大規模無人機配送與陸點交付規劃研究

張曉 李紀魯

【摘要】本文針對無人機的各種弊端，對無人機配送到陸點交付做了詳細的解決方案，本方案運作起來可以減少無人機配送貨物的資源浪費，更好地整合資源，提高貨物周轉效率。同時考慮到無人機配送過程中的安全問題，運用先進的現代物流信息技術，實時對無人機的運行狀態進行整合，同時實時對無人機的路徑進行規劃，實現了規模經濟的同時提高了物流運作的效率。

【關鍵詞】無人機 分揀池 配送規劃

一、無人機研究背景

我國電商平臺發展迅速，雙十一當天，日活數增加47%，轉化率達到32%。全網銷售額再創新高，客單價回升明顯。根據統計，今年雙十一全網銷售額達2539.7億元，同比增長43.5%，總包裹數達到13.8億個，同比增長29%，按銷售額除以總包裹數計算客單價為184元，相比于2016年的165元提升11.2%，這也是近三年來客單價首次上漲，再次說明線上消費已由早期的價格驅動轉向品質、品牌驅動，伴隨著收入水平提升和消費持續升級，雙十一已不再是廉價的代名詞，消費者對于品質的追求日益凸顯。

根據今年的銷售量可知，我國物流量巨大，物流市場發展的空間很大，物流運作的高效率離不開新技術的支持，近幾年，物流行業的快速發展，新技術已將投入大量應用，無人機也展露新角，成為物流行業發展的新趨勢、香餑餑。能夠抓住機遇，投入建設無人機配送不僅可以減少陸路交通的壓力，同時可以解決一些陸路運輸解決不了的問題，提高物流運作的效率。早在2015年，就有消息稱沃爾瑪計劃展開無人機快遞技術的測試，并且向美國聯邦航空管理局提交了相關申請，被外界認為是意圖與谷歌和亞馬遜展開競爭。沃爾瑪的無人機將被用于檢查庫存。沃爾瑪的配送中心巨大，無人機應用于庫存盤點一天之內就可以完成人工盤點一個月的工作量。亞馬遜希望未來無人機能夠將用戶的任何訂單在30分鐘之內送到。為了推動立法，確保無人機能夠在天空飛行，為用戶送貨，亞馬遜一直努力推動一項法案，該法案將允許自主無人機送貨。亞馬遜在空中建無人機配送倉庫，空中配送中心將存儲許多貨品，根據用戶需求預測它會自動轉移并懸停在預定的點上方，方便無人機補給和大規模派送。

二、無人機主要應用以及涉及到的新技術

（1）無人機主要應用。利用無人機進行最后一公里的貨物配送，要有較為完善的配套體系輔助相應工序的完成，搭載和構建無人機配送的系統。從客戶下單、貨物打包出倉、無人機配送、客戶確認簽收直至無人機返回的整個過程中，通過構建的系統模型確保每一步的準確實施與順利進行。目前，由于無人機續航能力不強，無人機尚未應用到農村電商物流市場上，但是無人機在農村電商物流市場的發展具有光明的前景。亞馬遜把無人機應用于庫存盤點，可以比人工盤點效率高很多。Zipline自主研發的無人機，將用于將血液和醫藥運輸到偏遠地區的醫療中心，為偏遠地區提供專門的醫療救助。

（2）應用到的技術。涉及到的新技術：考慮到無人機能夠在飛行中途自動避障，無人機應該配備避障系統及識別系統。同時，無人機要實時接收調度信息和路徑分配。最后，本文設計無人機運送貨物時配備安全鎖，所以無人機安全鎖上可以使用RFID進行設計，當到達地點之后，讀寫器掃描到RFID進行解鎖，貨物安全投放到制定地點。

三、大規模運用無人機配送存在的問題

（1）精確用戶配送定位不準。在中國，無人機配送貨件精確到到每一位客戶手中時不現實的，首先考慮到在中國的物流費用不如國外高，如果投入大量的成本到無人機配送貨物中，快遞公司遲早會堅持不下去，同時，現在地理地圖還沒有精確到每一座樓的每一層用戶，即使地理地圖已經精確到每一位客戶的家中也不可避免無人機向客戶送貨時，用戶不在家的情況，總體來說，現在技術還沒有達到可以同時整合每一位客戶和無人機送貨的時間，所以操作起來會有很多問題出現。

（2）算法支持。配送貨物較多時需要強大的調度系統以及路徑算法的支持：當無人機向客戶送貨時，為了更好地協調每一架無人機的運作，必須有強大的調度系統，可以同一時間向多個地點運送很多貨物，并且運用的無人機較少。調度系統可以很好的整合資源，盡可能的減少無人機配送的成本。從另一方面，無人機同時運作時，要對無人機的路徑進行實時規劃，同時也要對無人機的防碰撞系統進行設置，對無人機的實時監控規劃要求較高。

（3）資源浪費。如果一棟樓上只有一個客戶的貨物時，精確到客戶手中會浪費無人機的資源，很難實現規模經濟，無人機的使用效率不高，也會增大無人機的損耗。

（4）安全問題。一直以來，無人機的配送安全都備受人們關注，如果無人機的安全不能得到解決，就相當于在人們頭頂設置了一個個的不定時炸彈一樣，不知道哪時就會對人們造成危險。因此，無人機配送貨物一定要先從安全方面著手，解決好基礎問題才能得到更好的發展。

（5）政策法規不明確。物流無人機作為民用無人機的一個發展方向，沒有相關的法律法規體系來支持它的發展。現有的法律法規沒有對物流無人機做出具體的規定，有關物流無人機適用的法律法規條文只能在現有的法律法規中尋找大致對應的法律法規條文。

四、無人機配送問題的具體規劃方案

（1）方案設計一。在小區內具有大片面積可以用來作為建設分揀池的情況下，可以在具體配送區域建分揀池。貨物從二級分揀中心分揀之后，由無人機將貨物運送里顧客最近的分揀池，無人機配送貨物時，無人機與貨物之間通過安全鎖將貨物鎖定到無人機上，當無人機到達分揀池時，天線掃描到無人機時安全鎖自動解鎖，貨物安全投放到分揀池。分揀池對貨物進行掃描，對貨物自動編碼發短信以及存放，貨位存放信息與客戶基礎信息自動綁定，在客戶取件之后信息綁定自動解除，客戶取件可以通過面部識別或者利用發送的短信取件。無人機負責貨物從二級分揀中心運送到分揀池，可以避免陸路交通的壓力，提高貨物配送效率。無人機上安裝了安全鎖可以有效保證無人機配送的安全，同時無人機配送可以大大降低貨物存放的時間成本，大大提高貨物的周轉效率。

（2）方案設計二。在具體地點不能建設分揀池，可以充分利用每棟樓的樓頂空間，這樣無人機不僅可以不用精確到每一個客戶的居住房，而且減少來分揀池的建設成本。具體操作如下：無人機配送貨物到樓頂，整棟樓整合倉庫的思想，把每棟樓虛擬成一個立體化倉庫，每家陽臺設置滑道，貨物大小符合滑道標準時，通過滑道直接到陽臺儲物箱里，貨物大小超過標準時，用戶要到樓頂自助取件，可以在取件部分設置人臉識別裝置。

五、結論與展望

面對電商平臺的大需求，無人機配送是未來的大趨勢，無人機作為一種重要的物流工具必然會給物流運作帶來更高的經濟效益以及更好的客戶體驗，實現供應鏈中各個節點的雙贏。