农村电商物流“ 最后一公里”无人机配送应用对策研究

武胜良 （郑州西亚斯学院，河南 新郑 451150）

0 引 言

《中国农村电商物流发展报告》显示，截至2020 年12月，我国农村电子商务交易额达到31 533 亿元，同比增长达37.7%。电子商务在农村地区的普及使得越来越多的村民能够足不出户购买日常生活用品。截至2021 年6 月，我国农村网民规模达2.97 亿，占网民整体的29.4%。一边是庞大的农村电商交易市场，另一边则是“最后一公里”配送难的问题，“最后一公里”配送问题成为困扰物流企业和电子商务企业的一大难题，严重影响农村电子商务服务的质量和效率。农村电商“最后一公里”具有点多、线长、面广的特点。十八大以来，国家给予了一定的扶持，借助新观念新技术创新发展了一些物流服务模式，但制约农村电商的“最后一公里”问题仍未得到解决。

目前，农村电商的物流网点主要集中在县级和镇级，镇以下的村几乎没有物流网点，村民们只能到镇级物流网点寄取快递，不能享受物流的“门到门”服务。甚至有的镇级物流网点还会额外收取货件保存费，这在很大程度上影响了农民的网购热情。因此，解决农村物流“最后一公里”问题是电商及物流企业决胜农村市场的关键。

无人机配送是采用无线电遥控设备及自备程序控制装置操纵无人机自动驾驶，并利用无人机运载包裹，进行快递投送。包含三个组成元素：作为总指挥的无人调度站，作为大脑的程序控制系统，以及作为运输载体的无人机。无人机向调度中心实时发送自身位置及飞行状态，并从调度中心接收指挥信号，依靠自备程序控制装置进行智能飞行，从而完成配送作业。

目前，物流无人机配送体系有两种模式：一种是以京东为代表的“点对多”无人机物流配送模式，拟打造“干线—支线—末端”三级智慧物流航空体系；另一种是以顺丰为代表的“点对点”无人机物流配送模式，着重开展支线无人机的研制与应用。在干线战略层，可采取有人机与无人机混合编队运输模式；在支线战役层和末端战术层，可采取无人机与货车相结合的运输模式，也可以依靠站点模块、集群模块、指控模块和体系支撑模块的组成模块，通过“接收指令—调拨对接—规划路径—编队起飞—编队飞行—目标确认—卸载物资—编队返回”8 个环节的运转流程实现无人机独自配送模式。

无人机在配送体系、应用流程和选址设计等方面的研究已较为成熟，并总结出无人机在配送中涉及无人机数据链系统、无人机飞行控制导航系统、无人机自主控制技术三大关键技术。因此，末端物流无人机的使用能显著解决农村物流“最后一公里”的配送问题，在保障企业物流覆盖率的前提下，实现经济效益与社会效益的双赢。

1 无人机配送在农村电商物流中的应用前景

1.1 提升配送效率

农村地区路况一直是制约农村电商进一步发展的短板。一方面，相较于城市地区的柏油马路，农村许多地区还在使用水泥路甚至土路，道路基础设施建设相对较差，而这也极大地制约了货车行驶的速度。另一方面，我国乡村道路大多较为复杂，部分地区地势崎岖不平且道路弯折，增加了许多无效运输里程。物流公司出于成本考虑，一般会采取增加订单收集时间，集中配送的方式来增加盈利。但也直接导致了配送频率的下降，极大的影响用户体验。物流无人机的出现则可以很好地解决这个问题。

首先，物流无人机配送速度更快。物流无人机采用空中配送的方式，最大程度地减少了道路基础设施所带来的影响。由于是空中配送，物流无人机不需要考虑障碍物的阻隔，能够采用更加高效的直线飞行方式进行配送，大大地提高了配送速度。其次，物流无人机配送频率更高。物流无人机的载荷远低于传统货车，这使得较少的订单就能够满足物流无人机配送要求的同时，也避免了物流资源的浪费。从以往的收集订单集中配送到如今的少量订单直接配送，配送频率得到了极大的提高。更快的配送速度更高的配送频率，共同构成了农村地区高效率配送的基础。

1.2 降低物流成本

相较于城市，农村地区受到道路基础建设较差，订单分散等因素的影响，物流成本始终居高不下。而使用无人机进行农村地区的物流配送，则可以很好地解决这一问题。与中国邮政合作研发无人机的迅蚁科技，在这方面曾做过大量的调研。据迅蚁科技CEO 张磊称：在农村地区每天每台无人机在10 公里左右航线上以饱和状态配送40～50 公斤货物，物流无人机的成本在3～4 元/每公斤，而用传统的人力配送则高达8 元/每公斤左右。美国联合包裹运送服务公司也表示：完全理想情况下，5 000 到10 000 台无人机投入运行，配送一个包裹的成本为1 美元。这些一线企业所统计出的数据都指向“无人机配送相较人工配送成本更低”这一趋势。

现阶段无人机配送相较于传统人力配送竞争力并不强，但长远来看却具备两点优势。其一，据物流行业人士分析，未来2～3 年内人力及交通成本，将上涨20%～50%，在人力资源成本逐年上升的背景下，使用无人机替代人工配送从而降低人力成本无疑是很好地解决方案。其二，无人机大规模应用所带来的规模效应，会使制造及运行成本大幅下降。对此，京东集团副总裁肖军曾表示目前无人机配送成本比普通快递员持平或略高，未来实现定型和规模化之后，配送成本将下降40%～50%。

1.3 促进物流信息化及智能化

农村快递信息化程度普遍偏低。目前在城市地区基本实现全覆盖的信息化物流系统，在农村地区的建设却极为薄弱甚至是空白。无人机配送的应用，能够使促使农村地区快递智能化、信息化程度提高。其一，能够使客户在接收到快递前，实时掌握快递的配送状态。村民能够在手机上快捷的查看快递配送进度及实时位置，而无人机的精准定位，也确保了信息的准确，极大地提高了用户体验。其二，能够进一步降低农村地区物流成本。智能化、信息化物流系统的建设能够使物流公司对农村地区订单及物流状态，进行更加详细及准确的掌握，从而制定出更加合理的配送方案，进而减少物流资源的浪费，降低物流成本。

2 无人机配送在农村电商物流应用的发展对策

2.1 针对无人机生产企业的对策建议

2.1.1 提高无人机续航能力

续航能力是物流无人机最重要的指标之一。目前业界所使用的快递无人机航程基本都在10 到25 公里左右，这显然很难满足物流无人机的需求。在锂电池技术没有太大突破的情况下，提高物流无人机续航主要有两个方式，一是降低无人机自重，二是采用燃油作为能源。对于降低无人机自重，无人机行业领军企业大疆早已广泛将碳纤维材料应用于航拍无人机，在降低无人机自重的同时也极大地提升了无人机强度。对机身强度同样有所要求的物流无人机企业可以进行参考。而无人机使用燃油作为能源也有先例，目前主流的植保无人机大多都采用能够提供更强能量的燃油作为能源。物流无人机对载重同样有些较高的要求，在确保安全性的前提下，可考虑使用燃油作为动能来源。

2.1.2 提升无人机安全系数

提升无人机安全系数主要包含硬件和软件两个层面。硬件层面体现在对智能避障技术的升级。目前主流无人机配备的避障模块相对较为单一，虽然能够应对大多数情况下的城市配送作业，但面对农村地区复杂的路况以及障碍物却远远不够，尤其是面对一些突如其来的物体如飞鸟等，还没有太好的解决方案。对此，物流无人机可以参考无人汽车的智能避障技术以及民航客机的空中防撞系统。软件层面体现在对信息指令传输通道的保护。物流无人机遭到黑客入侵已有先例，2018 年的DefCon 黑客大会上安全专家就曾演示利用无人机系统漏洞，操纵无人机坠毁，这也为无人机生产企业敲响了警钟。由于民用无人机的普及相对较晚，目前信息指令传输通道的安全问题仍然是无人机的软肋，各厂家对于数据链路的保护只是处于起步阶段。但也只有保护好数据链路才能真正大范围推广无人机配送的应用。在这方面无人机生产企业可以与各大网络安全企业进行合作，取长补短。

2.1.3 建立无人机维修保养体系

物流无人机作为商用无人机，在实际应用中使用频率会远高于航拍无人机。这也注定了物流无人机存在着较高的损耗率。而物流行业对配送时间极为敏感，如果因为无人机损耗而影响到物流配送的正常进行，则会极大影响物流公司的正常运营。因此，建立完善的无人机维修保养体系尤为重要。无人机生产企业可从以下几方面建立维修保养体系。一是对无人机进行模块化设计。模块化设计使得无人机在局部损坏的情况下，可以不用更换整机而对零件进行局部替换。既降低了物流公司的使用成本，又提高了维修效率，最大限度的减小了对物流配送的影响。二是对无人机进行定期检查。定期检查能够及时发现无人机零部件的损耗情况并予以更换。避免无人机在配送途中发生故障，从而引发更大的损失。三是建立高效地维修保障系统。无人机生产企业应当建立完善且高效的维修系统，在无人机零件发生损耗后，能够第一时间调配零件并安排维修人员进行更换。同时，对于损坏程度较高，维修时间较长的无人机，公司应当为客户提供备用机作为过渡使用。

2.2 针对物流企业的对策建议

2.2.1 推动物流无人机标准化

2013 年亚马逊首次提出物流无人机的概念，自此各大电商平台以及无人机生产厂家纷纷开始布局。但由于物流无人机诞生较晚，市场上并没有统一的标准，各大厂商各自为战。多样化的标准使得物流无人机规模化效应迟迟不能落地，无人机制造及应用成本一直以来相对较高，无人机与快递柜之间不能互相兼容，而这也阻碍了物流无人机的进一步发展与普及。因此，推动物流无人机标准化也就成为了各大物流企业打破僵局的必由之路。物流无人机标准化可简单划分为三个方面，一是硬件部分标准化，主要指载重能力、续航能力、抗风能力、防水能力、机身强度等方面至少要达到的标准。二是功能方面标准化，主要包含避障能力、定位导航能力、快递取放能力等方面至少要达到的标准。三是系统方面标准化，主要指不同品牌无人机与订单系统、调度系统、快递柜的兼容。

2.2.2 建立物流无人机风险管控体系

由于无人机配送采用无人作业的配送方式，考虑到技术水平的限制，存在着一定的安全风险，因此建立无人机风险管控体系也就尤为必要。首先，在无人机进行配送作业前应当做好风险预防工作。调度人员应当了解配送路线所在地区的基本情况，包括天气状况、是否存在障碍物、强磁场，密集人群等。如存在不利于飞行的因素，则应该尽可能的避开，确保货物能够安全送达。其次，完备的风险预防虽然能在一定程度上避免事故的发生，但在长距离的无人配送活动中仍可能出现意外，如天气骤变、恶意损坏、黑客攻击等。在无人机遇到意外情况时，应当能够及时将所在地坐标以及现场图片传输给调度员，以便调度员做出应对，尽可能避免损失或将损失降到最低。最后，当事故无法避免，且无法解决，调度人员应及时根据无人机坐标前往事故发生地，对无人机进行回收并分析事故原因，制定相应的应对措施以避免此类事故再次发生。同时，对于事故所造成的损失，物流公司应当依据法律对受害人进行赔偿。

2.3 针对政府的对策建议

2.3.1 完善相关法律法规政策

完善的法律法规政策有利于促进物流无人机的健康发展。由于物流无人机出现相对较晚，相关法律法规仍然不够健全，使得各大厂商在布局无人机时没有清晰的法律法规作为指导，研发工作和实际应用始终束手束脚。因此，立法部门应在以下几个方面做出明确规定。其一，物流无人机的监管主体及其权利义务。在消费机无人机普及的初期，就曾出现过由于无人机监管责任划分不够明确，导致的无人机“黑飞”乱象。立法部门应当明确物流无人机所涉及到的主体由哪些部门进行监管，这些部门拥有哪些权利以及义务。从而避免各部门间“踢皮球”的现象出现，提升监管效率。其二，物流无人机所有者的权力及义务，立法部门应当明确所有者能够利用物流无人机从事的经营范围、载货标准等，以及所有者需承担的义务，避免因法律不健全而造成的违规经营。其三，物流无人机适航标准。自1985 年中国第一部《运输类飞机适航标准》发布以来，该标准经历了数次修订，不断发展更新，促进了民族航空工业的发展。物流无人机作为一种货运类飞行器也应当有其对应的适航标准，相关部门可在进行详尽的市场调研后，对无人机核心部件如电机、发动机、机身强度等标准作出规定，以规范无人机生产技术及生产质量的最低要求。

2.3.2 财政支持助力物流无人机快速发展

物流无人机作为物流业新兴的运输工具可带动农村电商发展，促进农村物流体系信息化建设，因此政府可给予适当的财政优惠政策，助力物流无人机研发和快速普及应用。其一，给予物流无人机使用企业税收优惠。一方面，考虑到物流企业采购物流无人机成本较高，且大多数企业已有完善的传统配送系统，政府可在企业采购物流无人机时，进行一定程度的财政补贴，缓解企业采购压力，激发企业购买积极性。另一方面，对于农村地区物流无人机营收部分，政府可减免一部分的企业所得税，鼓励企业在农村地区采用无人机配送。其二，对无人机生产企业进行销售补贴和科研补贴。即无人机生产商每卖出一架无人机，政府可给予一定金额的补贴。如果物流无人机生产企业研发出具有重大经济效益的新型无人机或取得重要的科技突破，政府可考虑给予一定程度的科研补贴，鼓励企业研发创新。