無人機具有越障能力強、無人員傷亡、使用靈活、成本相對較低等優(yōu)點,已在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中廣泛使用。貨運無人機具備有人運輸機不可替代的優(yōu)勢,能滿足未來戰(zhàn)場對運輸投送的精確化需求,提升復雜環(huán)境、惡劣天氣條件下的運輸投送能力。
軍用貨運無人機運輸投送需求
平時需求
貨運無人機能為交通基礎設施條件較差的駐山地叢林部隊、駐海島邊防部隊、駐高原邊防部隊提供日常物資補給,大幅改善駐山地、海島、高原部隊的生活條件。
山地叢林地區(qū)易發(fā)生自然災害,當?shù)孛娼煌ㄊ茏钑r,貨運無人機能快速向駐山地叢林部隊運送食品、藥品等物資。駐海島部隊的物資供給主要通過水路運輸,在惡劣海況和天氣條件下,貨運無人機能為駐島邊防部隊提供裝備器材、油料、新鮮食物、藥品、血液等物資。駐高原邊防部隊營地偏僻,多數(shù)情況下依靠騾馬、人力背運物資,然而,高原地區(qū)地域開闊,為無人機起降提供了條件,具備高原起降能力的貨運無人機可提升運送效率。
急時需求
當?shù)卣?、泥石流等自然災害突發(fā),地面交通中斷時,貨運無人機可提供應急救援服務,在“黃金72小時”內快速向災區(qū)運送藥品、食品、野營器材、取暖設備、救生器材等物資。當核生化污染發(fā)生時,有人運輸機無法進入災區(qū)運送物資,但貨運無人機可運送洗消器材、制劑藥品、防護用品、臨時電力保障設備等物資。
戰(zhàn)時需求
在作戰(zhàn)時,大型固定翼無人運輸機具有單次運送重量大等特點,可執(zhí)行戰(zhàn)略戰(zhàn)役支援任務,向作戰(zhàn)部隊運送大批量彈藥、保障物資、醫(yī)療物資,滿足高強度高消耗作戰(zhàn)需要。貨運無人機向最前沿地域運送作戰(zhàn)物資,可減少人員傷亡。
由此可見,無人機運輸投送任務涉及多種場景中的多個層次,無人機運送的物資涵蓋彈藥、藥品、野營器材、取暖設備等。
軍用貨運無人機力量建設目前存在的問題
部隊有物資運送需求,但需求不旺盛
盡管駐山地、海島、高原邊防部隊存在廣泛需求,但是目前使用傳統(tǒng)手段就能滿足物資運送需要,所以不頻繁使用貨運無人機,進而貨運無人機建設意向會被拖延。但健全的邊海防部隊、高原邊防部隊日常物資補給體系又是“能打仗、打勝仗”的基礎條件。
專門運送力量建設不足
無人機運輸投送是一項復雜的系統(tǒng)工程。我軍貨運無人機力量建設尚處于起步階段,無人機實戰(zhàn)保障體系要真正建成,還有很長的路要走。各領域各單位單獨建設專門運送力量,存在人員、場地、保障等要素協(xié)調較難的問題。所以,專門運送力量單獨建設在短時間內無法實現(xiàn)。
合理計費規(guī)則缺乏
地方工業(yè)企業(yè)、物流企業(yè)圍繞貨運無人機研制和運用模式,開展了大量卓有成效的工作,取得了較為豐碩的技術成果,積累了較為豐富的運用經驗。地方工業(yè)企業(yè)對現(xiàn)有成熟的無人機進行改裝,深度參與部隊保障任務,是解決現(xiàn)有問題,用最短的時間、最低的成本構建力量的有效手段。但是,行業(yè)缺少合理的計費規(guī)則,眾多地方工業(yè)企業(yè)參與物資運送的積極性不高,這明顯制約了無人機運輸投送生態(tài)鏈的形成。
基于軍民融合機制,地方工業(yè)企業(yè)參與軍用貨運無人機運輸投送力量建設,提供社會化保障服務可提高效益,快速形成保障力量。運輸服務化和保障社會化是解決問題的有效方法??茖W合理的有償使用機制、合理的利潤空間、清晰的責任即可保障地方工業(yè)企業(yè)運送力量在非戰(zhàn)時繼續(xù)存在,又可以保障企業(yè)運送力量在戰(zhàn)時快速形成戰(zhàn)斗力。
軍用貨運無人機分類
由于不同工業(yè)企業(yè)具有不同的機型、量化標準和精確計量方法,本文根據(jù)軍用貨運無人機運輸投送任務的特點,圍繞機型、任務載荷重量、航程三個可量化指標,將貨運無人機分為三種類型。
第一類是中大型固定翼無人機,其任務載荷重量不小于300kg,航程不小于500km。
第二類是單旋翼無人直升機、縱列式雙旋翼無人直升機、橫列式雙旋翼無人直升機等中大型旋翼機,其任務載荷重量不小于200kg,航程不小于200km。
第三類是多旋翼無人機、復合翼無人機等小型無人機,其任務載荷重量不小于20kg,航程不小于20km。
軍用貨運無人機計費規(guī)則設計需考慮的要素
有效飛行架次
接到任務后,貨運無人機按時、按量將物資送達指定目的地,而且物資沒有損壞,記為一個有效飛行架次。
滯留費
無人機運送任務受空域管制、惡劣天氣突發(fā)等因素的影響較大,這些因素會導致工業(yè)企業(yè)貨運無人機及保障人員延遲執(zhí)行任務。因此,運費需包括一定的滯留費。
起飛時間影響系數(shù)
起飛時間會影響運送效率。貨運無人機飛行任務前的準備時間較長,同時無人機在起飛過程中極易發(fā)生事故。為提升快速部署能力,保證任務時效性,起飛需限定時間。計費規(guī)則應為任務時效性設置起飛時間影響系數(shù)。無人機在約定時間內起飛,起飛時間影響系數(shù)為1;未能在約定時間內起飛,起飛時間影響系數(shù)相應減小。
任務難度系數(shù)
無人機作業(yè)受高原、高高原、跨海、夜晚、自然災害等場景,以及高溫、低溫等環(huán)境影響較大。在實際作業(yè)中,工業(yè)企業(yè)會向上述場景環(huán)境下作業(yè)的人員發(fā)放補貼。因此,計費規(guī)則應針對不同任務場景設置任務難度系數(shù),并根據(jù)任務難度系數(shù)計算作業(yè)人員補貼。
改裝費、折舊費等費用
美軍發(fā)展貨運無人機主要采用現(xiàn)役平臺改型、新產品研制兩種途徑。在阿富汗戰(zhàn)爭中,美軍針對當?shù)馗咴嗌降匦危罅渴褂秘涍\無人機運送后勤物資補給,提升了保障效率和安全性,取得較好效果。我軍目前貨運無人機數(shù)量、運送能力十分有限,把技術相對成熟的無人機進行一定程度改裝,用于軍事運送任務,這是提升運力的重要補充手段。地方工業(yè)企業(yè)在機腹、機翼加裝貨物吊艙,或者針對貨物形狀、尺寸調整機艙內部空間等,完成現(xiàn)有無人機外部或內部改裝后,再開展飛行試驗。任何改裝方式都將產生較大的改裝費、試驗費等費用。因此,計費規(guī)則中的不同機型起步價需考慮無人機系統(tǒng)改裝費、折舊費、飛行試驗費、場地使用費、燃油費、電費、保險費、衛(wèi)通流量使用費等費用。
滴滴出行平臺計費規(guī)則分析
滴滴出行手機APP搭建了一個共享經濟平臺,為乘客、車輛、司機提供匹配服務,并與他們分享經濟價值和社會價值。它打破了供需信息不對稱的屏障,為資源供給側和資源需求側搭建共享平臺,在線上為實際需求提供快速、精準的交易服務,實現(xiàn)資源共享。滴滴出行共享經濟平臺成功運營所采取的關鍵措施是,在運營初期,為吸引供需兩端資源進入平臺,滴滴出行平臺直接將補貼給予打車方和供車方。這一點值得軍用貨運無人機運送共享經濟平臺借鑒。
在滴滴出行平臺的計費規(guī)則中,總價包括起步價(不同車型具有不同的起步價)、實際行駛里程的價格、低速等候價格、燃油附加費。
起步價
起步價的高低取決于搭乘車型,不同車型的每千米運價均不相同,起步價包含車輛行駛一定里程的價格即里程基價,而該里程稱為基價里程。
實際行駛里程的價格
式(1)可計算實際行駛里程的價格。
C=C1×(D-D1) (1)
式(1)中,C表示實際行駛里程的價格;C1表示單價即每千米運價,不同車型的單價均不相同;D表示實際行駛里程;D1表示基價里程。如果實際行駛里程超過15km,單價將乘以一個遠程系數(shù)。
低速等候價格
低速等候價格是指車輛低于某個速度行駛或未行駛的價格。
燃油附加費
乘客每次打車的燃油附加費為1元。
軍用貨運無人機運輸投送計費規(guī)則設計
本文參考滴滴出行平臺的計費規(guī)則并根據(jù)軍用貨運無人機計費規(guī)則需考慮的各種要素設計軍用貨運無人機運輸投送計費規(guī)則。
計量單位
鑒于國內外航空運輸通用計費規(guī)則均采用元/噸千米或元/千克千米作為平均單位成本的計量單位,故軍用貨運無人機運費以元/噸千米或元/千克千米作為計量單位。
運費類型
軍用貨運無人機主要承擔二類任務,一類是常態(tài)化保障任務,運費按次計價;另一類是急時或戰(zhàn)時保障任務,無人機承擔急時或戰(zhàn)時保障任務的運費應增加,增加的費用為原有運費的一定百分比。
單架次任務運費
式(2)可計算單架次任務運費。
Z=(S+T)×H×K (2)
在式(2)中,Z表示單架次任務運費;S表示單架次技術服務費;T表示滯留費;H表示起飛時間影響系數(shù);K表示任務難度系數(shù)。
單架次技術服務費
式(3)可計算單架次技術服務費。
S=Q+F×(B-B1)×(W-W1) (3)
在式(3)中,Q表示基準起步價;F表示單價;B表示實際航程;B1表示基價航程;W表示實際重量;W1表示基價重量。
滯留費
滯留費按天數(shù)計算。因為無人機受天氣等因素影響而不能起飛,在高海拔機場停留超過3天、7天、15天的情況經常發(fā)生。無人機滯留時間為3天以內,運費不計滯留費;滯留時間為4~7天,滯留費為原定任務預算的單架次技術服務費的20%,滯留時間為7~15天,滯留費為原定任務預算的單架次技術服務費的30%。
基準起步價
本文假設承擔運送任務的軍用貨運無人機是一種改裝機型,基準起步價應包括航程基價、重量基價、改裝費、改裝后的飛行試驗費、無人機折舊費、無人機保險費、機場使用費、空域使用費、燃油費、維修保養(yǎng)費、耗材費、操控員工資等費用。
單價
單價應考慮空機返回的費用。
起飛時間影響系數(shù)
無人機進入跑道后,計時開始,無人機升空后,計時停止。
中大型固定翼無人機應在60min以內起飛;中大型旋翼機應在40min以內起飛;多旋翼無人機等小型無人機應在20min以內起飛。
無人機起飛滿足上述時限,起飛時間影響系數(shù)為1;不滿足上述時限,延遲時間為約定時間的5%,起飛時間影響系數(shù)減少1%;延遲時間超過約定時間的50%,本次任務視情取消。
任務難度系數(shù)
運費測算案例
任務描述:一架中大型固定翼無人機將一批重量為250kg的物資從A地運往B地。
任務日期:某年6月10日
任務時間:某年6月10日晚23時,貨運無人機從A地起飛,將物資運送到B地,這是一次夜航任務。
運送距離:300km
A地機場海拔高度:1300m,該機場不屬于高原機場。
最終任務:6月10日,因暴雨突降,無人機無法正常起飛,后因空域申請未獲批準,無人機滯留在機場,實際起飛日期為6月15日,實際滯留時間為6天。6月15日晚23時,無人機進行起飛前準備工作,起飛時間為6月15日晚23時45分,起飛準備時間為45min。中大型固定翼無人機順利完成任務,運費測算如表2所述。
結束語
軍民融合機制能提升我軍貨運無人機技術水平,因此我軍貨運無人機力量建設應充分發(fā)揮軍民融合機制的優(yōu)勢,吸納民用貨運無人機先進技術成果和運營經驗。地方貨運無人機企業(yè)從軍方運送任務中獲利,才有積極性為軍方提供運送服務。合理的計費規(guī)則、通暢的協(xié)商渠道能確保地方貨運無人機企業(yè)從軍方運送任務中獲取利潤。足夠多的激勵能讓更多地方無人機企業(yè)承擔運送任務,以滿足急時和戰(zhàn)時需求。同時,我軍需開展貨運無人機試點建設,驗證運費體系的合理性,根據(jù)試點經驗,不斷調整運費體系。