Оцінка ефективної вмістимості мережі поштоматів за різної тривалості зберігання посилок

Abstract

У зв’язку зі стрімким розвитком електронної комерції, особливо в міському середовищі, значно зростає актуальність вирішення проблем, пов’язаних із ефективною доставкою останньої милі [1]. Одним із найпопулярніших рішень у цій сфері є поштомати — автоматизовані пункти самостійного отримання посилок, які забезпечують зручний і безконтактний спосіб доставки. Переваги цього формату очевидні: зменшення кількості невдалих доставок, зниження транспортного навантаження на місто, підвищення гнучкості для користувача [2-3]. Водночас поштомати мають суттєве обмеження — фіксовану кількість комірок, що актуалізує питання їх ефективного використання, зокрема в умовах зростання обсягів замовлень [4]. Метою роботи є дослідження взаємозв’язку між тривалістю зберігання посилок у поштоматах та ефективною вмістимістю системи, тобто реальною кількістю посилок, яку можна обслуговувати в одиницю часу без перевантаження. Особливу увагу приділено впливу користувацької поведінки на параметри завантаження поштоматів і пошуку оптимальних умов функціонування системи. У процесі виконання роботи розв’язано такі завдання: 1) Проведено огляд наукових досліджень щодо доставки останньої милі з використанням поштоматів, виокремлено ключові напрями: управління мережею та аналіз ефективності. 2) Розглянуто методи оцінки ефективної вмістимості поштоматів: стохастичні, симуляційні та оптимізаційні моделі. 3) Визначено ключові параметри, що впливають на ефективність використання поштоматів, зокрема тривалість зберігання посилок, частка своєчасного забору, добовий попит. 4) Проведено анкетне опитування серед мешканців Львова для визначення частоти використання поштоматів, типових моделей поведінки та загального рівня популярності такого формату доставки. 5) Відібрано один поштомат Нової Пошти у Львові як об’єкт дослідження та визначено потенційний попит з боку домогосподарств. 6) Побудовано симуляційну модель у MS Excel для оцінки рівня заповненості поштомату залежно від тривалості зберігання, частки забраних посилок та рівня попиту. 7) Проведено серію моделювань для різних сценаріїв: базовий попит, зростання попиту на 10% та 50%, зміна частки своєчасного забору посилок. 8) Визначено критичні значення параметрів, при яких виникає перевантаження поштомату, тобто кількість посилок перевищує доступну кількість комірок. У результаті дослідження встановлено, що найсуттєвішим чинником, який впливає на ефективну вмістимість поштоматів, є поведінка користувачів щодо часу забору посилок. Навіть при стабільному попиті, але низькому рівні оперативного забору (менше 30% у день доставки), система швидко переходить у стан перевантаження. Також зростання добового попиту лише на 10% може призвести до дефіциту комірок у разі неефективної поведінки користувачів. На основі отриманих даних сформульовано рекомендації щодо вдосконалення регламентів роботи поштоматів, зокрема обмеження тривалості зберігання, впровадження нагадувань або стимулів для оперативного забору, а також розгляд варіантів масштабування мережі поштоматів у районах із високою щільністю населення. Запропоновані підходи можуть бути використані логістичними компаніями для підвищення ефективності та надійності обслуговування. Робота має практичну цінність для операторів поштової та кур'єрської логістики, а також для дослідників міської мобільності та розробників логістичних стратегій у містах.Due to the rapid development of e-commerce, especially in urban environments, the challenges of efficient last-mile delivery have become increasingly relevant [1]. One of the most popular solutions in this area is parcel lockers — automated self-service delivery points that offer users a convenient, contactless way to receive their parcels. The advantages of this format are clear: reduction of failed deliveries, decreased traffic load on urban streets, and increased user flexibility [2-3]. However, parcel lockers have a key limitation — a fixed number of compartments — raising the issue of their efficient utilization, particularly amid rising volumes of shipments [4]. The aim of this study is to explore the relationship between the duration of parcel storage in parcel lockers and the system’s effective capacity, meaning the number of parcels that can be realistically processed over time without causing overload. Special attention is given to the impact of user behavior on locker utilization and the identification of optimal operating conditions. The following tasks were completed during the study: 1) A literature review was conducted on last-mile delivery using parcel lockers, with two key research directions identified: locker network management and delivery performance analysis. 2) Methods for evaluating effective locker capacity were reviewed, including stochastic, simulation-based, and optimization models. 3) Key efficiency parameters were identified, such as storage time, pickup rate, and daily demand. 4) A survey was carried out among residents of Lviv to determine parcel locker usage frequency, behavioral patterns, and general popularity of this delivery format. 5) A specific Nova Poshta parcel locker in Lviv was selected for detailed study, and potential household demand was estimated. 6) A simulation model was developed in MS Excel to calculate locker occupancy levels based on parcel retention duration, daily delivery volume, and pickup behavior. 7) Multiple modeling scenarios were performed: baseline demand, 10% and 50% increases in demand, and variations in the share of same-day pickups. 8) Critical thresholds were identified at which parcel lockers become overloaded—i.e., when parcel volume exceeds available compartments. The results show that the most significant factor affecting locker capacity is the timing of parcel pickups by users. Even with stable demand, the system quickly becomes overloaded if fewer than 30% of users collect their parcels on the day of delivery. Furthermore, a modest 10% increase in daily demand can lead to a shortage of compartments if user behavior is inefficient. Based on the findings, several recommendations were proposed, including adjusting storage duration policies, introducing reminders or incentives for faster pickups, and expanding locker networks in high-density areas. These approaches can help logistics companies improve service reliability and operational efficiency.

This research is of practical relevance to courier and logistics providers, as well as to researchers and urban mobility planners working on sustainable and resilient last-mile solutions.