CN114803233A - 集成式地下物流系统以及运载方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集成式地下物流系统以及运载方法，基于地下空间开发与应用及交通运输规划的地下物流系统技术领域，包括多阶段成网子系统和运载子系统，多阶段成网子系统包括：由地下交通设施和节点设施组成的物流网络，以用于在新城区项目开发阶段运输和垃圾，并在新城区项目建成后的运营阶段运输快递包裹和生活垃圾；运载子系统用于在所述多阶段成网子系统中提供运输需求的运输载具。本发明解决了目前城市ULS网络建设工期长、投入大，无法契合新城区发展特征和需求分布而有效建立的问题。

Description

集成式地下物流系统以及运载方法

技术领域：

本发明属于基于地下空间开发与应用及交通运输规划的地下物流系统技术领域，具体涉及一种集成式地下物流系统以及运载方法。

背景技术：

交通拥堵是许多大型城市都遇到的“困局”之一，其伴生的能源消耗、环境污染与安全等问题已引起整个社会的广泛关注，严重阻碍了现代城市的可持续发展。研发第五类运输和供应系统—“地下物流系统(Underground Logistics System，简称ULS)”已受到世界范围内的广泛关注。地下物流系统被定义为在城市内部及城市周边通过地下节点之间的隧道和管道等基础设施运输货物的一种全新概念的高自动化供应系统。

但是，目前城市ULS网络建设工期长、投入大，无法契合新城区发展特征和需求分布而有效建立。

有必要将大体量集装箱货物(如建筑/拆除废料、工业部件)、中体量托盘化货物(如快递、批量商品、固体垃圾)和小体量散件货物(如包裹、回收件)集成在一个多功能的分层地下网络中进行联运。一个高连通度的集成式地下物流系统网络有望实现城市70％以上配送作业的无人化。在新城区建设项目中，同步构建地下网络，将建筑垃圾回收、第三方快递和市政垃圾清运等活动从地面转移至地下，能够产生巨大的经济收益和社会效益，显著提升城市发展品质。

发明内容：

本发明的目的是针对上述的技术问题，提供一种集成式地下物流系统以及运载方法，以解决目前城市ULS网络建设工期长、投入大，无法契合新城区发展特征和需求分布而有效建立的问题。

本发明一实施例中，提供了一种集成式地下物流系统，包括：

多阶段成网子系统，包括：由地下交通设施和节点设施组成的物流网络，以用于在新城区项目开发阶段运输和垃圾并在新城区项目建成后的运营阶段运输快递包裹和生活垃圾；

运载子系统，用于在所述多阶段成网子系统中提供运输需求的运输载具。

本发明设计了一种集成建筑拆除垃圾、生活垃圾和快递包裹一体化地下运输的新型基础设施系统，能够显著缓解因长距离卡车运输造成的交通拥堵、环境污染和事故等问题。并提出该系统在新城区开发项目中的设计思路、配套设施设备和地下运输制式参数，为实现低成本、高效率、自动化、标准化的城市物流运作和垃圾回收提供切实方案，进一步推动完善新型城镇化导向下的城市综合交通物流体系。

在某些实施例中，包括：在新城区项目开发阶段选择在若干个工地位置建立的回收节点；

在回收节点和处置厂之间建立连通二者的I型隧道段，并由回收节点、处置厂和I型隧道段共同组成二级地下网络；

在处置厂和垃圾填埋场之间建立连通二者的II型隧道段，并由处置厂、垃圾填埋场和II型隧道段共同组成一级地下网络；

垃圾汇集至附近的回收节点时，通过二级地下网络转移至处置厂进行精细分拣、粉碎和再加工，可回收垃圾转运出城，不可回收垃圾通过一级地下网络转移至城外垃圾填埋场。

在某些实施例中，在新城区项目完全建成后，对在新城区项目开发阶段建设的物流网络进行翻新改造，用于运输快递包裹和生活垃圾；

其中，将所述回收节点进行设施设备改造，以构建枢纽节点，选择在枢纽节点周边建筑物地下部分或室外公共设施位置建立多个次级节点，并行构建III型管道和IV型管道以连通次级节点和枢纽节点；

将所述处置厂改建为生活垃圾转运中心，I型隧道段连通物流园区和二级地下网络，II型隧道段连通焚烧发电厂和一级地下网络，将I型隧道段和II型隧道段中的建筑垃圾运载制式替换为编组电轨机车。

在某些实施例中，回收节点的地面接口与回收节点的内部通过垃圾运载系统连接；

建筑垃圾集装单元抵达回收节点位置时，建筑垃圾集装单元沿垃圾运载系统向下进入回收节点并沿二级地下网络抵达目的地处置厂。

在某些实施例中，所述垃圾运载系统包括：

横向运载通道，呈具有均匀内径的管状且内径略微大于建筑垃圾集装单元的外径；

竖向运载通道，呈具有均匀内径的管状且内径略微大于建筑垃圾集装单元的外径以及下端与所述横向运载通道连接，使得建筑垃圾集装单元通过所述竖向运载通道进入所述横向运载通道内；

风力运载机构，用于运载所述横向运载通道内的建筑垃圾集装单元；

垃圾进入箱口，一端延伸至所述回收节点的地面接口而另一端与所述竖向运载通道连接，使得建筑垃圾集装单元通过所述垃圾进入箱口进入所述竖向运载通道内；

阻拦装置，设置在竖向运载通道中且位于竖向运载通道与横向运载通道的连接处上方，以暂时留存建筑垃圾集装单元；

其中，所述阻拦装置包括盒状的活动室、阻拦板和活动杆，所述活动室整体地安装在竖向运载通道上，横向地穿过竖向运载通道，而竖向运载通道穿过该阻拦装置的所述活动室，使得活动室在竖向运载通道区域的部分形成孔洞；此外，在所述活动室中，阻拦板水平且活动地设置在活动室内，活动杆的一端与阻拦板的一端部固定而另一端伸出活动室，通过操作活动杆水平移动，可以使阻拦板移动至活动室的孔洞位置，进而完成阻拦建筑垃圾集装单元的目的。

在某些实施例中，在所述横向运载通道和所述竖向运载通道的连接处设置有转动开关装置；

其中，转动开关装置包括转动收储腔室和中空且盘形的开关外壳，转动收储腔室具有贯穿中心部分的收储空间且收储空间的内径等于竖向运载通道和横向运载通道的内径；

开关外壳连接竖向运载通道和横向运载通道，转动收储腔室设置在开关外壳中并且围绕开关外壳中心竖直转动，该转动开关装置通过转动收储腔室的旋转在竖向转通处和横向转通处之间转动；

在所述转动开关装置处于竖向转通处时，所述转动开关装置的收储空间与所述竖向运载通道连通，横向运载通道被转动收储腔室的外室壁封堵；

在所述转动开关装置处于横向转通处时，所述转动开关装置的收储空间与所述横向运载通道连通，竖向运载通道的底端由转动收储腔室的外室壁封堵。

在某些实施例中，所述转动开关装置的收储空间能够容纳多个建筑垃圾集装单元。

在某些实施例中，所述竖向运载通道包括运载建筑垃圾集装单元的第一管道和装载气体缓冲机构的第二管道，所述第二管道与所述第一管道连通，所述气体缓冲机构与所述风力运载机构连通并用于对所述建筑垃圾集装单元进行降速。

在某些实施例中，所述气体缓冲机构包括：

气盘，对所述建筑垃圾集装单元的底部区域进行喷气缓冲；

输气硬管，用于装载所述气盘并向所述气盘输送气体；

驱动机构，与所述输气硬管连接，用于驱动所述输气硬管在所述第二管道内横向运动；以及

输气软管，将所述输气硬管与所述风力运载机构连通。

一种运用垃圾运载系统运载建筑垃圾的方法，包括以下步骤：

(a)将建筑垃圾装入的建筑垃圾集装单元中；

(b)将所述建筑垃圾集装单元倒入设置在所述回收节点的地面接口处的垃圾进入箱口中；

(c)将所述建筑垃圾集装单元通过竖向运载通道输送，所述竖向运载通道连接至所述垃圾进入箱口，所述竖向运载通道的内径略微大于所述建筑垃圾集装单元的外径；

(d)将所述建筑垃圾集装单元通过横向运载通道输送到所述回收节点的内部，所述横向运载通道连接到所述竖向运载通道，所述横向运载通道布置在与所述回收节点的内部相同的水平面中，并且与所述回收节点的内部连通；所述横向运载通道的内径略微大于所述建筑垃圾集装单元的外。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明：

通过结合附图考虑以下详细描述，可以容易地理解本发明的教导，其中：

图1为本发明一实施例中集成式地下物流系统对传统运输方式的改进图；

图2为本发明一实施例中集成式地下物流系统的设施类型与多阶段成网过程图；

图3为本发明一实施例中枢纽节点的设备模块与功能区布局图；

图4为本发明一实施例中次级节点与周围建筑的衔接图；

图5为本发明一实施例中垃圾运载系统的工作示意图；

图6为本发明一实施例中转动开关装置的收储空间与竖向运载通道处于连通状态下的部分圾运载系统图；

图7为本发明一实施例中转动开关装置的收储空间与横向运载通道处于连通状态下的部分圾运载系统图；

图8为图6中A处的放大图；

为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中相同的元件。

具体实施方式：

为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1—8所示，本发明一实施例中，提供了一种集成式地下物流系统，包括：多阶段成网子系统。

多阶段成网子系统包括：由地下交通设施和节点设施组成的物流网络，以用于在新城区项目开发阶段运输和垃圾，其中，垃圾主要是拆除垃圾和建筑垃圾，并在新城区项目建成后的运营阶段运输快递包裹和生活垃圾；

运载子系统用于在多阶段成网子系统中提供运输需求的运输载具(运载制式)，管道/隧道运载制式包括从用途、隧道/管道形式、车辆规格、运力等方面提供三种适用于不同地下运输需求的载具参数。

集成式地下物流系统设计了一种集成建筑拆除垃圾、生活垃圾和快递包裹一体化地下运输的新型基础设施系统，能够显著缓解因长距离卡车运输造成的交通拥堵、环境污染和事故等问题。并提出该系统在新城区开发项目中的设计思路、配套设施设备和地下运输制式参数，为实现低成本、高效率、自动化、标准化的城市物流运作和垃圾回收提供切实方案，进一步推动完善新型城镇化导向下的城市综合交通物流体系。

在一实施例中，面向老旧建筑拆除作业及其后续新建工程施工作业产生的混凝土、砖块、金属、木材等大量垃圾转移需求，在新城区项目开发阶段选择在若干个工地位置(部分工地现场位置)建立回收节点(具备一定存储空间、列车站台、传输设备和地面接口的地下车站设施)。

在回收节点和处置厂(配备建筑垃圾回收与资源化设备的地面厂房或基站设施)之间建立连通二者的I型隧道段(供轨制列车通行的地下交通设施)，并由回收节点、处置厂和I型隧道段共同组成二级地下网络(地下轨道交通网络)；

在处置厂和垃圾填埋场(用于建筑垃圾和生活垃圾集中堆放的场地)之间建立连通二者的II型隧道段(供轨制列车通行的地下交通设施)，并由处置厂、垃圾填埋场和II型隧道段共同组成一级地下网络(地下轨道交通网络)；

垃圾于工地现场产生，由卡车从工地现场短途运输、汇集至附近的回收节点，通过二级地下网络转移至处置厂进行精细分拣、粉碎和再加工，可回收垃圾转运出城，送往上游制造厂和建材供应商；不可回收垃圾通过一级地下网络转移至城外垃圾填埋场；该设计的目的是实现建筑垃圾从不同工地现场(生成点)到垃圾填埋场(目的地)的大规模自动化地下运输，消除传统卡车运输造成的环境问题和交通问题。

随着新区建设进度推进，选择更多工地位置建立回收节点，同时增设I型隧道段，实现二级地下网络不断扩张，直至网络覆盖新区的大部分区域，实现绝大部分建筑垃圾和拆除垃圾的地下运输。

在一实施例中，提供一种优选方案，即在项目准备阶段，在建筑垃圾处置厂与城外垃圾填埋场的规划地点之间建立好II型隧道段。根据拆迁工地位置和拆除垃圾的产生时序设立第一批地下回收节点，建立I型隧道段连接回收节点与处置厂，形成一个初步的二级地下网络。随着新区拆迁工地数量持续增多，考虑在新的工地现场进一步设立回收节点，增设I型隧道段将新节点与初步网络相连，使得网络规模由局部区域逐步扩张至新区全域。第一批拆征项目完成后随即进入新建工程施工阶段，由于拆迁工地位置和新建工地位置大多重合，且建筑垃圾和拆除垃圾的构成无明显差异，可继续使用地下网络运输建筑垃圾而无需改造。拆建阶段通常持续10年至20年，回收节点的选址、数量和设立次序应根据拆征项目的工期和地点确定，提升I-ULS网络的覆盖范围和建筑垃圾运输能力。

拆除、建筑垃圾的地下运输流程如下：工地现场采用专门的冲击破碎机器对大块建筑垃圾进行粉碎处理和振动上料，对无法分选的大块杂质(粒径>500mm)进行机械捣碎。建筑垃圾装填至建筑垃圾集装单元5中，通过工地现场的传输设备(如传送带、龙门吊等)将建筑垃圾集装单元5承放于自卸半挂车上。卡车携带建筑垃圾集装单元5抵达附近的回收节点接口位置。

建筑垃圾集装单元5包括内部具有容纳空间的装载器主体51和可拆卸地固定到装载器主体51的顶部开口的合盖52，整个建筑垃圾集装单元5外形呈桶状。在一实施例中，建筑垃圾集装单元5采用成本低且便于焚毁的材料(如使用过的废纸)制成。

在一实施例中，回收节点的地面接口与回收节点的内部通过垃圾运载系统连接。

建筑垃圾集装单元5抵达回收节点位置时，建筑垃圾集装单元5沿垃圾运载系统向下进入回收节点，进入地下节点后，建筑垃圾集装单元5输送至临时堆存装置(临时堆存区)。列车入站停靠后，将建筑垃圾集装单元5运往装卸站台，站台处沿车身垂直方向布置小型龙门吊，用于将集装单元吊装至不同车节上。列车满载后离站，沿二级地下网络抵达目的地处置厂，期间不停靠。

其中，处置厂列车站台采用路堑结构，配备龙门吊将建筑垃圾集装单元5从地下列车直接吊入厂内，利用自动化拆分设备配合传送带将建筑垃圾从建筑垃圾集装单元5中取出，采用磁选、风选、浮力等方式进行杂物分选，去除金属、木材、塑料等杂物，按照漏斗尺寸二次筛分混合骨料，得到可循环加工的细骨料、中骨料和粗骨料，针对混凝土骨料、钢筋、玻璃等不同建筑垃圾类型采取不同的资源化处理方式。利用建筑垃圾自动压缩-堆垛-集装设备将处理过程中产生的废料和不可回收的垃圾重新整合为集装单元，利用龙门吊放置与厂内另一侧路堑式站台的列车上，安装稳定后，列车离站进入II型隧道段，沿一级地下网络抵达垃圾填埋场。I型隧道段、II型隧道段可搭载相同的运输制式。

在一实施例中，垃圾运载系统包括：竖向运载通道1、横向运载通道2、风力运载机构3和垃圾进入箱口4。

竖向运载通道1是中空的且在高度方向上竖直布置，并且在整个竖向运载通道1中具有均匀的内径，其内径比建筑垃圾集装单元5的外径略微大，因此，当建筑垃圾集装单元5在竖向运载通道1中运载时，在这两者之间形成小的间距，例如，间距控制在2cm以内。

竖向运载通道1的下端与横向运载通道2连接且下端部封口处理，竖向运载通道1的上端延伸至回收节点的地面接口，建筑垃圾集装单元5通过竖向运载通道1进入横向运载通道2内。

横向运载通道2呈管状布置在水平的平面中。整个横向运载通道2是也中空的，并且在整个横向运载通道2具有均匀的内径，横向运载通道2的内径略微大于建筑垃圾集装单元5的外径，例如，间距控制在2cm以内。

风力运载机构3用于运载横向运载通道2内的建筑垃圾集装单元5，风力运载机构3包括风机31。

垃圾进入箱口4一端延伸至回收节点的地面接口而另一端与竖向运载通道1连接，使得建筑垃圾集装单元5通过垃圾进入箱口4进入竖向运载通道1内。

建筑垃圾集装单元5的装载器主体51装填建筑垃圾。并且，当装载器主体51填满时，合盖52被固定到装载器主体51以密封建筑垃圾集装单元5，然后，在该结构模式下，建筑垃圾通过垃圾进入箱口4与建筑垃圾集装单元5共同被抛下，每个竖向运载通道1的截面都是均匀的和圆形的，在建筑垃圾集装单元5下落过程中与竖向运载通道1保持间距，该结构有效地抑制由于建筑垃圾集装单元5通过竖向运载通道1而产生的噪声也就是说，如果竖向运载通道1不具有均匀段，则问题上升，使得当建筑垃圾集装单元5穿过这样的非均匀部分时产生大的噪声。

并且，由于建筑垃圾集装单元5落在竖向运载通道1内，所以其速度在竖向运载通道1内下落过程中本应逐渐增大，尤其在竖向运载通道1的底部区域速度最大，可能导致建筑垃圾集装单元5在竖向运载通道1底部区域因与通道壁接触碰撞而导致其和通道壁损坏，但是，由于建筑垃圾集装单元5和竖向运载通道1之间存在小的间距，因此当建筑垃圾集装单元5下落时，建筑垃圾集装单元5下方的空气被压缩，产生阻力，由此其下降速度被保持在某一值以下。因此，消除了上述缺陷。

在每个竖向运载通道1中，其在与横向运载通道2的连接处上方设置有阻拦装置6，以便暂时留存建筑垃圾集装单元5。

阻拦装置6包括盒状的活动室61、阻拦板62和活动杆63，该活动室61整体地安装在竖向运载通道1上，横向地穿过竖向运载通道1，而竖向运载通道1穿过该阻拦装置6的活动室61，即活动室61在竖向运载通道1区域的部分形成孔洞，此外，在活动室61中，阻拦板62水平且活动地设置在活动室61内，活动杆63的一端与阻拦板62的一端部固定而另一端伸出活动室61，通过操作活动杆63水平移动，可以使阻拦板62移动至活动室61的孔洞位置，进而完成阻拦建筑垃圾集装单元5的目的。

在一实施例中，在横向运载通道2和竖向运载通道1的连接处设置有具有收储空间73的转动开关装置7。

转动开关装置7包括中空且盘形的开关外壳71，开关外壳71连接竖向运载通道1和横向运载通道2以及转动开关装置7的转动收储腔室72，转动收储腔室72设置在开关外壳71中并且可围绕开关外壳71的中心的竖直转动。在转动收储腔室72中，具有贯穿其中心部分的收储空间73，其内径等于竖向运载通道1的内径，该转动开关装置7可以通过转动收储腔室72的旋转在竖向转通处和横向转通处之间转动。

在转动开关装置7处于竖向转通处时，转动开关装置7的收储空间73通过转动收储腔室72的转动与竖向运载通道1连通；

在转动开关装置7处于横向转通处时，转动开关装置7的收储空间73通过转动收储腔室72的转动与横向运载通道2连通。

当收储空间73与竖向运载通道1连通时，横向运载通道2被转动收储腔室72的外室壁721封堵；而收储空间73与横向运载通道2连通时，竖向运载通道1的底端由转动收储腔室72的外室壁721封堵。

并且在转动收储腔室72的底端一体地设置有清洗管8，并且配合的保护盖9可以被拆卸，可通过移除保护盖9来清洁转动开关装置7的内部。

竖向运载通道1在其底端经由转动开关装置7连接到横向运载通道2。阻拦装置6设置在在每个转动开关装置7的上方，阻拦装置6使得建筑垃圾集装单元5暂时留存在转动开关装置7上方。

在一实施例中，转动开关装置7的收储空间73能够容纳多个建筑垃圾集装单元5，例如，并且收储空间73长度是建筑垃圾集装单元5的长度的至少两倍长，并在转动开关装置7和通过阻拦装置6之间的距离设定为允许容纳至少两个建筑垃圾集装单元5。

当建筑垃圾集装单元5被投入到具有上述结构的竖向运载通道1中时，其沿着竖向运载通道1下落并到达阻拦装置6，之后，如果多个建筑垃圾集装单元5被投入到竖向运载通道1中，多个建筑垃圾集装单元5在阻拦装置6处被堆积。

当多个建筑垃圾集装单元5堆积在阻拦装置6上时，通过操作活动杆63向外(向右)移动，使得阻拦板62从活动室61的孔洞移开，促使建筑垃圾集装单元5下降到通过阻拦装置6下方，在此，在建筑垃圾集装单元5下落之前，旋转转动收储腔室72，即在转动开关装置7处于竖向转通处，使得其收储空间73被向上调整以将其与竖向运载通道1对准，通过该操作，建筑垃圾集装单元5落入待存储其的收储空间73中。

在将建筑垃圾集装单元5落入收储空间73后，建筑垃圾集装单元5还未到达收储空间73的底部时，建筑垃圾集装单元5旋转转动收储腔室72，使得收储空间73与横向运载通道2对准，即在转动开关装置7处于横向转通处，此处，竖向运载通道1的底端被如上转动收储腔室72的外室壁721阻挡因此，如果风力运载机构3在该状态下启动以吸入横向运载通道2内的空气，并且在建筑垃圾集装单元5的两侧之间发生压力差，使得收储空间73中的建筑垃圾集装单元5在风力运载机构3的作用下进入横向运载通道2并沿着横向运载通道2存储在临时堆存装置中。

在将建筑垃圾集装单元5吸入临时堆存装置后，再次旋转转动收储腔室72，以使收储空间73与竖向运载通道1对准；并且，通过重复上述操作，将落在各个回收接点的地面接口处的建筑垃圾集装单元5收集并由临时堆存装置存储。

在一实施例中，竖向运载通道1包括运载建筑垃圾集装单元5的第一管道11和装载气体缓冲机构10的第二管道12，第二管道12成扁平状且与第一管道11连通，气体缓冲机构10与风力运载机构3连通并用于对建筑垃圾集装单元5进行降速。

在一实施例中，气体缓冲机构10包括：气盘101，气盘101成圆形，盘径略微小于第一管道11的内径。

气盘101对建筑垃圾集装单元5的底部区域进行喷气缓冲，该气盘101内部具有储气空间1011且顶部具有与储气空间1011连通房的喷气孔1012。

输气硬管102用于装载气盘101并向气盘101输送气体；该输气硬管102的顶端部分具有竖直向上的竖直管段，其插装固定在气盘101的储气空间1011内，第二管道12内底部具有供输气硬管102左右滑动的半圆形的滑段，输气硬管102的底部滑动连接在该滑段上。

驱动机构104与输气硬管102连接，用于驱动输气硬管102在第二管道12内横向运动；

该驱动机构104包括驱动电机1041、转动轴1042、齿轮1043和齿条1044，其中驱动电机1041安装在第二管道12的外侧壁上，转动轴1042与驱动电机1041的输出轴连接，齿轮1043键连接在转轴上，齿条1044固定在输气硬管102的顶部且沿着输气硬管102的长度方向布置，并且齿条1044与齿轮1043啮合。驱动电机1041通过驱动转动轴1042转动，带动齿轮1043转动，进而由齿轮1043带动齿条1044以及输气硬管102左右滑动，以达到在需要气体缓冲机构10对建筑垃圾集装单元5进行降速处理时，该在驱动电机1041的作用下，促使气盘101左移至第一管道11内。

输气软管103的一端与输气硬管102连通而另一端连通风力运载机构3，以将输气硬管102与风力运载机构3连通，风力运载机构3提供风力。风力运载机构3在与输气软管103的连接处可以安装第一控制阀105，以控制通往输气软管103的通道开关。为了避免风力运载机构3的风力在对气体缓冲机构10作用时，对横向运载通道2产生影响，在横向运载通道2上安装第二控制阀106，控制横向运载通道2内气体的流通。

在一实施例中，提供了一种运用垃圾运载系统运载建筑垃圾的方法，包括以下步骤：

(a)将建筑垃圾装入的建筑垃圾集装单元5中；

(b)将建筑垃圾集装单元5倒入设置在回收节点的地面接口处的垃圾进入箱口4中；

(c)将建筑垃圾集装单元5通过竖向运载通道1输送，竖向运载通道1连接至垃圾进入箱口4，竖向运载通道1的内径大于建筑垃圾集装单元5的外径；

(d)将建筑垃圾集装单元5通过横向运载通道2输送到回收节点的内部，横向运载通道2连接到竖向运载通道1，横向运载通道2布置在与回收节点的内部相同的水平面中，并且与回收节点的内部连通；横向运载通道2的内径大于建筑垃圾集装单元5的外径。

在一实施例中，在新城区项目完全建成后，建筑拆除垃圾不再产生，对在新城区项目开发阶段建设的物流网络进行翻新改造，用于运输快递包裹和生活垃圾；

其中，将回收节点进行设施设备改造，以构建枢纽节点(具备站台装卸、仓储、搬运、拆装箱等功能的地下车站设施)，选择在枢纽节点周边建筑物地下部分或室外公共设施位置建立多个次级节点(具备终端交付设备、生活垃圾分拣设备和地面接口的地下空间设施)，并行构建III型管道和IV型管道以连通次级节点和枢纽节点；III型管道和IV型管道均为小型固体运输管道设施，管道布局遵循“点对点结构”，即任意次级节点之间不存在地下连接，保证流量在地下网络中的运输路径是固定且唯一的，从而降低运行复杂度。

将处置厂改建为生活垃圾转运中心(具备生活垃圾压缩、传输、集装和资源化处理的地面厂房或基站设施)，I型隧道段连通物流园区(城市物流配送活动的始发地和集中处理场所)和二级地下网络，II型隧道段连通焚烧发电厂(城市生活垃圾集中焚烧发电厂房)和一级地下网络，将I型隧道段和II型隧道段中的建筑垃圾运载制式替换为编组电轨机车。该设计的目的是通过设施设备改造使得集成式地下物流系统的功能随着城市发展和运输需求变化进行过渡转型，使用其进行物流配送和生活垃圾回收，实现“一系统多用”。

具体实施步骤为：

第一步：把已建成区域附近的回收节点改造为枢纽节点，对节点地下空间进行扩充和分区；

第二步：根据新区用地规划，以0.5-1公里为参考半径设立次级节点；

第三步：在枢纽节点与从属的次级节点之间平行修建III型管道和IV型管道；

第四步：将原先的建筑垃圾处置厂改建为生活垃圾转运中心，替换厂内处理设备；

第五步：建立额外的I型隧道段将物流园区接入二级地下网络，同步建立额外的II型隧道段将焚烧发电厂接入一级地下网络；

第六步：对原隧道区间进行翻新，替换地下运载制式。

其中，快递包裹和生活垃圾地下物流设计(项目运营阶段)如下：

在新城区项目的运营阶段，I-ULS网络承担两类运输任务。

正向运输链：①在物流园区对客户货物进行分拣，编码、托盘包装，装入编组电轨机车；②经由二级地下网络抵达相应的枢纽节点；③在枢纽节点内部对货物进行自动化搬运、拆分和仓储；④通过单向传输的III型管道段分配至目的地次级节点；⑤“最后100米”人工投递或客户自提。

逆向运输链：①将生活垃圾从分类弃置点收集到邻近的次级节点；②对生活垃圾进行分拣，通过单向传输的IV型管道段运输至枢纽节点；③生活垃圾在枢纽节点内部经历集装化操作，装入编组电轨机车；④沿二级地下网络运往生活垃圾转运中心；⑤进行垃圾分拣和资源化处理，可回收的部分转运出城，送往上游制造厂，不可回收的部分则通过一级地下网络转移至填埋场和焚烧发电厂。

该设计的目的在于满足城市地区大部分货物的地下运输需求，同时实现城市生活垃圾的自动化回收，从而缓解城市交通压力，降低城市配送和逆向物流成本。

在物流园区对货物进行分拣，将散装货物填装至托盘货箱，再将若干托盘货箱整合成集装单元，同一托盘货箱里的包裹具有相同的次级节点目的地，同一集装单元里的托盘货箱具有相同的枢纽节点目的地。将集装单元吊装至电轨机车上，以梯队编组的形式从园区发车，进入二级地下网络。行驶过程中，单个机车会从梯队中分离出来，前往目的地枢纽节点停靠，其余车辆则继续组成梯队向前行驶，直至所有机车均到达各自的目的地枢纽节点，梯队解散。入站停靠后，龙门吊将托盘货箱集装单元从车上卸下置于装卸平台。传送带根据控制中心指引导单元进入临时堆垛平台，进一步引导单元通过设置于识别调度区内的RFID通道门，读取预设信息。枢纽节点中间部分为拆分作业区，以机械辅助人工的方式先将托盘货箱从集装单元中取出。拆分后的空置单元和托盘货箱有两种去向：一部分运往生活垃圾装填区，其余的则在整合后运往装卸平台，随机车返回园区。枢纽节点的上下两侧为AS/RS立体仓储区，AS/RS货架与由拆分作业区通过传送带连接，未能及时处理或未达到拆分时间点的托盘货箱在此存放。

III型管道要求延伸至枢纽节点内部，以地下分拨区端口为中心向多个方向延伸。分批次地将托盘货箱放置于III型管道传送带端口处，沿管道抵达次级节点。次级节点的建设方式包括：在楼宇地下室、地下商场、地铁站等即有地下建筑内部划分物流空间、对现有社区配送服务站等设施进行地下扩建、在楼宇之间构建地下连廊等。枢纽节点的覆盖半径约为3公里，从属的次级节点数量约为20-25个，平均每个次级节点所覆盖的城区范围约为500米×500米，即负责一个地块(约5-8栋楼宇)内的客户末端交付。从托盘货箱中取出客户包裹进行订单拣选和人工检验。采取两种方式进行末端交付。一方面，在地面置放一种经过特殊设计的智能货柜，并通过小型垂直竖井将货柜端部延伸至次级节点内部，工作人员将托盘内包裹放置于竖井的不同接口处，向上传输至货柜端部，再水平分配至货柜的每个存储舱室，客户可凭借收件码实现自提。另一方面，可人工携带货物送货上门签收。

环卫人员将生活垃圾(以垃圾桶为主)从周边弃置点转移至次级节点。根据我国生活垃圾分类制度，剔除不可进行地下运输的垃圾，如易爆易燃物、化学品等，将厨余垃圾和可回收物(如废纸、废塑料、固体包装等)分别压缩装入小型密闭容器中，利用IV型管道内置的传送带共同运往枢纽节点。来自各次级节点的厨余垃圾容器通过枢纽节点内部的传送带和堆垛装置整合成为更大的集装单元，可回收生活垃圾同理。要求用于装载托盘货箱、厨余垃圾容器和可回收生活垃圾容器的集装单元尺寸相同。传送带将集装单元运往临时堆垛区。机车入站停靠后，先卸下托盘货箱集装单元，再装载生活垃圾集装单元。机车沿二级地下网络将单元送达生活垃圾转运中心后，再空车返回物流园区。

在生活垃圾转运中心对单元进行拆分，利用传送带将厨余垃圾容器分配至相应的处理模块，如卫生填埋模块和堆肥处理模块，同时将可回收垃圾的容器分配至现场循环利用加工模块，采用离心分离设备实现物料大小尺寸拣选，再输入至风选设备进行物料轻重拣选。另外，将需要进行焚烧处理、填埋处理的生活垃圾容器装入新的集装单元，由编组电轨机车通过一级地下网络运往焚烧发电厂或填埋场。

运载子系统提供如下地下运载制式：

集装电轨列车：定义为在I型隧道段和II型隧道段中运输建筑垃圾的动力车辆。一辆列车由4-6节车身组成，每节车身承放一个建筑垃圾标准集装单元。集装单元的长度设计为15-20尺，长宽高设计参考值为5000mm×2000mm×2000mm，列车平均尺寸参考值为30000mm×2500mm×2500mm。建筑垃圾集装单元5的满载毛重参考值为20吨，轴重参考值为15吨，列车满载状态下的总重量参考值为120-150吨，单车最大运力参考值为80-100吨，行驶速度参考值为65-80公里/时，最小发车间隔参考值为15-20分钟/辆，配套隧道为双向双洞设计，采用第三轨供电，单洞隧道外径尺寸参考值为6-8米。双洞隧道建造成本参考值为0.8-1亿元/公里，运营阶段的隧道段翻新改造成本参考值为0.25-0.4亿元/公里。

编组电轨机车：定义为在I型隧道段和II型隧道段中运输快递包裹和生活垃圾的动力车辆。每辆机车承载一个集装单元，该单元既可用于装载托盘货箱，也可用于装载厨余垃圾容器或可回收垃圾容器，集装单元具备统一尺寸，长宽高参考值为5000mm×2000mm×2000mm。单个托盘货箱、垃圾容器的尺寸参考值均为900mm×900mm×900mm，沿集装单元剖面可水平放置两个托盘/容器、垂直堆叠两个托盘/容器，每辆机车最多承载20个货箱/容器，单车最大货物运力参考值为2.5吨(约合1500个包裹)、最大生活垃圾运力参考值为1.5吨，机车尺寸参考值为6500mm×2500mm×2500mm，以8-10辆车为一个梯队进行编组和发车，行驶速度参考值为50-60公里/时，最小发车间隔参考值为30-40分钟/梯队，机车采用第三轨供电，其轮距及配套隧道、轨道规格与集装电轨列车一致。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (10)

1.一种集成式地下物流系统，其特征在于，包括：

多阶段成网子系统，包括：由地下交通设施和节点设施组成的物流网络，以用于在新城区项目开发阶段运输和垃圾并在新城区项目建成后的运营阶段运输快递包裹和生活垃圾；

运载子系统，用于在所述多阶段成网子系统中提供运输需求的运输载具。

2.根据权利要求1所述的集成式地下物流系统，其特征在于，包括：在新城区项目开发阶段选择在若干个工地位置建立的回收节点；

在回收节点和处置厂之间建立连通二者的I型隧道段，并由回收节点、处置厂和I型隧道段共同组成二级地下网络；

在处置厂和垃圾填埋场之间建立连通二者的II型隧道段，并由处置厂、垃圾填埋场和II型隧道段共同组成一级地下网络；

垃圾汇集至附近的回收节点时，通过二级地下网络转移至处置厂进行精细分拣、粉碎和再加工，可回收垃圾转运出城，不可回收垃圾通过一级地下网络转移至城外垃圾填埋场。

3.根据权利要求2所述的集成式地下物流系统，其特征在于：

在新城区项目完全建成后，对在新城区项目开发阶段建设的物流网络进行翻新改造，用于运输快递包裹和生活垃圾；

其中，将所述回收节点进行设施设备改造，以构建枢纽节点，选择在枢纽节点周边建筑物地下部分或室外公共设施位置建立多个次级节点，并行构建III型管道和IV型管道以连通次级节点和枢纽节点；

将所述处置厂改建为生活垃圾转运中心，I型隧道段连通物流园区和二级地下网络，II型隧道段连通焚烧发电厂和一级地下网络，将I型隧道段和II型隧道段中的建筑垃圾运载制式替换为编组电轨机车。

4.根据权利要求2所述的集成式地下物流系统，其特征在于：回收节点的地面接口与回收节点的内部通过垃圾运载系统连接；

建筑垃圾集装单元抵达回收节点位置时，建筑垃圾集装单元沿垃圾运载系统向下进入回收节点并沿二级地下网络抵达目的地处置厂。

5.根据权利要求4所述的集成式地下物流系统，其特征在于：所述垃圾运载系统包括：

横向运载通道，呈具有均匀内径的管状且内径略微大于建筑垃圾集装单元的外径；

竖向运载通道，呈具有均匀内径的管状且内径略微大于建筑垃圾集装单元的外径以及下端与所述横向运载通道连接，使得建筑垃圾集装单元通过所述竖向运载通道进入所述横向运载通道内；

风力运载机构，用于运载所述横向运载通道内的建筑垃圾集装单元；

垃圾进入箱口，一端延伸至所述回收节点的地面接口而另一端与所述竖向运载通道连接，使得建筑垃圾集装单元通过所述垃圾进入箱口进入所述竖向运载通道内；

阻拦装置，设置在竖向运载通道中且位于竖向运载通道与横向运载通道的连接处上方，以暂时留存建筑垃圾集装单元；

其中，所述阻拦装置包括盒状的活动室、阻拦板和活动杆，所述活动室整体地安装在竖向运载通道上，横向地穿过竖向运载通道，而竖向运载通道穿过该阻拦装置的所述活动室，使得活动室在竖向运载通道区域的部分形成孔洞；此外，在所述活动室中，阻拦板水平且活动地设置在活动室内，活动杆的一端与阻拦板的一端部固定而另一端伸出活动室，通过操作活动杆水平移动，可以使阻拦板移动至活动室的孔洞位置，进而完成阻拦建筑垃圾集装单元的目的。

6.根据权利要求5所述的集成式地下物流系统，其特征在于：在所述横向运载通道和所述竖向运载通道的连接处设置有转动开关装置；

其中，转动开关装置包括转动收储腔室和中空且盘形的开关外壳，转动收储腔室具有贯穿中心部分的收储空间且收储空间的内径等于竖向运载通道和横向运载通道的内径；

开关外壳连接竖向运载通道和横向运载通道，转动收储腔室设置在开关外壳中并且围绕开关外壳中心竖直转动，该转动开关装置通过转动收储腔室的旋转在竖向转通处和横向转通处之间转动；

在所述转动开关装置处于竖向转通处时，所述转动开关装置的收储空间与所述竖向运载通道连通，横向运载通道被转动收储腔室的外室壁封堵；

在所述转动开关装置处于横向转通处时，所述转动开关装置的收储空间与所述横向运载通道连通，竖向运载通道的底端由转动收储腔室的外室壁封堵。

7.根据权利要求6所述的集成式地下物流系统，其特征在于：所述转动开关装置的收储空间能够容纳多个建筑垃圾集装单元。

8.根据权利要求7所述的集成式地下物流系统，其特征在于：所述竖向运载通道包括运载建筑垃圾集装单元的第一管道和装载气体缓冲机构的第二管道，所述第二管道与所述第一管道连通，所述气体缓冲机构与所述风力运载机构连通并用于对所述建筑垃圾集装单元进行降速。

9.根据权利要求8所述的集成式地下物流系统，其特征在于：所述气体缓冲机构包括：

气盘，对所述建筑垃圾集装单元的底部区域进行喷气缓冲；

输气硬管，用于装载所述气盘并向所述气盘输送气体；

驱动机构，与所述输气硬管连接，用于驱动所述输气硬管在所述第二管道内横向运动；以及

输气软管，将所述输气硬管与所述风力运载机构连通。

10.一种运用垃圾运载系统运载建筑垃圾的方法，其特征在于，适用于权利要求5—9中任意一项权利要求所述的集成式地下物流系统，包括以下步骤：

(a)将建筑垃圾装入的建筑垃圾集装单元中；

(b)将所述建筑垃圾集装单元倒入设置在所述回收节点的地面接口处的垃圾进入箱口中；

(c)将所述建筑垃圾集装单元通过竖向运载通道输送，所述竖向运载通道连接至所述垃圾进入箱口，所述竖向运载通道的内径略微大于所述建筑垃圾集装单元的外径；

(d)将所述建筑垃圾集装单元通过横向运载通道输送到所述回收节点的内部，所述横向运载通道连接到所述竖向运载通道，所述横向运载通道布置在与所述回收节点的内部相同的水平面中，并且与所述回收节点的内部连通；所述横向运载通道的内径略微大于所述建筑垃圾集装单元的外径。

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