无人机物流关键基础设施建设的思考

林晓宇，刘鹏，孟祥飞，李蕾蕾

1.国家空域管理中心

2.中国航空运输协会

3.空军指挥学院

4.中邮科技股份有限公司

无人机物流是近年迅速发展的新业态、新模式。本文阐述物流无人机的概念、优势和应用场景，分析物流无人机配送服务模式、无人机物流基础设施建设方案，最后提出有关思考，希望为无人机物流基础设施建设提供参考。

随着人工智能、大数据、自主飞行控制等技术的不断成熟，无人机拓展了物流、农作物保护、电力巡线、地理测绘、应急救援等领域的广泛运用。我国物流市场规模正在不断增大，互联网电商、智慧物流行业正在高速发展。与此同时，收货人对物流行业的服务水平与服务质量提出了更高的要求。作为一种货物运输配送的新载体，物流无人机的常态化、规模化运营渐行渐近。

无人机物流逐渐成为无人机应用的新蓝海。对于医疗物资运送、生鲜品运送、山区海岛地区货物运送等特殊应用场景，物流无人机比传统运输工具拥有更大的优势，是快递业务扩展和升级的重要手段。

物流无人机的概念

物流无人机是物流体系以及智慧物流系统的重要组成部分。作为一种高效的运输工具，物流无人机依托航线网络，借助现代信息技术，将货物从始发站运至目的站。《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》根据无人机空机重量和最大起飞重量，将无人机分为微型、轻型、小型、中型、大型五类。

物流无人机的优势

物流无人机集成了自主飞行控制、通信、人工智能、信息等技术，具有如下优势。

1.运营效率高、节约资源

相比于陆运工具，物流无人机具有空中运输距离短、节约资源、运营效率高等优势，能合理利用闲置的低空资源，减轻地面交通道路的负担，减少地面交通基础设施投入。物流无人机是传统陆运工具的有益补充，尤其适用于交通瘫痪、拥堵场景，交通不便的偏远地区，基础设施条件差、地广人稀的地区。

2.运营成本更低、调度更灵活

物流无人机机上无飞行员和机组人员，降低了运营成本，更易于实现物流大数据采集和智能调度管理，将成为未来无人货运市场的主流装备。相较于传统有人运输机，物流无人机具有运营成本更低、调度灵活、节省人力和时间成本等优势，能有效弥补现有航空运力的不足。

表1 物流无人机的类型及优缺点

图1 末端配送通常采用多旋翼无人机。

图2 自转旋翼支线物流无人机。

表2 物流无人机与传统陆运工具的对比

物流无人机在某县试点运营的数据显示，相比于传统物流工具，无人机配送时间缩短60%，成本降低60%。针对偏远地区或运货量较小的需求，物流无人机具有较强的运营成本优势。目前，无人机配送成本与普通快递员持平或略高，未来物流无人机量产并实现规模化运营之后，配送成本将下降40%～50%。

《物流无人机发展情况及基础设施布局建议》提及，很多四五线城市之间、县城之间具有一定的货物空运需求，但是由于城市间、县城间距离较近，对于较小的货运量，传统航空运输工具在起降条件、飞行距离等方面难以实现运力匹配。因此，支线物流无人机可发挥作用。除此之外，某些偏远山区和河海险要地区，陆运、水运极为不便，但物流无人机空运货物是比较适合的方式。

3.解决劳动力短缺的重要手段

随着我国网购的兴起，快递业务飞速发展，快件数量大幅增长，配送人员的缺口会越来越大。我国面临的人口老龄化问题导致了适龄劳动力人口不断减少。物流是劳动力密集型行业，面临着人工贵、用工荒等问题的考验。由于物流仓储、装卸、运输、配送等工作是高强度高工种，须要18岁至35岁之间的一线员工。专业人士预测，人口老龄化带来的劳动力短缺将在未来十年左右更趋严重，成为制约物流业发展的主要因素。

随着飞控、集群等技术的不断成熟，物流无人机常态化运营将采用全流程化模式，这是一种智能化、无人化运送过程。在全流程化运送过程中，物流无人机按预先设定的程序自主起飞、飞行、降落，无须人员操控，仅在极特殊情况下才须要人员操控，减少了大量劳动力需求，成为解决劳动力短缺的重要手段。

图3 固定翼支线物流无人机及其地面控制站。

探索无人机在物流领域中的应用，符合新时代的发展趋势，也是解决物流业务快速发展与人力成本不断上升之间矛盾的有益尝试。目前，物流无人机已经成为全球物流业的发展方向之一。国外众多物流公司对物流无人机开展了不同阶段的测试和运行。

物流无人机的应用场景

1.城市场景

物流无人机在城市环境中运输配送货物，任务点多，时效性强，可充分发挥机动性高、运送速度快的优势，降低运营成本。城市人口密度高、飞行环境复杂，空中交通管理与调度系统成为物流无人机在城市场景中应用的关键要素。

2.偏远农村、交通不便的地区

由于偏远农村用户对货物运输的需求量不确定，以及配送人员单次配送货物的成本过高，物流无人机极适合为该地区的用户运送货物。相比于城市，农村地区用户的包裹总量虽然少，但工业品下乡、农产品进城、党报党刊投递、应急救援药品进村，是智慧快递工作的责任与担当。末端配送无人机运送邮件，安全可靠，降本增效，送货服务的时效性从传统人员每周进村1 ～2次投递，提高到无人机每天1次配送，从而保障了工业品下乡、农产品进城的时效。

3.牧区场景

物流无人机可发挥最大优势，满足广阔牧区用户的非特定送货需求。

4.应急救援

在一些特殊情况下，军方、民航等部门紧密合作，采用无人机为灾区运送物资，为救援任务提供保障。

5.海岛场景

由于船舶运货效率低、成本高，物流无人机在海岛场景下运送货物，时效性高，优势明显。海岛具有海域辽阔、岛屿众多、人员居住分散、交通不便、人口数量少、医疗资源少而药品需求量较高等特点。一旦人员发生伤亡或自然灾害突发，传统交通工具无法在短时间内及时响应应急救援需求。而物流无人机能在应急救援任务中替代传统手段，发挥作用。例如，无人机搭载包裹，为有需要的地区运送物资。

6.边防哨站

众多边防哨所的物资补给仍然依靠肩扛马驮，效率低，风险大，物流无人机可高效运送物资。

7.人道主义救援

在特定场景中，无人机实施人道主义救援并运送物资，意义重大。

国内政策

2017年12月，《民航局关于在陕西省使用无人机开展物流配送经营活动试点的通知》发布，西安京东天鸿科技有限公司成为物流无人机配送经营活动的试点单位。

2018年5月，中国民用航空局出台《关于促进航空物流业发展的指导意见》，明确支持物流企业利用通用航空器、无人机等装备提供航空物流解决方案。

2019年2月，中国民用航空局发布《特定类无人机试运行管理规程（暂行）》，对运行风险较高的无人机进行安全管理，批准部分无人机试运行。同年10月，中国民用航空局向杭州送吧物流科技有限公司颁发《特定类无人机试运行批准函》和无人机物流配送经营许可证。

2019年3月，国家发展和改革委员会出台《关于推动物流高质量发展促进形成强大国内市场的意见》，提出相关单位可在具备条件的地区探索无人机配送等创新模式。中国民用航空西北地区管理局发布《西北地区民用无人驾驶航空器物流配送经营活动管理办法(试行)》，提出最大起飞重量不大于150kg的物流无人机可以在陕西省、甘肃省、宁夏回族自治区、青海省运营。

图4 物流无人机在上海市金山区、嘉定区、宝山区等区搭建空中应急运输网络，运送蔬菜、生鲜、抗原试剂、应急药品等物资。

2019年7月，根据《关于同意扩大无人机物流配送应用试点范围的通知》，物流无人机配送应用试点的地区范围扩大到四川、云南等省份，助力扶贫攻坚工作。

2019年9月，中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》提出，一是推进低空飞行旅游发展，二是积极发展物流无人机、物流无人车配送。

2021年2月，中国民用航空局《通用航空工作领导小组第六次全体会议》提出，要进一步扩大物流无人机配送试点的范围，服务乡村振兴战略。

2022年中国民航局正式在官网发布《城市场景物流电动多旋翼无人驾驶航空器（轻小型）系统技术要求》。作为国内第一个针对城市场景的无人机技术规范，该标准的发布意味着城市无人机应用在规范化发展的道路上迈上了一个重要台阶，为UAM产业的商业化、规模化打开了空间，具有重大的里程碑意义。

物流无人机配送服务模式

结合物流业务的全部流程，物流无人机配送服务分为点对点、点对多两种模式。

1.点对点配送服务模式

点对点配送服务应用于物流全流程中的干线、支线运输，干线和支线运输具有货运量较大、运输距离较远等特点。因此，货物运输须采用大中型物流无人机。物流无人机进行点对点配送服务的流程可参考交通运输部于2022年9月发布的《无人机物流配送运行要求》。

2.点对多配送服务模式

点对多配送服务应用于物流全流程中的末端配送。根据订单的配送信息，物流无人机向多位用户配送货物。物流无人机开展点对多配送服务的流程可参考国家邮政局于2020年10月发布的《无人机快递投递服务规范》。

合理选用无人机配送服务模式

如果货物存储于物流仓储中心，物流企业采用点对多模式；如物流企业无物流仓储中心，则采用点对点模式。在明确物流无人机配送服务模式的基础上，物流企业应结合自身技术水平与传统配送服务体系的条件，合理选择点对点或点对多配送服务模式，最大限度开发、利用自动驾驶技术，提高配送效率，降低物流成本，同时应掌握基础设施建设要点，有针对性地建设基础设施，保障配送服务体系的有效建设与合理利用。

无人机物流体系建设的原则

1.以实际需求为导向

无人机物流体系建设应满足应用方在经济和政策两方面的需求。一方面，合理且完善的物流体系能显著降低货物运输配送的成本，减少城市交通拥堵和隐患等问题；另一方面，物流无人机适合为偏远地区、交通不便地区的用户运送货物，在扶贫攻坚、乡村振兴战略实施过程中将发挥重要作用，因此无人机物流体系建设应考虑偏远、交通不便地区的需求。

2.纳入综合物流体系

物流无人机将改变现有货物运输配送的模式，无人机物流体系作为综合物流体系的智能化补充，应以现有的综合物流体系为大框架，统筹考虑空运、陆运、水运等方式，充分利用现有交通基础设施资源和现有物流资源，提高多种资源的利用率。

3.破除行政区划的障碍

从事电商业务的物流企业是推进无人机物流体系建设的主体。因此，无人机物流体系建设应立足应用方利益，本着科学、经济、合理规划的思路，考虑年运输量、地形地貌等实际情况，以全国为对象统筹建设。

无人机物流基础设施建设

无人机物流是近年迅速发展的新业态、新模式。空中运输基于航空运输和通用航空而发展，正在构建包括大型干线运输机、通航货机、无人机（大型支线无人机+轻小型末端配送无人机）在内的三级运输配送体系。因此，对于无人机物流体系建设，相关单位须要规划和研究无人机机场布局，综合考虑建设需求、选址、与地面交通系统衔接等问题，结合空域条件、气象条件、土地利用和噪声敏感区域等因素，研究并制定无人机机场通行能力、适航性、环境影响、经济效益等指标的评价体系与方法，为无人机机场建设提供决策依据。

基于无人机配送服务模式的基础设施建设

无人机物流基础设施建设应结合企业的发展现状、物流产业战略部署及无人机配送服务模式，从物流无人机选型、无人机机场建设两个维度展开思考。

1.点对点配套基础设施建设

物流企业采取点对点配送服务模式，须要优先开展支线物流无人机研制与应用。支线物流无人机研制先期可选择适宜的有人机进行无人化改型。同时，物流企业适时根据配送需求，开发大中型物流无人机，这种大中型物流无人机的载货重量在2 ～50t之间，航程约1000km。

物流企业建设无人机机场，应以企业战略为指引，充分利用现有运输机场和通用机场开展运输网络建设，如果确实须要建设机场，应综合考虑运输量、货运类型、区位、交通条件、地形地貌、经济活跃度等因素，开展B类通用机场规划建设。

2.点对多配套基础设施建设

如果物流企业以点对多配送服务模式重点开展无人机末端配送业务，应搭建从配送站至收货方的物流体系，通常使用载货重量为5 ～20kg、运输距离10km以内、单程飞行时间15 ～20min的末端配送无人机。机场或起降场建设应根据小型无人机较强的环境适应能力，结合实际情况，充分依托现有资源。

中国邮政集团有限公司（下称中国邮政）服务范围广泛，基本覆盖了中国境内城市、海岛、山区、农村、边疆等区域的邮件投递业务。末端配送无人机对起飞降落场地要求不高，起飞降落可部署在邮政网点，如果末端配送无人机在偏远山区起飞降落，邮政末端网点的邮递员可利用后台监控系统对物流无人机进行远程操控，无需专人操控无人机，既保证了无人机的安全性，也能保证党报党刊投递、应急物质运送等业务，进一步提升投递服务质量与服务效率。

中国邮政无人机末端配送已实现常态化运营。2016年9月，浙江省安吉县开通了中国邮政第一条常态化运行邮路。目前，安吉县邮政分公司共开通四条无人机邮路，邮路覆盖3个乡镇、8个行政村、11个起降点，物流无人机总飞行距离超过几万公里。

3.专用无人机机场建设

针对基于点对点配送模式的末端配送无人机和基于点对多配送模式的支线无人机，本文建议在城市周边或货物中转量较大的城市周边建设专用无人机机场，这种机场是一个集物流仓储、测试试验、维修保养、智能终端货柜等功能于一体的无人机综合保障基地，并作为完全对外开放的物流无人机配送中转站。无人机综合保障基地可对外提供多种型号物流无人机的租赁业务。

基础设施建设存在的问题

投资主体和资金来源有待落实

小型物流无人机对起降场地要求不高，起降场地可以快速投入使用，且建设资金少。但是，大型物流无人机的起降机场建设至少应满足通用机场的建设要求，建设规模大、投入资金多、建设周期长。目前，无人机物流体系尚未规模化发展，成本回收周期相对更长。因此，每个机场建设均须科学选址，项目规划阶段须落实投资主体和资金来源。投资主体应准确计算投资效益及投资回收周期。

统一协调与管理机制缺乏

从立项选址到竣工验收后的财务决算，新的大型机场建设须要经过多个部门对多个事项进行审批，如发改部门审批立项，环保部门审批环评报告，国土部门审批用地，规划部门审批用地规划和工程规划，住建部门审批施工许可等等。各项审批缺一不可，物流企业须要充分准备。同时，基础设施建设还涉及地方政府、民航、公安、邮政、应急、卫健、交通等诸多部门的协调，尤其是无人机物流体系基础设施建设，国企、民企和政府力量条块分割，有限的资源没有被充分利用，难以优化，须要国家层面统筹协调。

物流无人机运营要求机动灵活、协调一致、安全飞行、依法飞行、专业操控。无人机物流体系是一个复杂的系统工程，涉及空域和航线协调、基础设施建设、航油加注、地面保障等一系列环节。目前，无人机物流基础设施建设缺乏综合性长远规划，国家投入不足。

有关思考

图5 北京邮政门头沟山区无人机试飞启动仪式。

物流企业可综合考虑目前全国各地区业务的需求和应用场景的条件，选择几个有代表性的地区开展无人机物流体系基础设施试点建设。经过1 ～2年的实践探索后，总结有益模式，逐步向全国推广。

试点基地选择

1.城市场景

根据民航部门出台的无人机运行与管理政策，物流企业可探索城市场景下的基础设施建设以及物流无人机运营模式。

2.偏远农村，交通不便的地区

物流企业可选择偏远地区进行基础设施建设，试点解决偏远地区的无人机物流问题。

3.应急救援场景

物流企业可选择地震多发地区如四川省北川羌族自治县，作为应急救援场景下无人机物流试点基地。

4.海岛场景

物流企业可选择位于浙江省宁波市的舟山群岛，作为海岛场景下无人机物流试点基地。

上述不同场景下的无人机物流试点基地建设，可为物流企业在全国范围内建设无人机物流基地提供参考。

无人机物流网络建设

物流无人机运营离不开机场、通信网络、维修站、油料库、培训中心等基础设施和保障系统。物流企业应结合综合立体交通规划、通用航空资源、无人机发展规划，合理布局和建设无人机物流体系的基础设施，以小型通用机场以及临时起降点为基础，实现网络化服务。

根据点对多模式，物流企业可利用现有的主要通用机场、中大型支线无人机开展运输业务。支线无人机应具有优异的短距起降能力，可在中小型机场的简易跑道起降，接入现有通航体系，盘活现有通航机场资源，提高整体资源利用率。同时，物流企业应优化基础设施规划和布局，划定航空救援责任区域，配备导航通信保障设备，规划航油补给线路，铺设和完善飞行场站，建立信息管理系统，建立统一的无人机技术支持和维修站点，逐步形成“点多、线长、面广”的网络化无人机物流体系。

物流企业可充分利用已经建成的众多邮政与快递类专业物流园区，同时根据物流无人机的运行特点，对各省市已建成的邮政快递物流基地和其他物流基地进行重新规划或改扩建。物流企业应根据物流无人机的运行特点，提前规划待建设的物流基地，通过“盘活余量，用好增量”，完善无人机物流基地布局。

针对以点对点模式开展末端配送业务的中小型多旋翼物流无人机，物流企业可在农村等偏远地区的打谷场、小广场或学校操场建设无人机起降场地，为物流无人机推广应用提供硬件支持，推动农村客货邮融合发展，创建“一点多能、一网多用、功能集约、便利高效”的农村物流服务发展新模式。对于城市运营，物流无人机起降可利用社区广场、医院停机坪、电商公司的配送站、楼顶临时停机坪等场地。智能快件箱、快递末端综合服务站等设施须要纳入城乡公共服务设施建设规划，以推动新建、在建、老旧小区，园区，楼宇相关配套设施建设。原则上，新建居住社区须要建设面积不少于15m2的邮政快递末端综合服务站，既有居住社区，又要因地制宜建设快递末端综合服务场所。