中国研究生数学建模竞赛F题.doc

地下物流系统网络
背景
交通拥堵是世界大城市都遇到的“困局”之一。 2015年荷兰导航经营商TomTｏm发布了全球最拥堵城市排名，,我国交通拥堵带来的经济损失占城市人口可支配收入的20％，相当于每年国内生产总值（GＤP）损失５～8%。。大量研究表明：“时走时停”的交通导致原油消耗占世界总消耗量的20%。高峰期，北京市主干线上３０0万辆机动车拥堵１小时所需燃油为240万~３3０万升。２015年城市交通规划年会发布数据显示:在石油消费方面，我国交通石油消费比重占到了消费总量的5４%，交通能耗已占全社会总能耗10%以上,并逐年上升。高能耗也意味着高污染和高排放。
导致城市交通拥堵的主要原因是交通需求激增所带来的地面道路上车辆、车次数量巨增，，但由于货运车辆一般体积较大、载重时行驶较慢，车流中如果混入重型车，会明显降低道路的通行能力，因此，，按常规的车辆换算系数(不同车辆在行驶时占用道路净空间的程度），货运车辆所占用的道路资源达40%.因此，世界各国都在为解决城市交通和环境问题进行积极探索，而处理好货运交通已成为共识。大量实践证明,仅通过增加地面交通设施来满足不断增长的交通需求,既不科学也不现实，地面道路不可能无限制地增加。因此“统筹规划地上地下空间开发”势在必行,“地下物流系统”正受到越来越多发达国家的重视。
概念
地下物流系统（Underｇｒouｎｄ Lｏgisｔｉcｓ Sｙstem——ULS)是指城市内部及城市间通过
类似地铁的地下管道或隧道运输货物的运输和供应系统。它不占用地面道路,减轻了地面道路的交通压力，从而缓解城市交通拥堵；它采用清洁动力，有效减轻城市污染;它不受外界条件干扰，运输更加可靠、高效。地面货车的减少同时带来巨大的外部效益，如路面损坏的修复费用，环境治理的费用,可以用于补偿地下物流系统建设的高投资.

图1 日本ＵLＳ概念图　 　 　　 　 　 　 图2 德国ULS概念图
　
图3　地下物流系统的技术形式
图1和图2描绘的分别是日本和德国对ULS的设计构想图。图1进一步描绘了地下节点的运作状况；图2侧重于ＵLS与其他地下设施的平行关系，在复杂的地下空间条件下实施ULＳ的空间并不富余。图3中展示的分别是运载车辆形式设计及运输通道的形式。
然而UＬS的研究与实践还刚刚兴起,尚无成熟、、可行性、技术系统和建造管理等方面
取得了不少重要的研究成果，但地下物流系统是涉及地上与地下、物流与工程、技术与管理等多个学科领域的复杂巨系统，而且相比于其他物流方式,UＬＳ复杂，造价高，风险大,不成功则损失巨大,而现有研究成果还处于“试验"阶段，相对单一，尚无系统的理论支撑其走向实际应用，尤其是迄今为止世界上还没有一个城市规模的成功案例,失败的情况反而有几个。因此，亟待进行城市规模的前瞻性研究，为发展地下物流系统的理论和实践进行探索。
我国人口众多、大城市密集、交通状况不佳已经到了迫切需要改善的程度，而且我国城市地铁