Investigating a metro-based solution for last-mile delivery. A simulation approach in the city of Milan

Urban logistics is facing growing challenges due to the rapid expansion of e commerce, increasing delivery demands, and stricter environmental regulations aimed at reducing emissions and traffic congestion. Traditional last-mile delivery models, which rely heavily on vans with internal combustion engines, contribute significantly to urban pollution and road congestion, leading to inefficiencies in both logistics and transportation networks. To address these issues, this research begins with an extensive literature review, which highlights specific gaps such as stakeholder collaboration, as well as the lack of in-depth operational, economic, and environmental analyses. The aim of this work is to address some of these gaps by proposing and thoroughly analyzing a Freight-on-Transit (FoT) model that integrates metro networks with cargo bikes for last-mile delivery in Milan. The study leverages delivery data provided by a courier. After selecting the point of origin, the most suitable metro line was chosen. The proposed solution consists of three main phases: first, transporting goods from the courier’s hub to the designated metro station; second, utilizing metro wagons to move the goods across the city; and finally, using electric cargo bikes for last-mile deliveries to the final destinations. To assess the potential impact of the proposed solution, both the current and the new delivery processes were defined. A simulation-based model was then developed using ArcGIS. After the initial computations and subsequent results, a sensitivity analysis was also performed to evaluate the robustness of the findings. The study examines the economic, environmental, and operational implications of this solution compared to conventional delivery methods. The results indicate that metro based freight transport can significantly reduce traffic congestion and CO₂ emissions while offering a cost-effective alternative to traditional van-based deliveries. The use of metro infrastructure and cargo bikes for last-mile distribution further enhances sustainability by substantially reducing reliance on fossil fuels. Additionally, the study highlights potential cost savings for logistics operators under specific assumptions and possible benefits for public transportation agencies, demonstrating that utilizing metro systems for freight transport during off-peak hours could improve infrastructure efficiency and generate additional revenue streams.

La logistica urbana si trova ad affrontare sfide sempre più complesse a causa della rapida espansione dell’e-commerce, del crescente volume di consegne e delle normative ambientali sempre più restrittive volte. I modelli tradizionali di last-mile delivery, che si basano principalmente su furgoni con motori a combustione interna, contribuiscono in modo significativo all’inquinamento urbano e al traffico, generando inefficienze sia nei processi logistici che nei sistemi di trasporto. Per affrontare queste problematiche, questa ricerca parte da una revisione approfondita della letteratura, che ha evidenziato specifici gap, tra cui la collaborazione tra gli stakeholder e l’assenza di un’analisi dettagliata degli aspetti operativi, economici, ambientali e delle esternalità. L’obiettivo di questo lavoro è colmare parte di questi gap proponendo e analizzando in dettaglio un modello di Freight-on-Transit (FoT) che integri la rete metropolitana con cargo bike elettriche per il processo di last-mile delivery nella città di Milano. Lo studio si basa su dati di consegna forniti da un corriere che hanno, tra le altre cose permesso di selezionare il punto di origine e individuare la linea metropolitana più adatta. La soluzione proposta si articola in tre fasi principali: trasporto dall’hub del corriere alla stazione della metropolitana scelta, utilizzo dei vagoni della metropolitana per lo spostamento delle merci all’interno della città e, infine, utilizzo di cargo bike elettriche per completare la consegna fino al destinatario finale. Per valutare l’impatto della soluzione proposta, sono stati definiti i processi attuali e futuri. Successivamente, è stato sviluppato un modello di simulazione basato su ArcGIS. Dopo aver ottenuto e analizzato i primi risultati, è stata effettuata un’analisi di sensibilità per testare la robustezza dei risultati. I risultati indicano che la soluzione proposta può ridurre significativamente il traffico e le emissioni di CO₂, offrendo al contempo un’alternativa economicamente vantaggiosa rispetto alle consegne effettuate con furgoni tradizionali. La soluzione proposta migliora la sostenibilità, riducendo in modo significativo la dipendenza dai combustibili fossili. Inoltre, lo studio evidenzia potenziali risparmi economici per gli operatori logistici e possibili vantaggi per le aziende di trasporto pubblico, dimostrando che l’impiego delle rete metropolitana per il trasporto merci nelle ore di minore affluenza potrebbe ottimizzare l’efficienza di utilizzo dell’infrastruttura e generare nuove opportunità per gli operatori.