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【专家视点】上海市政总院刘艺:自动驾驶与城市末端智慧地下物流配送系统设计

作者:刘艺  来源:地下设施智库   发布:2022/3/14   浏览:+ 放大字体 | - 减小字体

摘 要:针对城市传统配送存在的问题,本文以城市商务区快递包裹为对象,提出了以智能网联自动驾驶物流车为基础的城市末端智慧物流配送,重点研究智能网联与自动驾驶技术与城市末端的物流配送结合,提出相应的智能网联物流建设场景。

0 引言

近些年来电子商务高速发展,尤其是在高密度开发的城市商务区,办公商业集中,人口密集,商业快递往来及个人快递配送需求大、强度高。

当前商务区快递配送运作模式是:各快递公司快递员通过小型机动车或电瓶三轮车从上级网点到达各办公楼,在楼周边随机占用道路慢行空间进行分拣、联系取件人,快递员或在楼下等待取件人取货,或上楼进行小件配送。

由于商务区配送体系缺乏统一规划,未建立系统有效的管理制度,小批量、多频次配送组织引发了一系列交通和社会环境问题:小型电瓶车配送运输组织效率低,占据城市交通空间,加重交通拥堵、增加道路安全隐患;配送车辆乱停、乱放、占用公共道路空间分拣,社会影响大。传统配送模式与现行商务区的高品质、高定位发展要求相差较远,无法满足商务区未来快速增长的快递市场需求。

1、城市末端配送智慧物流体系研究

随着商业快递与个人快递配送高密度叠加,为避免在城市商务区出现当前商务区快递配送的各种问题,有必要对传统配送进行模式和技术进行结合创新。

在模式创新上,建设快递共同配送。快递进入区域后,各物流企业不再各自派件,统一集中至区域共同配送中心,由专业的第三方配送公司对整个区域进行统筹和整合,实现统一配送,建立公共信息服务平台,实现物流快递各节信息的对接、整合。

在技术创新上,引入智能网联与自动驾驶、智能自提柜等新技术,与共同配送结合,提高物流配送效率。

图1 城市末端智慧地下物流配送系统示意图

为实现上述的创新模式,本研究提出了“四位一体”的城市末端智慧物流配送体系,即“共同配送中心+智能运输+运营平台”。

图2 城市末端智慧物流体系架构

共配中心      

共同配送中心是快递包裹件派入和寄出商务区的中转节点,是服务于商务区配送关键物流设施。外部物流车将配送至区域内所有快递包裹件在共配中心卸下,按照配送目的地和大小重新进行标准化装载组合和配送计划优化。

智能运输

智能运输是解决从配送中心至区域每栋建筑末端的快递自动化配送,采用自动驾驶物流车,通过车路协同智能路侧设施,建设智慧道路,实现自动驾驶物流车运输。

图3 车辆运输组织方式    

智能末端    

智能末端是指商务区每栋建筑内部设置接收发送快递的末端智能建筑收发室。一般设置于建筑地下车库,作为智能运输系统与高层建筑内楼层配送的衔接节点。收发室选址宜靠近各建筑核心筒和建筑货梯,便于配送。

图4 智能末端示意图

系统平台

依托共同配送系统平台,实现对物流作业调度管理、设备设施和道路设施综合监控等。平台具体功能包括实现各设备间的互联互通、信息交换和通信,通过信息标签(RFID、二维码等)与视频监控结合的方式,对运输快递包裹件智能识别、定位、跟踪、监控以及管理。

此外,智慧物流系统中道路基础设施和设备是主要组成,如运输通道消防、设备设施运营状态都需要严格监控。

2、基于自动驾驶的智能运输系统设计

智能运输是重要环节,本文重点针对自动驾驶运输模式开展了研究,车路协同是实现自动驾驶的技术路径,提出了智能网联自动驾驶物流车系统,并分析了相应的特征,针对城市末端运输需求,构建了货运全过程运营场景。

基本特征分析

智能网联自动驾驶物流车是自动驾驶物流车单车智能与智能道路功能的结合,实现货运车辆高阶度的自动驾驶运行。采用车路协同,将大幅降低自动驾驶和整体系统成本,提升运输系统可靠性。

智能网联物流系统具备以下特征:

通过货车车载设备与智能路侧系统有机结合,构建统一感知、计算、交互及决策平台。

通过与智能车辆进行实时信息交互为车辆提供驾驶辅助信息;支撑物流精细化管理;

基于车载传感器在内多种车载设备,可实现行程控制、定位与测验、协同预警、决策判定等功能各类自动驾驶功能。

实现车辆与周围车辆的网联功能,实现车辆与交通基础设施的网联功能。

实现车辆自动装卸货功能,通过与智能搬运机器人的衔接,在关键节点处实现货物的交接与转移。

图5 智能网联物流车功能

自动驾驶货运全过程运营场景设计

实现自动驾驶的安全行驶需要界定自动驾驶的运行范围,明确在运行范围内的运营场景,根据运营场景提出相应的设计方案,确保实现自动驾驶和货物的安全运输。

从运输环节方面,自动驾驶物流车运行的空间包括“停保场站——配送中心——运输通道——智能末端”四类型场地。各个空间场所中,通过各种自动化场景的设计,实现货物的全程自动化运输及智慧化管理。

图6 全自动物流运行场景

表1 全自动物流运行场景及功能

结论

城市货运带来交通拥堵、环境污染、能耗高、配送效率低等各种问题,客观上存在智慧物流的市场需求。电子商务时代,电商的快速发展对城市配送提出了更高的服务要求,利用智慧物流系统解决当前配送存在的问题,对减少交通拥堵、提升物流效率具有重要意义。

自动驾驶技术为智慧物流配送提供了新运输模式,实现了资源共享集约,通过统一标准化的运输载体、共享的货运通道、统一规划的物流节点实现节约资源、提高效率。今后需要在智能网联自动驾驶物流系统与末端自动化衔接、运营效益评估等方面需要进一步深化研究。

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