段昌淼
中国民用航空华东地区空中交通管理局浙江分局
无人机物流是近年迅速发展的新业态,本文研究并总结国际无人机物流先进发展经验,分析我国无人机物流的发展现状与存在问题,并提出我国无人机物流新业态发展的建议,旨在促进我国无人机物流新业态持续健康发展。
国际上普遍实行无人机分级分类管理,按照操控方式、性能、用途、安全风险等属性进行分级分类。本文研究对象均为民用无人机,按用途分分为消费级和工业级,如图1所示。其中,工业级无人机主要用于农业、林业、航拍、安防、测绘、气象、电力、物流等专业领域。
图1 民用无人机分类及应用。
无人机物流是指以无人机为主要运载工具,开展物资运输配送作业,是近年迅速发展的无人机行业新业态、新模式。无人机物流又可细分为无人机支线运输、无人机末端配送、无人机应急物流及无人机仓储管理等类别,其中无人机支线运输和无人机末端配送是主要形式。
立体物流运输体系如图2所示,由多种交通运输工具组成干线-支线-末端三段式物流运输网络,涉及民航、铁路、公路等部门。作为中短程物资快速运输的最佳方式之一,大型运输机将物资运输到各大机场和地区物流枢纽后,支线无人机完成城市间仓储物资快速运输,末端无人机实现仓储和快递中转站之间以及“最后一公里”配送,如图3所示。相较传统物流配送方式,无人机物流具有降本增效的优势,尤其适用于中短程、小批量、高频次的医疗、应急和生活物资配送。
图2 立体物流运输模型。
图3 无人机物流解决最后一公里配送示意图。
国际无人机物流发展以保证无人运输安全为基础,大力推进无人机相关政策规章制定、标准体系建设,推动产业试点运营,呈现出美国先进,欧洲较为先进的发展格局。
美国是无人机物流产业的先行者,2013年启动试点项目,美国联邦航空管理局(FAA)颁发了本国首个无人机快递配送试点许可证;发布了第一版《无人机系统设施图》,包括200多个设施图,以简化无人机商业运营授权进程;启动无人机融合试点项目(Unmanned Aircraft Systems Integration Pilot Program,UAS IPP),目的是将无人机系统安全融入美国国家空域系统(National Airspace System,NAS);美国国家标准协会(American National Standard Institute,ANSI)于2018年12月正式发布《1.0版无人机系统标准化路线图》,旨在促进路线图被美国标准界广泛采纳,助力无人机系统标准更加协调发展;2020年7月发布更新的《2.0版无人机系统标准化路线图》,充分考虑了适航、飞行操控、人员培训、安全性和基础设施检查等方面涉及的问题。
2013年以来,谷歌、亚马逊、UPS等公司相继开展了多场景物流配送试验。2020年美国物流无人机公司玛特纳(Matternet)研发成功第一代小型物流无人机自动机场,正在构建技术平台,以实现更快的点对点城市运送服务,如图4所示。这家创业公司位于美国硅谷,目前已与美国联邦航空管理局、UPS公司建立合作,为无人机自动机场的广泛应用铺平了道路。
图4 玛特纳公司小型物流无人机自动机场。
欧洲积极布局并加快发展无人机物流产业。法国民用无人机委员会(French Civil Drones Council,CDC)制定了《2013~2026城市物流无人机路线图》和技术解决方案,以期达到民用航空的安全水平。法国邮政、电商公司等单位在城市场景开展了郊区仓库到市中心配送枢纽或快件收集点的配送试验,如表1所示。
表1 法国城市轻量和重量级无人机物流配送。
德国发布的《2030创新物流计划》,制定了“无人机物流行动计划”。根据《无人机安全融入所有类别空域运行路线图》总体规划,欧盟启动无人机空域U-空间(U-space)项目,2019年已建立U-空间项目基础服务。欧洲无人机标准协调组(European UAS Standard Coordination Group,EUSCG),负责为无人机标准制定滚动式发展计划。
德国创新型电动垂直起降(eVTOL)无人机制造商翼考普特(Wingcopter),专注于医疗用品、电子商务包裹、食品配送。凭借独特的产品设计,缩小了与商用无人机、直升机和固定翼飞机之间的运输效率差距,实现了更高的效率。
美国和欧洲自2013年已开展无人机物流试验,整体试点进展情况如表2所示。
表2 欧美无人机物流试点运营进展。
由上述先进经验可知,针对无人机物流发展,欧美国家普遍采用了“三化”举措。
(1)体系化
国家层面制定无人机物流发展路线图和发展规划,再出台宏观政策促进路线图实施,与无人机标准制定组织与国家标准制定组织合作,建立健全管理和标准体系;
(2)产业化
欧美国家大力扶持无人机企业开展新技术研发、试点运营,并增加试点运行场景,加速商业化运营;
(3)空域融合化
欧美国家不断推动无人机与有人机在融合空域运行,最终使无人机融入国家空域系统。
欧美“三化”举措为我国现阶段物流无人机产业提供了可借鉴的发展思路。
我国物流无人机产业在社会、政府、民航部门的推动下发展迅速,从已从初级阶段发展到快速成长期,目前正步入高质量发展阶段。2015~2018短短四年时间,物流无人机在无人机市场的占比逐年增长,2019年以来迎来爆发式增长。2020年7月14日,国家发展和改革委员会、交通运输部等十三部委联合印发《关于支持新业态新模式健康发展,激活消费市场带动扩大就业的意见》,该文件明确提出,发展基于新技术的“无人经济”,支持建设无人配送等技术应用基础设施。此举更加肯定了“无人经济”的作用,传统产业向智能化转型,将进一步推动物流无人机产业快速发展。
我国无人机物流自2015年启动试点项目,法规和管理制度日益健全、低空空域改革稳步推进、产业试点运营场景逐渐丰富,实现了从追赶国际先进水平,到逐渐同步发展、力争领先的发展局面。顺丰、京东、迅蚁、亿航等公司相继开展无人机研发和物流配送应用试点,并探索城市、农村等多场景下物流配送降本增效模式。我国无人机物流试点运营进展见表3,表现出强劲的发展势头,相关试点已进入国际先进行列。2015年至2018年,顺丰无人机物流试点累计飞行2.65万架次、1.1万小时、31.7万千米,运输货物15.3万件,共计866吨。京东无人机物流试点体现出“零差错”,完成常态化飞行1.35万架次、4173小时、7.7万千米,配送快件78.6吨。
表3 中国无人机物流试点运营进展。
尽管已取得不错的试点运营成绩,但我国物流无人机产业仍受政策、标准、安全性、场景复杂度、产品技术、产品性能等因素制约,影响了产业持续快速发展,具体表现在以下三方面。
第一,试点场景不够丰富,试点经验推广力度不强;
第二,配套基础设施不完善,低空综合保障能力不强;
第三,安全措施水平不高,运行安全风险管理能力有待提高。
因此,研究我国物流无人机产业发展现状和行业发展中存在的问题,具有重要现实意义和长远战略意义。
我国通过深化落实通航“放管服”改革,在政策驱动、行业推动和需求拉动下,物流无人机产业在低空空域开发、城市配送、农村配送等领域取得突破,呈现出不错的发展局面。但未来还有很长的路要走,目前我国无人机物流新业态治理体系和治理能力尚存短板。
2020年新冠疫情在一定程度上检验了我国无人机产业的发展成果,目前我国无人机物流新业态快速发展,未来市场空间巨大,相关单位应该抓住发展契机,推进无人机“社会治理+行业治理”模式创新发展。民航部门需积极推动无人机相关立法、总体规划、政策、标准制定和完善,支持基于运行风险的无人机分类监管和服务体系全面发展。期待相关部门加快无人机应用试点推广和基础设施建设布局,攻克更多技术难点,提高安全运行水平。各单位需加强国际间交流合作,共筑良好的新型无人机生态系统,共同促进无人机产业健康发展。