、異なるプロバイダー間でリソースを組み合わせることでコストが削減される可能性が示唆されている。しかし、配達プロバイダーは調整や情報共有に関しても課題に直面している。

この研究では、プロバイダーが容量を購入し、使用に対して支払うことを想定しており、重大な複雑さには直面しないだろう。UFTネットワークにカバーされていないエリアへの配達は、元のサービスプロバイダーが行うか、第三者との協力で行ったりできる。

私たちの主な目標は、UFTネットワークにとって最も有利な場所を特定する構造を開発することだ。高度な数学的モデリングを使用して、予算制限に従いながら配達されるパッケージの数を最大化する最適な解決策を見つける方法を作る。

#地下貨物輸送の利点と潜在能力

地下貨物輸送システムを採用することの潜在的な利点は大きい。これらのシステムは道路上の配達トラックの数を減らすだけでなく、排出の大幅な削減、時間の節約、都市住民へのより良いサービスを提供する可能性がある。

地下ネットワークを使用する主な利点の一つは、都市の街路の混雑を緩和できること。都市の人口が増加する中、これはますます重要になっている。配達に必要なトラックが減ることで、道路の混雑が軽減され、全体の移動時間が短くなる。

加えて、地下輸送は天候条件の影響を受けないから、雨や雪、他の気象の混乱に関係なく荷物を届けられる。これらの利点が、より信頼性が高く、効率的な物流ネットワークを作るんだ。

私たちのモデルでは、比較的控えめなトンネル投資でも大きな利点をもたらすことができることを示してる。例えば、シカゴで45マイルのトンネルに投資することで、忙しい通りからのパッケージのかなりの割合を減少させることがわかった。

私たちの計算実験では、UFTネットワークに多くのトンネル予算があれば、サービスされる需要が増えることを示している。これは特に大都市にとって重要で、トラック交通の削減の可能性が非常に大きい。

さらに、UFTシステムの運用コストは従来の配達方法よりもかなり低くなる可能性があるという見積もりを立てていて、これらのシステムに投資する経済的妥当性を際立たせている。

コスト削減は、労働力や車両費用の必要性を減らすことから生じていて、都市が地下貨物輸送を実施することを検討する際の強力な根拠を提供している。

さらに、UFTシステムの柔軟性は、既存の配達方法との統合を可能にし、効率とサービス能力を最大化できる。したがって、UFTシステムは都市環境でのラストマイル配達に対する変革的なアプローチを代表するかもしれない。

#地下貨物ネットワークの設計

効果的な地下貨物ネットワークを設計するには、慎重な考慮が必要だ。システムが効率的に作動し、コミュニティのニーズを満たすためにいくつかのステップを踏む必要がある。

まず、マイクロハブの潜在的な位置を特定することが重要だ。これらのハブは、高い配達需要のあるエリアをサービスでき、顧客がアクセスできるように戦略的に配置する必要がある。目標は、カバレッジエリアを最大化し、荷物が移動する距離を最小限に抑えることだ。

次に、トンネルに使える予算を考慮する必要がある。私たちのモデルは、運用コストとサービスエリアの増加の潜在的な利点のバランスを取る重要性を強調している。適切なトンネル予算を割り当てることで、都市はコミュニティを効果的にサービスするネットワークを構築できる。

最終的なデザインは、容量の制約も尊重しなければならない。各マイクロハブやデポは、一度に扱えるパッケージの数に制限があり、ネットワークはこれらの制限を考慮して構築されるべきだ。

メンテナンスや予備作業の計画も設計プロセスの重要な側面だ。システムには、サービスの中断を最小限に抑えるために、定期的に予定されたメンテナンスのための規定を含めるべきだ。

加えて、私たちの研究では配達プロバイダー間の協力の可能性を考慮している。UFTシステム内でリソースを共有することで、都市はさらに効率を高め、コストを削減できる。

都市が成長し変化する中で、UFTネットワークの柔軟性もメリットになる。このシステムは、都市の需要に応じて調整または拡張できるからだ。

#ケーススタディ: シカゴとニューヨークシティ

シカゴとニューヨークシティでUFTシステムの影響とその潜在的な利点を探るために計算研究を行った。これらの二つの都市はそれぞれ独自の特徴と課題を持っているから、分析に最適な候補となる。

シカゴに関して私たちの調査結果は、UFTネットワークが特に需要が高いエリアで多くのパッケージを道路から取り除くことができると示している。45マイルのトンネルに投資するだけで、42%のパッケージを道路から移すことができ、交通や排出にポジティブな影響をもたらす。

ニューヨークシティでも、同様の結果が出ていて、同じトンネル投資で道路にあるパッケージを32%削減できることがわかった。この結果は、控えめな投資でも都市の貨物輸送に substantial な利点をもたらす可能性があることを強調している。

また、これらの都市でUFTネットワークを実施するのにかかるコストも調査した。私たちの見積もりでは、UFTシステムが従来の配達方法に比べて都市に40%以上のコスト削減をもたらす可能性があることが示されている。この経済的な利点は、地下貨物輸送を採用するケースをさらに強化している。

さらに、UFTネットワークの構成 - デポの数やトンネル予算を含む - がサービス提供や運用コストにどのように影響するかを評価した。私たちの発見は、デポの数を増やすと、需要が高まるときにより多くのパッケージを処理できるようになり、負荷を効果的に分散させ、システムの効率を最大化できることを示している。

#結論: 地下貨物輸送の未来

地下貨物輸送の進展は都市物流において有望な進展を表している。私たちの研究によると、これらのシステムは、トラック交通を大幅に削減し、コストを節約し、増加する配達需要に対して都市が取り組む手助けができる。

都市が進化する中で、革新的なソリューションを探る必要がある。UFTシステムは、混雑した道路を緩和し、パッケージ配達の効率を向上させるための有効な選択肢を提供する。

今後の研究では、UFTシステムの実施に向けた実践的な側面、価格モデル、マイクロハブの設計に関する考察、配達プロバイダー間の成功する協力を促進する戦略に焦点を当てるべきだ。

慎重な計画と考慮により、都市は地下貨物輸送の潜在能力を解き放ち、より効率的で持続可能でユーザーフレンドリーな配達ネットワークの道を開くことができる。