机坪货邮无人驾驶驳运的探索与实践
基于多模态融合感知的机坪货邮无人驾驶驳运
一、实施背景
杭州萧山国际机场位于浙江省杭州市东部,是国务院确定的国内区域性枢纽机场、国家一类航空口岸,也是浙江省的门户机场。依托浙江省及周边地区旺盛的航空市场需求,杭州萧山国际机场运营以来运输生产迅猛增长,已成为国内第十大客运机场、第五大货运机场和前五大航空口岸,2009年起跻身全球机场百强。2022年,杭州机场共保障航班19.04万架次、客流2003.81万人次、货量82.98万吨,客货排名均位列全国第五。
杭州机场T4航站楼以及位于机场东北角的新货站启用后,机坪面积扩大了约40%,使得货物驳运距离从2公里增加到5公里,货物量从480车次/天上升至680车次/天。另外,机坪上新建隧道、多处环岛和施工等也让路况更加复杂。
传统的机坪货邮驳运与行李保障作业,在任务分配环节高度依赖人工经验,导致运力调配失衡、任务分配不合理等问题,容易出现保障服务延迟、货物积压等情况。而且,车辆的使用规划、充电安排以及故障诊断等工作同样依赖人工经验,难以实现科学、合理且及时的统筹规划,严重制约了运输效率的提升,无法满足日益增长的货邮运输需求。
在这种形势下,无人驾驶车辆的应用为解决上述问题提供了创新路径。其一,引入机坪无人驾驶车辆,利用AI司机替代传统人工驾驶,能够为企业节省大量人力、物力成本。无人驾驶车辆具备7×24小时全天候不间断作业能力,不受高温、雨雪等恶劣天气影响,可有效提升货邮运输的连续性和稳定性。其二,相较于传统的“司机 + 车辆”作业模式,无人驾驶车辆能够实时、准确地采集并提供完整的车辆运行使用数据。企业通过对这些数据进行深度分析和挖掘,可建立并完善无人驾驶车辆运行、管理、应急处置等方面的管理制度和流程,显著提升企业的管理水平和决策科学性,实现货邮运输管理的智能化升级。
二、主要做法
(一)统筹推进试点。为有效解决当前最为迫切的货邮运输难题,同时确保项目安全、稳步推进,杭州萧山国际机场专门成立无人驾驶应用小组。经深入分析与研讨,最终选定机坪货邮驳运场景作为试点应用领域。运用机坪货邮驳运自动驾驶货物牵引车,试点承担机场东区货站(国际货站)至7号机坪、9号机坪待转区的进出港货邮转运业务。鉴于货站与航站楼停机位距离较远,自动驾驶货物牵引车的应用可实现货物从货站到机坪货物待转区的高效运输,进而达到节约人力成本、提升运输效率的目的。本次试点场景涵盖多种运行模式与复杂场景。运行模式包括单车独立运行和双车协同运行;试点场景涉及隧道、货机坪服务车道、近航站楼服务车道等不同作业区域,以及夜间、机坪业务繁忙期、雨雾等低能见度天气条件。
(二)引进多模态融合感知技术。提出多模态数据融合技术,融合差分GPS、视觉SLAM、激光雷达SLAM、车道线定位、里程计等数据,得到L4级自动驾驶车辆的时间、速度和位置信息;感知模块运用包括道路分割、行人车辆检测、盲区检测、多目标跟踪等技术,获得高精度、全方位的环境信息。然后利用高精度地图、结合多源定位与感知融合框架得到最终的定位和感知结果,实现对机坪动态障碍物(如航空器、人员、车辆)、复杂路况及作业标识的实时、精准识别,感知准确率达 100%。
(三)强化学习动态决策系统。基于深度强化学习框架,设计适用于机坪有人驾驶车辆/无人驾驶车辆混合运行场景的动态决策模型。通过模拟海量作业场景,基于主动学习的数据挖掘、自动标注、半监督训练、云端训练部署体系等训练,学习最优路径规划、避障策略及装卸协同逻辑,实现毫秒级决策响应,避障成功率提高至100%。
(四)建立车-地-云协同作业平台。针对机场搭建无人驳运车的云端智能运营管理平台,实现了群体运载平台运营中的多车调度、协同、远程控制、数据分析等功能。在运营过程中,以实时、动态、可视化的视图呈现完整业务过程,监视车辆等设备运行状态,可主动进行安全风险预警提示、远程控制,形成 “感知 - 决策 - 执行 - 反馈” 的全闭环智能管理体系,保障无人物流安全、稳定运行,令整体物流调度更加符合机场整体的物流需求,提高整体运输效率。
三、初步成效
试点项目作为华东首家运用AI技术,通过自动驾驶实现机坪货邮驳运业务的机场。民航业内,既是对民航局《智慧民航建设路线图》中关于2030年实现智能化应用取得关键性突破目标的先行先试,也为未来机场建设规划、设备研发、机坪运行规范积累运行经验;行业外,可为大型港口、物流园区提供最佳实践参考。
(一)降本增效成果显著。无人驾驶货物牵引车在复杂作业环境及恶劣天气条件下,均展现出安全高效的运行能力,满足7×24小时不间断作业需求,完全符合民航运行规范标准。根据车辆运行统计数据评估,其可使货物运输效率提升20%,运营成本降低15%,并且操作准确率达到100%,实现了高效与经济的双重突破。
(二)运行风险大幅下降。试点项目运行至今已累计安全运行超7000公里。因人工操作造成的安全风险,以及货邮业务导致的航班延误事件均降至极低水平。同时,无人驾驶牵引车的应用,有效规避了疲劳驾驶带来的安全隐患,显著提升了机坪车辆作业的规范性与安全性。
(三)展现广阔应用前景。无人驾驶牵引车所展现的技术优势和运营效益,使机场在市场中形成差异化竞争优势。相较于传统运输模式,机场能够为客户提供更具吸引力的服务方案,增强客户粘性。在行业智能化转型的趋势下,机场能凭借先进的技术成果和成熟的应用经验,成为行业标杆,吸引更多潜在客户和合作伙伴,进一步提升了机场物流业务在市场中的话语权和竞争力 。
四、下一步工作打算
杭州机场在无人驾驶技术应用方面有着明确的发展规划。2024年,杭州机场开展机坪货物牵引车自动驾驶试点测试,积累了宝贵经验。2025年,机场计划进一步加大资金投入,拓展业务路线和应用场景,预计新增5 - 8台自动驾驶车辆,实现机坪规模化货邮转运,提升机场物流运输效率。在支撑运维团队建设方面,机场与厂家积极组建一支20人的专业人才队伍,涵盖技术研发、设备运维、运行管理等多个领域,为无人驾驶设备的稳定运行和持续发展提供有力保障,推动机场向“智慧化应用、信息化管理、系统化发展、无人化运行”的目标不断迈进。