大规模无人机配送与陆点交付规划研究

张晓 李纪鲁

【摘要】本文针对无人机的各种弊端，对无人机配送到陆点交付做了详细的解决方案，本方案运作起来可以减少无人机配送货物的资源浪费，更好地整合资源，提高货物周转效率。同时考虑到无人机配送过程中的安全问题，运用先进的现代物流信息技术，实时对无人机的运行状态进行整合，同时实时对无人机的路径进行规划，实现了规模经济的同时提高了物流运作的效率。

【关键词】无人机 分拣池 配送规划

一、无人机研究背景

我国电商平台发展迅速，双十一当天，日活数增加47%，转化率达到32%。全网销售额再创新高，客单价回升明显。根据统计，今年双十一全网销售额达2539.7亿元，同比增长43.5%，总包裹数达到13.8亿个，同比增长29%，按销售额除以总包裹数计算客单价为184元，相比于2016年的165元提升11.2%，这也是近三年来客单价首次上涨，再次说明线上消费已由早期的价格驱动转向品质、品牌驱动，伴随着收入水平提升和消费持续升级，双十一已不再是廉价的代名词，消费者对于品质的追求日益凸显。

根据今年的销售量可知，我国物流量巨大，物流市场发展的空间很大，物流运作的高效率离不开新技术的支持，近几年，物流行业的快速发展，新技术已将投入大量应用，无人机也展露新角，成为物流行业发展的新趋势、香饽饽。能够抓住机遇，投入建设无人机配送不仅可以减少陆路交通的压力，同时可以解决一些陆路运输解决不了的问题，提高物流运作的效率。早在2015年，就有消息称沃尔玛计划展开无人机快递技术的测试，并且向美国联邦航空管理局提交了相关申请，被外界认为是意图与谷歌和亚马逊展开竞争。沃尔玛的无人机将被用于检查库存。沃尔玛的配送中心巨大，无人机应用于库存盘点一天之内就可以完成人工盘点一个月的工作量。亚马逊希望未来无人机能够将用户的任何订单在30分钟之内送到。为了推动立法，确保无人机能够在天空飞行，为用户送货，亚马逊一直努力推动一项法案，该法案将允许自主无人机送货。亚马逊在空中建无人机配送仓库，空中配送中心将存储许多货品，根据用户需求预测它会自动转移并悬停在预定的点上方，方便无人机补给和大规模派送。

二、无人机主要应用以及涉及到的新技术

（1）无人机主要应用。利用无人机进行最后一公里的货物配送，要有较为完善的配套体系辅助相应工序的完成，搭载和构建无人机配送的系统。从客户下单、货物打包出仓、无人机配送、客户确认签收直至无人机返回的整个过程中，通过构建的系统模型确保每一步的准确实施与顺利进行。目前，由于无人机续航能力不强，无人机尚未应用到农村电商物流市场上，但是无人机在农村电商物流市场的发展具有光明的前景。亚马逊把无人机应用于库存盘点，可以比人工盘点效率高很多。Zipline自主研发的无人机，将用于将血液和医药运输到偏远地区的医疗中心，为偏远地区提供专门的医疗救助。

（2）应用到的技术。涉及到的新技术：考虑到无人机能够在飞行中途自动避障，无人机应该配备避障系统及识别系统。同时，无人机要实时接收调度信息和路径分配。最后，本文设计无人机运送货物时配备安全锁，所以无人机安全锁上可以使用RFID进行设计，当到达地点之后，读写器扫描到RFID进行解锁，货物安全投放到制定地点。

三、大规模运用无人机配送存在的问题

（1）精确用户配送定位不准。在中国，无人机配送货件精确到到每一位客户手中时不现实的，首先考虑到在中国的物流费用不如国外高，如果投入大量的成本到无人机配送货物中，快递公司迟早会坚持不下去，同时，现在地理地图还没有精确到每一座楼的每一层用户，即使地理地图已经精确到每一位客户的家中也不可避免无人机向客户送货时，用户不在家的情况，总体来说，现在技术还没有达到可以同时整合每一位客户和无人机送货的时间，所以操作起来会有很多问题出现。

（2）算法支持。配送货物较多时需要强大的调度系统以及路径算法的支持：当无人机向客户送货时，为了更好地协调每一架无人机的运作，必须有强大的调度系统，可以同一时间向多个地点运送很多货物，并且运用的无人机较少。调度系统可以很好的整合资源，尽可能的减少无人机配送的成本。从另一方面，无人机同时运作时，要对无人机的路径进行实时规划，同时也要对无人机的防碰撞系统进行设置，对无人机的实时监控规划要求较高。

（3）资源浪费。如果一栋楼上只有一个客户的货物时，精确到客户手中会浪费无人机的资源，很难实现规模经济，无人机的使用效率不高，也会增大无人机的损耗。

（4）安全问题。一直以来，无人机的配送安全都备受人们关注，如果无人机的安全不能得到解决，就相当于在人们头顶设置了一个个的不定时炸弹一样，不知道哪时就会对人们造成危险。因此，无人机配送货物一定要先从安全方面着手，解决好基础问题才能得到更好的发展。

（5）政策法规不明确。物流无人机作为民用无人机的一个发展方向，没有相关的法律法规体系来支持它的发展。现有的法律法规没有对物流无人机做出具体的规定，有关物流无人机适用的法律法规条文只能在现有的法律法规中寻找大致对应的法律法规条文。

四、无人机配送问题的具体规划方案

（1）方案设计一。在小区内具有大片面积可以用来作为建设分拣池的情况下，可以在具体配送区域建分拣池。货物从二级分拣中心分拣之后，由无人机将货物运送里顾客最近的分拣池，无人机配送货物时，无人机与货物之间通过安全锁将货物锁定到无人机上，当无人机到达分拣池时，天线扫描到无人机时安全锁自动解锁，货物安全投放到分拣池。分拣池对货物进行扫描，对货物自动编码发短信以及存放，货位存放信息与客户基础信息自动绑定，在客户取件之后信息绑定自动解除，客户取件可以通过面部识别或者利用发送的短信取件。无人机负责货物从二级分拣中心运送到分拣池，可以避免陆路交通的压力，提高货物配送效率。无人机上安装了安全锁可以有效保证无人机配送的安全，同时无人机配送可以大大降低货物存放的时间成本，大大提高货物的周转效率。

（2）方案设计二。在具体地点不能建设分拣池，可以充分利用每栋楼的楼顶空间，这样无人机不仅可以不用精确到每一个客户的居住房，而且减少来分拣池的建设成本。具体操作如下：无人机配送货物到楼顶，整栋楼整合仓库的思想，把每栋楼虚拟成一个立体化仓库，每家阳台设置滑道，货物大小符合滑道标准时，通过滑道直接到阳台储物箱里，货物大小超过标准时，用户要到楼顶自助取件，可以在取件部分設置人脸识别装置。

五、结论与展望

面对电商平台的大需求，无人机配送是未来的大趋势，无人机作为一种重要的物流工具必然会给物流运作带来更高的经济效益以及更好的客户体验，实现供应链中各个节点的双赢。