城市物流貨運地鐵設計分析

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摘要：時代正在快速變遷，同時也在逐漸進步，城市物流貨運地鐵可能將成為未來社會發展的新一代產物。縱觀當今社會，電子商務蓬勃發展，物流快遞車輛在我們生活中司空見慣。它作為網上購物和商務項目中間的必要載體，起著至關重要的作用。通過對目前物流現狀的研究發現，由于物流體系還需進一步完善，運輸交通工具還沒有輻射到地鐵層面，而地鐵夜間停運后到次日開始運營的一段時間人流量為零，正好可以為城市物流提供有效的資源和條件。文中著重對地鐵物流的概念進行設想，從電子商務與地鐵物流兩者的雙重關系發展入手，對物流地鐵的空缺開展物流地鐵的造型設計。

關鍵詞：城市物流;貨運地鐵;造型設計

貨運地鐵可能是人類社會未來發展的產物。隨著人類社會的進步，社會分工越來越細，快遞物流業隨之興起，提到電子商務、物聯網，大家耳熟能詳，一方面，電子商務給我們帶來便捷與快樂的同時，另一方面，也給我們帶來了一些新的問題。在電子商務風生水起的現代社會，物流業所表現現出來的增長潛力讓人無法想象，據國家統計局數據顯示，2018年雙十一節日時間段，我國EMS和國內各快遞公司共處理包裹18.82億件，比去年同一時期增長了25.8%。短短幾年，快遞物流的業務可謂是空前高漲，那么如何更好地應對快遞物流的需求成為我們的關注點。近年來，各國各城市優先和著重發展軌道交通產業，使地鐵線路這張網慢慢鋪開，這使得地下物流系統能得以更好地開展和進一步研究。地鐵站點附近的人群較為集中，且暫時地鐵物流并沒有充分利用起來，這或許是新型物流發展的模式，以補充完善現有物流交通體系。

一、城市物流和貨運地鐵

（一）城市物流的概念城市，即大規模的人口聚居區，是人類社會進行生產、流通、分配的行動區域，城市功能的本質就是將一定區域內的人、物、資金、信息進行聚集、流通和擴散，人類的活動決定了城市的基本功能既要承擔人流的遷移，也要滿足貨物的流通[1]。城市物流，顯而易見指的是為城市區域提供服務的物流，城市經濟的促進和提高需要當地物流。它表示貨物處于城市范圍的實際流通、郊區與城區的貨物集散和處理在城市中廢棄物品的過程，并且有著多種模式、系統和形態，在這里我們集中討論的是貨物流通和集散的問題。（二）貨運地鐵的定義在宏觀角度的維度來看，地鐵分為客運地鐵和貨運地鐵，但目前國內外大部分都是客運地鐵，貨運地鐵基本沒有。貨運地鐵，定義為非載人城市軌道交通工具，它的主要功能是用來運輸貨物，這個最主要的功能就決定了它的外觀設計、內飾設計和客運地鐵存在一些差異，其中外觀包括比如車門寬度、車窗的數量、燈光顯示等。

二、國內外研究現狀

地下物流的構想最早來自國外，很多發達國家包括荷蘭、美國、日本、英國、德國由于早期開始探索，一直比其他國家在這方面的發展都要領先。其中日本國內目前運用的地下物流運輸系統主要是氣力囊體管道（PCP），圓形直徑0.5或1m，方形大約1m×1m，用于城市垃圾收集或工業礦石運輸，如圖1。此外，東京從2000年開始研究建設貨物運輸專用的地下物流系統（管道直徑5m），利用兩用卡車（DMT）為運輸工具，該卡車以電為動力，在地面有人駕駛，地下無人駕駛、自動導航[2]。德國從1998年開始研究以CargoCap為運輸工具的地下物流配送系統，該系統被認為是當前地下管道物流系統發展的最高形式。運輸工具由傳統的三相電機驅動，在無人駕駛的條件下在直徑約為2m的地下管道線路中運行，同時通過雷達監控系統對其進行監控，如圖2。在正常情況下，通過這種系統可以實現36km/h的恒定運輸速度[2]。研究者在實驗室建了160m長實驗段（內徑1.6m）進行該系統的研究，計劃在德國魯爾工業區修建一條從多特蒙德到杜伊斯堡長約80km的地下物流配送系統。荷蘭曾為“地鐵代替地下物流”的觀點做出實際的探索，采用地鐵線路白天運人夜間運貨，但導致的結果是貨運效果并不理想，最終結論認為地下物流與客運必須分離[3]。從以上調研資料可以看出，國外貨運工具需要另外修建專門的運輸管道和其他一系列設施，才可以完成貨物的運輸。且運輸工具體積較小，每次運輸的貨物量比較有限。但足以證明貨運地鐵確實有可行的發展空間，我們可以借鑒前人的思路，因地制宜做出適合當地情況的設計方案。且事實證明貨運地鐵和客運地鐵不可以共用車輛，說明了貨運地鐵需要獨立進行設計和發展的必要性。相對于國內而言，貨運鐵路比貨運地鐵要發展的好很多。但貨運地鐵這種運輸工具和類似運輸方式還停留在理論研究和驗證的階段。很多有創新思維的學者和設計師提出類似的想法，打破常規，從創建節約型社會方面進行探索給出相應的規劃，不過可惜的是沒有形成可行的規劃設計。

三、貨運地鐵物流的必要性

積極開展貨運地鐵物流系統研究，努力構建更完善的城市物流體系，對實現現有資源優化配置、社會可持續發展以及對實現偉大復興的中國夢有著巨大的推動作用，它的優勢具體表現在以下幾個方面：（一）緩解城市交通運輸壓力。貨運地鐵最大的優點在于：第一它使得路面車輛相對減少，提高了路面車輛交通的流暢性，為緩解城市交通堵塞提供了解決方案；第二其工作環境屬于地下，避免了外界干擾的影響以及堵車的風險，運輸相對更可靠、更高效；第三假如貨運地鐵能夠運行起來，那么對地鐵及各站點的資源都將利用得更充分，可以進一步實現資源的優化配置。城市交通壓力很早以來就是世界各主要城市面臨的一個大難題和大考驗，如中國一線城市上海，據資料顯示，2017年上海全市實有小客車達到469萬輛（含滬牌及長期在滬外省市小客車），同比增加46萬[4]，其中還沒有包括貨運車輛。道路交通擁堵必然導致較低的運輸效率，如果可以分擔一部分給地下交通物流，那么對緩解地面交通壓力無疑是有很大緩解的作用。（二）提高城市物流效率。貨運地鐵依托客運地鐵站節點在夜間無人流量的情況下運營，貨運地鐵無疑給人們帶來諸多的方便；其次對于地鐵運營商和物流服務商來說都是有利的，既充分利用了夜間空余的地鐵交通和空間資源，也提高了物流工作的效率。如果可以順利地把地面運輸壓力有效地轉移一部分到城市貨運地鐵當中，城市貨物配送的反應能力將得到一定的提高。城市貨運地鐵系統應該和客運地鐵一致具備以下特點：快速、準時、安全。此外，它的集貨和揀貨是在郊區或城區邊緣進行的，能夠一并運送相同范圍和相同客戶的貨品，這樣就可以使得物流工作相對高效，同時也使得物流運營資金相對減少。（三）改善生活環境質量。如果把部分路面機動貨運車輛轉換成地下物流地鐵，那么也會降低空氣污染的程度，從而起到改善周圍空氣指數的作用。好的空氣質量直接與人們生活環境密切相關，目前，影響城市空氣環境的很大一部分原因是路面機動車輛的尾氣排放，據上海市環保局介紹，當前上海市環境空氣質量距離國家二級質量標準仍然存在較大差距，特別是空氣中PM2.5年均濃度仍超出國家標準。數據分析研究表明，機動車等流動污染源是上海市空氣污染的主要來源。

四、上海貨運地鐵設計

針對以上提出的設計構想和擬解決問題，結合上海印象，分析結論和現有載人地鐵外觀設計和地下貨運運輸工具的特征，從中找到設計符號的表現方式。以經濟發達和貨物吞吐量巨大的上海市作為設計對象的背景，探索其城市貨運地鐵的造型設計，體現城市文化特色，提出創新解決方案。（一）上海印象。上海是中國重要的的經濟、交通、科技、工業、金融、會展和航運中心，是世界上規模和面積最大的都會區之一。上海GDP總量居中國城市第一。上海港貨物吞吐量和集裝箱吞吐量均居世界第一，是一個良好的濱江濱海國際性港口。除此之外，上海還是一個有著濃厚歷史文化及現代人文氣息的魅力都市，上海特色建筑及人文氣息，如圖3。（二）設計符號提取。符號是對事物進行特征提煉、抽象概括的交流圖文，是可以表達潛在的信息并且能被人所認知的媒介[5]。產品符號又可分為功能符號和文化符號，功能符號就是傳達使用功能的符號語言，文化符號則是能夠引起心理感受并傳達文化精神的符號語言[6]。一個好的符號既能賦予設計對象文化特色，又能使用戶更輕易記住。在這一點上應該繼承目前各國家和各城市的載人地鐵設計趨勢。針對該貨運地鐵而言，簡潔、現代、實用的設計才是重點。外觀方案的設計符號選取代表上海現代化的建筑——環球金融中心。它在中國內地屬于第三高樓，在世界屬于第五高樓，遠遠看去，就好像一把挺拔有力、鋒芒乍現的利劍猛插在浦東大地。我們對該建筑最有特色的上半部分特征形態進行提煉和抽象化，得到設計特征原型，再應用到貨運地鐵的外觀表現上，以簡約、富有有力量感的線條傳達上海的現代化、時尚化以及運動感。象征著貨運地鐵像環球金融中心一樣不斷促進經濟發展，帶來經濟財富的含義，特征線提取如圖4、5。在列車車身設計上，整體側面利用梯形特征來構造節奏感和韻律感，使側面更有變化和層次，不會顯得過于呆板；與載人地鐵不同的是，每節車廂只設有兩扇門，但門的寬度較寬，達到3400mm，這樣可以方便貨物的裝卸，且在門上設置了一個較小的顯示屏，用來顯示車內貨物信息及查詢或物信息的功能，在開門出設計了兩條燈帶，當車門打開時，此燈帶顯示綠燈，在即將關門時燈帶顯示紅燈，以提醒理貨人員車門關閉時間，避免人員或貨物的損傷（側面車身設計如圖6）。（三）方案設計的提出。該方案體現最多的元素便是幾何元素，而幾何線條也是設計幾何學的體現。設計幾何學并非指完全意義上的幾何學，而是設計與幾何的深度融合，是通過幾何作圖的方法來實現空間比例、尺寸的和諧分割[7]。幾何的點、線、面與產品節奏感的比例和空間大小才能讓人產生美感，以提高產品的整體視覺感受以及品質感。相對于前文提到的日本和德國的地下物流運輸工具更具現代感和設計感，顯得更有生命力。和它們不太相同的運輸環境也重新定義了運輸工具的特征和不同點。貨運地鐵和載人地鐵一樣，外觀設計主要體現在車頭和車身造型上。利用從上海環球金融中心建筑外觀提取的特征線，變形應用在列車前臉設計上，正中間的倒梯形往下移，此區域設計為列車照明燈區域；兩側往上揚的線條，變形應用在列車兩側的肩部位置，使其更顯得有力量感和速度感，從而增加了整體形態的生動性和靈性。照明燈區域采用大面積LED燈帶的設計思路，使其以獨特的燈帶設計和上海現代都市的印象相匹配，強化了車頭的現代感和科技感。在配色方面，方案選用了藍色，藍色也是金融中心映射著藍天的色彩，象征著宏偉的藍圖和廣闊的天空。在車身涂裝上采用大面積的黑、灰色，再加兩側肩部的科技藍作為點綴色，使車輛整體層次感倍增，門板采用不銹鋼板的拉絲效果，門板上的顯示屏作為人機對話的交互通道，可以顯示車內貨物和特殊貨物的相關信息，更顯人性化及科技感，車體設計比較有節奏感和未來感。整車看上去更區別于客運地鐵，更像是貨運地鐵，整體效果如圖7、8。有了專門的貨運地鐵，就可以有效地代替很多路面貨運汽車車輛，減少交通擁堵、提高運輸效率、保障運輸安全。該貨運地鐵無需修建專門的管道、道路和設施進行運輸，而是與客運地鐵車輛共用隧道、道路和設施，從而大大減小運營成本。兩種車輛分時段運行，既保證安全可行又不耽誤兩類型車輛的日常檢修。

該文章分析了未來城市貨運地鐵的重要性、可行性思路、擬解決的關鍵問題以及包括后期的設計方案效果圖展現，比較完整地表達了從最開始的設想到后面實現的一部分前期工作。設計構想以具體城市為例，結合貨物量大的上海建筑及人文特點，對提取的設計符號進行抽象變形、研究探討和設計效果圖展現，將上海特色建筑的造型特征應用在貨運地鐵的頭型設計和車身設計中，最終得出了一個富有現代感、科技感和未來感的貨運地鐵造型方案，為未來的非載人城市軌道交通工具設計提供了有益的探索。從長遠的發展眼光來看，只要我們大力支持、研究和發展貨運地鐵，科學、合理、有序地解決遇到的困難，貨運地鐵時代的到來將不再是一個夢。

作者:葉君 單位:西南交通大學建筑與設計學院