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快递无人机的推进策略

2019-09-05 07:14 性质:转载 作者:胡娜 万青云 徐良雄 陈三宝 来源:《电子技术与软件工程》
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无人机快递是近年来出现的一种新型物流手段,相比传统物流配送时间极大缩短,现时无人机物流的成功案例越来越多。本文提出从充电续航设计、飞行路...

  无人机快递是近年来出现的一种新型物流手段,相比传统物流配送时间极大缩短,现时无人机物流的成功案例越来越多。本文提出从充电续航设计、飞行路径规划和完善法律法规三方面来推进快递无人机的普及工作。

  淘宝商城自2009年11月11日以光棍节促销名义首创至今,双11已经从一家电商别具创意的销售噱头演变为全球制造商和电商深度参与的中国消费者狂欢日。从买全国到买全球,单日消费从5200万元升至3143.2亿元;从买价格到买质量,消费者品牌意识增强;从“下周见”到“当日达”挑战超10亿包裹顺利到家。超载的电动车和装满包裹的小面包车在人口相对比较密集的工作区住宅区已屡见不鲜。而在我国,高达75%的电动车死亡率大部分是超载超速导致的。工信部等四部门发布电动自行车新规:电动自行车必须带脚踏板,重量不能超过55KG,最高时速不得超过25km/小时,电动车不允许加装电池,私自改装,新的规定将于2019年4月15日起正式实施,限速和超载政策的出台让快递无人机的落实发展迫在眉睫。

  1 快递终端投放现状和面临障碍

  1.1 快递终端投放现状

  在物流方面,无人机配送相比传统物流,配送时间极大缩短,现时无人机物流的成功案例越来越多,我国3家基础电信企业均正积极布局5G联网无人机应用。2018年2月,由民航局、亿航、华为、中国移动等参研发布的《低空联网无人机安全飞行测试报告》,通过实施联网无人机监管项目技术测试,深度研究测试蜂窝网络在无人机监管的有效性,进一步验证了国际电信联盟(ITU)提出的“利用现有蜂窝网络对低空轻小无人机进行监管”的技术可行性。

  1.2 快递无人机配送的障碍

  虽然当今世界上有很多物流公司都加入到无人机配送的行业中,但是从当前的各类报道中可以发现,在无人机配送的推广问题上,存在三个障碍:硬件设备问题,软件网络问题和公共安全问题。硬件设备问题主要是指续航时间和载重质量有限。300克重量的锂电池理论上只能让500克重的无人机飞行17分钟,绝大多数产品的续航时间都在45分钟以内,而充电一次的时间却要超过一小时。软件网络问题主要是指无人机感知和避障能力有待提高,一些无人机发现障碍后,在几米范围内停下来,但很难及时实现自动绕飞,安装大量传感器的避障解决方案成本又十分高昂。公共安全问题是指空中各种类型飞行机涉及人类控制,机器控制,快速频繁的小区切换等,隐私数据的安全问题伴随而来,同时也会引发公共安全与隐私安全的矛盾。

  2 快递无人机的推进策略

  2.1 充电续航设备设计

  从两个角度去考虑如何增加无人机的续航时间:

  (1)5G新技术,3G和4G设备通常都是非常耗电的,因为它们反复打开和关闭。新的物联网跟踪器在节约能源方面效率更高;当他们不传递信息时,他们能够进入睡眠模式。

  (2)改变无人机的充电方式,充电桩续航设备类似于加油站,无人机在电量不足时,会通过特定续航程序自动搜索附近的充电桩,并停在对应位置上,充电桩给无人机进行无线快速充电,帮助无人机实现远距离飞行。

  2.2 飞行路径规划

  类似于汽车道路管理, 无人机快递不是在地面,而是在空中。从模式上说,在5G通信普及的阶段,物流行业将迎来物联网+AI的新模式,物联网、大数据和人工智能的融合会彻底改变现有物流车队运营模式,网联无人机可建立一套支持高空覆盖、视频图传、精准定位、无限续航和远程遥控的智能网络。网联高精度定位、网联高清图像回传、网联自动充电、网联超远程遥控和网联视频广播等。在5G网络下,从发现障碍到启动制动系统需要移动的距离可缩短到2.8厘米,无人机避障反应速度大幅提升,极低时延图传端到端延时仅1毫秒,使碰撞事故率大大降低,并从根本上提升行业的效率。

  2.3 完善法律法规

  不同延时和带宽的无人机,在同一个空间当中飞行必然会发生各种纠纷,从2d到3d小区覆盖高度层从几十米到几万米,小区环境干扰呈现立体化。根据民用无人驾驶航空器实名登记系统统计,截至2018年3月1日,拥有者注册用户达16.8万个,其中个人用户15.1万个,企业、事业、机关法人单位用户1.72万个。国家空管委已推出《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例(征求意见稿)》,对无人机种类、驾驶员要求、空预申请、安全监管均有详细说明;民航总局也颁布有关规定来限定无人机快递服务系统中的各参数,要求运营服务中的快递服务无人机必须进行身份识别,而所属快递企业更要进行实名认证,设置禁飞区和电子围栏,杜绝黑飞等。工信部联合相关部委推出《无人驾驶航空器系统标准体系建设指南(2017-2018年版)》,从管理和技术角度,提出了无人驾驶航空器系统标准体系。警用无人机,是城市化区域战法暨攻关方向。第39届ICAO会议,中、巴等30多个国A39-WP/146提请国际民航组织在监管框架中纳入无人驾驶航空器系统(UAV)。全球统一规范管理共识,开启无人机联网监管新时代。制定一整套无人机飞行的规则,使无人机在运行中一旦遇到纠纷,能够有法可依。

  3 结语

  快递无人机的应用前景非常可观,要实现无人机在快递业的大规模覆盖,仍需多方面的合作协同,政策上需要进一步的开放和完善,技术上需要进一步的融合和共享。快递无人机的测试和普及将为下一步空中无人驾驶拉开帷幕。

  参考文献

  [1]朱新富.小型无人机在快件收派服务中的应用及系统构建研究[D].上海:东华大学,2016.

  [2]周琦.利用无人机送快递的讨论[J].科技创新与应用,2017:2(43-44)

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