Ottimizzazione della Consegna delle Merci sui Treni Passeggeri: Un Approccio di Simulazione ad Eventi Discreti

Abstract

L'aumento della domanda di trasporto merci urbano, insieme alle crescenti preoccupazioni per la congestione del traffico, le emissioni e le inefficienze nelle consegne dell’ultimo miglio, ha spinto all’esplorazione di modelli logistici alternativi. Questa tesi analizza l’integrazione del trasporto di pacchi all’interno delle operazioni ferroviarie passeggeri esistenti come soluzione sostenibile ed economicamente vantaggiosa. Sfruttando un caso reale dal progetto MOTIONAL guidato da Hitachi, è stato sviluppato un modello di simulazione ad eventi discreti in ExtendSim per valutare la fattibilità e le prestazioni di un sistema di trasporto misto passeggeri-merci su un anello ferroviario a cinque stazioni.

La simulazione ha replicato i principali processi logistici, inclusi l’arrivo dei pacchi, la preparazione delle scatole, la partenza dei treni, le operazioni di carico/scarico e il monitoraggio delle prestazioni chiave. Il modello è stato testato in diversi scenari e confrontato con un sistema di trasporto su strada tradizionale. I risultati hanno indicato che il modello integrato su rotaia può ridurre i costi di consegna fino al 35% e le emissioni di carbonio di oltre il 60%, mantenendo tempi di consegna competitivi. Le analisi di sensitività hanno rivelato che la frequenza dei treni, la capacità delle scatole e i tempi di sosta nelle stazioni influenzano significativamente le prestazioni del sistema.

Questo studio fornisce un quadro modulare e scalabile per valutare l’integrazione del trasporto merci nelle reti ferroviarie passeggeri. Evidenzia il potenziale dell’infrastruttura condivisa nel migliorare la logistica urbana contribuendo alla sostenibilità ambientale. I risultati offrono spunti preziosi per decisori politici, operatori logistici e autorità del trasporto pubblico interessati a sviluppare sistemi di trasporto più ecologici ed efficienti.

Parole chiave: logistica urbana, trasporto ferroviario passeggeri, integrazione del trasporto merci, simulazione ad

The increasing demand for urban freight transport, coupled with growing concerns over traffic congestion, emissions, and last-mile delivery inefficiencies, has prompted the exploration of alternative logistics models. This thesis investigates the integration of parcel freight into existing passenger train operations as a sustainable and cost-effective solution. Leveraging a real-world use case from the Hitachi-led MOTIONAL project, a discrete-event simulation model was developed in ExtendSim to evaluate the feasibility and performance of a mixed passenger-freight transport system across a five-station rail loop. The simulation replicated the key logistics processes, including parcel arrival, box preparation, train dispatch, loading/unloading operations, and key performance tracking. The model was tested under various scenarios and compared against a baseline road-only transport system. Results indicated that the rail-integrated model can reduce delivery costs by up to 35% and carbon emissions by over 60%, while maintaining competitive delivery times. Sensitivity analyses revealed that train frequency, box capacity, and station dwell times significantly impact system performance. This study provides a modular, scalable framework for evaluating freight integration into passenger rail networks. It highlights the potential of shared infrastructure to enhance urban logistics while contributing to environmental sustainability. The findings offer valuable insights for policymakers, logistics providers, and transit authorities aiming to develop greener, more efficient transport systems. Keywords: urban logistics, passenger rail, freight integration, discrete-event simulation, ExtendSim, parcel delivery, MOTIONAL project