中图分类号:TP242.6 文献标识码:A 文章编号: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
系统思维是一种将事物视为一个整体的思考方式,它强调理解事物的各个组成部分及其相互之间的关系。它强调系统的整体性、关联性和层次性。系统思维认为系统是一个整体,整体功能大于部分之和,各部分相互依赖、相互作用。整体的属性和功能是部分按一定方式相互作用、相互联系产生的。系统作为一个整体,可划分为不同层次,各层次有其特点和功能,相互之间存在隶属和制约关系,共同构成完整的系统。系统中各要素之间相互关联、相互依存、相互作用,存在复杂的相互作用和反馈机制,一个要素的变化可能引发其他要素及整体的变化。同时,系统的关联性也强调了系统与外部环境存在密切联系。
物流无人机概念[1]的正式提出来源于NASA在UAM(城市空中交通)概念中对物流的引入。目前,广义概念上的物流无人机配送是以使用人为控制的无线信号无人机或具备自动路径姿态控制程序的无人机为主要运输工具,对传统包裹进行从物流节点至终端用户的运输,是一种新型物流配送模式。其配送范围以末端配送为基础,根据具体物流任务可扩展至整个城区。其中,电动垂直起降航空器(electricVerticalTake-offandLanding,eVTOL)因其具备低噪音、低污染、高效率、易维护等优势,加之对起降场地要求低,具有成为未来低空交通主要形式的潜力。因此,物流无人机垂直起降机场是发展未来城市空中交通的重要基础设施,是保障eVTOL航空器安全、高效运行并使其更好地融入现有城市交通系统的基本条件。物流无人机垂直起降场的运行是一个复杂有序的动态系统,本文将分别从层次性、关联性和整体性三方面应用系统思维[方法,研究如何有效构建物流无人机垂直起降机场运行保障体系。
1物流无人机运行流程
物流无人机的运行流程是一个从任务规划到任务完成的闭环过程,包括任务规划、起飞准备、任务执行、配送与降落、任务结束与维护等环节,如图1所示。
物流无人机运行流程每个运行阶段的具体内容如表1所示。

物流无人机的运行流程需要无人机起降机场的安全保障,物流无人机垂直起降机场的基础设施和运行系统是确保无人机高效、安全运行的关键。物流无人机垂直起降机场为物流无人机运行提供了基础设施支撑,包括专用起降平台、能源与维护设施以及货物转运设施,应用ADS-B监视系统、集成地理围栏技术等,确保飞行器在授权空域内安全运行。同时衔接其他地面交通设施,从而实现高效的货物运送流程[3-5]。
2机场整体规划要体现系统的层次性
为了构建高效低空物流网络,需要依据服务范围、功能定位和运营需求对物流无人机垂直起降机场进行分级规划,一般分为四级,依次是城市级物流综合枢纽、城区物流配送中心、社区级配送站和微型起降点,如表2所示。

城市级物流综合枢纽占地面积较大,一般位于城市中心区外围,临近高速公路、铁路货运站或机场,空域条件良好,配备大型起降平台,对接下一级配送中心的中转需求。
城区物流配送中心选址在城市区域内,一般位于城市物流园区或产业集聚区,临近城市快速路,占地面积较大。其功能以物流集散和存储为主,配送功能为辅,承担城市内部片区间的物流转运,对接三级枢纽的配送需求[6-8]。
社区级配送站多位于社区、商圈或工业园区,可利用建筑屋顶或闲置空地,配备小型起降平台,以配送功能为主,货物存储功能为辅,承担最后一公里配送,支持即时配送、应急物资投送等场景。
微型起降点功能定位为超末端配送节点,可提供临时起降支持,作为应急物流站点,多位于楼顶、停车场或开放空地,提供简易起降平台,用于楼宇级配送、紧急物资投送等服务。
国内快递企业顺丰控股子公司丰翼科技公司提出的城市低空物流网络建设构想是:建设基于无人机的城市“区域级物流枢纽 + 社区级网格点 + 终端”三级低空经济网络。通过在城市核心区域建设 2 ~ 3 个物流无人机枢纽,集成商品和货物集散,实现1小时覆盖区域以及3小时覆盖全市的低空网络。京东物流基于自有场景考虑,目前在低空物流方面,主要聚焦在三大类无人机物流配送应用方向进行试点。一是快递物流最后一公里配送,二是城市即时配送(C2C方向),三是商超配送(B2C方向)。
基于上述理论研究和企业实践可以看出,通过科学分级规划,物流无人机垂直起降机场能够实现从干线到末端的全覆盖,构建高效、智能、安全的低空物流网络。常用的物流业务类型包括末端即时配送、同城即时送、跨城急送和航线运输。不同的物流业务类型,其飞行组织和保障服务要求是动态变化的,这也必然要求物流无人机垂直起降机场的运行相应变化。
3机场规划建设要体现系统的整体性
物流无人机起降机场是发展无人机物流必备的基础设施,既包括直接保障物流无人机飞行起降的设施,也包括物流无人机飞行管理设施和相关运行保障设施。
3.1 基础设施
2024年6月,中国民航局就《民用垂直起降场地技术要求(征求意见稿)》公开征求意见。其中,垂直起降场地(portiere)定义为全部或部分仅供垂直起降航空器起飞、着陆和表面活动使用的场地或构筑物上的特定区域。包括表面垂直起降场、高架垂直起降场、垂直起降水上平台和船上垂直起降场地。
物流无人机垂直起降机场还应提供各种专用设施设备和不同的功能区域,构成情况如表3所示。

3.2低空飞行服务保障系统
构建安全、高效、顺畅的无人机运行保障体系是促进低空物流产业发展的关键。低空飞行服务保障体系由国家信息管理系统、区域信息管理系统和飞行服务站组成,核心功能包括飞行计划管理、航行情报服务、航空气象服务和监视告警服务等。在物理起降设施和通导监设备的基础上,依托数字化平台支持飞行计划管理、动态监视和地理信息服务等功能。
飞行服务站是低空飞行服务保障体系的重要节点,可为通用航空飞行及时提供飞行计划服务、气象服务、情报服务、告警服务、应急救援等空中交通服务。低空飞行服务站的主要功能模块一般包括三个部分,如图3所示。
低空运行监控中心是整体的核心部分,职能包括空域协同、飞行计划服务、航空情报服务、航空气象服务、飞行情报服务、告警和协助救援服务。地方政府设置相关行政审批窗口,实行相关业务在飞服中心通办,同时,飞服中心根据实际情况设置应急救援、公安、交通、市政、医疗等职能部门席位。保障性人才也是飞行服务保障体系的重要组成部分,一线管理服务人员既要熟知军民航相关飞行管理规定,也要负责与军民航管理部门对接协调,还要服务于众多企业的经营诉求,对这些一线管理服务人员有较高的综合性要求。
4机场运行要体现系统的关联性
4.1与现有综合交通基础设施有效融合
发展城市无人机物流,需要将城市无人机物流与综合交通有机融合,合理规划布局综合交通基础设施,通过建立城市无人机物流与其他交通方式的互联互通与高效接驳,提供更加优化的交通运输需求解决方案。例如,海南省开通首批城市无人机物流常态化运营航线,无人机承担机动车号牌等紧急物品的配送任务,避开城市地面交通拥堵,快速送达目的地。浙江金华市通过“金轨快运一天翼行”项目,将无人机与轨道交通相结合,形成“低空 + 轨道”联运模式。无人机从集散点起飞,将包裹运送至轨道交通站点,再由轨道交通完成长距离运输,最后由无人机或地面配送完成最后一公里配送。
物流无人机垂直起降机场需要规划好场内交通和场外交通。在场内交通方面,需要合理规划货物装卸区与停机坪之间的通道。通道要足够宽敞,以方便运输车辆顺利地将货物从装卸区运送到无人机旁边进行装载,同时要避免车辆和无人机之间发生碰撞。对于场外交通,要确保与城市地面交通紧密衔接,方便地面物流车辆快速地将货物运送到起降机场,或者将无人机运输的货物通过地面交通转运至其他目的地。同时,机场选址时要考虑与其他地面交通枢纽的距离,若能与这些枢纽有效衔接,可以拓宽物流运输的范围。
4.2与5G、北斗导航等新技术协同发展
无人机是利用多传感器融合技术实现组合导航定位,并通过自动控制系统、自主决策技术、避障技术以及人工智能技术来实现自主规划飞行的无人飞行器。物流无人机起降机场技术革新的方向主要体现在智能化、自动化和高精度协同等方面。物流无人机起降机场的信息基础设施是支撑其安全、高效运行的核心技术系统,包括通信网络系统、导航与定位系统、空域感知与监控系统、飞行管理与调度平台、气象与空域信息服务、数据安全与监管接口、智能运维与应急系统等[10]。物流无人机起降机场要留有硬件升级接口,推动交通基础设施的数字化与智能化,推进5G、北斗卫星导航等新技术与无人机交通基础设施的融合发展,提升系统安全和效率。
5结论
无人机物流相比传统物流具有高智能、低排放、低经济成本等优势,可畅通最后一公里和第一公里,是智慧物流未来发展的重要方向之一。本文应用系统思维方法对如何构建物流无人机起降机场运行保障系统进行研究,得出以下结论:首先,物流无人机起降机场要依据功能定位分层级规划,不同功能定位的机场在选址要求、设施配置和服务范围上各不相同;其次,物流无人机起降机场运行保障体系的建设既包括满足飞行器飞行需要的起降场点、停靠站区以及地面保障、信息处理、智能管控等附属设施,也包括健全的低空飞行服务保障体系;第三,物流无人机起降机场的运行一方面要实现传统基础设施和5G、北斗卫星导航等新技术的融合,另一方面要有效融入外部综合交通系统。物流无人机起降机场的建设标准和运行管理规范也会随着无人机物流的发展不断统一标准、优化内容,更有力地保障无人机物流运输产业的发展。
参考文献:
[1]钱欣悦.城区物流无人机起降场点协同选址布局优化模型研究[D].南京:南京航空航天大学,2021.
[2]胡泽民,钟洁,李刚.系统思维视角下高校课程思政评价认识及模型构建[J].桂林航天工业学院学报,2024,29(4):600-607.
[3]覃睿,赖雨馨.基于SLP的物流无人机垂直起降场功能区布局研究[J].科学技术创新,2024(13):225-228.
[4]柏艺琴,于敬磊,陈新锋.推广无人机融合应用增强交通运输系统韧性[J].珠江水运,2023(3):19-21.
[5]周治刚,郑玉萍,梁浩然,等.基于无人机遥感的广东省海洋生态修复项目监测方法研究[J].现代信息科技,2024,8(21):163-168.
[6]温佳霖,梁丰,许雯.基于改进蚁群算法的无人机三维路径规划研究[J].现代信息科技,2023,7(20):84-87+91.
[7]张洪海,李靖宇,费毓晗,等.城区物流无人机垂直起降程序设计方法[J].指挥信息系统与技术,2022,13(5):1-10.
[8]路宁,刘俊杰,西永在,等.无人机航空物探系统研发及应用[J].新疆地质,2023,41(S1):97.
[9]魏志强,肖鑫隆.垂直起降机场运行任务规划模型与容量估算方法[J/OL].北京航空航天大学学报,2024:1-13[2024-10-03].https://doi.0rg/10.13700/j.bh.1001-5965.2024.0249.
[10]廖小罕,屈文秋,徐晨晨,等.城市空中交通及其新型基础设施低空公共航路研究综述[J].航空学报,2023,44(24):6-34.
作者简介:狄娟(1983—),女,汉族,安徽滁州人,副教授,硕士研究生,研究方向:机场运行与管理