物流配送無人化的關鍵技術分析

劉欽　袁茵

摘 要：在市場需求、技術創新和企業降本增效的共同推動下，物流配送無人化作為智慧物流體系的一個發展趨勢，得到了一致的認同和重視。物流配送無人化是指在物流配送過程中利用無人機、無人車等智能化工具，實現無人參與的、高效滿足客戶需求的配送服務。物流配送無人化這一目標的實現需要多種現代科學技術的支撐，其中，自動識別技術、存儲技術、網絡傳輸技術、自動跟蹤技術和線路規劃技術等是支撐物流配送無人化的關鍵技術。基于此，本文論述了這些技術的要點，以推進物流配送的無人化。

關鍵詞：物流;配送無人化;關鍵技術

中圖分類號：F253.9;F259.2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）06-0014-04

Analysis on the Key Technology of Unmanned Logistics Distribution

LIU Qin YUAN Yin

（Zhengzhou Vocational College of Finance and Taxation，Zhengzhou Henan 450048）

Abstract： Driven by market demand， technological innovation， and cost reduction and efficiency enhancement of enterprises， unmanned logistics distribution as a development trend of smart logistics systems has been unanimously recognized and valued. Unmanned logistics distribution refers to the use of unmanned aerial vehicles， unmanned vehicles and other intelligent tools in the logistics distribution process to realize unattended and efficient distribution services that meet customer needs. The realization of the goal of unmanned logistics and distribution requires the support of a variety of modern science and technology， among them， automatic identification technology， storage technology， network transmission technology， automatic tracking technology and route planning technology are the key technologies that support unmanned logistics distribution. Based on this， this paper discussed the key points of these technologies in order to promote the unmanned logistics and distribution.

Keywords： logistics;unmanned distribution; key technology

近年來，在計算機網絡技術、通信技術、大數據和云計算技術等方面的推動下，電子商務迅速發展，帶動了快遞量呈現爆發式增長。數據顯示，2020年“雙11”期間，快遞業務量達到39.65億件，全年全國快遞量達到833.6億件，同比增長31.2%，在快遞數量激增的同時，客戶對于物流速度和服務質量的要求越來越高，而快遞效率的快速提升為物流技術創新發展和應用提供了強大的動力與巨大的市場空間。另外，隨著物聯網、云計算、人工智能、5G技術的不斷發展和應用，物流企業信息化水平不斷提高，促使更加高效智能的物流設備與物流技術投入實際應用[1-3]，為實現物流配送無人化奠定了堅實的基礎。

在智慧物流信息平臺所收集的海量數據支撐下，人們可以應用快速自動識別技術、互聯網技術、大數據和云計算技術、全球定位系統（GPS）、人工智能（AI）技術等來實現智慧物流的識別感知、定位追溯、運營決策等功能[4-5]。在智慧物流運作過程中，配送作為重要的一個環節，具有非常重要的地位，提升配送“最后一公里”的效率和服務質量就可以更多地贏得客戶和市場。最近幾年，電商、快遞行業巨頭企業紛紛投身到物流配送無人化領域，積極探索物流配送無人化技術的研發和應用，本文就物流配送無人化的關鍵技術進行簡單介紹，如圖1所示。

1 物流配送無人化信息平臺相關技術

1.1 物流信息數據采集與自動識別技術

快速進行物流數據采集與自動識別是物流作業的最基礎要求，同時物流數據采集與自動識別技術也是發展智慧物流、實現物流配送無人化的基礎。現代物流業在運營過程中會產生數量龐大、來源多樣、動態化的物流信息數據，快速、準確地采集和識別各種物流運作數據是發展物流配送無人化技術的基礎。目前，物流企業主要運用條形碼識別技術、射頻識別技術、圖像識別技術等來提升物流信息自動識別的準確性和高效性。

條形碼是一種數據載體形式，它在信息傳輸過程中起著重要作用。條形碼識別技術是出現的一種最早用于多種場合的數據識別收集技術，它是通過使用具有光電識別功能的掃描設備，掃描一組由寬條、窄條和空白排列而成的、包含有一定的數字和字母代碼的序列，從而讀取該序列所包含的信息的技術。條形碼技術是一種接觸式數據識別收集技術，具有輸入快、準確度高、成本低、可靠性強等優點。但是，條形碼技術存在容納數據量小、紙質標簽容易污損或者撕毀、保密性不高和需要使用掃描設備近距離識別信息等突出的缺點。

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術屬于非接觸式數據快速識別技術，是一種利用無線電技術（超高頻RFID系統雷達反射原理）的快速自動識別系統。RFID技術的原理是讀寫器通過天線向電子標簽發出信號，電子標簽接收讀寫器天線發射的信號后，把帶有數據信息的標簽信號發射給讀寫器天線，然后讀寫器將讀取的數據存儲到相應的數據庫中。射頻識別技術可以對靜止的或移動的物體進行快速、準確識別，確定物品的身份、提取物品的特征信息（或標識信息），能夠對物品進行實時跟蹤，以便掌握商品的動態信息，實現可視化管理，使物流配送過程中的信息傳遞更加準確和迅速。射頻識別技術具有數據識別距離遠、數據交換速度快、偽造難度高、對外界的抗干擾能力強、體積小巧且制造成本低的優點，其工作原理如圖2所示。

圖像識別技術是在現代科學技術不斷創新迭代下產生的，是立體視覺、運動分析、數據融合等實用技術的基礎，它利用計算機對圖像進行識別、處理、分析和理解，是人工智能技術的重要組成部分，在各個領域廣泛應用。例如，無人零售領域，圖像識別技術主要運用在商品流通過程中，特別是無人貨架、智能零售柜等;交通領域，圖像識別技術主要用于車輛識別、車牌號識別和交通標志識別。在快遞無人化配送的過程中，系統利用圖像（人臉）識別技術進行快遞簽收，需要提前進行面部信息采樣，而且快遞必須由本人領取。但是，面部識別目前存在一個嚴重的問題，即本身容易被破解，實施起來仍然存在不少的技術漏洞。

1.2 數據庫管理技術

在高效采集和識別技術的支持下，現代物流業需要解決以下問題，即如何保存、管理和使用所收集的海量的物流信息數據。數據庫管理技術就是解決此問題的基礎技術。

數據庫管理技術是計算機信息管理系統的核心技術之一，通過使用計算機輔助管理數據。數據庫管理技術通過對自動識別技術收集的物流運營數據進行分類、編碼、存儲、檢索和維護等統一組織和管理，建立業務運作數據庫和數據倉庫，數據庫管理系統（DBS）能夠實現數據添加、數據修改、數據刪除、數據處理、報表輸出和打印等多種功能。面對快遞企業配送過程中海量的用戶數據、商品信息數據、財務數據以及交通路況數據，數據的安全管理和迅速處理顯得尤其重要。

1.3 信息傳輸技術

信息傳輸技術是計算機技術、通信技術和網絡技術的有機結合。在互聯網（Internet）和局域網（Intranet）提供的支持下，信息傳輸技術遵循一定的網絡傳輸協議（如TCP/IP協議、IPX/SPX協議、NetBEUI協議等），要求所有設備（計算機、交換機、路由器和網絡服務器等）通過應用程序實現遠距離終端計算機之間信息或數據的準確、快速傳輸。物流信息傳輸系統是物流神經網絡，基于互聯網這一信息傳輸基礎網絡，將客戶、物流企業、海關（檢驗檢疫）、稅務、市場管理部門等緊密連接在一起，保證了整個社會和物流企業的有序、高效運行。基于互聯網的信息傳輸技術簡圖如圖3所示。

2 智慧運輸技術

智慧運輸技術綜合運用運輸管理系統及GPS、北斗等定位系統，能夠實現車輛實時定位、車輛行為監控及自動提醒、車輛運輸軌跡回放、車輛精準調度、在途期間信息及時溝通、異常情況分析及處理。該技術可以有效地優化車輛調度及運輸路線，提高按時送貨率，降低運輸成本，提升車輛利用率，實現科學管理。

2.1 智能導航系統

物流配送無人化離不開精準的地圖數據和高效智能的導航系統。高精度的地圖數據是物流配送無人化運行的數據基礎，地圖數據必須實時更新且詳細全面，這樣才能有效地指導無人車、無人機正確地從出發點沿著預定的路線，安全、準確、經濟地到達目的地。

我國的北斗衛星導航技術在運輸過程中發揮了重要的作用，北斗導航系統為車輛提供了全天候、全天時、高精度的定位和導航，便于了解地形、路況，實時追蹤監測車輛的位置。人們可以利用北斗導航技術，對運輸車輛進行跟蹤與調度管理，規劃最佳運輸路線，有效提高道路和車輛資源的運行效率，降低能源消耗，保證安全。“北斗+物流配送”這一技術模式支持物流配送無人化作為一種物流新業態并得以快速發展，可以解決無人物流設備在運行過程中的導航和線路規劃問題。

但是，無人運輸的業務場景比較多，商品信息多，樓棟與樓層比較復雜，其對導航系統的要求比較高。運行期間，服務端向無人配送車下發導航關鍵地點的信息，并通過高精度傳感器來判斷車輛當前位置是否偏離預定航向，對無人配送車、無人配送機的行動進行實時引導。

2.2 可視化的車輛跟蹤追溯技術

在運輸的過程中，人們可以結合物聯網和移動互聯網技術，在實現車輛定位管理的同時，搭建一個實時高效、智能感知、全程監管和透明管控的車輛運行管控平臺。可視化的車輛跟蹤追溯技術可以實現人、車、貨的實時監控，包括地點、軌跡、速度、溫度、濕度、質量、RFID和電子鎖等信息。在促進車輛科學管理的同時，其可以提供異常情況和信息的預警告警、短消息通知、歷史軌跡存儲及查看、運行信息統計報表等智能化的服務。在這個過程中，要開發和應用攝像頭、車載顯示器、GPS/北斗定位模塊、煙感報警系統、發動機采集儀等車載智能終端設備，完善車輛運行管控系統，對無人化運輸的全程進行實時監控和指揮調度。

3 智慧配送技術

3.1 大數據技術

大數據技術是一項復雜的綜合體，物流在運營過程中會產生海量的數據，大數據技術主要包括數據捕捉、數據存儲、數據處理、數據分析和數據應用等內容。例如，配送期間利用大數據技術對配送數據進行處理分析，使運輸資源得到最優配置，滿足客戶對運輸業務的個性化需求，實現車輛運輸過程的信息化、智能化管控。大數據用于路線優化、流程管控，這是物流方面的一項重要改進，也是物流配送無人化的基礎。大數據技術在智慧配送中的處理過程如圖4所示。

3.2 云計算技術

云計算技術是一種新的數據計算模式，它打破了傳統的計算模式，將各種信息資源進行虛擬化，云計算的關鍵技術主要有數據管理、數據存儲和編程模式等。云計算必須有強大的數據存儲和管理能力，云計算的出現促進了物流信息平臺的建立，它可以應用于物流業，根據客戶要求，對物流所產生的龐大數據進行快速計算和處理。在物流無人化配送的過程中，在云計算的支持下，配送數據和相關信息可以隨時獲取，便于將貨物及時有效地送到目的地。云計算將社會物流資源進行最優配置，從而實現高效、低成本和高質量的服務。同時，云計算提供云備份服務，便于數據的安全管理。

3.3 人工智能物流技術

人工智能物流技術是指利用集成智能化技術，使物流系統能模仿人的智能，具有思維、感知、學習、推理判斷和自行解決物流中某些問題的能力。人工智能物流技術可以實現自動應答，當有客戶進行咨詢或者投訴時，若無人值守，系統可以自動對客戶做出回應，并根據客戶要求進行記錄和上報。硬件設備可以裝配全球定位系統（GPS）和地理信息系統（GIS）芯片，人們可以在智能終端的應用程序APP上操作或發布命令，或者利用計算機自動規劃并設置無人車（或無人機）行駛路線，智能設備按指令進行作業。當前，人工智能物流技術主要用于商品的“最后一公里”場景的短距離配送，從技術角度來看，人們需要不斷研究和開發，才能使其最終達到為人類服務的要求。

在物流作業過程中，人工智能物流技術的應用使大量運籌與決策更加智能化，人們可以以物流管理為核心，實現運輸、存儲、包裝、裝卸等環節的一體化和智能物流系統的層次化。以無人機物流配送技術為例，無人機數據鏈技術、無人機飛行控制導航技術、無人機自主控制技術和貨物自動分揀技術是實現無人機物流配送最關鍵的四大技術。其中，無人機自主控制技術包括態勢感知技術、規劃與協同技術和自主決策技術等，是人工智能物流技術的創新應用，為物流配送無人化提供了強大的技術支持。

3.4 5G技術

5G技術是最新一代的蜂窩移動通信技術，其性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。在物流配送無人化中，5G技術可以實時、高速、無延時地傳輸無人物流設備采集的4K高清視頻等數據，其運行到哪里，人們可以看到哪里，使得無人物流設備運行控制時延大大縮短，滿足了遠程操控無人設備的需求。

3.5 物聯網技術

隨著人工智能技術的快速發展，在互聯網技術的基礎上，萬物互聯成為可能。當前，物聯網技術已經成為物流配送無人化的關鍵技術，它是指通過信息傳感器、射頻識別技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器等裝置與技術，實時跟蹤任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物和位置等各種需要的信息，通過各類可能的網絡接入，實現物與物、物與人的泛在連接，實現對物品和過程的智能化感知、識別和管理。物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等的信息承載體，它讓所有能被獨立尋址的普通物理對象形成互聯互通的網絡。當前，在物流運營過程中，它能夠解決物流實時數據的快速傳遞、物流對象的實時控制等問題。

4 結論

新技術的變革、電子商務的迅速發展以及無接觸式配送促進了物流配送無人化的發展，而高效智能化的物流設施和設備離不開大數據、物聯網、云計算、人工智能、物聯網等關鍵技術的支撐和應用。高精度的地圖數據、高智能化的導航系統、可視化追蹤等是實現物流配送無人化的關鍵。目前，物流配送無人化的應用以電商、物流龍頭企業為主，核心技術的研發和應用還需要進一步加強。

參考文獻：

[1]許子明，田楊鋒.云計算的發展歷史及其應用[J].信息記錄材料，2018（8）：66

[2]于明濤.智慧物流體系中的無人配送技術：“大數據與智慧物流”連載之八[J].物流技術與應用，2017（11）：134-136.

[3]劉帥，李秋偉，承林濤.基于無人駕駛技術的無人配送物流服務體系研究[J].中國新通信，2021（1）：73-74.

[4]陸煜泓.“因疫而興”的物流無人化末端配送發展分析[J].科技視界，2020（13）：199-200.

[5]孫捷.智慧物流背景下無人機配送發展分析[J].價值工程，2019（29）：218-219.