Smart freight transport in urban areas: a crowd-shipping model using autonomous vehicles

L'avanzamento dell'e-commerce e l'aumento della densità abitativa nel centro città sono elementi che incentivano l'incremento della richiesta merci all'interno dei centri urbani. L'attenzione all'impatto ambientale derivante da queste attività operative è un punto focale oggetto di sempre maggiore interesse. Attraverso il seguente studio, l'obiettivo è definire attuali e potenziali soluzioni nell'ambito della logistica urbana, con particolare interesse alle consegne dell'ultimo miglio. Una soluzione proposta riguarda la possibilità di sfruttare la capacità disponibile nei flussi generati dalla folla per movimentare merce, pratica nota sotto il nome di Crowd-shipping. L'idea consiste nella saturazione di mezzi già presenti nella rete urbana al fine di ridurre il numero di veicoli commerciali e minimizzare le esternalità negative annesse. A supporto di questa iniziativa, nell'analisi verranno considerati veicoli autonomi elettrici a guida autonoma. La tesi è incentrata sulla definizione di un modello di ottimizzazione matematica, che mira a designare un network logistico-distributivo efficiente per le consegne dell'ultimo miglio e a minimizzare le distanze degli attori coinvolti. Il problema proposto rappresenta una variante del Vehicle Routing Problem con time windows e multi depots. Il problema è NP-hard, quindi computazionalmente complesso per cui sarà necessario, in fase di analisi, definire un approccio euristico che permetterà di ottenere una soluzione sub-ottima in un tempo di calcolo ragionevole per istanze maggiori. L'analisi è stata sviluppata nell'ambiente di sviluppo Eclipse, attraverso il risolutore Cplex, in linguaggio Java. Per poterne comprendere la validità, è prevista un'ultima fase in cui gli output del modello ottimo e dell'euristica vengono confrontati tra loro su parametri caratteristici. Bisogna tuttavia considerare che l' utilizzo di sistemi cyber-fisici a supporto della logistica non può prescindere da un costante sguardo verso il progresso.

Mitigation of Train-Induced waves by resonant filled-trench (RFT)

The increase of railways near the urban areas is a significant cause of discomfort for inhabitants due to train-induced vibration and noise. Vibration characteristics can vary widely according to the train type: for high-speed trains, if train speed becomes comparable to the ground wave speed, the vibration level becomes significant; for freight trains, due to their heavier weight and lower speed, the vibration amplitudes are greater and propagate at a more considerable distance from the track; for urban tramways, although the vibration amplitude is relatively low, they can have a negative structural effect on the closest buildings [51]. Therefore, to dampen the vibration level, it is possible to carry out some interventions both on the track and the transmission path. This thesis aims to propose and numerically investigate a novel method to dampen the train-induced vibrations along the transmission path. The method is called "resonant filled-trench (RFT)" and consists of a combination of expanded polystyrene (EPS) geofoam to stabilize the trench wall against the collapse and drowned cylindrical embedded inclusions inside the geofoam, which act as a resonator, reflector, and attenuator. By means of finite element simulations, we show that up to 50% higher attenuation than the open trench is achievable after overcoming the resonance frequency of the inclusion, i.e., 35Hz, which covers the frequency contents of the train-induced vibration. Moreover, depending on the filling material used for the inclusions, trench depth can be reduced up to 17% compared to the open trench showing the same screening performance as the open trench. Also, an RFT with DS inclusion installed in dense sand soil shows a high hindrance performance (i.e., IL≥6dB) when the trench depth is larger than 0.5λ_R while it is 0.6λ_R for the open trench.