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隨著小型無人機(jī)和大型無人航空器技術(shù)水平的提升以及航空運(yùn)營能力的增強(qiáng),一方面,無人航空運(yùn)輸摒棄了傳統(tǒng)陸運(yùn)路由線路迂回冗長、高耗低效的方式,優(yōu)化運(yùn)輸線路,節(jié)能減排,充分滿足了綠色發(fā)展的理念;另一方面,末端無人機(jī)配送則破解了由鄉(xiāng)到村配送不暢的困境,真正實(shí)現(xiàn)“快遞進(jìn)村”。“末端+支線”無人航空物流體系是快遞物流行業(yè)發(fā)展動(dòng)力源泉中更加強(qiáng)勁的一支。
與傳統(tǒng)陸路、航空貨運(yùn)及物流配送模式相比,支線無人航空貨運(yùn)與末端無人機(jī)物流配送相結(jié)合的模式具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性優(yōu)勢。在這種模式下,專用航空物流網(wǎng)絡(luò)中的貨物由干線貨機(jī)中轉(zhuǎn)后經(jīng)支線無人運(yùn)輸機(jī)200-500公里的短途運(yùn)輸?shù)竭_(dá)智能物流中轉(zhuǎn)站點(diǎn),再無縫銜接末端配送無人機(jī)設(shè)備至最終貨主,貨物自干線貨機(jī)開始由整套無人航空物流系統(tǒng)獨(dú)立地完成支線運(yùn)輸和投遞工作。
一方面這種模式能夠解決有人支線航空貨運(yùn)資源短缺和人工成本高昂的問題,另一方面則可以解決現(xiàn)有物流配送中,貨物投遞的人員因素導(dǎo)致的及時(shí)性不足問題,同時(shí)大幅降低現(xiàn)有物流模式中企業(yè)的倉儲(chǔ)成本。在該模式下物流企業(yè)只需要定期對無人機(jī)設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù),確保其能夠正常運(yùn)行即可。在為物流企業(yè)降低人力物力投入的同時(shí),也為其極大地節(jié)約了成本,更有效保障了物流配送工作的時(shí)效性。每年“雙十一購物節(jié)”電商促銷期間,物流配送規(guī)模巨大,憑借人工投遞很難滿足客戶需求,而使用無人機(jī)進(jìn)行投遞,對貨物進(jìn)行有效的末級(jí)路徑網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和分流配送,則極大地降低物流企業(yè)的配送負(fù)擔(dān)和工時(shí)冗余。
末端無人機(jī)配送應(yīng)用分析及運(yùn)營成本測算
當(dāng)前,我國的山區(qū)、農(nóng)村等地區(qū)交通欠發(fā)達(dá)問題仍然存在,特別是行政村到自然村的末端通行,自然災(zāi)害和惡劣天氣導(dǎo)致的交通阻斷情況時(shí)有發(fā)生。小型無人機(jī)不受陸地交通的影響,通過低空支線運(yùn)輸,在此類末端物流配送領(lǐng)域能夠及時(shí)響應(yīng),快捷便利,發(fā)揮奇效。此外,由于當(dāng)前尤其是農(nóng)村地區(qū)線上消費(fèi)水平不高,部分地區(qū)快件量有限,前期利用傳統(tǒng)的交通工具(汽車、摩托車等)實(shí)施配送,經(jīng)濟(jì)性不佳。末端配送無人機(jī)帶來的高效低成本運(yùn)力,能夠?yàn)榇祟惖貐^(qū)提供過渡的經(jīng)濟(jì)性較高的配送解決方案。等到此類地區(qū)快件量達(dá)到一定規(guī)模,再切換成其他傳統(tǒng)配送方式。

末端無人機(jī)的運(yùn)營成本主要由3個(gè)方面構(gòu)成,包括無人機(jī)設(shè)備成本、供能設(shè)備成本以及能源使用成本。
無人機(jī)設(shè)備成本是指一架無人機(jī)設(shè)備從生產(chǎn)制造到投入使用再到退役報(bào)廢過程中產(chǎn)生的所有投入,它包含設(shè)備的生產(chǎn)制造成本以及定期保養(yǎng)與不定期維修成本。
以六旋翼無人機(jī)為例,一款物流無人機(jī)主要由機(jī)體、動(dòng)力分系統(tǒng)、飛控與航電分系統(tǒng)、載荷分系統(tǒng)以及其他輔助模塊構(gòu)成。其中機(jī)體即為構(gòu)成一架無人機(jī)的基本骨架,可以是一體成型的造型,也可以是中心體、機(jī)臂與腳架相對獨(dú)立的結(jié)構(gòu);動(dòng)力分系統(tǒng)主要包含多套電機(jī)、電調(diào)和螺旋槳總成;飛控與航電分系統(tǒng)是無人機(jī)的大腦,包括飛控模塊、機(jī)載計(jì)算模塊以及傳感器模組,還包括地面端的輔助控制模塊;對于物流無人機(jī)而言,其載荷分系統(tǒng)就是裝載貨箱以及貨箱外部的涂裝貼紙等;其他輔助模塊則包括供電線路和信號(hào)線路使用的線材、接插件,以及結(jié)構(gòu)連接的螺栓等。無人機(jī)的生產(chǎn)制造成本包括所有零配件的采購成本以及前期研發(fā)的成本分?jǐn)偂?br />
供能設(shè)備成本是指無人機(jī)存儲(chǔ)及釋放能量的設(shè)備的使用成本。在純電動(dòng)無人機(jī)設(shè)備中,供能設(shè)備指儲(chǔ)能動(dòng)力電池;在油動(dòng)無人機(jī)設(shè)備中,指燃油的儲(chǔ)存設(shè)備;在油電混合無人機(jī)設(shè)備中,指燃油存儲(chǔ)設(shè)備和儲(chǔ)能動(dòng)力電池。一架無人機(jī)生產(chǎn)周期內(nèi),供能設(shè)備需要依據(jù)壽命定時(shí)更換,出現(xiàn)損壞時(shí)為了設(shè)備整體性能與可靠性也需要及時(shí)更換。因此供能設(shè)備的使用成本是指:無人機(jī)生命周期內(nèi),更換的所有供能設(shè)備的總采購成本。
能源使用成本是指一架無人機(jī)生命周期內(nèi)消耗的所有燃油和電能產(chǎn)生的成本總和。對于純電動(dòng)無人機(jī),燃油消耗量為0,電能的消耗成本即為能源使用成本;對于油動(dòng)無人機(jī),電能的消耗量為0,燃油的消耗成本即為能源使用成本;對于油電混合無人機(jī),其儲(chǔ)能動(dòng)力電池內(nèi)的電能絕大部分由燃油轉(zhuǎn)化,約占95%,同時(shí)轉(zhuǎn)化率一般低于100% ;另外5%的電能由電能直充而得,充電損耗幾乎為0。
支線無人航空貨運(yùn)運(yùn)營成本測算
支線航空貨運(yùn)的運(yùn)輸效率優(yōu)勢明顯,如果其運(yùn)營成本合理,必將能夠展現(xiàn)出傳統(tǒng)運(yùn)輸模式無法企及的優(yōu)越性。
一般而言,飛機(jī)總運(yùn)營成本可劃分為兩部分:直接運(yùn)營成本和間接運(yùn)營成本。直接運(yùn)營成本指航空公司的飛機(jī)在航班/航線上生產(chǎn)過程中發(fā)生的各種費(fèi)用,包括固定成本和變動(dòng)成本,其中固定成本主要是所有權(quán)成本(既購機(jī)成本)、機(jī)組成本等,變動(dòng)成本主要是燃油成本,維護(hù)成本,空勤成本,機(jī)場/總局收費(fèi)等。
變動(dòng)成本中燃油成本是航路耗油量花費(fèi)的費(fèi)用。機(jī)場總局收費(fèi)包括:民航基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)基金、航路費(fèi)、進(jìn)近指揮費(fèi)、簽派費(fèi)等。維修成本包括:計(jì)劃性維修活動(dòng)的人工和材料成本、修理活動(dòng)的人工和材料成本、GSE設(shè)備的維修成本、時(shí)壽件成本、人員定時(shí)復(fù)訓(xùn)成本、訓(xùn)練設(shè)施/維修設(shè)施/支援保障設(shè)施的使用/維護(hù)成本、技術(shù)出版物更新/修訂/發(fā)布成本、工程服務(wù)成本、工程支援保障成本、技術(shù)支持服務(wù)成本等。無人機(jī)的燃油成本和機(jī)場總局收費(fèi)較有人機(jī)計(jì)算方法一致?紤]到國家對通用航空和無人機(jī)發(fā)展的大力支持,相繼出臺(tái)政策提倡發(fā)展,機(jī)場總局收費(fèi)這塊有可能會(huì)做相應(yīng)的減免。

固定成本中的機(jī)組成本包括飛機(jī)駕駛員、運(yùn)維人員和運(yùn)控人員的工資,與有人機(jī)相比,有人機(jī)的機(jī)組成本除了固定成本中的機(jī)組工資外,還有一部分變動(dòng)成本是機(jī)組人員的執(zhí)飛小時(shí)補(bǔ)貼,同時(shí)有人機(jī)比一般情況下一架飛機(jī)會(huì)配3-5組機(jī)組,故無人機(jī)的機(jī)組成本較有人機(jī)成本優(yōu)勢明顯。購機(jī)成本為飛機(jī)采購成本。為了充分開發(fā)、發(fā)揮通用航空的潛力,國務(wù)院和地方政府在政策上做出了大力支持,例如減免增值稅和關(guān)稅等,故本次測算的購機(jī)成本以飛機(jī)采購價(jià)測算,未包含增值稅等其他費(fèi)用。其他運(yùn)營成本包括機(jī)庫租賃費(fèi)和通訊費(fèi)。
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