无人机让物流运输驶入快车道
2023-09-06胡毅华
胡毅华
无人机物流作为航空物流、智慧物流体系的重要分支,得到包括我国在内的多国政府、军方,以及物流、电商、航空制造商等企业的高度重视。近年来,机械化、自动化、智能化技术的不断成熟,智能终端与人工智能、边缘计算、物联网等新技术融合成效显著,航空物流无人机型号“百花齐放”,研发、制造、生产、试飞、适航审定、运营等领域日益成熟,逐步形成了“大型有人运输机+大型支线无人机+末端配送无人机”的航空物流产品布局。物流无人机具有以下优点:
(1)可突破地形地貌限制,摒弃传统陆运路由线路迂回冗长、高耗低效的方式,优化运输线路,适合于偏远地域和应急件配送。
(2)无人机拥有较强的自主决策能力、感知与避让能力、抗干扰能力,可支持无人机在城市、山区等复杂环境中的运行。
无人机将成为物流新业态
近年来,无人机逐渐成为我国物流的新业态,其形成有深层次的原因。
地面交通运力受限,无人机成为物流新选项
随着城市规模和人口的不断增加,城市交通拥堵成为全国性话题,通过引入智能调度技术和无人机可挖掘低空空域物流潜力、搭建城市低空即时运输网络,将传统的二维物流网络提升至三维,降低地面交通压力,未来低空经济的发展空间非常可观。在乡村、山区、海岛等人口密度较低、地面交通条件欠发达的地区,物流无人机可跨越地理障碍、搭建空中运输通道,有效缩运输时长、提高运输频次,提供经济性高的运输方案,助力贫困地区的经济发展。
我国劳动力人口持续减少,无人机成为运力的有效补充
我国于2020年明确提出要加快形成“以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进”的新发展格局,国内市场潜力将得到进一步挖掘,尤其是乡村市场、西部地区及生鲜领域等消费需求的释放,物流需求随之持续增长。而我国劳动力人口从2011年以来持续减少,迫使物流行业逐步由劳动密集型向数字智能化转型,以无人机为代表的无人化物流平台将成为运力的有效补充,成为发达地区经济持续增长的需要。
国内疫情防控常态化,加速无人机在物流领域应用
新冠肺炎疫情发生以来,线下消费受到严重影响,以网络购物、移动支付、线上线下融合等新业态、新模式为特征的新型消费发挥起重要作用。虽然我国新冠疫情防控已取得重大战略成果,但核酸样本转运、快递、外卖等常态化即时物流需求仍保持较高水平,而疫情防控措施对有人运输提出更多的限制,小批量、高频次、无接触的物流需求爆发,无人机凭借灵活、便捷、安全、高效的优势成为物流市场的迫切需求。
物流向绿色化智能化发展,无人机是重要抓手
“双碳”目标、新一代人工智能正引发链式突破,推动物流产业链向绿色化、智能化方向发展。电推进、大数据、人工智能、传感网与物联网、北斗定位等技术在无人机上有广阔的应用空间,通过优化监管技术,引入不同载重的无人机实现不同物流环节的智能化对接,可推动智慧物流的强势发展。
无人机物流发展环境日益完善
2021年12月,国务院发布《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》,提出“综合提升综合性机场货运能力和利用率,有序推进通用机场规划建设,构建区域短途运输网络。推广无人车、无人机运输投递,稳步发展无接触递送服务”。2022年2月,民航局发布《“十四五”航空物流发展专项规划》,提出“从‘场到场到‘门到门的转变”。
自2000年以来,我国低空空域管理改革不断开展,目前已完成低空空域管理改革筹划论证、改革集中试点,正处于低空空域管理改革综合试点阶段。2020年10月,民航局公布首批共13个民用无人驾驶航空试验基地(试验区)开展无人驾驶民用航空试点示范工作,其中涵盖了支线物流、城市场景、海岛场景及综合应用拓展。2022年8月,民航局为第二批共4个民用无人驾驶航空试验区、3个民用无人驾驶试验基地正式授牌,拓展检验检测、试飞验证、城市管理等运行场景和应用。
四川、湖南、江西、安徽已划设全部低空空域作为低空飞行试点,推动低空空域管理改革;海南开放1000m以下空域资源,在局部地区探索开放3000m以下空域,划设三类23个低空空域和三条海口至三亚低空目视飞行航线,初步构建省内低空飞行网络;广西、江苏、浙江、广东、重庆等省市发布规划,支持有条件的地区开展低空空域管理改革先行先试,加快推进低空飞行服务保障体系建设;深圳成为全国首个无人机低空空域开放的城市。
2019年3月,中国民用航空西北地区管理局印发《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)》,允许最大空机重量(质量)为250g以上(含250g)、最大起飞重量不大于150kg的民用无人机在陕西、甘肃、宁夏、青海等民航西北局辖区使用无人机开展货物运输配送的经营性飞行活动,且适用于相应飞行活动的监管管理。
在政策和自身需求的驱动下,顺丰、京东、美团、迅蚁、天域航通等电商平台、物流企业、无人机服务提供商在航空物流场景方面开展大量工作,支撑完善物流园区、配送中心、末端配送站三级物流网络,探索“干线物流+支线物流+末端配送”的航空物流模式,分析无人机在支线物流、末端配送两个环节的应用:由干线货机中转后经支线物流无人机短途运输到达物流中转站,再由末端配送无人机交付至收货人。
支线物流
為满足区域间、城市间的物流需求,物流企业大多使用以固定翼飞机为主要形式的无人机平台,克服陆路交通网络不发达、成本高、时效性低等短板,有效满足舟山群岛、“胡焕庸线”以西等区域的货运需求,明显提升运输效率和经济性。支线物流无人机往往具有全天候自主飞行、载重量大、货舱容积大等优势,可在简易机场或开阔的硬化土地、草地、公路甚至水面进行短距起降,完成区域枢纽间200~500km的货物运输任务。
末端配送
以旋翼无人机、复合翼无人机为主要形式的末端配送无人机可具备自主决策、感知及避让、抗干扰等能力,在搭载货物后,按预定航线飞行至目标区域,由接驳柜引导降落,并自动完成包裹装卸和电池充电/更换。无人机可有效提高末端配送环节的收派效率和频率、灵活应对各种复杂情况,实现疫情期间的非接触物流递送,并有效解决现有物流配送过程中人员及地面交通因素导致的时效性低等问题,可应用于区域内运输、末端“最后1km”配送、快递进村等场景,服务于同城直送、区域内直送、异地件末端配送、及时配送等业务,满足疫情期间快递、外卖及核酸检测样本等医疗物资常态化即时运送等需求。
国内已获得初步成果
目前,天域航通、顺丰、京东、美团、迅蚁等企业完成了无人机在物流中试点应用,并取得一系列成果进展。
顺丰目前探索了无人机在城乡末端配送、支线航空中的应用。顺丰旗下丰翼科技自2020年12月获批在大湾区开展“低空无人机物流配送体系试点”,构建基本覆盖深圳的低空物流网络,并开展城市环境无人机配送,截至2022年8月底,在深圳累计飞行超8.2万架次、8400h、42.3万km,运输货物超170t。2022年,顺丰旗下丰鸟科技获得全球首张支线物流无人机商业试运行牌照,目前已使用航天九院的“飞鸿”98无人机开展支线物流业务,实现鄂托克前旗—榆林货运航线常态化运行。
天域航通在基于运5-B进行智能化改装推出“鸿雁”支线物流无人机后,在新疆获批多条物流无人机用航线,联合京东、中通实现了支线物流常态化商业运行,可在24h内完成生鲜产品、高附加值产品的区域间运输,预计全年转运近万吨物资。
京东面向物流落后的人口密度低、地面交通欠发达地区,布局无人机开展末端配送。2016年6月,京东在江苏宿迁完成无人机配送第一单,开始探索无人机在乡村物流中的应用;2017年,在陕西全省开展末端无人机物流配送试点。目前,已形成了成熟的末端配送无人机运营模式,在江苏、广东、福建、海南、陕西、广西、青海等7个省份实现常态化运营,有效缓解了乡村物流最后一公里配送困难。
美团则基于外卖配送业务,探索构建“空地协同”的即时配送网络,为用户提供3km、15min的配送服务。目前在深圳已运营近1年时间,与十余个品牌达成合作;在上海金山落地了国内首个低空物流运營中心,构建15min城市配送圈。
迅蚁先后为中国邮政、菜鸟网络、苏宁物流、中通、韵达等企业提供无人机物流服务,涉及外卖、快递、医疗转运等领域,在2016年完成首次生鲜配送,2019年3月发布无人机医疗配送网,同年10月获民航局颁发的全球首张城市物流无人机试运营牌照。中国邮政通过迅蚁的第一代无人机物流产品,搭建首条无人机邮路,并常态化运行至今。未来3~5年,迅蚁计划为全球100座城市构建安全高效的空中配送网络,为企业用户和消费者提供城市内航空运输服务。
建议
为了更加快速、高效推进我国无人机货物运输业态发展,根据当前无人机发展现状,提出以下建议:
加大创新激励,探索发展配套能力
无人机物流的大规模运营与配套能力息息相关,当前国内设施、保障措施远不能满足应用需求,需加大市场创新激励,加强能源、通信、运营、维护、监管等能力,协同推动支线机场、无人枢纽站、无人充电坪等设施的开发及落地。
多维运力并重,构建“多元化”物流场景
无人机当前无法完成全流程配送任务,“最后100m”需要依赖无人车、配送人员实现“人机协同”或“车机协同”,提供更优质的物流体验;此外,在短距离配送中,无人车、配送人员相比无人机更具时效和成本优势。需面向多维运力在物流场景中的协同应用,着力研发智能调度系统,提升多维运力的协同能力,构建“多元化”智慧物流。
(本文转载自《国际航空》2023年第2期)