無人機集群技術為麻煩頻出的物流業提供新思路

軍情 03-20

此前，二次元君曾經寫文章對目前在軍事領域已經得到青睞的無人機集群技術進行了相關解析，並且給出了「該技術可能改寫現有戰場規則」的判斷，這一判斷到底正確與否，目前我們還沒有看到一個明確的結論，但是——目前看來，該技術似乎在民用領域也同樣能夠大有所為。

從去年開始，備受關注的京東無人機開始廣泛出現在我們的視線之中，但隨之而來的就是京東無人機在配送過程中產生了「有限空間內多無人機之間的衝突」等一系列新問題，這使得原本應當得到提高的配送效率並沒有顯著改變，對此，無人機集群技術的最新發展或許能夠給出新的解決方案，一起來了解一下。

無人機集群應急通信系統

首先我們要知道，所謂的「集群」實際上原本是一個生物學範疇的術語，生物界中的昆蟲、鳥類、魚類、水生動物、人與細菌都會出現集群行為，而無人機集群技術的靈感則正是來源於此——通常情況下，單個的無人機僅具有相當簡單的功能，但實施集群之後的無人機機群則能夠執行各種複雜多樣的任務，例如我們今天所講的配送快遞。目前無人機配送快遞往往出現這樣兩種問題，一是單個的某架無人機在配送途中時常會因為故障導致操縱失效，從而影響到正常配送；二是如果同一個配送範圍內有多架無人機在同時工作，會大概率出現「送錯快遞」的情況。造成這兩類問題的原因如下：

配送過程中出現意外

一是單一某架無人機在配送過程中出現問題無法得到及時的反饋，如果負責操作無人機的工作人員沒能及時發現無人機故障，會很容易使得無人機與控制中心「失聯」，對於現在人們越來越傾向於網購各類昂貴商品來說，這樣的故障常常會導致買賣雙方很大的經濟損失；二是如果同一區域內出現多架配送無人機，鑒於無人機「千機一面」的外觀，操作人員會很容易混淆它們各自攜帶的貨物，導致配送過程混亂，乃至配送錯誤。這兩類問題導致了目前網路上對於無人機配送技術的看法以負面居多。

但是，無人機集群技術的出現則為解決這兩類問題找到了一種十分巧妙的方案，這一方案能夠讓漫天飛行的快遞無人機像快遞小哥一樣協同作業，其本質相當於運作一個協調有序的分級系統。首先，無人機集群能夠提高故障冗餘度。現階段無人機的通信模式仍然是以單機與地面站直接通聯為主，屬於單線信息傳輸，而去中心化的無人機集群則能夠通過自組網技術在無人機與無人機之間形成高效的信息共享。單一的無人機可能會因故障失效從而影響配送任務執行，但是在整個集群中即使有若干架失效，集群整體也能繼續工作不影響工效。

集群工作

這是因為集群有一個重要的特點，那就是擁有動態自癒合網路：整個集群中的所有無人機都具備信息搜索和通信中繼能力，當某架無人機出現故障時，其餘的無人機可以替代其主動響應網路，形成相互協同的救援態勢，幫助操作人員及時尋找並回收故障無人機。另外，無人機集群數據鏈網路能夠支持冗餘備份機制和具有一定的自愈能力以提供可用性保證，集群網路能夠監控已建立連接的無人機，具備應對意外中斷的自動恢復能力，這使得回收後得到維修的無人機能夠迅速重新執行配送任務。

其次，無人系統集群可由不同的平台實現高低混搭進而實現不同的功能。通過分散式集群機制，可以對每架無人機承擔的配送環節進行明確的區分，構成一種低成本的高度協同機制，針對不同類型的配送目標，無人機集群能夠合理分配任務，形成下面這種理想型高效的配送體系：

幹線無人機配送(第一級)：通過幹線無人機，實現覆蓋跨省間的區域倉到倉的幹線物流快速調撥。這一環節是大型無人機，載重量將是幾十噸級別的。

支線無人機配送(第二級)：支線配送是省內分中心之間的小批量快速轉運。

終端無人機配送(第三級)：終端主要解決的是偏遠地區和道路交通不便情況下的最後一公里難題，特別是偏遠山區，無人機配送一般在國內多數行政村都設有鄉村合作夥伴，通過將無人機降落在鄉村合作夥伴指定的場地，然後再由鄉村合作夥伴派送到最終收貨人。