新聞背景

　　今年的“雙十一”，各大電商銷售額再創(chuàng)新高，也給快遞業(yè)帶來(lái)前所未有的壓力。我國(guó)快遞業(yè)務(wù)量從2014年首次突破100億件并超越美國(guó)，成為“世界第一快遞大國(guó)”以來(lái)，2015年全國(guó)快遞業(yè)務(wù)量又突破200億件，當(dāng)之無(wú)愧地穩(wěn)占著這個(gè)位置。多家市場(chǎng)機(jī)構(gòu)還預(yù)測(cè)，到2020年我國(guó)快遞總量將達(dá)到600億件。

　　無(wú)人機(jī)送快遞，近年開始成為人們關(guān)注的話題。那么，從世界范圍看，無(wú)人機(jī)送快遞到底發(fā)展到哪一步了?

　　2016年11月10日，西安市長(zhǎng)安區(qū)杜曲街辦西樊村村民迎來(lái)京東無(wú)人機(jī)配送的西北首單“快遞”。

　　起步兩三年 尚屬“嬰兒期”

　　世界范圍內(nèi)，嘗試無(wú)人機(jī)進(jìn)行商用投遞也才剛誕生兩三年，尚屬“嬰兒期”。當(dāng)然，科技的爆發(fā)力不可同日而語(yǔ)，放眼全球，世界各國(guó)的郵政、快遞或電商企業(yè)對(duì)無(wú)人機(jī)送快遞的研發(fā)都蓄勢(shì)待發(fā)，但限于安全角度出發(fā)的監(jiān)管，還沒有開展正式的商務(wù)運(yùn)營(yíng)。

　　2013年11月底，美國(guó)電商巨頭、亞馬遜創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官杰夫·貝索斯，首次在電視節(jié)目上把無(wú)人機(jī)投遞的概念告訴公眾。當(dāng)時(shí)在社交媒體上成了一個(gè)被熱嘲的笑柄，從天而降的包裹很像童話中圣誕老人騰云駕霧送禮物，網(wǎng)上還出現(xiàn)了很多獵人打無(wú)人機(jī)的漫畫。

　　美國(guó)人還沒嘲笑夠，悶聲不吭的德國(guó)郵政DHL就在當(dāng)年的12月9日，完成了第一代無(wú)人機(jī)的首次野外試飛——飛越萊茵河，投送了一個(gè)不到1公斤的藥品小包裹到公司總部的草坪上。這次首飛只有短短的2分鐘、在河水上空飛行了1公里。

　　而互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌于2014年8月在澳大利亞完成了無(wú)人機(jī)送貨測(cè)試，同時(shí)揭秘他們?cè)缭?012年就在內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室Google X秘密啟動(dòng)了名為“飛翼計(jì)劃”的無(wú)人機(jī)投遞研發(fā)項(xiàng)目。

　　除了這三家郵政、電商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)外，其后陸續(xù)又有法國(guó)郵政、瑞士郵政、芬蘭郵政、新加坡郵政、西班牙郵政、澳大利亞郵政、UPS等公司，開展了無(wú)人機(jī)送快遞的飛行試驗(yàn)。

　　電商快遞受制于安全監(jiān)管

　　盡管美國(guó)的軍用無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展非常成熟，但商用無(wú)人機(jī)卻處于監(jiān)管政策比技術(shù)研發(fā)更難推進(jìn)的狀態(tài)。出于安全與隱私的考慮，美國(guó)政府一直在民用無(wú)人機(jī)領(lǐng)域嚴(yán)加監(jiān)管。亞馬遜、谷歌雖最早提出無(wú)人機(jī)送快遞的設(shè)想，卻一直不得不在加拿大、澳大利亞和歐洲等地測(cè)試，研發(fā)進(jìn)展緩慢。

　　2015年4月，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局才批準(zhǔn)亞馬遜在農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行美國(guó)領(lǐng)空內(nèi)的飛行測(cè)試，5月終于放松此前的監(jiān)管，允許無(wú)人機(jī)飛出人類的視線范圍外。2016年3月，美國(guó)參議院批準(zhǔn)航空管理局的再授權(quán)法案，要求在2018年制定出無(wú)人機(jī)送貨的相關(guān)政策規(guī)定。預(yù)計(jì)政策出臺(tái)后，有7500架商用無(wú)人機(jī)可獲得許可證投入商務(wù)運(yùn)營(yíng)。

　　由于監(jiān)管政策嚴(yán)格，一向作為世界科技研發(fā)中心的美國(guó)，這次在商用無(wú)人機(jī)的研發(fā)上步子慢了下來(lái)。而歐洲的相關(guān)監(jiān)管環(huán)境較為寬松，德國(guó)、芬蘭和瑞士郵政作為公共服務(wù)機(jī)構(gòu)，在研發(fā)初期就與政府監(jiān)管部門緊密合作，依托實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)，參與到監(jiān)管政策的討論與制定過程中。

　　技術(shù)上也要克服諸多障礙

　　國(guó)外目前電商快遞包裹仍處在輕重量級(jí)的范圍，比如德國(guó)郵政寄遞的包裹三分之一低于2公斤，亞馬遜配送的包裹86%都低于2.27公斤(5磅)，所以無(wú)人機(jī)載重量目前已可滿足投遞的要求。

　　續(xù)航方面，民用小型無(wú)人機(jī)主要采用鋰聚合物電池作為主要?jiǎng)恿Γm(xù)航時(shí)間一般在半個(gè)小時(shí)以內(nèi)，所以亞馬遜、美國(guó)郵政等考慮無(wú)人機(jī)隨郵車流動(dòng)，飛行最后的幾公里，是解決方案之一。

　　導(dǎo)航系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)的“眼睛”，但是非大型無(wú)人機(jī)因受自身負(fù)載、電池容量和成本的限制，只能搭載基于低成本MEMS慣性傳感器和GPS定位系統(tǒng)的小型低功耗組合導(dǎo)航平臺(tái)，但它們分別有誤差積累增大和易受干擾的缺點(diǎn)。

　　無(wú)人機(jī)飛控中的磁羅盤(也稱指南針)受干擾現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，當(dāng)無(wú)人機(jī)在接近橋梁、高壓線路或者金屬建筑物的時(shí)候，金屬或者電線的磁場(chǎng)就會(huì)對(duì)磁羅盤產(chǎn)生一定的干擾，所以在飛行時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離這些金屬建筑，這也是無(wú)人機(jī)快遞存在的巨大挑戰(zhàn)。

　　前景展望

　　農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū) 無(wú)人機(jī)送快遞的起步點(diǎn)

　　世界主要研究機(jī)構(gòu)、咨詢公司和應(yīng)用企業(yè)目前形成的一點(diǎn)共識(shí)是，在實(shí)際商用初期，農(nóng)村和山區(qū)、海島等偏遠(yuǎn)地區(qū)，是無(wú)人機(jī)投遞最有可能的應(yīng)用場(chǎng)景。目前，國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)投遞的實(shí)地試驗(yàn)也都在農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行。

　　中國(guó)郵政今年9月在浙江西北部山區(qū)安吉縣開通的3條無(wú)人機(jī)測(cè)試郵路，就是明確針對(duì)山區(qū)農(nóng)村的試運(yùn)營(yíng)。因?yàn)檗r(nóng)村居民住家分布稀疏，單點(diǎn)運(yùn)貨量又少，不滿載的長(zhǎng)距離車輛運(yùn)輸很浪費(fèi)資源。無(wú)人機(jī)可在夜間充電，實(shí)現(xiàn)供電的削峰填谷。試點(diǎn)的安吉七管村原先需開車半小時(shí)的17里山路，無(wú)人機(jī)15分鐘就可到達(dá)。無(wú)人機(jī)載重5公斤，最長(zhǎng)續(xù)航里程20公里，試運(yùn)營(yíng)測(cè)算每公斤貨物的運(yùn)輸成本才3元人民幣。

　　在民用無(wú)人機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域，“中國(guó)制造”正在成為“進(jìn)擊的巨人”。目前，國(guó)內(nèi)共有約400家無(wú)人機(jī)制造商，占據(jù)了全球70%的民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)，也就是說(shuō)，全球每賣出10架民用無(wú)人機(jī)，就有7架來(lái)自中國(guó)。中國(guó)企業(yè)嘗試無(wú)人機(jī)應(yīng)用，在技術(shù)支撐上有得天獨(dú)厚的條件。

　　(作者為郵政科學(xué)研究規(guī)劃院高級(jí)工程師)

　　延伸閱讀

　　無(wú)人機(jī)送快遞 各國(guó)有高招

　　從2013年12月起，各國(guó)郵政和電商公司的無(wú)人機(jī)試飛此起彼伏，精彩紛呈。

　　德國(guó)郵政DHL：

　　無(wú)人機(jī)與智能包裹柜形成全自動(dòng)化閉環(huán)

　　德國(guó)郵政DHL公司第一代和第二代無(wú)人機(jī)都是同一類型的四旋翼小飛機(jī)。2016年5月16日，德國(guó)郵政完成了第三代無(wú)人機(jī)與物流鏈的智能包裹柜的整合試驗(yàn)。第三代無(wú)人機(jī)改成了載重量更大的固定翼，用氣動(dòng)偏轉(zhuǎn)翼垂直起飛和著陸技術(shù)，能夠攜帶比自身重的貨物。新一代無(wú)人機(jī)最先進(jìn)的地方在于，在智能包裹柜頂上，可全自動(dòng)起飛、著陸并投遞包裹、裝入新的包裹以及更換電池，整個(gè)過程只需幾分鐘。無(wú)人機(jī)的腹艙下半部分可以整體拆卸，在它的內(nèi)部裝入包裹，智能包裹柜的內(nèi)部又設(shè)有小型自控升降系統(tǒng)，全自動(dòng)完成全過程。試驗(yàn)從2016年1月開始，歷經(jīng)了130次自動(dòng)裝貨與卸貨的循環(huán)飛行，解決了變化無(wú)常的天氣狀況和嚴(yán)峻的溫差波動(dòng)的干擾問題。

　　美國(guó)郵政：

　　探討無(wú)人機(jī)與電動(dòng)郵車對(duì)接

　　美國(guó)郵政2015年“下一代投遞郵車”招標(biāo)初審合格的車企中，包括一家“馱馬”新技術(shù)電動(dòng)汽車公司，它與辛辛那提大學(xué)合作研發(fā)的“飛馬”八旋翼無(wú)人機(jī)與馱馬全電動(dòng)汽車對(duì)接。司機(jī)駕駛郵車到社區(qū)后，無(wú)人機(jī)可從車頂起飛，利用GPS導(dǎo)航，飛行2至3公里，去更偏遠(yuǎn)的住戶家投遞。無(wú)人機(jī)停在郵車頂上的時(shí)候，就可以利用車載電池充電，僅需2分鐘。完成投遞后，還可以由GPS導(dǎo)航飛回到投遞郵車行駛到的下一個(gè)新位置，通過紅外追蹤降落在車頂上。

　　法國(guó)郵政：

　　把無(wú)人機(jī)“關(guān)進(jìn)籠子”再安全起降

　　法國(guó)郵政的無(wú)人機(jī)主要在海濱的山區(qū)進(jìn)行實(shí)地野外試驗(yàn)，自主的自動(dòng)化飛行最遠(yuǎn)達(dá)20公里，平均每小時(shí)飛行30公里。它的獨(dú)特之處在于“投遞終端”，給無(wú)人機(jī)提供了一個(gè)小型的專用起降臺(tái)，頂端的金屬網(wǎng)像一個(gè)籠子，從設(shè)施結(jié)構(gòu)和電子操作系統(tǒng)兩方面，保障了無(wú)人機(jī)起飛和降落的安全，在裝、卸包裹的環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化的物品傳輸。