國內(nèi)外地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

王月麗，楊中華,2，劉鄒洲，黃 錦

（1.武漢科技大學(xué) 恒大管理學(xué)院，湖北 武漢 430065；2.湖北省產(chǎn)業(yè)政策與管理研究中心，湖北 武漢 430065）

傳統(tǒng)物流行業(yè)一直在通過提高管理效率和提升物流設(shè)施設(shè)備來應(yīng)對(duì)城市物流問題，但是這些傳統(tǒng)手段的應(yīng)用帶來的邊際效果越來越小，必須需要一種全新的物流模式來打破當(dāng)前的城市困境。因此，地下物流成為近年來相關(guān)學(xué)者的研究熱點(diǎn)，特別是2019 年國務(wù)院發(fā)布《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》明確提出建設(shè)城市地下物流配送系統(tǒng)之后，相關(guān)研究更是層出不窮。但是由于真正意義上的城市地下物流系統(tǒng)建設(shè)難度大、成本高、周期長，世界范圍內(nèi)實(shí)際投入運(yùn)營的城市地下物流系統(tǒng)（Underground Logistics System，ULS）屈指可數(shù)，所以較多學(xué)者認(rèn)為地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)（Metro-based Underground Logistics System，M-ULS）可以作為當(dāng)前城市地下物流系統(tǒng)建設(shè)的前身先行先試。由于建設(shè)成本低、環(huán)境友好、人群覆蓋性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)成為城市地下物流研究的焦點(diǎn)。

地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)（M-ULS）的實(shí)踐最早可以追溯到1927 年倫敦的“地鐵郵局”[1]，由于公路和鐵路運(yùn)輸方式的發(fā)展，地鐵貨運(yùn)的初期嘗試被逐漸放棄了。近年來，隨著智能運(yùn)載技術(shù)的發(fā)展，城市地下物流系統(tǒng)再次引起了國內(nèi)外的關(guān)注。其中，部分學(xué)者提出了利用地鐵、輕軌或有軌電車實(shí)現(xiàn)客流與貨流協(xié)同輸運(yùn)的構(gòu)想，這種構(gòu)想一經(jīng)提出就廣受關(guān)注。學(xué)者們將這種利用現(xiàn)有的地鐵資源進(jìn)行優(yōu)化配置，結(jié)合現(xiàn)代物流設(shè)施設(shè)備及技術(shù)，進(jìn)一步把地鐵站改造成包含儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)、配送等物流功能的空間，實(shí)現(xiàn)客流與貨流協(xié)同的系統(tǒng)稱為地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)（M-ULS）[2]。

為了全面梳理地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)（M-ULS）的研究成果，本文分別從戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)和執(zhí)行層面，對(duì)近年來地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)（M-ULS）的規(guī)劃理論、網(wǎng)絡(luò)布局和運(yùn)營調(diào)度等問題的相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行較為全面的綜述，以期為相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者提供有效的參考與借鑒。

1 戰(zhàn)略層面：規(guī)劃理論與綜合效益

地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)（M-ULS）由于實(shí)現(xiàn)了客流與貨流的協(xié)同，能產(chǎn)生可觀的外部效益，學(xué)者們普遍認(rèn)為可將M-ULS 作為城市地下物流的前期發(fā)展形態(tài)，并以地鐵貨運(yùn)模式能夠重塑城市交通物流形態(tài)[3]。在戰(zhàn)略層面，學(xué)者從地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、業(yè)務(wù)規(guī)劃和綜合效益分析等方面進(jìn)行了大量的研究。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃

學(xué)者通常通過多種基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方案的對(duì)比，并結(jié)合實(shí)際貨運(yùn)需求對(duì)M-ULS 的地鐵站臺(tái)形式、改造方案、聯(lián)運(yùn)站點(diǎn)等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了設(shè)計(jì)。王小林等[4]基于西安地鐵站實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行地鐵物流需求量及相關(guān)建筑面積預(yù)測，提出兩種適合M-ULS 的地鐵站形式：分離式地鐵站和結(jié)合式地鐵站。其中分離式地鐵站可以隔開物流與客流，保證安全的同時(shí)提高效率，結(jié)合式地鐵站的優(yōu)勢在于可以靈活調(diào)整車廂內(nèi)客貨流量，合理利用地鐵平峰期和空窗期的運(yùn)能。張夢(mèng)霞等[5]從節(jié)點(diǎn)規(guī)劃、通道規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)形態(tài)規(guī)劃等方面對(duì)地下管廊物流系統(tǒng)、地鐵軌道物流系統(tǒng)、地下道路物流系統(tǒng)等三種城市地下物流方案進(jìn)行了對(duì)比分析，提出改造站臺(tái)以承擔(dān)貨運(yùn)功能，具體給出了客貨混編和貨運(yùn)專列兩種情形下的站臺(tái)改造方案。王強(qiáng)等[6]定義了在共線拖掛模式下M-ULS 的物流運(yùn)輸模式、站點(diǎn)裝卸模式、經(jīng)營合作模式，給出站臺(tái)層和站廳層以及地鐵多式聯(lián)運(yùn)銜接站的改造示意圖，以武漢地鐵實(shí)際情況為基礎(chǔ)，應(yīng)用仿真軟件證明了M-ULS 的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和節(jié)能價(jià)值。

（2）業(yè)務(wù)規(guī)劃

考慮到地鐵物流系統(tǒng)客貨協(xié)同運(yùn)行的需求，在保障地鐵客流運(yùn)營的基礎(chǔ)上，如何設(shè)計(jì)合理的業(yè)務(wù)規(guī)則是M-ULS 面臨的首要問題。李敬恒[7]從成都地鐵網(wǎng)絡(luò)全局出發(fā)，在TOD 背景下進(jìn)行成都地鐵物流配送網(wǎng)絡(luò)的方案設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)平均貨物送達(dá)時(shí)間最小，相應(yīng)的提出成都地鐵物流基本業(yè)務(wù)方案。陳佳怡[8]利用人口分布數(shù)據(jù)和分擔(dān)率預(yù)測武漢地鐵物流需求量，在不改變現(xiàn)有地鐵開行頻次的情況下建議客運(yùn)低峰期一節(jié)帶貨、空置期一列帶貨、天窗期開行貨運(yùn)專列的方式進(jìn)行地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)營。曾銳峰[9]以快遞運(yùn)輸為例證明地鐵運(yùn)輸合理性，不僅提出營運(yùn)時(shí)段與非營運(yùn)時(shí)段的貨運(yùn)規(guī)劃，還提出了同城快遞配送服務(wù)和航空快遞的地面承運(yùn)服務(wù)兩種業(yè)務(wù)規(guī)劃。目前，深圳已經(jīng)開始試點(diǎn)實(shí)行地鐵-航空聯(lián)運(yùn)模式，在聯(lián)運(yùn)點(diǎn)設(shè)置收發(fā)行李，借助地鐵為航空乘客提供行李配送服務(wù)[10]。燕玲[11]定義了小件物品快遞，具體介紹了運(yùn)用地鐵承運(yùn)小件物品快遞的業(yè)務(wù)流程，最后從經(jīng)濟(jì)效益和城市外部性兩方面解釋了利用地鐵開展小件物品快遞業(yè)務(wù)的必要性。Hu 等[12]組織和評(píng)估了一個(gè)包含37 項(xiàng)M-ULS 開發(fā)所必需的關(guān)鍵技術(shù)的分層框架，設(shè)計(jì)了具有物流功能的具體互通式地鐵車站內(nèi)部布置方案，對(duì)車站的物流工作流程進(jìn)行了詳細(xì)描述，文獻(xiàn)和調(diào)查的證據(jù)表明，所提出的M-ULS 模型在技術(shù)上是可行的。

（3）綜合效益分析

目前，地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)（M-ULS）更多處于規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，實(shí)際投入運(yùn)營的項(xiàng)目較少。作為項(xiàng)目運(yùn)營的前期工作，學(xué)者們從M-ULS 的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益等方面進(jìn)行了深入研究。

Ma 等[13]集中關(guān)注地鐵公司和物流運(yùn)營商在不同的市場力量機(jī)制下的決策，在合作博弈和非合作博弈機(jī)制下對(duì)新興的地鐵一體化物流方式進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析，結(jié)果表明引進(jìn)地鐵一體化物流系統(tǒng)有可能為地鐵公司和物流公司產(chǎn)生帕累托效果。徐國峰[14]提出了城市地下物流系統(tǒng)費(fèi)用和效益評(píng)價(jià)的方法，并以武漢市為例進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，對(duì)城市地鐵貨運(yùn)的實(shí)行提出了指導(dǎo)意見。彭玫貞等[15]對(duì)比地鐵物流系統(tǒng)和地下物流系統(tǒng)的異同，從技術(shù)、運(yùn)營管理、效益三方面對(duì)城市地下物流系統(tǒng)與地鐵的協(xié)同運(yùn)行，進(jìn)行了可行性分析和協(xié)同運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，發(fā)現(xiàn)將地鐵與地下物流系統(tǒng)協(xié)同才是符合國情的方案。

在社會(huì)效益方面，Xu 等[16]使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法，以武漢疫情高發(fā)期間的實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析疫情期間將地鐵貨運(yùn)投入實(shí)際應(yīng)用對(duì)城市物流績效產(chǎn)生的影響以及地鐵地下物流的發(fā)展過程，建立了一套有效的宏觀微觀激勵(lì)政策來推動(dòng)地鐵物流系統(tǒng)發(fā)展，為決策者處理城市物流問題提供有效的支持。Hu 等[17]創(chuàng)新性地提出城市地鐵貨運(yùn)外部性的評(píng)價(jià)模型，把地鐵物流系統(tǒng)的四個(gè)主要利益系相關(guān)者和一系列影響因素納入兩個(gè)子模型，并以北京市為例進(jìn)行分析；進(jìn)而將投資政策、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和市場競爭力三個(gè)決策變量組合到8 個(gè)不同的情景中考察中小民營企業(yè)的外部效益、定價(jià)策略、資本融資結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)量。陳梓毓[18]從綠色物流和可持續(xù)城市配送理念出發(fā)，提出使用地鐵進(jìn)行城市配送，并結(jié)合南京實(shí)際情況，從運(yùn)能、市場、可行性等方面探究M-ULS 的應(yīng)用。

2 戰(zhàn)術(shù)層面：網(wǎng)絡(luò)布局與節(jié)點(diǎn)選址

地鐵貨運(yùn)規(guī)劃的關(guān)鍵在于客貨共享節(jié)點(diǎn)的選址、分配和運(yùn)輸路徑規(guī)劃。在這一具體的地鐵貨運(yùn)規(guī)劃層面，學(xué)者們的主要工作集中于地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布局和節(jié)點(diǎn)選址問題。

在網(wǎng)絡(luò)布局方面，胡萬杰等[19]構(gòu)建了地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)選址-分配-路徑模糊隨機(jī)規(guī)劃模型，創(chuàng)新性地探索在不確定需求環(huán)境下地鐵貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的效益情況和最佳布局規(guī)劃。任睿等[20]針對(duì)某種特定的軸輻式地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，提出由地鐵、管道和地面三級(jí)協(xié)同的地鐵貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化方法，研究表明該布局方法能大量分擔(dān)地面貨運(yùn)量，釋放城市道路服務(wù)能力。更多的文獻(xiàn)對(duì)物流節(jié)點(diǎn)選址問題展開了研究。為了方便閱讀，本文從結(jié)構(gòu)角度和功能角度對(duì)選址問題進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。

（1）單級(jí)節(jié)點(diǎn)選址問題和多級(jí)節(jié)點(diǎn)選址問題

從結(jié)構(gòu)角度來看，M-ULS 選址問題可以分為單級(jí)節(jié)點(diǎn)選址問題和多級(jí)節(jié)點(diǎn)選址問題。關(guān)于單級(jí)節(jié)點(diǎn)的選址研究，閆文濤等[21]在候選物流節(jié)點(diǎn)和需求點(diǎn)已知的情況下，從供應(yīng)商成本最低和客戶費(fèi)用最低兩個(gè)層面出發(fā)，建立雙層規(guī)劃模型以識(shí)別出與需求點(diǎn)匹配最佳的候選節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)地下物流節(jié)點(diǎn)選址。何永貴等[22]將客戶最優(yōu)作為下層規(guī)劃目標(biāo)，深入探究是什么因素決定了客戶對(duì)物流節(jié)點(diǎn)的選擇，把距離、服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)價(jià)格因素加權(quán)量化，使選址模型在實(shí)際應(yīng)用中更具參考性；Zheng 等[23]提出了一種改進(jìn)的p 中值模型以使M-ULS 的總成本最小，以服務(wù)能力和網(wǎng)絡(luò)密度為加權(quán)項(xiàng)，構(gòu)建加權(quán)V 形圖，計(jì)算優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的服務(wù)范圍，論證了利用地鐵進(jìn)行物流配送的可行性。

在多級(jí)節(jié)點(diǎn)的選址研究方面，胡萬杰等[24]針對(duì)客貨共線模式下的地鐵物流系統(tǒng)的選址問題進(jìn)行分析，以南京地鐵1 號(hào)線和2 號(hào)線為例探討得出結(jié)論：雙線換乘情況下，地鐵貨運(yùn)單價(jià)與地面貨運(yùn)單價(jià)之比在1∶2.5 以下就能保證地鐵物流系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。王蘇林等[25]在地鐵物流節(jié)點(diǎn)選址研究中將目標(biāo)函數(shù)設(shè)置為物流節(jié)點(diǎn)數(shù)量最少且轉(zhuǎn)運(yùn)率最低，利用集合覆蓋模型和整數(shù)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)物流節(jié)點(diǎn)選址。任睿等[20]以軸輻式地鐵物流網(wǎng)絡(luò)為背景節(jié)點(diǎn)選址優(yōu)化問題研究，并將貨流分配、路徑布置納入優(yōu)化模型中。Zhao 等[26]基于輪輻網(wǎng)絡(luò)模型的同城地鐵物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)出三階段優(yōu)化模型，第一用熵權(quán)TOPSIS 模型篩選出候選樞紐節(jié)點(diǎn)和輻條節(jié)點(diǎn)；第二考慮容量限制，采用貪婪隨機(jī)自適應(yīng)搜索方法識(shí)別輻條節(jié)點(diǎn)；第三以運(yùn)輸距離最小為目標(biāo)采用禁忌搜索算法識(shí)別樞紐節(jié)點(diǎn)，通過靈敏度分析，證明了容量約束對(duì)多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的配置有顯著影響。

（2）配送中心節(jié)點(diǎn)選址與轉(zhuǎn)運(yùn)中心節(jié)點(diǎn)選址

從功能角度來看，目前研究的對(duì)象主要是M-ULS 配送中心節(jié)點(diǎn)選址問題和轉(zhuǎn)運(yùn)中心節(jié)點(diǎn)選址問題。配送中心是通過物流集中再分配從而產(chǎn)生物流規(guī)模效益的場所，其選址關(guān)系到整個(gè)M-ULS 收益情況。張秋星[27]著眼于地鐵物流過程中的配送環(huán)節(jié)，在選址模型中加入成本和覆蓋范圍限制，發(fā)現(xiàn)地鐵承擔(dān)貨物運(yùn)輸?shù)谋壤煌瑢?duì)物流配送中心選址方案決策具有不同的影響，進(jìn)一步給出不同選址方案的綜合物流效益評(píng)價(jià)方法。He 等[28]對(duì)配送中心的布局問題和配送問題分別建立模型，利用改進(jìn)的蝙蝠啟發(fā)算法來解決高維配送中心布局模型問題，用上海市中心城區(qū)地下物流節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)布局規(guī)劃為例進(jìn)行了模型驗(yàn)證。

轉(zhuǎn)運(yùn)中心既可能是地鐵貨運(yùn)與地鐵貨運(yùn)之間的中轉(zhuǎn)站，也可能是地面運(yùn)輸與M-ULS 的銜接點(diǎn)，其位置的選擇對(duì)物流效率有極大的影響。周芳汀等[29-30]明確了貨物在M-ULS 系統(tǒng)中的移動(dòng)路徑選擇方法，把運(yùn)輸成本、中轉(zhuǎn)成本和固定運(yùn)營成本相加作為目標(biāo)函數(shù)建立模型，改進(jìn)模擬植物生長算法求解模型，確定地面物流系統(tǒng)與M-ULS 之間的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)位置，以成都市為例做覆蓋范圍、需求量、規(guī)模效應(yīng)相對(duì)于總成本的敏感度分析。李鋮鈺[31]參考大連一號(hào)線和二號(hào)線的實(shí)際數(shù)據(jù)，計(jì)算在地鐵運(yùn)營商和快遞企業(yè)協(xié)同配送時(shí)哪些站點(diǎn)可以作為最佳轉(zhuǎn)運(yùn)物流節(jié)點(diǎn)。

3 執(zhí)行層面：運(yùn)營調(diào)度

目前對(duì)于M-ULS 運(yùn)營調(diào)度的研究主要集中在協(xié)同運(yùn)行和路徑優(yōu)化方面。

（1）協(xié)同運(yùn)行問題

按照協(xié)同對(duì)象的不同，可以將協(xié)同運(yùn)行問題分為列車調(diào)度協(xié)同問題、客貨協(xié)同問題、M-ULS 與地面物流系統(tǒng)協(xié)同問題。

針對(duì)列車調(diào)度問題，陳一村等[32]對(duì)比了各種地鐵貨運(yùn)模式，建造模型確定共線模式下貨運(yùn)列車每天的發(fā)車頻次，最終認(rèn)為共線運(yùn)輸只能作為補(bǔ)充運(yùn)輸方式，只有分線運(yùn)輸模式下的地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)或者獨(dú)立成網(wǎng)的地下物流系統(tǒng)才能從根本上解決物流問題。潘欣維[33]詳細(xì)闡述了由三層結(jié)構(gòu)組成的地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)、通過貨物運(yùn)輸機(jī)制及地鐵客貨系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作模式的分析，將地鐵客貨車調(diào)度問題轉(zhuǎn)換為確定條件下快慢車行車調(diào)度問題，并以遺傳算法實(shí)現(xiàn)了地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)列車調(diào)度計(jì)劃的求解。Be?inovic 等[34]基于鐵路運(yùn)輸提出了一種將宏觀網(wǎng)絡(luò)模型和微觀網(wǎng)絡(luò)模型相結(jié)合的分層時(shí)間表設(shè)計(jì)框架，借助該框架可以自動(dòng)計(jì)算出一個(gè)可行的、具有魯棒性的時(shí)間表，決策者可以以此為基礎(chǔ)制定有效的時(shí)間表或者對(duì)現(xiàn)有時(shí)間表進(jìn)行評(píng)估，考慮到地鐵與火車的列車調(diào)度的相似性，該火車列車調(diào)度方法對(duì)M-ULS 列車調(diào)度也具有很強(qiáng)的參考作用。

在客貨協(xié)同方面，邸振等[35]針對(duì)共線混載模式下的M-ULS 進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，解決非高峰期內(nèi)流量控制和車廂分配問題，引入貨運(yùn)軟時(shí)間窗和客運(yùn)硬時(shí)間窗約束，以北京八通線相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法可以同時(shí)提升客貨運(yùn)輸效率。Zhen等[36]針對(duì)共線拖掛模式下的M-ULS 進(jìn)行地鐵車廂布置和流量控制，把運(yùn)營成本和總延誤懲罰的加權(quán)和作為目標(biāo)函數(shù)，在客貨流量分配條件下構(gòu)建模型，設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的Benders 分解算法，并以北京八通線運(yùn)營數(shù)據(jù)證明了該方法的有效性。

雖然相對(duì)于傳統(tǒng)物流模式，M-ULS 優(yōu)勢明顯，但是它不能完全取代地面物流系統(tǒng)，二者之間是合作與競爭共存的關(guān)系，因此M-ULS 與地面物流之間的協(xié)同研究極為重要。劉翱等[37]研究了在地面物流系統(tǒng)協(xié)同地下物流系統(tǒng)時(shí)如何分配兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)輸量，認(rèn)可二者之間的合作與競爭關(guān)系，對(duì)比地面物流系統(tǒng)、地下物流系統(tǒng)和地面物流系統(tǒng)與地下物流系統(tǒng)共存三種方案的成本，研究表明地下物流與地面物流協(xié)同的物流模式成本最佳。一般學(xué)者的關(guān)注點(diǎn)在城市的正向物流領(lǐng)域，鄭長江等[38]根據(jù)城市閉環(huán)物流的需求，采取分層分級(jí)分區(qū)域的地上地下配送策略，把逆向物流加入模型中，實(shí)例表明，在閉環(huán)物流模式下把車廂流量設(shè)置為3 000 件、發(fā)車間隔設(shè)置為5 分鐘可以減少4.6%的配送時(shí)間及3.8%的總成本，相比傳統(tǒng)物流方式，可以減少8.1%的平均配送時(shí)間和57.5%的碳排放量。周曉曄等[39]設(shè)定了一種M-ULS 與地面物流系統(tǒng)的協(xié)同場景：配送中心將貨物運(yùn)到地鐵進(jìn)站口進(jìn)行運(yùn)輸，第三方物流公司安排貨車在出站口接應(yīng)貨物并把物品送到客戶所在地，基于此場景構(gòu)建路徑優(yōu)化模型并使用改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法求解，研究表明客貨協(xié)同方式可提高時(shí)間窗內(nèi)的送達(dá)效率。

（2）路徑優(yōu)化問題

對(duì)M-ULS 進(jìn)行路徑優(yōu)化的目的有兩個(gè)，一是提高物流的準(zhǔn)時(shí)率，二是降低成本，因此學(xué)者在進(jìn)行路徑優(yōu)化研究時(shí)針對(duì)時(shí)間窗限制和如何降低成本等問題做出了大量的研究。

在考慮時(shí)間窗的M-ULS 路徑優(yōu)化研究方面，楊婷等[40]列舉了列車提前到站和列車延遲到站兩種情況下的懲罰函數(shù)，建立帶時(shí)間窗的地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)路徑優(yōu)化模型，減少轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，得到最優(yōu)的地鐵配送路徑方案。周曉曄等[39]研究了單條地鐵線路與貨車聯(lián)合配送的路徑優(yōu)化問題，以不改變地鐵原運(yùn)行方案的前提為時(shí)空約束，以配送距離最短為目標(biāo)建造地鐵-貨車聯(lián)運(yùn)模型，用改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法求解，結(jié)果表明這種聯(lián)運(yùn)方式能有效提高時(shí)間窗范圍內(nèi)的送達(dá)率。

在降低成本方面的研究中，學(xué)者通常以包括內(nèi)部成本和外部成本在內(nèi)的總成本作為優(yōu)化目標(biāo)。李鋮鈺[31]詳細(xì)闡述了利用地鐵開展城市物流配送的優(yōu)劣勢，提出快遞公司協(xié)同地鐵運(yùn)營商展開城市配送的新型物流方案，在構(gòu)建協(xié)同配送的路徑優(yōu)化模型中加入碳排放成本約束，降低配送成本和環(huán)境污染影響的同時(shí)增加地鐵公司的非票價(jià)收入，實(shí)現(xiàn)地鐵運(yùn)營商和快遞公司的雙贏。劉亞楠等[41]構(gòu)造包括時(shí)間成本、車輛成本、運(yùn)輸成本的總成本最小化的模型，通過南京地鐵數(shù)據(jù)證明該模型不僅可以指導(dǎo)車輛間的轉(zhuǎn)運(yùn)安排，還能優(yōu)化客戶分配和地面物流系統(tǒng)的道路選擇。

4 研究結(jié)論和展望

本文在M-ULS 相關(guān)文獻(xiàn)梳理的基礎(chǔ)上，從規(guī)劃理論、網(wǎng)絡(luò)布局和運(yùn)營調(diào)度三個(gè)方面歸納概括國內(nèi)外學(xué)者對(duì)M-ULS 的相關(guān)研究成果及進(jìn)展。

（1）戰(zhàn)略層面上，學(xué)者從M-ULS 的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、業(yè)務(wù)規(guī)劃和綜合效益分析等方面進(jìn)行了大量的研究。目前研究對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃集中在對(duì)地鐵站臺(tái)和地鐵車廂的改造，重點(diǎn)在于降低客貨之間的影響；業(yè)務(wù)規(guī)劃包括貨運(yùn)規(guī)劃和地鐵承運(yùn)快遞業(yè)務(wù)的規(guī)劃，以充分利用地鐵剩余運(yùn)能，增加地鐵運(yùn)營商與快遞企業(yè)的收入；綜合效益分析的研究頗受重視，不同學(xué)者通過模型和實(shí)例證明，M-ULS 不僅能為各方主體帶來內(nèi)部經(jīng)濟(jì)效益，還能實(shí)現(xiàn)降低碳排放、緩解交通壓力、緩解疫情困境的城市正外部性效果。

（2）戰(zhàn)術(shù)層面，學(xué)者們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)布局和選址問題上做了大量的研究工作，特別是選址問題研究較多。按照結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)相較于單級(jí)節(jié)點(diǎn)，學(xué)者們的研究更偏向于多級(jí)節(jié)點(diǎn)的選址問題，對(duì)于轉(zhuǎn)運(yùn)型節(jié)點(diǎn)和配送型節(jié)點(diǎn)的研究則相當(dāng)。選址模型的目標(biāo)和約束構(gòu)成比較穩(wěn)定，集中在成本、節(jié)點(diǎn)數(shù)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率、覆蓋范圍、碳排放、系統(tǒng)容量等因素上。

（3）執(zhí)行層面上，現(xiàn)有研究多從協(xié)同運(yùn)行和路徑優(yōu)化兩個(gè)方面闡述M-ULS 的運(yùn)營調(diào)度問題。協(xié)同運(yùn)行問題主要涉及到列車調(diào)度、客貨協(xié)同以及M-ULS 與地面物流系統(tǒng)協(xié)同。研究發(fā)現(xiàn)，列車調(diào)度和客貨協(xié)同研究的范圍比較集中，多數(shù)為共線模式下的車廂分配、客貨流量分配、列車時(shí)刻表安排等問題。M-ULS 與地面物流系統(tǒng)協(xié)同的研究內(nèi)容包括地鐵與地面物流量分配、車廂容量與發(fā)車時(shí)間設(shè)置、地鐵-貨車路徑優(yōu)化。路徑優(yōu)化問題則從提高準(zhǔn)時(shí)率和降低成本兩方面展開敘述。

盡管學(xué)者們?cè)贛-ULS 方法做了大量的研究，但是受交通規(guī)劃和物流行業(yè)發(fā)展等多方面的影響，M-ULS 方面的研究仍在快速發(fā)展中，未來對(duì)地鐵貨運(yùn)系統(tǒng)的研究可以嘗試向更多方面擴(kuò)展。

其一，雖然許多文獻(xiàn)研究了M-ULS，但是對(duì)地鐵具體適合承運(yùn)何種貨物這個(gè)問題的研究相對(duì)較少。居民日?？爝f包裹成為城市物流需求的重要組成部分，地鐵站點(diǎn)周圍多為居民區(qū)、商業(yè)辦公區(qū)、學(xué)校等，是快遞包裹流動(dòng)終端區(qū)域，客貨流動(dòng)方向高度一致。此外地鐵有運(yùn)行速度快、發(fā)行頻率高、運(yùn)量大和覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，符合快遞運(yùn)輸?shù)囊?，未來如何?shí)現(xiàn)城市快遞與M-ULS 的協(xié)同是一個(gè)值得研究的問題。

其二，由于地鐵軌道具有固定性，無法承擔(dān)最后一公里的配送，現(xiàn)實(shí)中M-ULS 需與地面物流系統(tǒng)聯(lián)合才能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的配送，但是銜接兩個(gè)系統(tǒng)方面的文獻(xiàn)不多，學(xué)者們可發(fā)散思維，未來多關(guān)注地鐵物流與地面物流之間轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)的選址與設(shè)置問題、地鐵道路網(wǎng)和地面道路網(wǎng)的路徑選擇問題、轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間窗問題等以提高城市物流的效率。

其三，M-ULS 是一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，同時(shí)受到自然界和社會(huì)的影響，尤其是在當(dāng)前新冠肺炎疫情頻發(fā)的時(shí)期，交通系統(tǒng)受到的沖擊較大，系統(tǒng)的適應(yīng)能力應(yīng)當(dāng)受到關(guān)注，但是目前對(duì)于M-ULS 系統(tǒng)魯棒性的研究幾乎是空白的，學(xué)者們可從此角度多做研究。