低空物流背景下湖南省農村車機協同配送模式研究

中圖分類號：F252.14文獻標志碼：ADOI： 10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.09.008

ResearchontheVehicle-droneCollborativeDeliveryModelinRuralAreasofHunanProvinceundertheContextofLow-atitudeLoitics

BIN Hou，LIU Fei， WAN Rumeng（School ofEconomics and Management， Hunan University of Technology， Zhuzhou 412oo7，China）

Abstract： In the context of low-altitude logistics， this study focuses on the vehicle-drone collaborative delivery model in ruralareas ofHunan Province.Firstly，it introduces therelevant policy background and the current status of rural logistics distribution. Secondly， it analyzes the characteristics and applicable scenariosof single-vehicle-single-drone， single-vehicle-multiple-drone，and multiple-vehicle-multiple-drone collaborativedelivery models.Subsequently，it pointsout theexistingissues in the vehicle-drone collaborative model inrural Hunan，such as the complexity of collaborative delivery route planning， limitations in drone logistics technology，inadequate airspace managementpolicies，and insufficient market entity vitality. The study proposes improvement strategies from four aspects： Strengthening regional coordination to optimize route planning， increasing Ramp;D investment to overcome technical bottlenecks，enhancing regulatory systems to improve legal and policy frameworks，and establishing cooperation mechanisms to boost market entity vitality. These strategies aim to promote thesteady implementation of the vehicle-drone collaborative delivery model in rural Hunan and support the high-quality development of rural logistics.

Keywords：low-altitude logistics;vehicle-drone collaboration; delivery model

0引言

隨著技術的不斷進步和政策的持續支持，低空物流迅速興起。2024年中央一號文件明確指出，要推動農村流通高質量發展，健全縣鄉村物流配送體系。工信部印發的《通用航空裝備創新應用實施方案 （2024—2030年）》指出，要聚焦“干-支-末”物流配送需求，支持研究低空物流解決方案、探索智慧物流新模式，推動鄉村、山區等新興場景無人機配送大規模應用，構建航空物流配送網絡2]。2024年湖南省人民政府辦公廳印發的《關于支持全省低空經濟高質量發展的若干政策措施》指出，鼓勵無人機開展低空物流和配送業務，發展無人機配送、無人機運輸等新興物流方式。然而，無人機存在飛行續航時間相對較短、載重能力比較薄弱等不足，單獨使用無人機無法滿足農村物流的需求。因此，卡車-無人機（簡稱“車機\"）協同配送模式成為解決湖南省農村物流配送難題的重要手段。

1湖南省農村物流配送現狀

近年來，湖南省農村地區的互聯網用戶持續增長，網絡交易量不斷增加，電商市場發展勢頭強勁，使得農村物流配送規模不斷擴大。第三方監測數據顯示，2023年湖南省農村網絡零售額同比增長 16.9% ，其中，農產品網絡零售額達406.58億元，同比增長 14.48%l 5]。同時，隨著鄉村振興戰略的深人實施，湖南省農村快遞物流發展已經取得了明顯的進步。湖南省快遞進村覆蓋率顯著提升，部分地區通過客貨郵融合使村民寄遞成本減少，快遞企業成本也相應下降。同時，眾多地區建立了物流快遞信息平臺，信息化水平逐步增強。“一點多能、一網多用、功能集約、便利高效”的農村運輸服務新模式不斷涌現，助力雙向流通，推動農村物流配送體系不斷完善。然而，湖南省農村人口居住分散，快遞業務量較少，導致農村物流企業人力、成本和利潤不成正比，網點設置資源未有效融合，阻礙了湖南省農村物流的發展。

2農村車機協同配送模式分析

根據卡車和車載無人機數量可將卡車與無人機協同配送模式劃分為FSTSP（Flying Sidekick Traveling SalesmanProblem） TSP-mD（Traveling SalesmanProblem with Multiple Drones）和MTSPD（Multiple Traveling Salesman Problem with Drones）三類

2.1單車單機協同配送模式

單車單機協同配送模式是指一輛卡車搭載一架無人機進行配送，即FSTSP。在這種模式下，卡車沿著既定的交通路線行駛，到達離配送點一定距離且符合無人機起飛條件的位置后將無人機釋放，無人機利用其空中飛行優勢，快速抵達農村住戶或分散的小型配送點，完成貨物投遞后再返回卡車所在位置。單車單機協同配送模式只涉及一輛卡車和一架無人機，在路徑規劃、任務調度及設備維護等方面的復雜度較低。在一些規模較小、配送需求相對單一的農村地區而言，該配送模式具有較高的經濟性和實用性。然而，一架無人機單次運輸貨物量有限，在面對客戶點數量和需求量較大的情況下，無人機可能需要多次往返卡車停靠點，從而在一定程度上影響整體配送速度和效率。

2.2單車多機協同配送模式

單車多機協同配送模式是指一輛卡車攜帶多架無人機進行配送的情形，即 TSP-mD 。在此模式中，卡車沿著既定的配送路線行駛，在合適的節點，根據各個客戶點的具體情況，同時或依次放飛多架無人機，分別前往不同的目標客戶點，完成投遞后返回卡車。這種模式能夠充分利用無人機數量上的優勢，一次性處理多個配送任務，顯著提升配送效率。在配送任務較為密集、客戶點相對集中但車輛難以直接抵達的農村區域較為適用。然而，為避免無人機在空中發生碰撞事故，保證物流配送全過程的流暢銜接，多無人機協同作業對任務分配及飛行調度提出了更高的要求。

2.3多車多機協同配送模式

多車多機協同配送模式是指多輛卡車與多架無人機進行協同配送，即MTSPD。在該模式下，卡車搭載一定數量的無人機，按預定路線行駛，為各客戶點提供服務。在配送過程中卡車之間，以及卡車與無人機之間保持密切的信息溝通與協同配合，完成配送任務后返回配送中心。多車多機協同配送模式能夠滿足農村地區大規模、復雜的物流配送需求，在多主體的協同作業下，實現配送覆蓋范圍的最大化，提升配送效率和服務質量。但這種模式的復雜性極高，需要強大的信息管理系統對各卡車和無人機進行統一調度，以確保整個配送網絡的有序運行。同時，企業在設備管理、人員調度、成本控制等方面也面臨諸多挑戰。

3湖南省農村車機協同配送模式存在的問題

3.1協同配送路徑規劃復雜

路徑規劃的復雜性是制約湖南省農村車機協同配送模式高效運作的重要原因之一。首先，湖南省農村地區地域廣闊，人口分布較為零散，例如湘西、湘南等地區的山區村落，彼此間隔較遠。同時，交通基礎設施尚不完善，路況復雜多變，使得配送車輛可選擇的通行路線受限。其次，配送任務的實施過程中，需要全方位權衡不同村落、不同地點的貨物需求量，同時要充分考慮到各客戶點的配送時間要求等諸多要素，如在一些農產品豐收季，對農產品向外運輸的配送時效性要求非常高，這進一步加大了路徑規劃的難度。最后，車機協同涉及到車輛與無人機之間的銜接配合，合理規劃卡車與無人機的配送路線，避免出現配送空白或重復配送等情況，就必須針對湖南省農村的整體配送區域進行精細化的分析和布局，細致考量各地的地形地貌、村落分布特點等，這也使得協同配送路徑規劃在湖南省農村成了一個復雜且困難的問題。

3.2無人機物流技術的限制

雖然相較于傳統運輸方式而言，無人機在物流配送領域有明顯的優勢，但其目前的無人機應用技術尚未完全成熟。一方面，無人機的續航能力有限，湖南省農村地域跨度大，現有的無人機電池技術很難滿足長距離、多站點的配送需求。在一些偏遠山區進行農資配送，需要覆蓋多個分散的村落，無人機常常因電量不足，不得不頻繁更換電池或返回充電，這不僅降低了配送效率，還額外增加了運營成本。另一方面，無人機的有效載荷較低，湖南省農村物資豐富多樣，如一些大型農機具配件等重量較大的物資和成捆的農產品包裝等體積較大的貨物，無人機難以對他們進行運輸，從而限制了其能夠配送的貨物種類，無法充分滿足農村多樣化的貨物配送需求。

3.3空域管理政策不夠健全

雖然湖南省低空領域正逐步放開，但針對農村特定場景下無人機飛行的細則仍不夠清晰明確。一方面，在湖南省農村地區開展無人機配送時，申請飛行許可的流程頗為繁瑣，需要經過當地空管部門及相關農業管理部門等多個部門的審批，并且審批周期比較長，導致配送時效性大打折扣[0。另一方面，對于湖南省農村地區的無人機飛行高度限制、飛行區域劃分等問題，也缺乏切合實際的針對性措施。如在一些有旅游景區、軍事管理區周邊的農村，無人機飛行界限模糊，企業在實際操作中難以準確把握合規界限，容易誤闖禁飛區，從而存在違規風險。此外，在遇到突發狀況，如無人機因技術故障偏離預定航線，或是遭遇惡劣天氣影響飛行等意外情況時，缺乏完善的應急處置政策指導，難以迅速且有效地協調各方資源進行應對，從而保障空域安全以及地面人員和財產安全。

3.4市場主體活力不足問題

在湖南省農村車機協同配送模式實施中，市場主體活力不足問題較為突出，這是多方面因素共同作用的結果。從市場準入來看，政策約束使部分主體面臨資質獲取難題，且物流資源多集中于大型企業，形成資源壟斷局面，阻礙新主體的進入和市場活力的釋放。從成本方面來看，農村地域廣、村落分散，運輸、基礎設施建設及人力等成本高昂，加之物流需求季節性強、居民消費能力及意識有限，盈利預期不明確，企業參與積極性受挫。此外，市場競爭的無序性及合作機制的不健全，缺乏統一的市場規范和協調機制，部分企業為爭奪市場份額采取低價競爭策略，導致市場秩序混亂，難以形成良性競爭環境。同時，企業之間缺乏有效的合作平臺和資源共享機制，難以實現資源整合和優勢互補，不僅造成了資源浪費，還限制了整體服務水平的提升，導致了湖南省農村車機協同配送市場主體數量難增加、活力難提升。

4湖南省農村車機協同配送模式的改進策略

4.1加強區域協調，優化路徑規劃

針對湖南省農村車機協同配送模式存在的難題，加強區域協調、優化路徑規劃至關重要。首先，可由省級相關部門主導，召集各地交通運輸部門、物流協會和企業定期開展交流會，讓湘西、湘北等不同區域參會代表分享各自配送經驗，互通信息，為路徑規劃提供多元思路。其次，借助大數據等手段，細致測繪農村地形，摸清物流需求，再按區域特性劃分物流子區域，確定中轉節點及其輻射范圍，搭建起合理的配送網絡，例如以鄉鎮物流中心為核心輻射周邊村落。再者，引導地方高校、科研機構與物流企業合作，開發契合農村情況的路徑規劃智能算法，將農村交通、村落分布、季節變化及實時情況等因素納入考量，求解最優車機配送路徑。最后，構建區域資源共享與協調機制，共享倉儲、車輛、無人機等資源，遇運力不足可相互支援，及時調整路徑，保障配送順暢高效。

4.2增加研發投入，突破技術瓶頸

湖南省農村車機協同配送中，無人機技術限制突出。鑒于農村地域廣、物資多樣，提升其續航和有效載荷能力很關鍵。在增加續航方面，推動科研機構與企業合作，探索新型電池技術應用，像高性能鋰電池、氫燃料電池等。同時研發能量回收系統，減少飛行能耗，如優化降落時的制動能量回收。通過這些手段延長無人機航程，滿足遠距離配送，避免頻繁充電或換電池，提升配送效率。在提高有效載荷上，從材料與結構設計著手，利用輕質高強度新材料制造機體，減輕自重，并通過專業團隊優化結構布局，增強承載能力，使其能運輸如農機具配件、成捆農產品等更多貨物，更好適配湖南農村多樣化物資配送需求，拓展無人機應用范圍，助力農村物流發展。此外，結合智能算法優化飛行路徑，減少無效飛行距離，進一步提升效率，并通過模塊化設計實現載荷靈活配置，滿足不同場景需求，為農村物流注人科技動力。

4.3強化監管制度，完善法規政策

湖南農村車機協同配送受空域管理政策不完善影響，亟待強化監管與完善法規。首先，簡化無人機飛行許可申請流程，建立多部門一站式審批平臺，整合審批事項，實現信息共享與并聯審批。如物流企業在平臺提交申請，各部門同步審核，縮短周期，提高效率，讓企業及時獲飛行資格。其次，細化空域管理細則，結合農村地理與配送需求，用地理信息技術劃分飛行區域、規定高度范圍并監控。如張家界景區周邊農村，明確不同時段、區域的飛行要求，便于企業和操作人員把握界限，減少違規。同時，制定應急處置預案，明確突發狀況下各方責任與措施，建立聯動機制。一旦遇無人機故障等意外，各部門協同應對，保障空域安全，推動配送模式合法合規健康發展，營造良好空域環境。

4.4建立合作機制，強化主體活力

首先，在市場準入方面，政府需加強對物流資源的統籌調配，引導大型物流企業開放部分資源，通過租賃、合作等形式實現共享，在物流基礎設施建設規劃中確保布局均衡，打破資源壟斷局面，助力市場主體多元化發展。其次，在成本與收益方面，湖南省財政部門應設立專項補貼資金，針對企業購置配送設備、建設物流站點及充電設施等投入給予補貼，緩解前期成本壓力，還應依據業務量或服務覆蓋范圍為偏遠地區配送業務提供運營補貼。此外，引導企業拓展多元增值服務，深度融入農業產業鏈各環節，開展諸如農產品倉儲保鮮、加工包裝等業務，同時與農村旅游、電商產業緊密合作，打造特色配送服務，以此平衡成本與收益，增強盈利預期，提升參與積極性。最后，在產業融合方面，鼓勵物流企業深度參與農產品全產業鏈，深化與農業的融合，并且積極推動與鄉村旅游、農村電商等多元產業聯動發展，創造更多發展機遇，提升市場整體活力。

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