系統思維視角下物流無人機垂直起降機場運行保障體系的構建

中圖分類號：TP242.6 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2025）08-0161-04

Abstract： Logistics UAV vertical take-off and landing airport will become an important infrastructure for urban air trafic inthefuture，anditisnecessarytobuildasafeandefcientoperationguaranteesystem.Systemthinkingisaoisticand comprehensive wayof thinking，emphasizing theoverallsituation，understanding therelationship between thevariousparts ofthesystemanditsimpactonthe whole.This paperstudiestheconstructionoflogistics UAVvertical take-offandlanding airportoperationguarante system fromthree aspectsofsystem hierarchy，integrityandrelevance.Theresearchresultsshow thatthelogisticsUAVtake-offandlandingairportshouldbeplannedandconstructedhierarchicallyacordingtothefunctional positioning.Theconstructionofitsoperationguaranteesystemincludes notonlythetakeoffandlandingsitefacilitiesthatmeet the needsofaircraftfligt，butalsoasoundlow-altitudeflightserviceguarante system.Iaddition，theoperationoftheaiport shouldrealize the integrationof traditional infrastructure and informationinfrastructure suchas 5Gand Beidou Navigation Satelite System.Anotheraspect，itshouldbeeffectivelyintegratedintotheexternalintegrated transportationsystem.

Keywords： logistics UAV; vertical take-off and landing airport; system thinking

0 引言

系統思維是一種將事物視為一個整體的思考方式，它強調理解事物的各個組成部分及其相互之間的關系。它強調系統的整體性、關聯性和層次性。系統思維認為系統是一個整體，整體功能大于部分之和，各部分相互依賴、相互作用。整體的屬性和功能是部分按一定方式相互作用、相互聯系產生的。系統作為一個整體，可劃分為不同層次，各層次有其特點和功能，相互之間存在隸屬和制約關系，共同構成完整的系統。系統中各要素之間相互關聯、相互依存、相互作用，存在復雜的相互作用和反饋機制，一個要素的變化可能引發其他要素及整體的變化。同時，系統的關聯性也強調了系統與外部環境存在密切聯系。

物流無人機概念[1]的正式提出來源于NASA在UAM（城市空中交通）概念中對物流的引入。目前，廣義概念上的物流無人機配送是以使用人為控制的無線信號無人機或具備自動路徑姿態控制程序的無人機為主要運輸工具，對傳統包裹進行從物流節點至終端用戶的運輸，是一種新型物流配送模式。其配送范圍以末端配送為基礎，根據具體物流任務可擴展至整個城區。其中，電動垂直起降航空器（electricVerticalTake-offandLanding，eVTOL）因其具備低噪音、低污染、高效率、易維護等優勢，加之對起降場地要求低，具有成為未來低空交通主要形式的潛力。因此，物流無人機垂直起降機場是發展未來城市空中交通的重要基礎設施，是保障eVTOL航空器安全、高效運行并使其更好地融入現有城市交通系統的基本條件。物流無人機垂直起降場的運行是一個復雜有序的動態系統，本文將分別從層次性、關聯性和整體性三方面應用系統思維[方法，研究如何有效構建物流無人機垂直起降機場運行保障體系。

1物流無人機運行流程

物流無人機的運行流程是一個從任務規劃到任務完成的閉環過程，包括任務規劃、起飛準備、任務執行、配送與降落、任務結束與維護等環節，如圖1所示。

物流無人機運行流程每個運行階段的具體內容如表1所示。

物流無人機的運行流程需要無人機起降機場的安全保障，物流無人機垂直起降機場的基礎設施和運行系統是確保無人機高效、安全運行的關鍵。物流無人機垂直起降機場為物流無人機運行提供了基礎設施支撐，包括專用起降平臺、能源與維護設施以及貨物轉運設施，應用ADS-B監視系統、集成地理圍欄技術等，確保飛行器在授權空域內安全運行。同時銜接其他地面交通設施，從而實現高效的貨物運送流程[3-5]。

2機場整體規劃要體現系統的層次性

為了構建高效低空物流網絡，需要依據服務范圍、功能定位和運營需求對物流無人機垂直起降機場進行分級規劃，一般分為四級，依次是城市級物流綜合樞紐、城區物流配送中心、社區級配送站和微型起降點，如表2所示。

城市級物流綜合樞紐占地面積較大，一般位于城市中心區外圍，臨近高速公路、鐵路貨運站或機場，空域條件良好，配備大型起降平臺，對接下一級配送中心的中轉需求。

城區物流配送中心選址在城市區域內，一般位于城市物流園區或產業集聚區，臨近城市快速路，占地面積較大。其功能以物流集散和存儲為主，配送功能為輔，承擔城市內部片區間的物流轉運，對接三級樞紐的配送需求[6-8]。

社區級配送站多位于社區、商圈或工業園區，可利用建筑屋頂或閑置空地，配備小型起降平臺，以配送功能為主，貨物存儲功能為輔，承擔最后一公里配送，支持即時配送、應急物資投送等場景。

微型起降點功能定位為超末端配送節點，可提供臨時起降支持，作為應急物流站點，多位于樓頂、停車場或開放空地，提供簡易起降平臺，用于樓宇級配送、緊急物資投送等服務。

國內快遞企業順豐控股子公司豐翼科技公司提出的城市低空物流網絡建設構想是：建設基于無人機的城市“區域級物流樞紐 + 社區級網格點 + 終端”三級低空經濟網絡。通過在城市核心區域建設 2 ～ 3 個物流無人機樞紐，集成商品和貨物集散，實現1小時覆蓋區域以及3小時覆蓋全市的低空網絡。京東物流基于自有場景考慮，目前在低空物流方面，主要聚焦在三大類無人機物流配送應用方向進行試點。一是快遞物流最后一公里配送，二是城市即時配送（C2C方向），三是商超配送（B2C方向）。

基于上述理論研究和企業實踐可以看出，通過科學分級規劃，物流無人機垂直起降機場能夠實現從干線到末端的全覆蓋，構建高效、智能、安全的低空物流網絡。常用的物流業務類型包括末端即時配送、同城即時送、跨城急送和航線運輸。不同的物流業務類型，其飛行組織和保障服務要求是動態變化的，這也必然要求物流無人機垂直起降機場的運行相應變化。

3機場規劃建設要體現系統的整體性

物流無人機起降機場是發展無人機物流必備的基礎設施，既包括直接保障物流無人機飛行起降的設施，也包括物流無人機飛行管理設施和相關運行保障設施。

3.1 基礎設施

2024年6月，中國民航局就《民用垂直起降場地技術要求（征求意見稿）》公開征求意見。其中，垂直起降場地（portiere）定義為全部或部分僅供垂直起降航空器起飛、著陸和表面活動使用的場地或構筑物上的特定區域。包括表面垂直起降場、高架垂直起降場、垂直起降水上平臺和船上垂直起降場地。

物流無人機垂直起降機場還應提供各種專用設施設備和不同的功能區域，構成情況如表3所示。

3.2低空飛行服務保障系統

構建安全、高效、順暢的無人機運行保障體系是促進低空物流產業發展的關鍵。低空飛行服務保障體系由國家信息管理系統、區域信息管理系統和飛行服務站組成，核心功能包括飛行計劃管理、航行情報服務、航空氣象服務和監視告警服務等。在物理起降設施和通導監設備的基礎上，依托數字化平臺支持飛行計劃管理、動態監視和地理信息服務等功能。

飛行服務站是低空飛行服務保障體系的重要節點，可為通用航空飛行及時提供飛行計劃服務、氣象服務、情報服務、告警服務、應急救援等空中交通服務。低空飛行服務站的主要功能模塊一般包括三個部分，如圖3所示。

低空運行監控中心是整體的核心部分，職能包括空域協同、飛行計劃服務、航空情報服務、航空氣象服務、飛行情報服務、告警和協助救援服務。地方政府設置相關行政審批窗口，實行相關業務在飛服中心通辦，同時，飛服中心根據實際情況設置應急救援、公安、交通、市政、醫療等職能部門席位。保障性人才也是飛行服務保障體系的重要組成部分，一線管理服務人員既要熟知軍民航相關飛行管理規定，也要負責與軍民航管理部門對接協調，還要服務于眾多企業的經營訴求，對這些一線管理服務人員有較高的綜合性要求。

4機場運行要體現系統的關聯性

4.1與現有綜合交通基礎設施有效融合

發展城市無人機物流，需要將城市無人機物流與綜合交通有機融合，合理規劃布局綜合交通基礎設施，通過建立城市無人機物流與其他交通方式的互聯互通與高效接駁，提供更加優化的交通運輸需求解決方案。例如，海南省開通首批城市無人機物流常態化運營航線，無人機承擔機動車號牌等緊急物品的配送任務，避開城市地面交通擁堵，快速送達目的地。浙江金華市通過“金軌快運一天翼行”項目，將無人機與軌道交通相結合，形成“低空 + 軌道”聯運模式。無人機從集散點起飛，將包裹運送至軌道交通站點，再由軌道交通完成長距離運輸，最后由無人機或地面配送完成最后一公里配送。

物流無人機垂直起降機場需要規劃好場內交通和場外交通。在場內交通方面，需要合理規劃貨物裝卸區與停機坪之間的通道。通道要足夠寬敞，以方便運輸車輛順利地將貨物從裝卸區運送到無人機旁邊進行裝載，同時要避免車輛和無人機之間發生碰撞。對于場外交通，要確保與城市地面交通緊密銜接，方便地面物流車輛快速地將貨物運送到起降機場，或者將無人機運輸的貨物通過地面交通轉運至其他目的地。同時，機場選址時要考慮與其他地面交通樞紐的距離，若能與這些樞紐有效銜接，可以拓寬物流運輸的范圍。

4.2與5G、北斗導航等新技術協同發展

無人機是利用多傳感器融合技術實現組合導航定位，并通過自動控制系統、自主決策技術、避障技術以及人工智能技術來實現自主規劃飛行的無人飛行器。物流無人機起降機場技術革新的方向主要體現在智能化、自動化和高精度協同等方面。物流無人機起降機場的信息基礎設施是支撐其安全、高效運行的核心技術系統，包括通信網絡系統、導航與定位系統、空域感知與監控系統、飛行管理與調度平臺、氣象與空域信息服務、數據安全與監管接口、智能運維與應急系統等[10]。物流無人機起降機場要留有硬件升級接口，推動交通基礎設施的數字化與智能化，推進5G、北斗衛星導航等新技術與無人機交通基礎設施的融合發展，提升系統安全和效率。

5結論

無人機物流相比傳統物流具有高智能、低排放、低經濟成本等優勢，可暢通最后一公里和第一公里，是智慧物流未來發展的重要方向之一。本文應用系統思維方法對如何構建物流無人機起降機場運行保障系統進行研究，得出以下結論：首先，物流無人機起降機場要依據功能定位分層級規劃，不同功能定位的機場在選址要求、設施配置和服務范圍上各不相同；其次，物流無人機起降機場運行保障體系的建設既包括滿足飛行器飛行需要的起降場點、停靠站區以及地面保障、信息處理、智能管控等附屬設施，也包括健全的低空飛行服務保障體系；第三，物流無人機起降機場的運行一方面要實現傳統基礎設施和5G、北斗衛星導航等新技術的融合，另一方面要有效融入外部綜合交通系統。物流無人機起降機場的建設標準和運行管理規范也會隨著無人機物流的發展不斷統一標準、優化內容，更有力地保障無人機物流運輸產業的發展。

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作者簡介：狄娟（1983—），女，漢族，安徽滁州人，副教授，碩士研究生，研究方向：機場運行與管理