无人机配送可行性研究

科技与创新｜Science and Technology & Innovation2024年第06期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.06.053
无人机配送可行性研究
柳怡婷，李帅东
（新疆政法学院，新疆图木舒克844000）
摘要：新型变体四旋翼无人机配送模式打破了传统配送方式，以更高标准、高效率的特点成为配送物流的一大热点。

无人机配送在严峻环境中得到了广泛的应用。

首先介绍了无人机配送发展现状，随后从多个方面分析了无人机配送的可行性以及目前制约无人机配送发展的因素和实际应用案例，最后对无人机配送未来的发展领域及趋势进行了展望。

关键词：无人机配送；可行性；物流；市场前景
中图分类号：F252 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）06-0180-03
新型无人机配送发展模式打破了传统物流观念，通过快速配送、精确到达每家每户，减少了人力、物力，最大化利用了有限资源，将物资通过各种应用平台精确无误地配送至具体位置，逐渐成为一种新型的物流服务模式。

精确打造智慧物流航空体系，能够提升无人机配送速率和可行性，推动无人机配送物流的全面发展，为“万物到家”提供更大可能性。

1 无人机的发展现状及背景
无人机作为电子技术和航空工业技术深度融合的产物，成为了新的经济增长点。

相关数据表明，2021年，中国即时快件数量达955亿件，配送额度超3 000亿元， 2025 年预计将达到 5 000 亿元，工业级无人机市场规模占比将超过 80%。

但由于配送员严重不足，配送效率低下，配送业面临着招工困难、管理困难、成本上涨等诸多难题，亟需寻找一种高效、低成本的配送方案[1]。

在这一背景下，无人机配送应运而生，展现出了巨大的应用价值。

无人机配送对于消费者而言，不仅可以让消费者享受快捷的配送服务，而且提高了人力物力的利用效率。

对于一般商户而言，无人机配送可以提高物资的运输效率，缩短配送时间，提高营业额；对于企业来说，无人机配送可以实现产能协同和运力优化，提高企业利润；对于配送员来说，无人机配送可以提高配送效率，减轻工作量，为更多消费者提供更优质的服务；对于用户来说，无人机配送提供了更好的用户体验，实现服务能力质的飞跃。

无人机配送行业一经产生就表现出巨大的市场潜力。

无人机可以垂直起降，空中悬停，不受交通和地形的限制，能在短时间内完成配送。

如美团在2021年自主研发的 FP400系列新型无人机在深圳进行了20多万次试飞，并交付了2 500 多个订单，将“万物到家”这一愿望由理想变为现实[2]；天津市使用长航时、大载重5G 四旋翼无人机为滨海中关村协同创新示范基地、天津科技大学、顶益食品等核酸检测采样点提供物资配送服务；西安首个商用无人机航天基地的航天生活超市搭载货物平稳安全降落在指定地点，无人机配送超市试飞成功；深圳市智航公司旗下V330在大鹏西涌至三门岛完成了跨海岛飞行演练，实现首例无人机跨海运输，海岛小型紧急物资配送成功；西安市交二大附院试用5G无人机在6 min内完成了西北首家院区间5G医疗无人机应急配送，紧急药物配送成功。

无人机配送展现出了速度快、灵活、高效等优势，受到了顺丰、京东、苏宁、中国邮政、中通、菜鸟、韵达、圆通等物流企业的青睐。

顺丰早在2012年就提出无人机物流的概念，2013年起，顺丰开始以合资、投资、自研等多种方式，全面开展无人机物流建设工作，2021年顺丰旗下的末端配送无人机用于主干线路运输，规模达68架，成为目前国内无人机规模最大的公司；2022年1月京东自主研制的“京蜓”自转旋翼无人机通过了各种测试，预计下半年就可在崎岖山区或拥堵的城市提供物流配送服务，与此同时，京东联合英伟达宣布未来5年内将生产 100 万台无人机，解决末端配送能力不足与成本较高的痛点[3]。

2 无人机配送的可行性分析
2.1 技术可行性
随着无人机载重技术的突破，载重可提升至30 kg，满足绝大多数商品的运输要求；续航能力可达到40 min，飞行距离达到20 km，并且在科技推动下，无人机的续航能力会得到进一步提升，如目前新推出的太阳能电池技术，可将无人机的续航时间提升至一周或更长时间。

另外，在移动终端技术推动下，无人机携带的摄像头性能明显提升，成本反而有所下降。

无人机手势控制交互技术利用MYO手势控制R.Drone2.0四
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旋翼在精度上取得巨大进步[4]，脑机接口技术在制作新型玩具、为残疾人制作义肢等应用中取得发展和进步，为无人机的配送打下基础，技术上的突破使得无人机配送成为可能。

2.2 安全可行性
众所周知，无人机配送货物时经常需要穿过大街小巷以及密集的聚居区，地形区域较为复杂，这就要求无人机具有更强的灵活性和躲避障碍的能力，同时还需要保证飞行的稳定性。

目前，神经元芯片被应用于无人机，其能够自主反应。

自动识别技术水平大大提高，使得无人机反应更加敏捷，极大地保障了无人机的安全性能。

随着无人机技术的不断完善，无人机性能基本能够满足配送要求，并且无人机相关性能会得到进一步提升。

此外，随着5G、大数据的建设不断完善，可利用转码技术和低时延直播发布技术，便于后端各种设备通过H5实时观看，有效缩短无人机的延迟，同时可以将运行过程的数据及时传到终端，有效降低坠毁率，更大程度保障了无人机飞行过程的安全，为实现无人机配送奠定基础。

2.3 政策可行性
目前来看，国外发达国家在无人机应用方面的政策已较成熟，而中国无人机技术起步较晚，有关无人机方面的法律法规尚处于不断完善之中。

中国非常重视科技发展，政府职能部门在科技上不断给予扶持，将航空产业列入国家战略性新兴产业发展重点方向，为无人机的安全发展作出部署，同时开展智能飞控系统、高集成度专用芯片等部件研制，促进产业智能化、精细化发展。

相信在不久的将来，有关无人机在电商物流领域应用的法律法规将会出台，确保无人机的应用更加规范，为无人机配送的实现提供更大可能性。

2.4 市场前景
无人机配送具有广阔的发展前景，通过对少年、青年、老年不同阶段的人群调查发现，有53.3%的人认为当前技术支持无人机的配送，有62.5%的人认为无人机配送发展具有广阔的市场前景，有42.25%的人支持无人机配送，有34.25%的人认为无人机配送可行。

数据调查集中反映广大群众支持无人机配送的发展，无人机配送有广阔的发展空间。

调查数据为无人机配送的实现提供了基础，相信在不久的将来，无人机配送将被应用于更多领域，如在火灾、山洪、地震等自然灾害发生后，可利用无人机高效、快速、灵活地将防护设备及时送到被困人员手中，为救援争取时间，以便挽救更多的生命。

除此之外，无人机配送还可以被应用到日常生活中，在未来，人们只需动动手指，各种物资就可“飞”到人们手中。

由此可见，无人机配送拥有广阔的发展空间和市场前景。

3 制约无人机配送发展的因素
3.1 成本因素
随着人口红利的消退，物流快递企业面临人工成本高的现状，许多企业使用无人机进行配送，但从整体上来看，企业使用无人机配送成本仍然很高，尤其是无人机前期投入成本。

虽然近几年随着技术的不断发展，无人机的价格有所下降，但相比传统配送方式，无人机的成本很大程度上制约了无人机配送的实现，限制了其在各领域的广泛应用。

3.2 安全因素
虽然当无人机发生故障和意外情况时，通过无人机配送技术可以实现自动返航操作或缓慢降落地面，但无人机是低空作业，距离地面不足100 m，易被人攻击或受到其他方面的损坏，这给无人机配送带来了很大的困难。

另外，天气状况对无人机配送有很大的影响，如冰雹、暴雨、大雾、大风等极端天气，可能使无人机受到严重的损坏。

此外，无人机通过无线电磁波进行导航，信号的强弱对无人机影响很大，这就对无人机在偏远地区的运行提出了巨大的挑战，制约了无人机配送物流的全面发展。

3.3 国家法律法规的限制
无人机配送作为科技前沿领域，相关法律并不完善，目前能查到的仅有《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》和《民用无人机空中交通管理办法》。

根据规定，无人机用于运输配送等业务，必须向空管部门报批，并在其规定的飞行范围飞行，若未经相关部门审批就擅自飞行，属违规行为。

所以无人机配送的推广需要政府相关部门制订专门的法律加以规范。

3.4 需求多样的因素
目前人们线上购物频繁，不同客户个性化需求增加，城市物流无人机配送表现为多样化、不稳定、范围广的特点，海量客户的配送需求制约了无人机配送物流的发展，无人机需要一对一满足客户配送的要求，无人机的数量有限和客户需求多样的矛盾限制了无人机的广泛应用。

4 无人机配送的可行性优化
4.1 无人机变体优化
目前，新型变体四旋翼无人机在变体过程中尺寸变化率可达41.4%，面积变化率可达 63.8%，螺旋桨拉力值最大误差为1.85%，最小误差仅为 0.212%，优化后的机身阻力减小达104.1%，升力最高提升达5.0%，样机在空中悬停试飞状态下实现了稳定的变体[5-6]。

新型
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变体无人机在配送过程中应用的可靠性更高，面对突发状况及安全性有了更大的保障，为无人机配送的实际应用提供了可能。

4.2 无人机协同配送优化
无人机在多个城市实现了无人机协同其他方式配送路径优化，以配送成本最小为目标实现无人机多路径高效率运输，将农村的山货以较高的保鲜度运送到各个地方。

由于采用传统的运输工具运输时间往往以天计算，农作物的新鲜度成为山货销售的一大难关，而利用无人机协同路径运输可以保证这类产品的新鲜度，为实现无人机协同其他方式的配送提供了更大可能。

4.3 无人机快捷性优化
近年来，无人机配送的载重能力及配送效率大幅度提升。

在顺丰无人机应急物资运送中，之前依靠人力上山运送物资40 min以上才能到达，现在只需3 min 左右就能到达指定地点。

相比此前，顺丰无人机定位更加精准、载重能力有所增加，且实现最大载重10 kg，持续飞行22 min，每个无人机还配备了降落伞，增强安全性，防止发生意外。

除此之外，在深圳，美团开设了无人机常态化试运营航线，涵盖餐饮、百货、商超等多种领域，依靠无人机自动化配送，创造了3 km内15 min“万物到家”服务模式，为商圈周边居民开创了一条快捷高效的配送方式。

无人机载重能力及配送效率的多方面提升，为无人机用于实际配送打下基础。

作为科技前沿领域的无人机配送，需要政府在政策上给予支持，鼓励企业自主研发，引进先进技术，攻克一个又一个技术难题，促进无人机配送的发展和应用。

无人机配送需要增强社会市场的认可度，贯彻无人机配送市场产业链，同时，还需要监管部门的及时介入，完善无人机监管的配套政策，为无人机的配送和发展提供更多可行性。

5 结束语
无人机配送作为新的物流科技红利，有着较大的市场潜力，有望成为市场新的经济增长点，带领无人机配送产业链发展。

企业中，多家快递物流公司自主研发无人机配送，由此可见，无人机配送有着广泛的应用价值。

近年来，无人机配送相关技术大幅度提升，以更高效率、载重能力实现配送，成为值得深入发展的创新方式。

相信不久的将来，在政府、企业和消费者的共同努力下，无人机配送必将颠覆物流行业的传统作业方式，迎来新发展，让用户更好地享受无人机配送的科技红利。

参考文献：
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新思考[J].测绘科学，2021，46（3）：147-152，168.
[4] 李德仁.数字孪生城市智慧城市建设的新高度[J].中国勘察
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[5] 赵焕祯，邵成立，张立涛，等.BDS/GPS组合相位平滑伪距差
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[6] 杨红霞.水土保持监测中新型无人机低空遥测技术的应用
实践[J].中阿科技论坛（中英文），2022（6）：140-143. ————————
作者简介：柳怡婷（2002—），女，河北张家口人，在读本科，研究方向为计算机科学与技术。

通信作者：李帅东（1988—），男，河南商丘人，硕士，讲师，研究方向为电子技术应用。

（编辑：王霞）
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[11] 牛永浩，张碧玲，刘新荣，等.麟游县光伏农业发展现状研
究[J].宁夏农林科技，2020，61（10）：34-36，47.————————
作者简介：庄心情（2003—），女，安徽阜阳人，在读本科，研究方向为中医药用植物栽培与应用。

通信作者：武淑娟（1979—），女，河北唐山人，硕士，副教授，研究方向为中医药用植物栽培与应用。

（编辑：王霞）
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