自動駕駛在無人配送領域的應用研究

潘霞 謝蓉 張慶余

中汽數據(天津)有限公司 天津 300380

由于末端配送的工作模式特點，形成了低效率且高成本的行業痛點(如圖1所示)。在互聯網時代背景下，網購用戶迅速增長，因此對末端配送的實時性需求迅速提升。在如此大體量的業務需求下，伴隨著碎片化服務的特點，進一步導致末端配送的需求向著更高效高頻的方向開展。

配送服務同時具有時間、空間的分散化特征。首先，末端配送需要面對分布在城市各個地區的消費者或商家，主體也呈現出多樣化特征，包括社區、寫字樓、餐廳、便利超市等，服務需求尤其分散。其次，配送的時間同樣分散分布，幾乎全天候都有不同程度的需求，并且經常會出現重復配送的情況，浪費時間。由于配送服務在時間、空間上的分散分布，使得配送站點以及服務人員的需求較多，由此產生了市場需求與勞動力供給之間的矛盾，從而也助推了無人配送的研發與應用。

我國的快遞、外賣等實時性要求高的配送行業正在快速發展，根據統計結果顯示，在2019年，我國的快遞總數高達635億件，實時配送的業務數據也有185億之多[1]。因此，持續暴增的業務體量給末端配送帶來的壓力也成正比例上升，配送力的需求巨大。在這樣的背景下，無人配送應運而生。

圖1 末端物流配送

1 無人配送應用場景與商業模式

1.1 “人工智能+物流”在高校中的應用

高校校園是無人配送的核心應用場景之一，大學的快遞量非常之多并且快遞點較為集中，一般放置于菜鳥驛站等代收處。由于大家取貨時間也相對集中，導致取貨速度十分緩慢，等待時間過長，進而降低了取貨體驗。因此，在高校中引入“人工智能+無人配送”的先進模式，將會大大改善目前排隊時間長的難題，為在校師生提供更多便利。

通過無人配送車和快遞柜的有機結合，能夠有效減少快遞取送中的時間消耗問題。通過視覺識別算法來識別貨物上的二維碼，實現貨物的大小分類，然后分別由無人配送車根據識別的貨物地址信息進行配送，達到準確投遞和自動化管理的目的。與此同時，智能配送車裝有多個攝像頭，可實現實時監控的目的，以防配送過程中出現地址選擇失誤及物品損壞的問題。在送達各地址所在處的代收點后，學校師生便可就近取得自己的快遞[2]。

1.2 短期內人機協同配送模式探索

鑒于當前的自動駕駛技術尚未達到完全的成熟期，同時相關政策與法律法規也尚未完善，因此短期內可在人力協作的基礎上適量引入自動化配送，達成“人機協作”的業務方式。在自動化層面，機器人能夠實現簡單且準確的重復性工作，減少人力成本的浪費；在智能化層面，短期內智能化分配仍需人工去完成。因此，在發展前期，通過“人機協作”的工作模式，能夠有效搭建創新型配送平臺，也能夠推動全無人化配送方式的進一步落地。

短期內，人機協同配送平臺可以專注于物流配送的調度系統。調度系統提前進行方案設計，選派人員及相應的無人配送機器。無人配送機器人在指定距離內運行，指定人員將無人配送機送到指定地點，并在配送階段定期檢查無人配送智能機的相關狀況，以調整“人機合作”中人工作業與自動化作業的比例，增加了無人物流站配送的智能化和無人化特征。以上述方式探索無人配送的布局，將有助于我國物流業應對未來突發狀況，為社會提供更多生命安全保障支持。

1.3 無人配送商業模式探索

無人配送產業的上游是各硬件和零部件供應廠商，包括線控底盤、計算平臺、各類型智能傳感設備等，既涉及汽車產業，也需要新的數字化和智能化配件，讓無人配送車真正能夠“自動駕駛”。整體來看，我國在無人配送行業內，其上游零部件領域的發展十分迅速，從三個方面可以看出：首先是技術層面的持續攻關，在傳感設備的性能、計算芯片的算力以及線控底盤的穩定性方面，均獲得提升顯著；其次，在提升性能的同時注重降低成本，量產的前提下不斷降低其硬件成本；最后，國產零部件的供應商所占比例日益擴大，在傳感器、芯片、底盤等各類硬件方面，我國企業涉獵越來越廣。

無人配送的商業模型已初步形成，進入批量應用前夜。無人配送的商業模式可以從兩個方面落地，第一，提供無人配送運營服務，如白犀牛、毫末智行等，結合不同的場景需求提供相應的無人配送服務，但是無人配送車輛由自己運營，收取配送服務費用；第二，通過銷售或租賃無人配送車輛、提供軟硬件集成解決方案來進行商業化落地，如新石器、馭勢科技等。

2 無人配送對自動駕駛的意義

隨著科技的進步，人類對于自動駕駛的渴望越來越迫切，研究表明，借助各類交通運輸實體，自動駕駛系統可以實現在增強高速公路安全性、緩解交通擁堵、疏解停車難問題、減少空氣污染等領域的顛覆性改善。自動駕駛技術的實現意義重大，但自動駕駛技術從來不是一項單一的技術，它是眾多技術的整合，因此在可靠性、安全性方面存在諸多技術難點，面對復雜的城市道路環境，短期內很難落地。無人配送可以幫助自動駕駛技術盡快地落地應用，通過在此場景下的運行驗證也能夠更好地進行技術層面的迭代升級。

2.1 自動駕駛關鍵技術簡述

發展智能網聯汽車產業，有利于實現汽車智能化、網聯化，提升智能交通水平，保障出行安全，促進信息消費，對推動產業轉型升級、實現高質量發展具有重要意義。自動駕駛技術通過集成人工智能、高精度地圖、環境感知等技術工具實現，借助嵌入式車規級的系統平臺，能夠加速實現自動駕駛技術規模化、市場化。

以政府為主導，大力推進新能源汽車和智能網聯汽車的發展，是當前我國汽車工業發展的主要方向。隨著5G、人工智能等技術的發展及居民需求水平的提升，智能汽車將在生活中扮演更加重要的角色，相關市場的巨大空間將進一步打開。

自動駕駛技術“卡脖子”環節主要包含傳感器、自動駕駛系統、芯片、操作系統、地圖與定位等。其中自動駕駛系統起到核心“大腦”的作用，需要在車規級、安全性、高適配性等方面盡快突破。智能網聯汽車的最終產品形態尚未確定，高級別自動駕駛汽車仍處于研發測試階段，需重點突破系統架構、感知決策及控制核心算法、研發工具鏈三個層面的關鍵技術，為解決自動駕駛應用產業化落地提供支撐(如圖2所示)。隨著自動駕駛技術的不斷成熟，在兼顧安全性的同時，乘客的舒適度也得到了更好的保障。自動駕駛是重構未來出行格局的核心，自動駕駛在出行服務的應用將呈現場景化特點。未來以自動駕駛為核心的出行/物流服務，將從私家車出行、共享客運接駁、貨運物流三大應用場景出發，實現漸進式落地。

圖2 自動駕駛系統關鍵算法

2.2 無人配送市場前景廣闊

目前，眾多的傳統主機廠以及造車新勢力都在加大力度研發自動駕駛在無人配送領域中的應用。由于載客自動駕駛所面臨的安全問題更大，且技術難點更多，因此低速無人配送車將會是自動駕駛能夠量產落地的優先選擇。配送市場規模正在不斷擴大，有報告指出，未來在城市內的物流配送需求將會激增，如果仍采用傳統配送方式，將會給交通帶來巨大壓力，造成嚴重交通堵塞。而采用無人配送車則可以有效分配時間，提高物流效率，進而緩解交通擁堵情況，優化效率和保證車輛的正常運行時間是成功的關鍵。

以某公司無人配送為例，2020年年初，無人配送在北京順義成功開展試運營，并得到了相關政府部門的大力支持，圍繞順義區8個社區及周邊路線持續配送300天，累計訂單數超過1萬單，無人車訂單占人車總訂單60%以上，基本實現了區域常態化運行。2020年9月，區政府再次創新監管方法，公示某公司無人配送測試路線和方案，支持無人配送設備在指定區域、指定時間運行，為每一輛無人配送車明確了安全責任人，這一行業重大突破，為末端即時配送帶來曙光。某公司的無人配送做的就是開放道路的末端物流，就是通過云端中樞的智能調度進行最后三公里的運輸。用戶在網上點餐其就可以派車去商場、去餐館取餐，然后通過幾公里到達小區或者寫字樓，送到用戶的手里。

3 中汽數據自研多場景低速無人車

中汽數據(天津)有限公司前期已開展基于自動駕駛系統的智能網聯技術攻關，重點開發具備數據自生能力的自動駕駛關鍵自主化產品，打造低成本、車規級、嵌入式自動駕駛系統，以線控底盤車為基礎，應用于安防巡邏、售賣、送餐、快遞、配送、接駁、租賃、編隊等多類型特定化場景，實現產品化落地(如圖3所示)。重點涵蓋功能包括自動配送、人臉識別、車牌識別、招手即停、自動售賣、車輛識別、煙霧報警等。面向企業、高校等推廣自動駕駛研發平臺，提供模塊化技術服務輸出，同時以合作研發提升技術能力；進一步實現可量產、車規級自動駕駛軟硬件系統，聯合主機廠，推進在業內的量產化前裝應用；以實踐品質打造品牌。最終形成以研發支撐服務，以服務反饋研發的良性可持續閉環系統。

圖3 無人線控車基本架構

結語

短期內，無人配送新興產業未來將以人機協作的模式，承擔在公開道路、低溫、夜間等特定場景的配送任務，配送人員會逐漸到相對安全的環境去工作。這一新興產業將提升城市道路運行效率，減少人為因素導致的交通安全事故。未來，無人配送將逐步成型，成為自動駕駛技術率先落地的示范典型。