应急物流中浮空运输的应用和相对优势

徐嘉泓，董振宁，黄穆平

（广东工业大学 管理学院，广东 广州 510520）

1 引言

在全球气候变化背景下，自然灾害风险进一步加大，自然灾害时空分布、损失程度和影响深度广度出现新变化，各类灾害的突发性、异常性、难以预见性日显突出[1]。中国处于北半球中纬度环球灾害带和环太平洋沿岸自然灾害带交汇处，是世界上受自然灾害影响最严重的国家之一，此外公共卫生事件、社会安全事件等突发事件的影响也越来越大。

重大自然灾害和公共事件等突发事件会造成巨大人员伤亡和财产损失，这必然需求大量的应急物资供应，以解决伤者救助、卫生防疫、灾后重建、恢复生产和秩序等问题，避免事件恶化为灾难。应急物流正是为了提供突发性自然灾害、公共卫生事件等突发事件所需应急物资为目的，以追求事件效益最大化和灾害损失最小化为目标的特种物流活动[2]。为了实现损失最小化，相应地就要求时间效率最大化，但是各种传统运输方式的局限性和各类突发事件的特殊环境会阻碍应急物资运输等应急物流活动，而以飞艇为代表运输工具的浮空运输在特定条件下可以克服上述困难，与传统运输相比有一定的相对优势，因而发展浮空运输在完善我国应急物流体系中将发挥关键作用，可以提升我国应急物流能力，更好地应对各类突发事件。

现在的应急物流研究主要集中于宏观层面的理论研究，尤其是基本理论、系统构建、风险、存在问题、对策及相关模型等六个方面[3-4]，其中基础设施和装备技术方面也主要是应急物流中心和传统运输装备的研究，关于利用新兴运输工具的研究很少。同时以飞艇为代表的浮空器是高新技术，仍在进行开发改进，所以其具体应用的研究也很少。目前其应用方向有旅游观光、高空广告、高空架线、地理测绘、监测和预警、平流层通讯等。在应急领域的研究方向主要有灾情监测[5]、应急通讯[6]等。在应急物流方面，仅王海峰等论证了大载重升浮一体化飞艇在应急预案中的性能[7]；缺乏在应对突发事件时系统利用浮空运输进行应急物流活动的具体研究。此外按现在的分类方法，浮空运输属于航空运输，但传统的航空运输定义和特征已无法描述浮空运输的特征，有必要将传统航空运输与浮空运输区别开来。针对以上问题，本文将先提出浮空运输的定义，分析其技术特征，并证明其划分的必要性；然后具体分析四类典型突发事件下，其相比其它运输方式的相对优势及应用；最后整体上分析应急物流中浮空运输的相对优势与应用，提出未来发展建议。

2 浮空运输

2.1 传统的航空运输

传统的航空运输是指在具有航空线路和飞机场的条件下，利用飞机或其它航空器作为运输工具运送人员、货物、邮件的一种运输方式。其代表运输工具是飞机，也包括直升机等各类重于空气的航空器和轻于空气的浮空器。

2.2 新型航空运输—浮空运输

浮空运输是利用或主要利用比重轻于空气、依靠大气浮力升空的热气球、系留气球、飞艇等浮空飞行器进行人员、物品运输的运输方式。其代表运输工具是飞艇，按照结构可分为硬式飞艇、半硬式飞艇、软式飞艇、混合结构飞艇，按飞行高度可分为一般飞艇、平流层飞艇、近空间飞艇和空间飞艇，其通过动力装置来提供飞行的动力，动力来源有电、太阳能、人力、微波、氢、核能等。目前世界上用于物流运输目的的浮空器主要是运输飞艇或称为浮升混合飞艇、高静动升比飞艇等[9]，本文以其为主要研究对象。

运输特征主要有：（1）超大载荷。组合式载重飞艇（运输飞艇）载重量在100-200t，部分设计达到1 000t[8]，它们不仅能够为远洋轮船装卸货物，还能把内河轮船直接提升越过水闸，运载大型工程设备、机械等。（2）飞行范围广，速度较快。飞行航程可达3 000-10 000km，航速达150-300km/h，与直升机速度相当。（3）安全系数较高，稳定性好，适应多种地形，天气影响小，一般可抗8级风[9]。（4）投资成本较低。载员200人的客机造价是2 500万美元，而同等运载能力的飞艇仅是其50%或更少[10]。（5）总体物流运营成本低。虽然运费是海运的10倍，但速度比海运快647%，且大约仅为货运飞机运费的50%[11]，比普通飞机少75%，比直升机少90%[9]。（6）载荷限制少，可悬停和垂直起降，起飞降落时对地面条件的要求较低，可进入地势复杂的山区。（7）耐久性高。续航或滞空时间达数天甚至数月。（8）其他特征。支持门到门运输、噪音小、污染少、绿色环保。

2.3 划分浮空运输类别的必要性

按现在的分类方法，航空运输是以各类航空器为载具的运输方式，航空器包括飞机、直升机等重于空气的航空器，也包括轻于空气的浮空器，故浮空运输也属于航空运输，但浮空运输与传统的航空运输有明显的区别，主要差异见表1。由于它们在性能特征上有重大区别，单以航空运输来分类已无法代表这两种运输方式的技术特性，所以有必要在航空运输之下划分出传统航空运输与浮空运输，并分别加以研究。

表1 浮空运输与传统航空运输性能特征对比

3 典型突发事件中浮空运输的应用分析

3.1 在自然灾害中的应用

浮空运输可在地震、地质灾害、洪涝、暴风雪、严寒、海啸、酷热、害虫侵害等环境中发挥巨大作用，这里仅以地震为例。2008年汶川地震灾区的公路、铁路、机场等基础设施几乎全部被破坏，汽车、铁路网处于瘫痪状态。这时只有直升机能进入灾区，但碍于直升机的运量小及停靠限制，其救灾能力不高；若用大载重飞艇救灾则会有很好的效果。其运输成本比直升机低，停靠无过多限制，且可以悬停投放，点对点精准运输救灾物资及人员，在黄金救援时间内完成救灾人员及物资的“最后一公里”运输；同时大载重飞艇可吊运各类大型设备，采用飞艇运送抢险工程机械，将加快交通基础设施的抢修速度，使更多救灾物资快速运到灾区。统计显示，当时一天运往灾区的物资只有760t，利用97架直升机只运送了512名伤员[12]，而1艘大载重飞艇在相同情况下，按1天6次飞行计算，每日就可运送600人左右的救援人员、伤员或1 200t物资。

3.2 在事故灾难中的应用

浮空运输可以在交通事故、火险灾害、化学品泄漏、重大设备故障、核泄漏、海上救援等方面发挥巨大作用，这里仅以重大设备故障为例。2008年中国南方冰冻雨雪凝冻灾害，给电网的运行和电力供应带来极大影响。部分电网解列，局部地区出现长时问、大面积的停电事故，如广西桂林电网从主网解列数天[13]，而在抢救广西桂林北部山区电网时，成功应用了飞艇架线[14]。通过利用飞艇完成架线工作，极大地提高了抢险施工速度，降低抢救人员的劳动强度，确保施工安全高效完成。可见在地势崎岖的山区和恶劣气候条件下，飞艇可以完成其它运输工具难以完成的设备运输和铺设工作，具有不可替代的优势。

3.3 在公共卫生事件中的应用

1984年印度博帕尔农药泄漏事件，造成两千多名居民死亡,十万多人受伤[15]。这起公共卫生事件中，许多人是直接吸入空气中的毒气而造成伤害，由于事发突然，加上此次事件的覆盖范围广，若可以采取飞艇携带吸附装置吸收及在高空喷洒大量吸附剂来吸收气体，可以将伤害降到最低。此外若用飞艇从较高处运送救援人员及伤员，可避免人们吸入过多毒气或造成二次伤害。

3.4 在社会安全事件中的应用

以军事行动为例，一战、二战是飞艇的黄金时代，在战争中起了很大作用，但由于当时的技术缺陷，飞艇进入了没落时代。随着现代航天技术的发展，飞艇又得到人们的重视[16]。由于其可垂直起降、留空时间长、采用安全氦气作为升力等优点，现代军事强国开始重新研制军用运输飞艇。美国研制的“海象”飞艇具有跨洲际运输能力，起飞重量达500t以上，可在恶劣地点着陆起降[17]。在军事行动中，我军可以将飞艇应用于国际兵力投放、补给供应等，如为驻守南海的军队运输军事物资，为亚丁湾巡航等海外军事行动提供补给，为联合国维和行动投送军队等。

4 应急物流中浮空运输的相对优势与发展建议

4.1 浮空运输的相对优势

通过分析四类突发事件的典型事例，总结出浮空运输在应急物流中的一般性、普遍性的相对优势，主要有以下五点：

（1）应急物资的分拨。应急物资的运送流程分为短途集货、干线运输、物资分拨[18]。由于运送流程不同，采取不同的运输方式。短途集货一般采取公路运输，干线运输一般采取铁路运输，而在应急条件下物资分拨的最后一公里中，由于铁路运输的机动性较差以及公路运输的局限性，采用浮空运输不仅可以很好地解决这些问题，而且运输量大，特别是浮空运输的精准度很高，可以到达其他运输工具不能覆盖的区域，实现点对点、门对门运输。

（2）干线运输的中短途运输。在干线的中短途运输中，除采取公路、铁路运输，还可采取经济成本较低、灵活性高的浮空运输，其不仅速度较快，运量可观，且运输等量物资的性价比很高。在应急物资运送过程中，浮空运输受地面条件限制小，可以避免拥堵和地面道路的突发紧急状况，时效性很高；其还具有很强的续航性，续航时间可达数周，且安全系数高，稳定性强，这都是其它运输工具所不能企及的。

（3）交通落后或特殊地形地区。部分山区、高原、海岛等交通落后或特殊地形地区，现有的地面交通网络没有或难以覆盖，在突发事件发生时一般只能运用航空运输。而传统航空运输由于停靠要求高，难以在以上地区找到合适的停靠场地。相比而言，浮空运输具有运量大、可滞空时间长、停靠限制小、成本低等优势，虽然飞行速度较低，但在非最急迫的时间要求下，其非常适合运输量大的应急物资。

（4）地面交通网络失灵。在地震、塌方、泥石流等地质灾害中，交通事故等事故灾难或其它特殊情况，会导致原有地面交通网络失灵甚至崩溃，此情况下只有依靠空中力量；而相比传统航空运输，浮空运输有运量大、可悬停、适应多种地形等相对优势，若此时灵活组合运用两种运输方式，将有效提升应急物流的时间效益并减小经济损失。

（5）兼顾时间效益与经济效益。虽然应急物流的特点之一就是弱经济性，但是这不等于说就不用考虑应急物流的经济成本，而且由于应急资源的稀缺性，若降低应急物流成本，可以增加处理突发事件后续工作的资源。与其它运输方式相比，航空运输自然具有更大的时间效益，而浮空运输相较传统航空运输，又有低成本、高运量的优势，所以浮空运输可以兼顾时间效益与经济效益，实现更大的应急物流总体效益。

4.2 应急物资运输方式的选择—多式联运

由于突发事件的突发性、多样性和不确定性，事发地难免会出现不同程度的本地或周围地区的交通网络、基础交通设施破坏或损毁，此时单一的交通方式难以产生最佳效果，因此要发挥公路、铁路、水路、管道、航空（广义）运输各自的相对优势，在政府部门的统一领导下组织协调各运输方式，采用多式联运的方法，实现应急物流的最大效益。为实现优化组合，对比分析各种运输方式并以此为基础进行选择（见表2）。以多式联运方式将浮空运输与其它运输方式优化组合，整合到现有应急物流体系中，发挥各自的相对优势（如图1所示），将有效提高应急物流体系的时间效益、降低应急物流成本。

表2 应急物流中各运输方式相对优势对比

图1 多式联运流程图

4.3 发展浮空运输的建议

（1）有效降低回程空载。由于应急物流一般是一种单程物流，其回程空载情况严重，这降低了整体应急物流系统的效率或产生后续不必要的运输任务。因此有必要利用应急物流信息系统，明确事发地的输入和输出需求，以保证运力配置合适，提升应急物资供应的匹配度，实现时间效益最大化的同时降低整体应急物流成本。比如地震救灾中，回程可以运送伤病人员或地震废墟，这可以增加受灾人员的生存几率，或减少灾后重建的废墟清理成本。

（2）加大浮空器研制的支持力度。我国目前的浮空器技术水平较低，尤其是在运输飞艇方面与国外有一定差距。英国“天猫”系列飞艇最低有效载重量大于200t，美国“海象”飞艇的载重量为500t，法国“AVEA”飞艇静升力高达1 000t[11,19]；而目前中国研制的CA-200T型组合式载重飞艇载重量为200t[20]。为了提高应急物流运输水平，我国应该跟上国际水平，加大浮空器尤其是运输飞艇的研制力度。同时也要吸取国外发展经验教训，如整体统筹规划、控制规模、突出重点、循序渐进、加强监管与合作等[21]。

（3）积极开展浮空器实际应用的系统研究。西方发达国家注重研究浮空器的实际应用，比如美国从节约能源的角度研究飞艇货物运输，日本研究利用飞艇开发山区水电，德国系统研究了在南美亚马逊河流域建立飞艇运输网的问题[19]，巴西等发展中国家则研究了航空公司的飞艇选择问题[22]。而我国关于浮空器实际应用的研究比较滞后。因此应该大力推动浮空器实际应用方面的系统研究，比如货物运输、高空侦察、节能环保、工程建设、应急救灾等方面，实现浮空运输常态化、商业化运营，提升浮空运输的整体能力，以更好地应对突发事件的突发性挑战。

（4）军地一体化。目前以飞艇为代表的浮空器在价格、使用成本方面有较多限制，只有军方才能满足其要求，地方缺乏支持浮空器运营的能力，因此需要军队与地方合作，形成应急物流活动中的军地一体化行动。这包括三个时间段的一体化合作：①事前。共同规划应急物流预案，共同进行应急演习，共享有关物流技术，共建应急物流基地，共同培养应急物流专业人员。②事中。共享应急物流信息、应急物资、应急物流运输工具和应急通道。③事后。共同处理善后事宜、防范二次事故等。

（5）加大通用航空中浮空器发展的支持力度。历史上民用航空器在多种突发事件的处置中发挥了较大的支援作用，发展浮空器通用航空将提高处置突发事件的效率和能力，在促进我国应急物流体系的完善中将发挥关键作用。我国经济不断发展，通用航空市场不断扩大，但由于航空法规的限制和政策的缺失，以及公众、企业对飞艇等浮空器的认知度较低，浮空器通用航空的发展缓慢，浮空器市场狭小，这限制了其发展。因此要加大对浮空器通用航空的政策支持力度，提升公众和企业对浮空器的认知度，比如进一步开放低空领域、举办浮空器展览等，并在突发事件中整合浮空器通用航空进入应急物流体系。

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