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社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书.pdf
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1、2022 社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会智能网联基础设施 标准工作组(SAC/TC426/WG8)2022年7月 社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 致 谢 在住房和城乡建设部主管部门的指导下,全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会智能网联基础设施标准工作组(SAC/TC426/WG8)开展了社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书编制工作。本白皮书编制过程中得到了智能网联基础设施相关行业内领导和专家的悉心指导,并给予了建设性的意见和建议,在此致以衷心的感谢。指导专家 张永伟 马 虹 陈山枝 曾 澜 马春野 葛雨明 指导单位 全国智能建
2、筑及居住区数字化标准化技术委员会(SAC/TC426)主编单位 中国电动汽车百人会 京东鲲鹏(江苏)科技有限公司 参编单位(排名不分先后)东南大学交通学院;中国城市规划设计研究院雄安研究院;上海市政工程设计研究总院城市交通与地下空间院;中国信息通信科技集团有限公司;中国金茂南京区域(苏皖)公司;浙大城市学院城市大脑研究院;北京智行者科技有限公司;长沙行深智能科技有限公司;白犀牛智达(北京)科技有限公司;新石器慧通(北京)科技有限公司;深圳市优必选科技有限公司;坎德拉(深圳)科技创新有限公司;深圳优地科技有限公司;深圳市矽赫科技有限公司;深圳市镭神智能系统有限公司;中信科移动通信技术股份有限公司
3、;四川华体照明科技股份有限公司;驭势科技(北京)有限公司;毫末智行科技有限公司;北斗星通智联科技有限责任公司;大唐高鸿智联科技(重庆)有限公司 社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 参编人员(排名不分先后)于 涤 马 程 杜 恒 钮志强 游克思 郭 祎 邓福岭 张妙然 谢雪姣 彭剑坤 孙 玥 彭永昱 张 晶 杨宝栋 罗 欣 戈广双 李玲月 李 想 张一鹏 陈 伟 朱海明 法淳仁 陈书平 洪鹏达 洪宝璇 郝 哲 王 晶 朱久艳 谭成珍 吴志彪 郝建霞 钟懿洲 严 明 张卫玲 罗 沛 李松哲 郑旻娟 宋益辉 张 杰 王善知 何汶原 夏 舸 张 其 刘文泽 毛 旭 杨 琳 宋若原 陶 鑫 赵 禹
4、社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 前 言 2007-2021 年,中国快递年完成业务量从 12 亿件增至超过 1000 亿件,其中 2014年起更连续 8 年世界第一,2021 年中国即时履约配送订单量破 300 亿单。快递、即时配送日均配送 3.56 亿单,日均服务 7 亿用户需求。社区、园区是城市基本单元与核心组成部分,是人民生活、工作的主要聚集区,配送业务的重要起止点。根据国家统计局数据,全国有 44.5 万个社区服务站。社区、园区配送的共同特点是业务量大,服务频次高;受众人群有所差异,例如社区同时覆盖中青年和儿童和老人,园区主要客群是劳动年龄人群。同时,配送物品种类,在社区场景下
5、更加丰富,主要是生活相关的物品,园区配送物品种类基于企业相关业务,例如文件、外卖等。疫情防控常态化背景下,保障人民健康安全为第一要务,催生了社区、园区无人配送(无接触配送)的需求增长。社区、园区的智慧化建设是社会发展必然趋势,满足人民对于美好生活的向往,随着近年配送业务的发展,以及劳动力人口数量减少,智能网联自动驾驶的无人配送有望成为智慧社区、智慧园区的标配。在社区、园区场景开展无人配送业务,既需要考虑不同客群体验的需求,同时需要考虑社区、园区物业管理需求。本材料探讨范畴为智能网联基础设施,重点关注采用无人配送车、室内配送机器人等在社区园区开展无人配送的场景。白皮书介绍国内外社区、园区自动驾驶
6、无人配送的探索;分析国内社区、园区无人配送场景的模式与应用,以及遇到的困难和阻力。介绍目前已有的成功案例与相关基础设施建设要求,对于社区、园区无人配送智能网联配套基础设施需求进行探讨。社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 目 录 第一章 概念及宏观背景.1 1.1 社区园区无人配送的概念.1 1.2 社区园区无人配送智能网联基础设施的概念.2 1.3 社区园区无人配送智能网联基础设施建设现状与痛点.3 1.3.1 硬件基础设施.3 1.3.2 信息基础设施.4 1.3.3 其他无人配送智能网联基础设施相关.5 1.4 社区园区无人配送智能网联基础设施发展的基础条件.6 1.5 社区园区无人配
7、送智能网联基础设施的发展战略.7 1.5.1“十四五”背景下的“新基建”战略布局总依托.7 1.5.2 无人配送与智能网联基础设施战略布局进展.8 第二章 无人配送设备及技术介绍.10 2.1 无人配送设备.10 2.1.1 室外无人配送车.10 2.1.2 室内无人配送机器人.10 2.1.3 无人驿站.11 2.2 无人配送设备的相关技术.11 2.2.1 定位和地图.11 2.2.2 感知.13 2.2.3 决策与控制.14 2.2.4 线控底盘.14 2.2.5 C-V2X 技术.15 2.2.6 信息融合技术.16 第三章 社区园区无人配送智能网联基础设施及应用场景.18 3.1 社
8、区园区道路设施.18 3.1.1 社区园区出入口控制设施.18 3.1.2 社区园区内部道路.18 3.1.3 综合杆.21 3.1.4 路侧设施.21 3.2 转运接驳.23 社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 3.2.1 社区园区物流配送中心.23 3.2.2 无人驿站.24 3.2.3 转运箱接驳.26 3.3 楼宇内部配送设施.26 3.3.1 门禁、闸机以及电梯交互.26 3.3.2 楼宇通道.26 3.3.3 信息通讯.27 3.4 运营维护.27 3.4.1 监控设施.27 3.4.2 临停取货位.27 3.4.3 充电桩/充电位.28 3.4.4 停放维护位.28 第四章
9、社区园区无人配送智能网联基础设施标准规划.30 4.1 无人配送领域标准现状.30 4.2 社区园区无人配送智能网联基础设施标准需求分析.31 4.3 社区园区无人配送智能网联基础设施标准体系建设.32 4.4 标准发展路线图及规划布局.33 第五章 社区、园区无人配送实践案例.35 5.1 社区无人配送.35 5.1.1 社区抗疫物资配送.35 5.1.2 社区零售配送.36 5.2 园区无人配送.36 5.2.1 园区新零售业务无人配送案例.36 5.2.2 国内封闭管理园区多业务融合无人配送案例.37 5.2.3 园区车路协同无人配送案例.38 第六章 发展建议.40 6.1 政策引导试
10、点运营,推动场景落地应用.40 6.2 产业上下游紧密协同,推动无人配送方案成熟.42 6.3 建立社区园区无人配送标准,推动生态协同.43 社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 1 第一章 概念及宏观背景 1.1 社区园区无人配送的概念 第一章 概念及宏观背景 1.1 社区园区无人配送的概念 社区是若干社会群体或社会组织聚集在某一个领域里所形成的一个生活上相互关联的大集体,是社会有机体最基本的内容,是宏观社会的缩影。社会学家给社区下出的定义有 140 多种。社区是具有某种互动关系的和共同文化维系力的,在一定领域内相互关联的人群形成的共同体及其活动区域。园区是指政府集中统一规划指定区域,区域
11、内专门设置某类特定行业、形态的企业、公司等进行统一管理,典型的如工业园区、自贸园区、产业园区、动漫园区等。社区园区都有着一定地域范围内的社会生活共同体的特征。社区园区场景中包含若干群体或组织,是城市概念最主要的构成,也是社会有机体最基本的内容。社区园区是城市人群最主要的生活区域,也是快递、本地生活服务等企业最核心的服务场景。社区园区无人配送是指,配送至社区、园区的区域范围内,向最终客户交付物品的过程,以智能化的设备,提供的无接触配送服务。随着新冠疫情的爆发,无人配送技术开始投入向社区园区配送物资,推动了无人配送落地社区园区,向社会展示了末端无人配送的应用价值。而伴随着新冠疫情的常态化,越来越多
12、的服务主体希望以无人配送服务用户。互联网服务近年快速的发展,同事新冠疫情对线下购物的制约,大量城市人群选择线上下单的方式购买物品和服务,满足生活需求。带来配送需求的放大,而配送需求的日益增加与城市治理,人民对于配送服务体验,与疫情防控物品无法进入社区园区,形成的配送矛盾日益凸显。传统的社区园区末端配送依靠人力支撑,形式无非是引入三方服务,三方自负盈亏,如业务量不够,场地房租、人力成本入不敷出。另一种物业自身服务,但无此专职岗位,人力配送服务难以长期维持和管理。封闭管理,业主不便;开放管理,考验着区域内交通与环境治理能力。以运行空间切分社区园区无人配送需求,可粗略将其划分为园区(社区)外与园区(
13、社区)内,两个场景分别呈现如下特点:园区外,城市开放道路,环境与路况复杂程度高,对无人配送的运行能力要求高,需要政府授权;社区园区内属于区社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 2 域封闭道路,无需路权,交通情况复杂度低,但实际落地中发现诸多基础设施配套的问题,从而诞生此白皮书,探讨社区园区无人配送智能网联基础设施需求,并推进相关标准化的建设。1.2 1.2 社区园区无人配送智社区园区无人配送智能网联基础设施的概念能网联基础设施的概念 无人配送是 5G、人工智能、大数据中心、物联网等领域的新技术,在城市生活服务中的重要应用。稳定的网络通信基建为无人系统自主控制、海量数据传输提供了网络运营环境;
14、人工智能为无人系统自主感知、自动驾驶、生物识别提供了感知与决策的技术保障;物联网、EDC(企业大数据中心)的建设与应用是无人配送在智能物流发展中的应用落地保障。图图 1 1-1:1:社区园区无人配送系统架构社区园区无人配送系统架构 社区园区无人配送的方案实现分为四个层次,第一层为基础设施层,包括硬件基础设施、信息基础设施;第二层业务平台层包括相关系统和平台服务;第三层为配送设施,包括各类型的智能网配送设备设施;最后与用户运营直接交互的前端应用层,包括运营端、用户端,商家端等。其中,智能网联基础设施包含硬件基础设施及信息基础设施,同时与软件系统层面的能力相结合,促进车、路、云、网、图五大体系协同
15、,实现车路云一体化的自动驾驶应用,行驶监管,记录智能网联汽车、基础设施等运行数据,保障交通安全。社区园区无人配送系统架构,同时也是微缩的城市车联网。相对比城市车联网,社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 3 社区园区的无人配送具备低速、轻载、场景周边人员密集,交互体验感直接影响社区、园区客户等特点。硬件基础设施包括:社区、园区出入口基础设施;道路基础设施;充电基础设施;楼道通道基础设施;无人配送停放区域及仓储基础设施等。信息基础设施包括:5G 网络通信,结合 5G 商用部署,统筹利用物联网、车联网、光纤网等,实现物流园区等固移结合、宽窄结合、公专结合的网络覆盖;北斗系统和遥感卫星,提升北斗系
16、统高精度导航与位置服务能力,推动卫星定位增强基准站资源共建共享,为无人配送提供高精度、高可靠的服务。1.3 社区园区无人配送智能网联基础设施建设现状与痛点 1.3.1 硬件基础设施 1.3 社区园区无人配送智能网联基础设施建设现状与痛点 1.3.1 硬件基础设施 硬件基础设施包括:社区园区出入口基础设施;道路基础设施;充电基础设施;楼道通道基础设施;无人配送停放区域及仓储基础设施等。社区园区无人配送业务仍处于起步期,多数小区仍未建立起适合无人配送车平稳行驶的路段和停靠点,一些楼宇门口的坡度设置过高,会导致无人配送车无法顺利完成爬坡操作。此外,多数小区的充电设施建设仍不完善,无法满足无人配送车在
17、非运行时段和夜间进行充电的实际需求。发展社区园区内的无人配送,需要建设标准统一的入口道路、园内道路,以方便无人配送车识别道路情况实现准确、安全、高效的自动驾驶;发展楼宇内的无人配送,需要标准统一的电梯、楼道通道的支持;此外还需要统筹规划上述道路、电梯资源的分配和使用权,兼顾无人配送车和居民的出行需求。而国内目前绝大部分的社区、园区在规划和建设的时候并没有考虑无人配送车的使用场景需求,因此在已建成的社区、园区内推广无人配送,道路设施是一大痛点。无人配送车采用电力供能,在工作间隙应该妥善存放,及时补充电量。在城市中心的商场、社区等即时配送需求最旺盛的区域,用地空间和停车位资源日益匮乏,为无人配送车
18、规划停放区域,是一件非常棘手且成本高昂的事情。在充电桩建设方面,我国目前还有很大的缺口。国家发改委发布的电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020 年)规定,计划到 2020 年,新增加的集中式充换电站超过约 1.2 万座,分散式充电桩超过约 480 万个,满足全国 500 万辆电动汽车的充电需求。根据中国充电联盟的统计数据,截至 2021 年 9 月,国内新能源汽车保有量 678 万辆,充社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 4 电基础设施累计数量为 210.5 万台,车桩比例为 3:1。充电基础设施领域还存在巨大缺口,并且存在充电难、充电桩利用率低、充电桩分布不平衡等问题。要发展无
19、人配送,就必须要解决无人配送车充电的问题,目前看来,充电桩将是一大难题。发展无人配送,需要建设智慧仓储中心。目前,我国正处于智慧仓储升级阶段,由机械化向自动化和智能化不断升级,智慧仓储还有很大的发展空间。1.3.2 1.3.2 信息基础设施信息基础设施 信息基础设施包括:5G+C-V2X 网络通信、北斗系统和遥感卫星等。目前社区园区无人配送推广,在信息基础设施的核心痛点是缺乏本地部署或者边缘计算的资源支持。无人配送车的 L4 级自动驾驶系统,会产生巨大的数据量,每天回传数 T 级别的数据。由于缺乏本地或者边缘服务器和通讯基础设施的支持,待实现无人配送车大规模部署后,运营方只能通过远程监控模式联
20、系无人配送车,因此网络通讯的稳定性、即时性影响着车辆安全。如果是在 4G 环境下部署无人配送车,容易出现通信被遮挡、基站覆盖不够、接入量太大导致通信信号堵塞等,使得信号断掉或严重卡顿。截至 2021 年 5 月,据工信部官网消息,依据最新数据,目前基站数目已经为 140多万,终端连接超 5 亿。虽然目前我国已经建设成了较大规模的 5G 网络基站,但在推动 5G 协同应用方面还有很大发展空间,还需要在以下方面发力。结合 5G 商用部署,统筹利用物联网、C-V2X 车联网、光纤网等,推动交通基础设施与公共信息基础设施协调建设,并探索无人配送信息基础设施的应用模式;逐步在物流园区、密集的居民社区、商
21、业广场等实现固移结合、宽窄结合、公专结合的网络覆盖;协同建设车联网、无人配送专用网络,推动重点区域、重点园区应用车用无线通信技术,支持无人配送车自动驾驶,实现园区、社区无人配送;在重点社区、楼宇内应用适用可靠、经济耐久的信息通信技术,支持配送设施远程监测、安全预警等应用;此外,5G 网络目前还在应用落地的早期阶段,由于各方需求呈现碎片化状态,且缺少解决方案集成商,导致行业应用终端少,尚未探索出合适的商业模式,从而推高了定制化成本。C-V2X 通信技术是车路协同实现环境感知的重要技术之一,与传统车载激光雷达、毫米波雷达、摄像头、超声波等车载感知设备优势互补,为智能网联汽车提供雷达无法实现的超视距
22、和复杂环境感知能力。C-V2X 通信通过和周边车辆、道路、基础设社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 5 施进行通信,从时间、空间维度扩大了车辆对交通与环境的感知范围,能够提前获知周边车辆操作信息、视觉盲区等周边环境信息。可见,C-V2X 的应用能够增强环境感知能力、降低车载传感器成本、使能多车信息融合决策。中国北斗卫星导航定位系统是我国自行研制的先进全球卫星导航系统(英文简称 BDS),是继美国 GPS、俄罗斯 GLONASS 之后全球范围内第三个成熟的卫星导航定位系统,北斗三号全球星座部署已经全面完成。目前北斗系统已全面服务于交通运输行业,在亚太地区的定位精度可达到水平 5 米、高程 5
23、 米的水平。发展社区、园区、以及楼宇内的无人配送,需要卫星导航系统提供高精度的地位与地图服务,尤其是楼道内的导航和定位服务,对精度的要求更高,且可能存在信号丢失、不稳定的情况,因此还需要结合惯性导航、室内定位等多项技术,开发多方式联动定位系统,提升北斗系统高精度导航与位置服务能力,为无人配送提供高精度、高可靠性的服务。遥感卫星,是用作外层空间遥感平台的人造卫星。用卫星作为平台的遥感技术称为卫星遥感。通常,遥感卫星可在轨道上运行数年,卫星轨道可根据需要来确定。遥感卫星能在规定的时间内覆盖整个地球或指定的任何区域,当沿地球同步轨道运行时,它能连续地对地球表面某指定地域进行遥感。虽然目前还没有应用于
24、自动驾驶的卫星,但已有车企研究发射近地卫星以支持自动驾驶业务。1.3.3 其他无人配送智能网联基础设施相关 1.3.3.1 移动配送设施 1.3.3 其他无人配送智能网联基础设施相关 1.3.3.1 移动配送设施 我国法律法规对交通参与者都赋予了法律属性,明确了其法律地位,实施归类管理,因此需要完善相关标准并加以引导,尽早构建行之有效的管理体系,明确投资、准入、路权、牌照等管理要求。工业和信息化部印发的关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见从加强数据和网络安全管理、规范软件在线升级、加强产品管理、保障措施等方面提出了 11 项具体意见,其中加强产品管理方面,明确要求严格履行告知义务,
25、加强组合驾驶辅助功能产品安全管理,加强自动驾驶功能产品安全管理,确保可靠的时空信息服务。为无人配送车辆的标准化,提供了一定发展方向。针对无人配送服务及其相关的无人配送小车,目前我国业内还缺乏完备的法律法规、技术标准。未来,随着无人配送服务的成熟及大规模应用,需要出台更多更社区园区无人配送智能网联基础设施白皮书 6 完善的法律法规、标准设施,建立无人配送服务管理体系和技术标准体系,从而规范行业发展,促进行业健康壮大。1.3.3.21.3.3.2 业务平台业务平台 业务平台主要指网联云控体系,网联云控体系是基于新一代通信和云计算技术,实现基础设施、车辆和云计算资源的互联互通和协同运行,通过构建智能
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