搭載6箱百香果的無人機群組從福建省莆田市秀嶼區海邊,飛向湄洲島。(資料片)新華社發
近日,順豐旗下無人機運營公司豐鳥航空科技有限公司與中國電子科技集團公司第五十四研究所在石家莊簽署戰略合作協議——將共同發起并聯合其他行業組織,開展大型物流無人機通用測控數據鏈、通用地面站等行業技術標準的制定,消除大型無人機商用落地的技術壁壘。
航天科技加持“快遞小哥”,讓無人機有望掀起物流革命。無人機快遞的市場環境如何?核心技術是否成熟?相關應用面臨哪些機遇與挑戰?
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物流“黑科技”風靡全球
操作靈活、效率更高,不受道路交通、自然環境等因素影響……作為現代物流業的“黑科技”,近年來,無人機快遞正迅速風靡全球。
2013年4月,谷歌公司宣布收購小型無人機送貨的開發企業泰坦航宇公司,并于同年8月公開了固定翼小型無人機送貨項目的試驗驗證視頻。畫面中,一架無人機給澳大利亞一家農場遞送物品,到達目的地后,無人機懸停在幾百英尺上空,用釣魚線成功給等候在下方的接收人員遞送了一個裝有狗餅干的籃子。
而作為最早一批測試無人機派送快件的商業企業,亞馬遜公司持續多年的巨大投入,不僅使其成為了該領域技術最成熟的企業之一,還為自己的實際應用積累了大量數據和經驗。因此,2013年12月,當它首次在視頻中公開小型無人機“空中快遞”服務后,立刻吸引了世界關注的目光。
隨后,美國聯邦航空管理局作出決定,向亞馬遜公司和谷歌公司發放了進行小型無人機“空中快遞”的飛行試驗許可,顯示出其支持小型無人機“空中快遞”業務發展的積極態度。
再將視線轉回國內,眾多電商、物流企業巨頭同樣看好無人機快遞這片“藍海”,紛紛搶先布局各自的商用試點。
2017年2月,京東與陜西省政府在西安簽署了《關于構建智慧物流體系的戰略合作協議》,宣布將開展基于智慧物流體系、無人機通航物流體系、農村電商、跨境電商、互聯網金融、傳統物流體系升級等方面的合作。按計劃,京東將打造全球首個低空無人機通用航空物流網絡,并率先在陜西省實現全域覆蓋。
圍繞無人機快遞,蘇寧也將啟動“兩網一平臺”建設。“兩網”即“地網”和“天網”,“地網”重點建設覆蓋全國的無人機通航、研發、生產和售后地面服務網絡,集中管理無人機行業資源,解決各項服務問題;“天網”則重點解決空中飛行航線和
安全性問題,涵蓋低空無人機貨運的干線、支線及末端配送的空中物流網絡。“一平臺”即無人機云服務平臺,進行行業標準制定、監管和業務對接,建立誠信機制,解決標準化、安全性和信息對接機制問題。
“近年來,現代物流業的發展方向越來越明確,尤其是無人機快遞,已成為其中的重要一環。具體來講,它的優勢不僅僅體現在終端配送上,更重要的意義還在于開拓支線運輸通道。可以說,誰能率先打造一個無人機支線物流配送網,誰就能搶到下一個時代的物流業發展先機。”順豐相關負責人表示。
2017年6月,順豐與贛州市南康區聯合申報的物流無人機示范運行區的空域申請拿到批復,成為目前國內唯一正式獲批,且由企業、中央監管部門和地方政府共同推進的示范空域,并進行了首次業務運營飛行。按其發展設想,未來,快件將通過“大型有人運輸機+支線大型無人機+末端小型無人機”的三段式空運網,實現36小時通達全國,覆蓋所有地形復雜地區和偏遠地區。
“目前,順豐已經邁出了建設無人機支線物流網絡的第一步,接下來,則是要在整個運輸環節中做到核心技術有保證、運輸安全有保證,而這,也是此次選擇中國電科54所簽署合作協議的初衷。”順豐相關負責人表示。
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給無人機拴上“風箏線”
盡管無人機送貨不需要人為操作,只要預先設定好程序,就能按照既定航線完成任務,但為了避免飛行中可能出現的問題和偏差,它也并非完全的“放任飛行”,仍然需要地面操作人員來監控整個飛行過程。
那么,怎樣才能確保無人機在長途運輸中“服從命令聽指揮”呢?
“操控無人機就好比放風箏,我們想讓風箏‘聽話’、飛得高遠,關鍵就在手中握著的那根‘風箏線’上。對無人機來說,這根‘線’,就是測控數據鏈和地面站。”中國電科54所遙控專業部無人機事業部主任馮超英說。
專家介紹,作為無人機行業的核心技術,地面站是無人機操作員獲取和感知無人機飛行狀態,并對無人機進行操控的地面支持設備,其控制內容包括飛行器的飛行過程、飛行航跡、有效載荷的任務功能、通信鏈路的正常工作,以及飛行器的發射和回收等;測控數據鏈則是保障無人機和地面站的數據通信,確保無人機在視距和超視距飛行時全程處于可控范圍,實現安全可靠飛行的必要手段。
然而,長期以來,無人機測控數據鏈和地面站與具體型號的無人機深度綁定,各無人機廠家乃至同一廠家不同型號的無人機之間也無法實現通用化。隨著民用無人機行業快速發展,越來越多的無人機公司及相關技術、服務提供商開始進入該領域,測控數據鏈和地面站的兼容性問題也因此日益凸顯。
在我國無人機測控領域專家、解放軍軍械工程學院陳自力教授看來,測控數據鏈和地面站如果不能實現通用化,每個不同型號的無人機均部署一套獨立的測控數據鏈和地面站,這將是非常巨大的重復性投入,如果依托統一的行業標準建設民用無人機通用化測控數據鏈網絡,搭建民用無人機商業化運行的基礎設施和服務平臺,逐步拓展民用無人機商業化運行的領域和區域,將能夠有力推動民用無人機的商業化運行和規模化應用。
“此次與順豐合作,雙方將共同推進大型物流無人機通用測控數據鏈、通用地面站的研發和示范應用,聯合建設飛行測試走廊,開展常態化物流作業,為相關技術和設備的推廣應用積累數據和打造示范效益,消除大型無人機商用落地的技術壁壘。”馮超英說。
作為試點,安陽至石家莊直線距離約200公里,且有現成的通航機場可用,從距離遠近、條件配備等方面來看,都比較適宜開展無人機送貨測試。“今年,我們將在這條線路上沿途布設多個地面站,通過反復飛行測試,力求找到最佳的效益平衡點。”馮超英說,目前,各項具體方案已進入設計階段,預計年內將完成試點測試,并初步形成大型物流無人機通用測控數據鏈、通用地面站等行業技術標準,為接下來無人機送貨的正式運營做好技術準備。
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無人機快遞監管尚需跟進
近年來,我國無人機制造業發展迅速。公開數據顯示,2016年我國工業無人機行業市場規模達26.1億元,同比增長60%。業內人士預測,到2020年,行業級無人機規模將達100億產值。而根據2017年出臺的《關于促進和規范民用無人機制造業發展指導意見》,到2025年,我國無人機的產值將達1800億元,保持國際領先的勢頭。
然而,目前國內針對無人機的飛行監管體系仍有待完善,低空空域申報審批流程復雜、空域資源緊張、通航機場較少等當前種種限制,也成為拖慢無人機快遞發展的掣肘因素。
“無人機快遞不同于傳統物流,目前,國內甚至全球范圍內都還沒有相關法律法規能夠完全契合這一領域。包括低空飛行器的技術規格與性能、相關交通中心數據系統和國家安全中心系統的建立、法律監管等在內,都是目前尚未解決的問題。”順豐相關負責人表示。
值得欣喜的是,面對各電商、物流巨頭對無人機送貨的火爆布局,國家及有關方面的相應政策也在不斷出臺和松綁。今年1月,我國正式發布《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例(征求意見稿)》,對無人機種類、駕駛員要求、空域申請、安全監管等作出詳細說明,首次從國家戰略層面對無人機未來發展及管理作出指導與部署。
“從長遠看,無人機快遞能夠解決人力成本消耗、偏遠地區無法覆蓋、物流供需繁瑣、浪費時間等問題。只是當下技術及市場不夠成熟,想要真正‘飛’進生活,還需耐心等待。但可以預見的是,隨著無人機技術的發展,以及無人機在企業推動下應用環境的不斷成熟,未來無人機的前景將持續看好。”順豐相關負責人表示。