INNOWACYJNE ROZWI ZANIA DYSTRYBUCJI ADUNKÓW W MIE CIE NA PRZYK ADZIE AGLOMERACJI WARSZAWSKIEJ

Transkrypt

1 P R A C E N A U K O W E P O L I T E C H N I K I W A R S Z A W S K I E J z. 100 Transport 2013 Marianna Jacyna, Jolanta ak Wydzia Transportu, Politechnika Warszawska INNOWACYJNE ROZWIZANIA DYSTRYBUCJI ADUNKÓW W MIECIE NA PRZYKADZIE AGLOMERACJI WARSZAWSKIEJ Rkopis dostarczono, padziernik 2013 Streszczenie: W artykule przedstawiono koncepcj zastosowania tramwajów towarowych do przewozu adunków na obszarach aglomeracji miejskiej, jako alternatywy dla transportu samochodowego. Jednym z podstawowych problemów wspóczesnego zarzdzania gospodark miejsk jest dystrybucja towarów. W tym aspekcie innowacyjne rozwizania w zakresie logistyki miejskiej powinny uwzgldnia zaoenia oraz ograniczenia dotyczce zrównowaonego transportu. W artykule opisano typowe dla miasta rodzaje systemów dystrybucji, ze szczególnym uwzgldnieniem dystrybucji dwuszczeblowej. Przedstawiono zapis odpowiedniego modelu optymalizacyjnego. Na przykadzie aglomeracji warszawskiej wskazano na zalety zastosowania tramwajów towarowych do przewozu adunków midzy centrami konsolidacji adunków a hubami. Do oceny wariantów organizacji dystrybucji wykorzystano aplikacj SuperChoose wspomagajc podejmowanie decyzji. Sowa kluczowe: dystrybucja adunków, transport w miecie, wspomaganie decyzji, aglomeracja warszawska 1. WPROWADZENIE Konsekwencj rozwoju cywilizacyjnego jest szybki rozwój miast. Gównym problemem obsugi logistycznej na terenie aglomeracji miejskich jest dostosowanie jej do ogranicze przestrzennych. Ograniczenia te wynikaj midzy innymi z wystpujcej na terenach miejskich duej gsto zaludnienia, której efektem jest zagszczenie zabudowy. Ze wzgldu na zwarto zabudowy w centrach miast mona zaobserwowa wiele ograniczenie ruchu pojazdów, w tym równie dostarczajcych towar do odbiorców (sklepów, punktów gastronomicznych, szpitali i innych) wycznie do nieduych samochodów dostawczych, o DMC 3,5 tony. Ze wzgldu na niewielk adowno takich pojazdów, oznacza to konieczno wikszej liczby przejazdów a tym samym wikszego obcienia sieci drogowej (zatoczenie). Innym problemem zwizanym z dystrybucj na obszarze miejskim jest konieczno natychmiastowego rozadunku i zaadunku ze wzgldu brak miejsc do parkowania.

2 54 Marianna Jacyna, Jolanta ak Problemy dystrybucji na terenie miast szeroko opisywane s literaturze jako logistyka miejska [1], 2, 4, [7], 8, [12], [13], [14], 19. Obszar zainteresowa tej dziedziny dotycz m.in.: dostpnoci komunikacyjnej miasta zaopatrzenia sieci handlowych w towary, zaopatrzenia mieszkaców w wod i energi gospodarki ciekowej, usuwania i utylizacji odpadów, budowy i utrzymania sieci telekomunikacyjnych, brak dbaoci o rodowisko naturalne aglomeracji i jej okolic (rys.l). Logistyka miejska Skadowanie i transport dóbr Transport samochodowy Zaopatrzenie mieszkaców i podmiotów gospodarczych zlokalizowanych na terenie miasta Gospodarka odpadami i nieczystociami Rys. 1. Problemy analizowane przez logistyk miejsk ródo: opracowanie wasne Poniewa wiele miast posiada zabytkow zabudow nie jest moliwe poszerzenie ulic. Z drugiej strony obserwujemy cigy wzrost liczby ludnoci miejskiej. Wedug prognoz demograficznych w 2030 r. w miastach bdzie mieszkao ponad 60% ludnoci 3, 5, 16 21, 22, 23, co z kolei powinno stanowi bodziec do rozbudowy infrastruktury drogowej. Niestety zazwyczaj jest ona zbyt sabo rozwinita w stosunku do istniejcej sytuacji. Reasumujc taka sytuacja sprzyja bardzo duej kongestii ruchu w centrach aglomeracji miejskich, zwaszcza w godzinach porannych i popoudniowych oraz na gównych drogach prowadzcych z osiedli mieszkalnych do centrum. Wie si to z dojazdem do miejsc pracy w szczycie porannym i popoudniowym. Jednoczenie nie naley zapomina, e due zagszczenie ruchu wpywa negatywnie na poziom ycia mieszkaców. Wród ujemnych skutków mona wymieni, midzy innymi: wzrost zanieczyszczenia powietrza, wzrost poziomu haasu, zwiksza liczb zdarze drogowych takich jak kolizje i wypadki, prowadzi do zwikszenia poziomu zestresowania kierowców. Wadze lokalne w celu poprawy przepywu osób wprowadzaj dodatkowo ograniczenia w ruchu pojazdów polegajce na szczególnym uprzywilejowaniem komunikacji zbiorowej (buspasy). Dziaania takie powoduj dodatkowe problemy w dystrybucji towarów na

3 Innowacyjne rozwizania dystrybucji adunków w miecie na przykadzie aglomeracji 55 obszarach miejskich a zwaszcza ródmiejskich, gdzie zlokalizowanych jest duo punktów dostaw takich jak sklepy, restauracje, centra handlowe czy placówki publiczne. Co istotne, wymienione instytucje odgrywaj wan role w funkcjonowaniu swojego otoczenia dostarczaj niezbdnych dóbr i usug zarówno ludziom zamieszkujcym, osobom pracujcym jak i firmom znajdujcym si na danym obszarze. W tym aspekcie niezbdne jest poszukiwanie metod wspomagajcych organizowanie dystrybucji w miecie tak aby, z jednej strony zmniejsza uciliwoci zwizane z transportem adunków na obszarach miejskich, a z drugiej strony wspiera rozwój gospodarczy i spoeczny tych aglomeracji 4, 7, 10, 17, 18, 24, 25. Jednym z rozwiza tego problemu jest obsuga aglomeracji miejskich w ramach tzw. zintegrowanego systemu logistycznego miasta (ZSLM). Realizacja przepywów materiaowych z wykorzystaniem ZSLM ma na celu ograniczenie ruchu towarowego na terenie miast poprzez skoordynowanie przepywów materiaowych i eliminacj pustych przebiegów. Ma to na celu zmniejszenie uciliwoci zwizanych z dostaw towarów do szerokiego spectrum klientów (podmiotów) zlokalizowanych na terenie miast. 2. MODELOWE ROZWIZANIA W ZAKRESIE DYSTRYBUCJI NA TERENIE AGLOMERACJI MIEJSKIEJ 2.1. MIEJSKIE MODELE DYSTRYBUCYJNE Posta, charakterystyki oraz zoono modeli odwzorowujcych realizacj zaopatrzenia i dystrybucji towarów w obrbie aglomeracji miejskich wynika z: wielkoci przewoonego towaru, uwarunkowa prawno-organizacyjnych dotyczcych czasu i przebiegu transportu, uwarunkowa przestrzennych (uksztatowanie przestrzenne miast, gsto zaludnienia itp.). Modele dystrybucyjne przepywu towarów w miecie mona podzieli na: bezporednie, porednie, mieszane (rys. 2). W przypadku dostaw bezporednich model dystrybucyjny charakteryzuje si jednoetapowym przepywem towarów midzy ródem produkcji i punktem odbioru. Zatem, przepyw towarów jest cigy i niezakócony operacjami przeadunku i skadowania. ródem powstawania zapotrzebowania na przewóz jest dowolny z bloków wchodzcych w skad Krajowego Systemu Logistycznego (KSL). Towary przewoone s bezporednio rodkiem transportu do punktu odbioru zlokalizowanego na terenie miasta. Ilustracja graficzna modelu dystrybucji z bezporedni dostaw towarów zostaa przedstawiona na rys 3.

4 56 Marianna Jacyna, Jolanta ak MIEJSKIE MODELE DYSTRYBUCYJNE Bezporednie transport od drzwi do drzwi z wykorzystaniem specjalnych urzdze do zaadunku i wyadunku Porednie - transport od wza do wza. W tym przypadku projektowane s due punkty rozdziau i kompletacji adunków na obrzeach miast ( tzw. Centra Konsolidacji adunków) oraz mniejsze w wyznaczonych punktach \w dzielnicach, tzw. Huby, w których odbywa si proces dystrybucji lub przeadunku. Z PROCESEM DYSTRYBUCJI Z PROCESEM KONSOLIDACJI Mieszane - transport od drzwi do drzwi Stanowi poczenie dwóch pierwszych modeli dystrybucyjnych. W systemie mieszanym moliwy jest zarówno przepyw poredni i bezporedni towarów. Determinowane jest to warunkami obsugi klienta oraz ograniczeniami ruchu towarowego w miecie Rys. 2. Podzia miejskich modeli dystrybucyjnych ródo: opracowanie wasne Bloki Miasto KSL Rys. 3. Schemat bezporedniego systemu dystrybucji towarów w miecie ródo: opracowano na podstawie [1], 6, 12, SYSTEMY JEDNO I DWUSTOPNIOWEJ DYSTRYBUCJI TOWARÓW Z UWZGLDNIENIEM CK Biorc pod uwag przeprowadzone wczeniej rozwaania naley zauway, e przy zastosowaniu modeli porednich bd mieszanych, istotn rol odgrywaj punkty porednie, którymi s Centra Konsolidacji adunków (CK). Systemy dystrybucji z zastosowaniem CK mona podzieli na jednostopniowe i dwustopniowe.

5 Innowacyjne rozwizania dystrybucji adunków w miecie na przykadzie aglomeracji 57 W przypadku modeli z jednostopniowym systemem dystrybucji towarów (rys.4) punktem pocztkowym przepywu towarów jest dowolny z bloków KSL. Nastpnie towar przewoony jest pojazdami o wikszej adownoci (SC) do CK, gdzie adunki poddawane s procesom rozdziau i kompletacji. Po przygotowaniu planu transportów adunki zostaj zaadowane na pojazdy o mniejszej adownoci i dostarczane do odbiorców na terenie miast, np. punktów sprzeday detalicznej, itp. Transport jest wówczas przerywany celem ograniczenia liczby duych samochodów poruszajcych si z dostawami towarów w granicach miasta. Model ten znajduje zastosowanie w przypadku nieduych miast. W CK adunki poddawane s procesom rozdziau i kompletacji i zostaj zaadowane na pojazdy o mniejszej adownoci (MPC) zgodnie z planami przewozów. Ilustracja graficzna modelu obsugi logistycznej miasta z jednostopniowym systemem dystrybucji towarów zostaa przedstawiona na rys.4. Bloki KSL SC CK MPC Miasto Rys.4 Schemat jednostopniowego systemu dystrybucji towarów w miecie ródo: opracowano na podstawie [1], 6, 12,13 Jeli w procesie dystrybucji wystpuj co najmniej dwa punkty porednie wówczas mamy do czynienia z modelami z dwustopniowym systemem dystrybucji towarów (rys. 5). W modelu tym obok CK wystpuj dodatkowe punkty porednie, tzw. Miejskie Huby Przeadunkowe (MHP). Model ten znajduje zastosowanie w przypadku duych miast, charakteryzujcych si wysokim poziomem gstoci zaludnienia oraz du liczb obiektów handlowych, administracyjnych i kulturalnych, gdy odlego od CK znajdujcego si zazwyczaj na obrzeach miasta do centrum miasta jest dua. Wówczas obszar miejski jest dzielony na regiony i kade z CK obsuguje wasny obszar. Zatem, towar zaadowany w CK nie trafia bezporednio do klientów, lecz do MHP zlokalizowanych w rónych strefach miasta, gdzie nastpuje rozdzia asortymentu oraz zmiana rodka transportowego na pojazd speniajcy ograniczenia dotyczce jazdy w miecie, zazwyczaj oznacza to pojazdy o maej adownoci, proekologiczne. W przypadku modelu dwustopniowego naley zaprojektowa go w sposób minimalizujcy czas oczekiwania pojazdów na zaadunek lub rozadunek a take czynnoci magazynowe. Uwzgldniajc powysze jako punkty mona wykorzysta istniejce obiekty (np. podziemne parkingi, zajezdnie itp. ).

6 58 Marianna Jacyna, Jolanta ak SC CK MPC Miasto MHP Bloki KSL CK MHP MPC MHP CK Bloki KSL Rys. 5 Schemat dwustopniowego systemu dystrybucji towarów w miecie ródo: opracowano na podstawie 6, 12, 13 W dwustopniowym systemie dystrybucji naley uwzgldni dwa typy pojazdów speniajce wymogi ekologii tj.: miejskie pojazdy ciarowe (MPC), których zadaniem jest transport adunków z CK do punktów przeadunkowych (samochody, tramwaje towarowe), oraz mae miejskie pojazdy dostawcze (MSD), których zadaniem bdzie rozwiezienie towaru z punktów przeadunkowych (MHP) bezporednio do klientów. Oba typy pojazdów musz spenia warunki dotyczce ekologii. Trasy, po których przemieszcza si bd pojazdy ciarowe powinny stanowi ulice (trasy), specjalnie wybrane w celu uatwienia dostpu punktów przeadunkowych oraz zmniejszenia wpywu na komunikacj miejsk oraz ochron rodowiska. Trasy i wyjazdy miejskich pojazdów ciarowych stosowanych w dwustopniowym modelu musz by zoptymalizowane i synchronizowane z dziaalnoci punktów przeadunkowych. Przyjto, e miejskie samochody dostawcze mog przemieszcza si wzdu kadej ulicy w centrum miasta po obszarze okrelonym przez wymagan dziaalno dystrybucyjn. Dostawy adunków do CK mog by realizowane transportem drogowym, kolejowym lub wodnym (w przypadku lokalizacji portów w pobliu miast), wówczas sortowanie i konsolidacja wykonywane powinny by w centrach dystrybucyjnych znajdujcych si w portach oraz stacjach kolejowych pooonych w pobliu centrum miasta. Ilustracja graficzna modelu dwustopniowego systemu obsugi logistycznej zostaa przedstawiona zostaa na rys. 5, gdzie pierwszy stopie obsugi logistycznej miasta zosta zaznaczony strzakami koloru czerwonego natomiast drugi stopie kolorem czarnym. Zaoono, e na proces dystrybucji skadaj ci nastpujce etapy: due samochody ciarowe (adowno ok. 24 ton) z towarem (lub inne rodki transportu, np. kolejowego) przybywaj do CK, gdzie s rozadowywane, w CK adunki s sortowane oraz ewentualnie konsolidowane a nastpnie zaadowywane do miejskich pojazdów ciarowych (MPC) (adowno<10 ton),

7 Innowacyjne rozwizania dystrybucji adunków w miecie na przykadzie aglomeracji 59 kady z miejskich pojazdów ciarowych otrzymuje dane z okrelonym czasem wyjazdu oraz tras a nastpnie przewozi towar do jednego lub kilku MHP, w MHP towar zostaje przeadowany do mniejszych miejskich pojazdów dostawczych MSD (o DMC 3,5 tony), kady MSD obsuguje trasy do wyznaczonych klientów, a nastpnie udaje si do punktu, w którym nastpuje kolejny zaadunek. Pojazdy typu MPC oraz MSD mog odwiedzi wicej ni jeden punkt podczas wykonywania jednej trasy. Oczywicie trasy, po których przemieszcza si bd pojazdy powinny stanowi specjalnie wybrany ukad ulic, charakteryzujcy si atwym dostpem do punktów przeadunkowych oraz minimalnym negatywnym wpywem na komunikacj miejsk. Zatem, aby system dwustopniowej dystrybucji zacz prawidowo dziaa naley podj decyzje dotyczce lokalizacji, rozmieszczenia i funkcjonowania centrów konsolidacji adunków oraz punktów przeadunkowych, jak równie caej sieci systemu logistyki miejskiej, np. wyznaczy dostp do sieci ulic otwartych dla kadego typu pojazdu oraz ustali skad flot samochodowych i ich wielkoci. Innym czsto wystpujcym w aglomeracjach miejskich modelem dystrybucji jest model mieszany stanowicy poczenie jedno i dwustopniowych systemów obsugi. W modelach tych dopuszcza si moliwo wystpowania bezporedniej obsugi w pewnych uzasadnionych przypadkach. Ilustracja graficzna modelu obsugi logistycznej miasta z mieszanym systemem dystrybucji towarów zostaa przedstawiona na rys.6. SC CK Miasto MSC MHP Bloki KSL CK MHP MSC MHP CK Bloki KSL Rys. 6. Schemat mieszanego systemu dystrybucji towarów w miecie ródo: opracowano na podstawie 6, 12, 13 Reasumujc, celem obsugi logistycznej miasta jest budowa skutecznego systemu dystrybucyjnego zapewniajcego niskie koszty dostaw towarów, przy jednoczesnej minimalizacji negatywnego wpywu na warunki ruchu w miecie. Zatem cel ten jest tosamy z klasycznym celem taktycznego planowania: planu podziau i wykorzystania zasobów systemu dla uzyskania najlepszej wydajnoci w zakresie satysfakcji klientów i kosztów systemu.

8 60 Marianna Jacyna, Jolanta ak 2.3. TRAMWAJE TOWAROWE Jak wspomniano we wprowadzeniu skutki wzrostu natenia ruchu samochodów odczuwane s coraz dotkliwiej. Jednym z rozwiza tego problemu moe by zastosowanie do przewozu adunków tramwajów towarowych. A tym samym zmniejszenie zatoczenia, haasu oraz emisji zwizków szkodliwych. Pomys wykorzystania tramwaju do obsugi dostaw na terenie miasta pojawi si ju na pocztku ubiegego wieku. W roku 1900 w Drenie kursoway specjalne tramwaje do obsugi pralni. Równie w Polsce, we Wrocawiu oraz Wbrzenie, w XX wieku tramwaje towarowe byy uywane do przewozu adunków. Aktualnie w obsudze logistycznej miast europejskich tramwaje towarowe s wykorzystanie w Drenie, Zurychu oraz Wiedniu 5. Jednak coraz wicej miast jest zainteresowanych, by takie tramwaje kursoway te na ich ulicach. W Drenie tramwaj towarowy CarGoTram obsuguje fabryk VW od marca 2001 roku. Kiedy fabryka osiga maksymaln zdolno produkcyjn, dostawy odbywaj si 9 razy przez 21 godzin w cigu dnia w odstpach 40 minutowych. Trasa przejazdu wynosi 4,2 km, do pokonania której tramwaj potrzebuje minut. W cigu doby tym rodkiem lokomocji dostarczane jest cznie blisko ton czci. W Zurychu tramwaje towarowe s wykorzystywane od kwietnia 2002 roku przez VBZ i ERZ (Entsorgung Recycling Zurich). Tramwaj Cargo Tram obsuguje wywóz adunków wielkogabarytowych z prywatnych gospodarstw domowych. adunki te s zbierane ze przystanków im dedykowanych w wyznaczonych dniach. System wykorzystywany w Szwajcarii powsta na bazie pojemników tocznych ACTS. W Wiedniu zosta opracowany projekt wykorzystania tramwaju towarowego do obsugi ruchu towarowego w miecie o nazwie GüterBim (Güterbeförderung im Stadtgebiet auf bestehender ÖPNV Öffentlicher Personennahverkehr Infrastruktur). GüterBim, w przeciwiestwie do Cargo Tram w Drenie i Zurychu, nie jest nastawiony na obsug tylko jednej grupy adunku. Ma suy do przewozu rónych adunków, wedug zgaszanego zapotrzebowania, do centrów handlowych. Równie w Polsce powstay koncepcje wykorzystania przestarzaego taboru tramwajowego do przewozu towarów. Wedug K. Lewandowskiego i B. Moleckiego moliwe jest przystosowanie kilku typów wagonów typu 105Na do przewozów towarowych 15. Opracowano trzy typy wagonów tramwajowych: wagon silnikowy oraz dwa typy wagonów doczepnych. Prace modernizacyjne taboru dotycz m.in. konstrukcji nadwozia dostosowujcej tabor do zrónicowanych technologii prac adunkowych. Niestety aktualnie, mimo dostpnoci do stosownej infrastruktury, adne polskie miasto nie wykorzystuje transportem szynowego, chocia niektóre z nich poosiadaj linie tramwajowe, a prawie wszystkie s zlokalizowane w bezporedniej bliskoci stacji lub bocznic kolejowych.

9 Innowacyjne rozwizania dystrybucji adunków w miecie na przykadzie aglomeracji MODEL DYSTRYBUCJI ADUNKÓW NA TERENIE AGLOMERACJI MIEJSKIEJ 3.1. ZAOENIA MODELU Wzrost zaludnienia miast powoduje, e rozrastaj si strefy handlowe i usugowe miast, tym samym wielko przewoonych do nich towarów zwaszcza na obszarze centrum, ronie, stajc si powanym problemem zarówno dla podmiotów organizujcych transport, jak i dla samego miasta i jego mieszkaców. Wynika to z jednej strony ze wzrostu liczby samochodów dostawczych, które przyczyniaj si do powstawania kongestii z drugiej za strony wiksza liczba pojazdów to wiksze zanieczyszczenie rodowiska naturalnego. Jednoczenie nie mona zapomina o tym, e warunkiem koniecznym dla sprawnego funkcjonowania miasta jest transport towarów, ludzi, informacji, energii, gazu, wody. Mona zatem uzna, e transport stanowi ogniwo czce miasto w ukadzie funkcjonalnym, przedstawia wspózalenoci, jakie zachodz midzy jego elementami. Do jego realizacji niezbdna jest odpowiednia infrastruktura transportowa tj. drogi, ulice z wyposaeniem organizacji ruchu, miejsca parkingowe, miejsca przeadunku, system sygnalizacji wietlnej jak równie suprastruktura i rodki transportu tj. samochody, urzdzenia i wyposaenie uatwiajcy sprawny zaadunek, przewóz, wyadunek1, 3, 5, 8. Przedmiotem analizy artykuu jest dystrybucja adunków na terenie aglomeracji warszawskiej z wykorzystaniem dwuszczeblowego modelu dystrybucji adunków w transporcie wewntrzmiejskim. Zaoono, e przewóz adunków midzy CKL a MHP zlokalizowanymi na terenie aglomeracji miejskiej moe si odbywa z wykorzystaniem tramwajów towarowych. Natomiast dostawa adunków z miejskich hubów do klientów odbywa si maymi pojazdami dostawczymi. Przyjto, e aglomeracja miejska podzielona jest na strefy rozumiane, jako rejony obsugi poszczególnych MHP. Trasy, po których przemieszczaj si pojazdy typu MPC i MSD, stanowi ukad ulic, specjalnie wybranych w celu uatwienia dostpu do punktów przeadunkowych oraz zmniejszenia wpywu na komunikacj miejsk oraz rodowisko. Dla uproszczenia oblicze przyjto, e czas pracy systemu opisany jest zbiorem T okresów, tj. T={t: t=1, 2,, T }. Przy czym zakada si, e horyzont planowania jest stosunkowo may, w wikszoci przypadków od kilku godzin do pó dnia. Zaoono równie, e czas przejazdu pojazdów wynika z warunków ruchu, a zatem moe róni si w zalenoci od analizowanej chwili i strefy miasta (np. tworzenie si korków w kierunku centrum miasta rano podczas godzinnego szczytu, itp.). Ponadto, w zalenoci od konkretnej pory dnia, moliwe trasy przejazdu midzy dwoma punktami w miecie mog by róne, wynikajce np. z regulacji ruchu lub ogranicze wprowadzonych dla zatoczonych obszarów miejskich.

10 62 Marianna Jacyna, Jolanta ak 3.2. OPIS DANYCH WPROWADZANYCH DO MODELU Celem opracowanego modelu jest minimalizacja kosztu dystrybucji uwzgldniajc jednoczenie minimalizacj liczby pojazdów w miecie, w szczególnoci miejskich pojazdów ciarowych, przy jednoczesnym spenieniu warunków dotyczcych realizacji zapotrzebowania odbiorców (zapotrzebowanie nie moe by dzielone pomidzy róne trasy). Wród danych niezbdnych do rozwizania zadania optymalizacyjnego wyróniono: zbiór numerów Centrów Konsolidacji adunków, w których towary s poddawane sortowaniu i konsolidacji - CK={ck : =1,2,, CK }, zbiór numerów punktów MHP - HP={hp: hp=1,2,, HP }, zbiór, typów miejskich pojazdów ciarowych (MPC), których zadaniem bdzie transport adunków z CK do MHP - S C ={s: s=1,2,, S }; liczb pojazdów MPC (samochodów ciarowych lub tramwajów towarowych) typu s oznaczon jako wielko n(s) adowno pojazdów MPC typu s oznaczon jako wielko (s)r + zbiór MD= { d : d 1,..., D} - typów miejskich pojazdów dostawczych MSD, których zadaniem bdzie rozwiezienie towaru z MHP bezporednio do klientów; liczb pojazdów MSD typu d oznaczon jako wielko n(d) N adowno pojazdów MSD typu d oznaczon jako wielko 1d R zbiór usug wykonywanych przez s-te miejskie pojazdy ciarowe U= { u( s) : u( s) 1,..., U ( s)} ; zbiór usug wykonywanych przez d-te miejskie pojazdy dostawcze Ud= { ud( d) : ud( d) 1,..., Ud( d)} ; jednostkowy koszt wykonania usugi u(s) przez pojazd s - ku( s), s R, jednostkowy koszt wykonania usugi ud(d) przez pojazd d - k1 ud( d), d R ; czas c us s, s przeadunkowym, czas c ud d, d przeadunkowym, + R potrzebny na rozadunek pojazdów MPC typu s w hp-tym hubie + R potrzebny na zaadunek pojazdów MSD typu d w hp-tym hubie maksymaln liczb pojazdów MPC jednoczenie obsugiwanych w MHP oznaczon c jako n hp, s N maksymaln liczb pojazdów MSD jednoczenie obsugiwanych w MHP oznaczon d jako n hp, d N Z uwagi na fakt, e wikszo klientów to podmioty gospodarcze o znanych charakterystykach, przyjto, e znane s nastpujce dane: zbiór numerów klientów obsugiwanych przez projektowany system dystrybucji - J {1, 2,..., i, j,... J}, zbiór typów towarów dostarczanych do j-tego klienta z CK, hp zbiór L { l : l 1,2,. L hp } typów towarów dostarczanych do hp-tego MHP - j L { l : l 1, 2,. L j },

11 Innowacyjne rozwizania dystrybucji adunków w miecie na przykadzie aglomeracji 63 l wektor zapotrzebowa klientów na towar typu l - z [ q( l,1),..., q( l, j),..., q( l, J ],gdzie q(l, j) oznacza wielkoci i zapotrzebowania na towar typu l u j-tego klienta; wielkoci q(l, hp) o interpretacji wielkoci zapotrzebowania na towar typu l w hp-tym hubie; wielko [t a (j), t b (j)] o interpretacji przedziau czasowego, w którym ma by zrealizowany przewóz do j-tego klienta; wielkoci t(j) T o interpretacji numeru przedziau czasu t w jakim ma by zrealizowane zapotrzebowanie j-tego klienta; wielko ck(l,j)ck oznacza centrum konsolidacji adunków, które realizuje zapotrzebowanie j-tego klienta na l-ty typ towaru.; j + wielko l, j, d R o interpretacji czasu potrzebnego na rozadunek d-tego pojazdu z l-tym towarem u j-tego klienta. Ponadto zaoono, e horyzont planowania obejmuje w wikszoci przypadków kilka godzin, a wic kady okres powinien by równie stosunkowo niewielki, ok. 15 min. Przy czym zaoono, e w czasie tym moe nastpi co najwyej jeden wyjazd s-tego pojazdu do MHP, a dugo okresu jest wielokrotnoci czasu rozadunku pojazdów typu MPC FORMALIZACJA ZAPISU MODELU OBSUGI Ogólnie problem obsugi logistycznej miasta moemy zapisa nastpujco. 1, 12, 13. Dla danych opisanych w punkcie 3.2 oraz macierzy zmiennych decyzyjnych XS =[x(u(s))], YD =[y(ud(d))], przy czym: 1 gdy miejski pojazd ciezarowy s wykonuje usluge typu u( s) u( s) U x( u( s)) 0 w przeciwnym przypadku 1 gdy miejski pojazd dostawczy d wykonuje usluge typu ud ( d) ud ( d) Ud y( ud ( d)) 0 w przeciwnym przypadku uwzgldniajc ograniczenia dotyczce: nie przekroczenia adownoci pojazdów typu s w pojedynczym kursie: (1) S, u s q l hp s x u s ll hp hphp* gdzie HP * jest zbiorem numerów MHP obsugiwanych w danym kursie nie przekroczenia adownoci miejskich pojazdów ciarowych typu d uddud ql, hp1d x udd (2) ll j jj* gdzie J * jest zbiorem odbiorców obsugiwanych w danym kursie

12 64 Marianna Jacyna, Jolanta ak pracy miejskich hubów przeadunkowych i warunku nie przekraczania moliwoci przeadunkowych w okrelonym przedziale czasu: - w przypadku miejskich pojazdów ciarowych typu s t, (3) hp HP tt x u s nc hp s t*=t-c s 1 u s U - w przypadku miejskich pojazdów dostawczych typu d t, (4) hp HP tt y ud d nd hp d t*=t-d s 1 ud d Ud ograniczenia na liczb posiadanych pojazdów typu s S (5) c s x u s n s u s U ograniczenia na liczb posiadanych pojazdów typu d S (6) c s x u s n s u s U tak, aby funkcja kryterium o interpretacji cakowitego kosztu eksploatacji systemu bdca sum kosztów generowanych przez pojazdy MSD typu s i pojazdy MPC typu d [ k( u( s ), s) x( u( s)) + k1( ud ( d ), d ) y( ud ( d ))] s S c u( s) U dmd ud ( d ) Ud osigaa warto minimaln. (7) 4. WIELOKRYTERIALNA METODA OCENY WARIANTÓW ORGANIZACJI DYSTRYBUCJI 4.1. ZAOENIA WIELOKRYTERIALNEJ OCENY Podejmowanie waciwych decyzji przez przedsibiorstwa jest kluczowym elementem ich funkcjonowania. Niejednokrotnie proces decyzyjny jest zoony i czsto wymaga uwzgldnienia rónych kryteriów. Mnogo wariantów oraz kryteriów podejmowania decyzji moe prowadzi do pomyek, a w konsekwencji do strat finansowych. Niezbdne jest zatem stosowanie aplikacji wspomagajcych te procesy. By unikn tych problemów podczas podejmowania decyzji naley stosowa metody wielokryterialnej oceny. Stosowana w artykule aplikacja SuperChoose pozwala na zastosowanie metody rankingowej lub metody MAJA.

13 Innowacyjne rozwizania dystrybucji adunków w miecie na przykadzie aglomeracji 65 Pierwsza z metod jest stosunkowo prosta w zastosowaniu, lecz skuteczna. Polega ona na zsumowaniu normowanych cech oraz sortowaniu wariantów od najlepszej oceny. Moliwe jest jednoznaczne wskazanie najlepszego rozwiza oraz grupowania rozwiza na róne kategorie w zalenoci od oceny. Metoda ta jest bardzo efektywna dla zoonych problemów obliczeniowych. Drug metod zastosowan w aplikacji jest metoda MAJA. Polega ona na wykorzystaniu szczegóowych ocen wariantów oraz uwzgldnieniu wspóczynników wzgldnej wanoci kryteriów czstkowych. W konsekwencji pozwala to na wybór najlepszego wariantu organizacji dystrybucji. Numeryczna strona metody MAJA sprowadza si do obliczenia tzw. wskaników zgodnoci i niezgodnoci ocen kryteriów oraz wykorzystaniu relacji dominacji, w celu okrelenia niezdominowanego wariantu. Procedura analizy t metod rozpoczyna si od wyznaczenia macierzy zgodnoci wariantów uwzgldniajc wagi kryteriów. Kolejnym elementem jest wyznaczenie macierzy niezgodnoci, a nastpnie dobór progów zgodnoci i niezgodnoci. Progi te dziaaj na zasadzie sita i odrzucaj rozwizania niespeniajce warunków. Na podstawie progów zgodnoci i niezgodnoci buduje si macierz incydencji, która pozwala na wykrelenie grafu dominacji. Moliwe jest dobranie zbyt restrykcyjnych wartoci dla progów dlatego te naley je modyfikacja dopóki nie zostanie wyonione zadowalajce rozwizanie PROGRAM KOMPUTEROWY WIELOKRYTERIALNEJ OCENY WARIANTÓW ORGANIZACJI DYSTRYBUCJI Aplikacja SuperChoose wspomagajca podejmowanie decyzji przy wyborze wariantów zostaa napisana w jzyku Delphi w rodowisku Embracedero Delphi XE. Korzysta z aplikacji mog uytkownicy systemów operacyjnych MS Windows. Program SuperChoose skada si z trzech gównych moduów tj. moduu wejciowego, pozwalajcego wprowadzania danych do aplikacji, moduu obliczeniowego zawierajcego dwie metody wielokryterialnego wspomagania decyzji oraz moduu wyjciowego czyli zapisu i prezentacji wyników. Dane mona wprowadza bezporednio bd mona mie przygotowana baz danych w Excelu. Stosowana do oceny aplikacja SuperChoose pozwala na zastosowanie metody rankingowej lub metody MAJA. Aplikacja wspomaga uytkownika w przeprowadzeniu wielokryterialnej oceny wariantów inwestycyjnych oraz wyboru wariantu najkorzystniejszego. Wyniki mog by prezentowane w postaci tabelarycznej bd w postaci wykresów. Na rys. 7 przedstawiono stron startow aplikacji SuperChoose natomiast na rys. 8 ogólny jej schemat.

14 66 Marianna Jacyna, Jolanta ak Rys. 7. Strona startowa aplikacji SuperChoose ródo: opracowanie wasne MODU WPROWADZANIA DANYCH MODU OBLICZENIOWY INTERFEJS UYTKOWNIKA rczne wprowadzanie danych wejciowych wprowadzanie danych wejciowych z pliku Weryfikacja danych wejciowych sprawdzenie poprawnoci danych Przygotowanie danych w postaci tablic oblicze do Dobór parametrów do oblicze Ustalenie wanoci kryteriów Wybór metody do przeprowadzenia oceny Metoda rankingowa Metoda MAJA MODU PREZENTACJI WYNIKÓW przedstawienie wyników oceny w postaci tabelarycznej przedstawienie wyników oceny w postaci graficznej Zapis wyników do pliku Rys. 8. Ogólny schemat dziaania aplikacji SuperChoose ródo: opracowanie wasne 5. STUDIUM PRZYPADKU NA PRZYKADZIE AGLOMERACJI WARSZAWSKIEJ 5.1. WARIANTY ORGANIZACJI DYSTRYBUCJI Studium przypadku dotyczy optymalizacji zaopatrzenia w napoje chodzce pochodzce od rónych dostawców, sklepów zlokalizowanych na terenie Warszawy. Zaoono, e

15 Innowacyjne dystrybucji +adunków w miegcie na przyk+adzie aglomeracji 67 Centra Konsolidacji ladunków obs+uguj@ce m.in. ten towar zlokalizowane s@ na obrzedach miasta przy p9tlach tramwajowych. Z CKl towar dostarczany jest do MHP zlokalizowanych w kaddej z 7 warszawskich dzielnic tramwajami towarowymi. Rozmieszczenie CKl i MHP przedstawiono na rys.10. Optymalizacji dokonano dla dwóch horyzontów czasowych (2 warianty optymalizacji), przy zmiennej liczbie odbiorców w danej dzielnicy. Warianty 1i 2 zak+ada przewóz towaru tylko samochodami. Z kolei w wariantach 3 i 4 do przewozu +adunku z CKl do MHP zastosowano tramwaje towarowe. Z uwagi na rozmiar danych wejgciowych dotycz@cy liczby odbiorców, wyniki optymalizacji przedstawiono tylko dla jednej dzielnicy (Ochota), dla której za+odono, De MHP zaopatrywany jest codziennie przez CKl2 (patrz rys. 9.). Miejsca lokalizacji hubów dla obu wariantów si9 ródni@ ze wzgl9du na ródnice w sieci drogowej (okolice dworca Zachodniego) i tramwajowej (P9tla Banacha). Koszty obecnej obs+ugi transportowej wynikaj@ce g+ównie z liczby pojazdów wykorzystywanych do rozwózki oraz +@cznej d+ugogci pokonywanych przez nie tras porównano z kosztami uzyskanymi dla tych samych danych otrzymanych z optymalizacji. Dodatkowo dla kaddego wariantu optymalizacji obliczono koszty miesi9cznej obs+ugi transportowej rejonu przy za+odeniu 6-dniowego tygodnia pracy. CK(1 Wawer CK(2 WARSZAWA% Rys. 9. Ilustracja graficzna rejonu obs+ugi transportowej (aktualnie realizowany uk+ad tras) eród+o: opracowanie w+asne Dane oraz wyniki obliczeq dotycz@ce aktualnie realizowanych tras dla obs+ugi transportowej sklepów w dzielnicy Ochota przedstawiono w tabelach 1-4 odpowiednio dla wariantów 1-4.!

16 68 Marianna Jacyna, Jolanta ak nr pojazdu Wariant 1 stan obecny obsugi transportowej rejonu dzielnicy Ochota dugo trasy [km] czas jazdy na trasie [min] czas zaadunku i rozadunku [min] czny czas pokonania trasy [min] wykorzystanie pojazdu [%] koszt [euro] Tabela 1 koszt miesiczny [euro] , , , ,1 77,5 4 25, ,2 105 Samochód ciarowy tylko rozadunek Suma 102, ,9 537,5 ródo: opracowanie wasne nr pojazdu Wariant 2 stan po optymalizacji obsugi transportowej rejonu dzielnicy Ochota dugo trasy [km] czas jazdy na trasie [min] czas zaadunku i rozadunku [min] czny czas pokonania trasy [min] wykorzystanie pojazdu [%] koszt [euro] Tabela 2 koszt miesiczny [euro] , , , ,1 77,5 4 25, ,2 105 Samochód ciarowy tylko rozadunek Suma 102, ,9 537,5 ródo: opracowanie wasne Tabela 3 Wariant 3 zastosowanie tramwajów towarowych do obsugi transportowej rejonu dzielnicy Ochota nr pojazdu dugo trasy [km] czas jazdy na trasie [min] czas zaadunku i rozadunku [min] czny czas pokonania trasy [min] wykorzystanie pojazdu [%] koszt [euro] koszt miesiczny [euro] ,3 82, , , ,1 77,5 4 21, ,9 97,5 Tramwaj tylko towarowy rozadunek Suma 111, ,25 20,3 507,5 ródo: opracowanie wasne Tabela 4 Wariant 4 optymalizacja tras z zastosowaniem tramwajów towarowych do obsugi transportowej rejonu dzielnicy Ochota nr pojazdu dugo trasy [km] czas jazdy na trasie [min] czas zaadunku i rozadunku [min] czny czas pokonania trasy [min] wykorzystanie pojazdu [%] koszt [euro] koszt miesiczny [euro] 1 17, ,1 77,5 2 16, , , , , ,7 92,5 Tramwaj towarowy tylko rozadunek Suma 103,1 146, ,8 495 ródo: opracowanie wasne

17 Innowacyjne rozwizania dystrybucji adunków w miecie na przykadzie aglomeracji 69 Warianty te zostay porównane pod wzgldem: czasu jazdy, czasu rozadunku, kosztu transportu i dugoci trasy. W tabeli 5 zebrano zbiorcze wyniki kryteriów oceny dla czterech wariantów. Tabela 5 Kryteria oceny dla wariantów Lp. Nazwa charakterystyki Warto Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 Wariant 4 1 czas jazdy koszt transportu, 537,5 532,5 507, czas rozadunku dugoc tras 102,2 98,7 111,5 103,1 5 redni stopie wykorzystania pojazdów z wzgldu na mas ,25 91 ródo: opracowanie wasne Po zastosowaniu pakietu komputerowego SuperChoose oceny wielokryterialnej metod rankingow oraz MAJA otrzymano wyniki przedstawione na rys Rys. 10. Wyniki otrzymane z metody rankingowej ródo: pakiet komputerowy SuperChoose Rys. 11. Wykresy otrzymane z metody rankingowej ródo: pakiet komputerowy SuperChoose Rys. 12. Wyniki otrzymane z metody MAJA ródo: wydruk z pakietu SuperChoose Rys. 13. Rozwizanie metod MAJA ródo: wydruk z pakietu SuperChoose

18 70 Marianna Jacyna, Jolanta ak 6. WNIOSKI Podsumowujc przeprowadzone w artykule rozwaania, zastosowanie rozwiza usprawniajcych przepyw towarów w miastach i opierajcych si na systemie dwustopniowej obsugi miast z wykorzystaniem tramwajów towarowych do przewozu adunków prowadzi m.in. do: mniejszego zatoczenia dróg w miecie, zmniejszenia niszczenia dróg i infrastruktury drogowej, ograniczenia kongestii transportowej w centrum miast, redukcji emisji spalin i innych zanieczyszcze zwizanych z eksploatacj pojazdów. Przedstawiony model stanowi ogólne podejcie do obsugi organizacji dystrybucji adunków w miecie. W tym aspekcie innowacyjnym rozwizaniem w warunkach polskich moe by zastosowanie tramwajów towarowych do przewozu adunków midzy centrami konsolidacji adunków lokalizowanymi na obrzeach miast a punktami przeadunkowymi tzw. hubami umiejscowionymi w dzielnicach np. aglomeracji warszawskiej. W przypadku aglomeracji warszawskiej jest moliwe dziki planowanemu wydueniu tras tramwajowych poza aktualne granice Warszawy, np. do Zbek. Opracowana w ramach projektu Naukowcy dla gospodarki Mazowsza aplikacja SuperChoose, stanowi uyteczne narzdzie wielokryterialnego wspomagania decyzji w zakresie oceny projektów inwestycyjnych. W artykule przedstawiono moliwoci jej zastosowania do oceny wariantów organizacji dystrybucji adunków w aglomeracji warszawskiej. Jak wskazuj przeprowadzone badania aplikacja SuperChoose moe by: przydatnym narzdziem w analizie skomplikowanych projektów inwestycyjnych. Pozwala na szybk analiz porównawcz wielu wariantów z rónych punktów widzenia (róne kryteria analizy poszczególnych uczestników procesu decyzyjnego), pomocnym narzdziem w podejmowaniu trudnych decyzji. Podejmowanie trafnych decyzji w realizacji inwestycji przez przedsibiorstwa jest kluczowym elementem ich funkcjonowania. Proces decyzyjny jest skomplikowany i czsto wymaga uwzgldnienia rónych kryteriów. Metody wielokryterialnego wspomagania decyzji wykorzystywane do oceny i tworzenia rankingu wariantów prowadzonych inwestycji maj charakter wspomagajcy i pozwalaj jedynie na okrelenie pewnych warunków decyzji, sporód których ostatecznie wybierane s najlepsze. Artyku powsta w ramach projektu Naukowcy dla gospodarki Mazowsza wspófinansowanego ze rodków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Spoecznego Bibliografia 1. Bluszcz M., Jacyna M.: Model solution of connections between the urban logistic system and the national logistic system, Archives of Transport, Warszawa Burgess, E., Park, R., Burgess, E. (editors). The City: Suggestions for the Study of Human Nature in the Urban Environmen, Chicago University Press, Chicago Chmielewski J.M.: Teoria urbanistyki w projektowaniu i planowaniu miast, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001.

19 Innowacyjne rozwizania dystrybucji adunków w miecie na przykadzie aglomeracji Crainic T.G., Ricciardi, N., Storchi, G. Models for Evaluating and Planning City Logistics Transportation Systems. CIRRELT Dembiska-Cyran, I.: Zastosowanie tramwajów towarowych w obsudze dostaw na obszarze miasta, LogForum, ISSN X, Fijakowski J. Procesy i koszty konsolidacji strumieni adunków w logistyce miejskiej. Podstawy projektowe w ujciu systemowym, Logistyka 2/2010, Pozna Hoyt, H.:The Structure and Growth of Residential Neighbourhoods in American Cities. Washington D.C. Federal Housing Administration, Harris C., Ullman, E.: The nature of cities. Annals of the American Academy of Political Science, Jacyna I., Ambroziak T.: Projektowanie regularnych hierarchicznych sieci logistycznych. Logistyka 04/ Jacyna I, ak J., Selected aspects of the optimization the structure if logistic system, Proceedings of 21st International Conference on Systems Engineering, IEEE Computer Society August 2011, Las Vegas, Nevada USA. 11. Jacyna M., Szczepaski E.: Holistic approach to the ecological cargo distribution in urban areas with the use of multi-modal transport, Urban Transport XIX, WIT Transactions on The Built Environment, vol.130, Jacyna M.: Cargo flow distribution on the transportation network of the national logistic system, International Journal of Logistics Systems and Management, vol. 15, No. 2-3, Jacyna M.: The role of the cargo consolidation center in urban logistics system, International Journal of Sustainable Development and Planning, vol. 8, No.1, Jacyna M.: Modelowanie i ocena systemów transportowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Lewandowski K., Molecki B. (red.): Tramwaje we Wrocawiu Oficyna Wydawnicza PWr, Wrocaw ISBN X. 16. Matalewski M., Konecka S., Fajfer P., Wojciechowski A., Systemy logistyczne, komponenty, dziaania, przykady, Wyd. Biblioteka Logistyka, Pozna Pohl H.: Systemy logistyczne. Pozna Pyza D.: Optimization of transport in distribution systems with restrictions on delivery times, Archives of Transport, Polish Academy of Sciences Committee of Transport, vol. 21, iss. 3-4, Warsaw Schäffeler Ulrich, Wichser J.: Inner urban freight transport and city logistics. 20. Simchi-Levi D. Simchi-Levi E., Logistics Systems Modeling. Handbook of Industrial Engineering, 3rd edition, published by John Wiley Sons, Sodczyk J.: Przestrze miasta i jej przeobraenia, Uniwersytet Opolski, Opole Szotysek J.: Podstawy logistyki miejskiej, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej, Katowice Gówny Urzd Statystyczny, Wasiak M.: Optymalizacja hierarchicznego systemu obsugi logistycznej, Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Transport, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Wood D. F.: International logistics, New York, N.Y.; London, AMACOM Books, INNOVATIVE SOLUTIONS TO A RANGE CARGO DISTRIBUTION IN THE CITY FOR EXAMPLE WARSAW AGGLOMERATION Summary: Paper presents the concept of use of trams for a cargo freight in metropolitan areas as an alternative to road transport. One of the main problems of the modern urban economy management is the distribution of goods. In this aspect, innovative solutions for urban logistics should include the assumptions and limitations for sustainable transport. The article describes the typical types of distribution systems with particular emphasis on multistage distribution. An appropriate optimization model record was presented. For Warsaw agglomeration example authors indicated on the benefits of the tramway freight cargo between cargo consolidation centers and hubs. For the evaluation of alternatives distribution organization SuperChoose application was used for decision support. Keywords: distribution of freight transport, transportation in the city, decision support, Warsaw agglomeration

20