快递机器人-30分钟内交付,或如何在俄罗斯建立未来

在30分钟内以1美元的价格向郊区交付购物是一个挑战,任何运营商都不会接受。 但是,将需要一个沿单轨移动的机器人。 从构思到最初的原型:经济学,竞争对手,错误及其解释。 开胃酒-存在问题“为什么?”的答案


存在的问题


居住在城市群中心以外的地方-不可避免地带来了不便:上班路上花费的时间,缺乏完整的基础设施。 郊区的生活质量受日常产品和热食水平的影响,可以在步行距离之内找到热食,通常这是质量适当的部分。 在线商店的选择仅限于在指定地区携带的商品,关税从250卢布开始,耗时超过12个小时。

像我这样的郊区居民找到的唯一解决方案是,坐上车去最近的文明中心,看必要的东西,下班后打电话,并站在传统的交通拥堵中。 一句话-燃烧已经有限的时间。

如果将此问题乘以所涉及的人数,独联体将只有800万人。 据统计,其中70%是互联网用户,而根据GfK的研究 ,三分之一是在线商店的活跃购买者。 结果:仅莫斯科和莫斯科地区就有1,866,400人需要快速而廉价的运送。


该地图显示了从零阶段到当前输入的新建筑物。

如何成为 类似物和竞争对手。


我们正在寻找什么解决方案:交货快于2个小时,便宜于150卢布-在物流中,这一任务称为最后一英里。 但是,严格来说,世界尚未遇到快速,廉价和大规模的解决方案。

让我们考虑替代方案,并从异国情调的替代方案开始(技术上不可逾越的点用红色下划线标出):

无人驾驶飞机



无人机的五个工程问题:


  1. 仍在其功率极限下工作(这对于以下人员而言是不安全的)。
  2. 虽然他们不知道如何在自动旋转模式下工作(同样,以下人士也遇到了问题)。
  3. 大容量电池的资源很少,这会影响作用半径(我们正在等待新一代产品)。
  4. 无人机的经济性,就像运输一样,使后勤人员头上的头发动了:每英里运输1吨货物的成本仍然是2000美元 。 这是目前可用的最昂贵的车辆,这都是由于缺少轻巧,便宜和节能的大脑。
  5. 最后是无人机尺寸 ,可移动20公斤的负载。


星际飞船



车轮推车不需要复杂的基础设施,坚固耐用,在美国低层建筑中显示出效率,但也有缺点:

  1. 即使某些功能由机器人接管,也需要人参与。 例如,在旅行车不知道如何在交叉路口行驶的情况下。
  2. 为这种设备配备大脑的成本仍然很高,但在未来3年内将达到可接受的值。
  3. 速度,这可能是主要的缺点-沿着人行道以每小时15公里的速度行驶,出于行人安全的考虑,将无法正常工作。
  4. 根据制造商的说法,到目前为止,射程很小,不会超过2英里,这严重限制了射程。


现在到现有的解决方案:


Postamata +快递



从经济的角度来看,这一决定更为积极,第二天就可以提取包裹,因为货物是在夜间没有道路通行的情况下在夜间运输的。 但是,考虑到我们正在谈论15年的活动范围,未来12个小时的人员交付会满意吗?

无人驾驶车


将来,在无交通拥堵的道路上行驶的无人驾驶车辆将带来更大的风险。

优点:

  1. 基础设施中资本最密集的部分已准备就绪-道路;
  2. 运输相对便宜;
  3. 承载能力从300公斤起;
  4. 出入受到道路可用性的限制。


图片来源

所有依赖的唯一障碍是:考虑到人口增长和道路基础设施的现代化,在自动驾驶汽车问世后的15年后能否卸载道路?

我认为没有人可以可靠地回答这个问题。

单轨




我们提出了另一种解决方案,即以紧凑的单轨和机车车辆(穿梭车)的形式在现有道路上铺设基础设施,能够按重量和尺寸移动货物,满足每日交付量的90%。
当然,基础设施包括四分之一的基座和位于仓库一侧的专用仓库,用于装运货物。 从单击商店网站的那一刻到拾起包裹的那一刻,这样的系统并不意味着一个人的参与。

比较类似物:




尽管巴克莱银行的《 2017年最后一英里报告》属于英国受众,但对莫斯科和莫斯科地区居民的一项调查显示,结果相似。 人们还没有准备好整天等待包裹,也不知道包裹会在什么时间到达,在极少数情况下,他们愿意为送货速度多付钱。

可以假设,在接下来的十年中,情况将发生变化,人们将需要即时交付以进行冲动的日常购买,例如,由于仓库工作人员,机器人和亚马逊快递员的协同工作,这种情况已经在某些美国城市在一个小时内完成的情况下很流行。 。 在这种情况下,与客户的距离不超过几公里。

单轨铁路的好处


  1. 与基于地面的无人驾驶解决方案不同,单轨列车不会因交通拥堵而冻结,也不会在交叉路口停下,这会影响运输速度。
  2. 这种解决方案的承载能力仅受穿梭机和路径的强度特性的限制。
  3. 相对于现有的类似物,预测货物的到达时间要简单得多-重要的是要知道包裹将准时到达并且不必等待;
  4. 已经创建了用于一维任务的自动驾驶仪,这意味着该项目不适用于研发中的游戏;
  5. 解决方案将保持沉默-对于那些讨厌窗外的噪音的人来说是个好消息;
  6. 全天候天气是它在飞机上飞行或移动的绝对优势(无论如何,如果我们谈论的是北纬度特有的气候)。

单轨劣势


  1. 基础设施的成本是当前的任务,要获得轨道的生产,组装和安装技术,应将其成本降至最低;
  2. 轨道和机车车辆的维护成本-由于生产自动化,我们将其降至最低;
  3. 在城市或郊区,铺设基础设施的协调是可预见的障碍。 该机制并不像我们希望的那样透明,但是我们相信它不会比协调无轨电车线路困难,而且到目前为止,我们还没有在谈论市中心。

单轨生态


Postamat


隔壁postamat-全天候接受和存储货物。 如果不想步行,当地的快递员将为您完成这部分工作。 由于距离短,他作为邮递员每天最多可处理30个地址,这意味着一次性服务的费用将比该城市的快递员便宜五倍。

仓库仓库




仓库仓库-仓库一侧的自动货物发送终端已集成到内部物流中,我们自己的穿梭车队保证了运输的延迟。

机车车辆


  • 机车车辆-紧凑型自动穿梭机将铁路运输的可靠性与无人机的机动性相结合;
  • 速度45-60 km / h-交付至12 km的距离,以及处理和组装货物的过程将需要30分钟;
  • 单轨铺设的高度-4-6米。

轨道结构




在网络开发的第一阶段,它围绕MKAD包围城市,并将位于公里区的所有仓库相互连接。 郊区分支机构建立在现有道路基础设施之上,高速公路分隔带之上或沿铁路线。

Postamata被放置在人口最多,观众最多的居民集中的地方。

单轨经济学


这是另一篇文章的主题,其中进行了详细的计算(如果读者感兴趣,我将发表它),因此,我将提及关键数据:1公里长的路线的建设成本-$ 420,000。

因此,要装备单轨铁路网,莫斯科和MKAD以外的莫斯科地区的集聚将花费129,756,000美元。



基于每个用户带来12美元的事实,活跃用户将达到1,866,400,那么投资回报率将是第5年。
我们认为这种评估是乐观的。

可能出问题或存在风险


  1. 协调基础设施建设的成本可能更高-这取决于莫斯科政府一级的项目支持水平;
  2. 收视率和参与度可能被夸大了;
  3. 基础设施资本支出的估计值可能被低估了。



亲方式


在讨论了机车车辆组成的可能选项之后,问题分为两种可能的解决方案:主动往复式-被动方式,主动方式-被动式往复(我们正在谈论改变交叉路口的方向)。

因此在铁路,传统的单轨铁路和车间物流中,这个问题可以通过箭头解决,箭头将机车车辆从一个方向转移到另一个方向。 该解决方案具有许多不可否认的优点:机车车辆易于制造且可靠性高。 关于方向的所有决定都是由系统决定的,这意味着不需要为航天飞机本身配备大脑。

缺点


箭头必须维修,并在寒冷季节加热,以免运动部件冻结。 随着流量的增长,它们也将成为系统吞吐量的限制,因为它们将被迫不断切换到特别活跃的分支。 这将影响资源箭头。

另类


当航天飞机决定要移动到哪里以及从一个轨道移动到另一个轨道时,具有被动过渡的路径。 这种解决方案的模拟物已经很少了;涉及到密集流量时,它们已经很普遍了。

优点


轨道维护的难易程度,交通密度和交通间隔仅受航天飞机在轨道之间移动的能力限制。

缺点


航天飞机设计的复杂性,成本的增加,可靠性的同时下降以及航天飞机必须变得更智能。

在没有给出明确答案的情况下,我们决定进行实验,并从被动穿梭开始-主动路线。

轨道形状


在设计简单性和功能性之间始终可以选择。 由简单的金属电缆线束和由两个或多个将铁轨固定在所需位置的导轨组成的整个系统。 此外,如果不是电池解决方案,则导轨应包含一对接触线。

关于班车


  1. 成本为800美元(用于批量生产),否则经济问题就开始出现;
  2. 集装箱集装箱的最大起重量为20公斤,穿梭重量最大为25公斤;
  3. 速度:在没有斜坡的直线上以45至60 km / h的速度负载20 kg。

航天飞机的设计应包括以下内容:


  1. 集电器或电池;
  2. 以安全的手动方式从单轨上卸下梭子的机构;
  3. 自动固定装有货物的集装箱的解决方案;
  4. 防风雨解决方案(保护节点免受大气影响);
  5. 穿梭自动控制系统;
  6. 远距离精确的定位系统;
  7. 保护系统免受途中的碰撞干扰:在地方一级,当遇到行进方向上的障碍物或邻居时,他必须做出自己的决定(敏感距离应足以做出决定并完全停止机车车辆)。

您还可以绘制组织交通的过程,防止恶意破坏的过程,清除烟灰,灰尘,冰和粪便的路径的过程,但是我冒着麻烦读者的危险。 不过,如有必要,我准备在以下一篇文章中详细讨论所有内容。

最后


最后一公里的问题需要一种解决方案,以适应平衡的经济现实和市场中适当需求的存在,并且其成熟度仍然是一个公开答案,后勤人员认为,很快就不需要立即向大众消费者交付货品,但这只是时间问题,只看新加坡,香港的经验和美国。

解决方案的经济效益看起来是一致的,但得到了城市的全力支持。 同时,这给城市本身带来了从当地物流运输中相对减少周边道路和高速公路的交通,二氧化碳排放量的比例减少以及环境状况的改善。

围绕运输控制的二维和三维问题已经形成了同等的技术,而单轨的一维问题属于已解决的类别,因此不需要验证技术假设。 有待确认货运经济模型的可行性,并通过减少基础设施和机车车辆的资本成本来建立合理的投资回收期。 在市场条件相同的情况下,一个优势将是首先开始扩展规模的解决方案,而轻型单轨列车则有望发挥这一作用。

以下职位将专门介绍航天飞机和postamata的原型,以及单轨立交桥的建设。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN409291/


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