技术领域本发明涉及物流领域，特别涉及一种互联式空中无人运输系统及运营方法。
背景技术：
传统“点对点加轮幅型”运输模型(H-H)中间干线段运输集货量大，有利于大型运输工具低成本大批量运输。但是传统运输方式存在以下缺点：1.货物必须按运输系统的节拍分段运行，停运时间占比相对点对点互联模型高；2.大部分货的物流途径大于“始---终”两端的实际距离，无效里程占比高；3.为满足大货起运量，集货时间长；4.系统运能刚性强，与实际运量匹配性差，容易产生“高峰堵塞、低谷放空“现象；5.在有人驾驶有情况下，运载工具需返回基地休整，人工成本刚性上涨。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种停运时间短，无效里程短，集货时间短，人工成本低的互联式空中无人运输系统及运营方法。本发明提供的互联式空中无人运输系统，具有这样的特征，包括：无人运输机，飞行与各节点之间，进行货物的运输；运输节点系统，观测各节点起降跑道情况，对无人运输机进行引导、货物分装、燃料加注、维护保障；运输航路系统，对空域进行分配，对无人运输机的航线进行规划，监管航路，对航线的流量进行控制，对航路进行设计；飞机定位系统，利用卫星导航系统和移动通信网络对无人运输机进行实时定位；数据链通信系统，利用移动互联网和卫星通信数据链在各节点、无人运输机和卫星导航系统之间进行数据通信；以及系统控制中心，控制节点系统完成货物信息的收集及装载分配，同时控制运输航路系统完成空域分配、航线规划、航路监管、流量控制、航路设计和派遣无人运输机，利用数据链通信系统的数据通信对无人运输机的飞行过程进行安全监管。本发明提供的互联式空中无人运输系统，还具有这样的特征：其中，无人运输机的载重量为50公斤至1000公斤。本发明提供的互联式空中无人运输系统，还具有这样的特征：其中，节点选取通用机场或临时起降点作为运输节点，航线中的节点可作为货物装卸、外场维护、货物中转、进行无人运输机加油。本发明提供的互联式空中无人运输系统，还具有这样的特征：其中，飞机定位系统在信号盲点或信号不佳时以惯性导航作为辅助定位及导航手段。本发明提供的互联式空中无人运输系统，还具有这样的特征：其中，可建立多个系统控制中心，多个系统控制中心之间数据互为备份。本发明提供的互联式空中无人运输系统，还具有这样的特征：其中，货物通过专有的集装箱装入无人运输机的货舱。本发明还提供的互联式空中无人运输系统运营方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，由快递、物流、邮政或其他运输系统把货物送到节点，根据货物目的地分装到不同的专用集装箱中；步骤二，分装完成后把集装箱整体装入无人运输机的货舱，并由向系统控制中心发送货物及无人运输机信息；步骤三，由系统控制中心分配航路，无人运输机从跑道自行起飞，根据预设的航线飞往目的地；步骤四，飞行过程中通过卫星导航系统导航，通过移动通信与系统控制中心进行数据传输，由系统控制中心根据飞行任务及气象条件或其他情况对无人运输机进行实时的调整与监控；步骤五，无人运输机到达目的地前通过引导信号对准跑道完成自主降落；以及步骤六，降落后由目的地工作人员完成货物分拣并送往客户。本发明还提供的互联式空中无人运输系统运营方法，还具有这样的特征：其中，节点负责根据飞行任务给无人运输机加注燃油，简单维护及损坏部件更换。本发明还提供的互联式空中无人运输系统运营方法，还具有这样的特征：其中，无人运输机通过预设指令在预定时间自动返回维护中心进行保养及维护。本发明还提供的互联式空中无人运输系统运营方法，还具有这样的特征：其中，无人运输机送达货物后无须返回，在目的地装载货物后飞往下一目的地或根据临近节点需求进行调配，无人运输机可定期自动回到指定的维护中心接受保养维护。发明作用和效果根据本发明所涉及的互联式空中无人运输系统及运营方法，运载工具无人化，货物从起运点到目的地之间的航线适应性强，对跨山、跨海运输优势尤其明显；无人运输机可以不分昼夜连续运行；无人运输机无需返回“基地”，网络上的任意节点都是“基地”，运输能力可以“按需分布”大批量、高频次，“点对点”空中珍珠链式运输系统，具有无节拍限止、柔性化的运输能力，具有航线分配响应快；系统主要考虑区/县一级通用机场或起降点之间的连接与物资运输，无人运输机为中小载荷，中短航程的无人运输机，同时考虑到通过地面移动通信基站传输信号，因此在一个相对较低的空域飞行，并不会对民航飞行造成干扰，航线也可以通过预先设计，避开民航航路及人口稠密区域；航线负荷自动调整、整体均衡性好、生命力强、稳定性好，对市场波动的适应性强；无人运输机对跑道的适应性强、维护的工作量少、技术难度低，非常适合边远及经济不发达地区；无人运输机的控制与通信系统封装在封闭系统中，抗干扰能力强，外界无法改写控制程序，脱网无法运行，“非常规安全”安全性强，空中劫持的难度大；把卫星定位与导航、移动数据通讯、通讯卫星、互联网等手段集合运用，真正实现“空、天、地网络”一体化综合运行，具有技术的综合互动性强；从系统控制中心到飞行运载的硬件制造，完全基于现有的制造能力和民用市场货架产品，生产效率高、成本低、可靠性高、可获得性强；整个系统依托现有互联网平台运行，组网门槛低、灵活性高、扩展延伸性强。附图说明图1是本发明在实施例中的互联式空中无人运输系统的系统框图；图2是本发明在实施例中的节点设置的示意图；以及图3是本发明在实施例中的互联式空中无人运输系统运营方法的流程图。具体实施方式以下参照附图及实施例对本发明所涉及的互联式空中无人运输系统及运营方法作详细的描述。图1是本发明在实施例中的互联式空中无人运输系统的系统框图；图2是本发明在实施例中的节点设置的示意图。如图1和图2所示，互联式空中无人运输系统，具有：无人运输机1、运输节点系统2、运输航路系统3、飞机定位系统4、数据链通信系统5和系统控制中心6。无人运输机1飞行与各节点之间，进行货物的运输。无人运输机1为无人驾驶的小型货运固定翼飞机，可按规划好的网络找到最优路线完成飞行任务，以卫星及地面通信基站为定位及导航设备，以惯性导航系统为辅助，通过移动互联网络及卫星通信数据链进行数据传输。先进的气动设计及总体布局使其有良好的燃油经济性，电传操纵及主动控制，使其有良好的操纵性及对各种环境的良好适应性。无人运输机1采用新材料新工艺，降低了全机重量，提高了生产效率并使维护更容易。货物通过专有的集装箱装入无人运输机1的货舱。集装箱有统一的标准尺寸，分装货物的同时调整集装箱的重心位置。无人运输机1本身不带环控系统，遇到特殊货物需要温度或环境控制，则由特殊功能的集装箱完成。运输节点系统2充分利用已有或规划中的通用机场及平整场地作为节点，在这些节点完成货物分装，观测各节点起降跑道情况，燃料加注及外场维护保障，并由这些节点进行无人运输机1起降和引导。使用载重量为50公斤至1000公斤或更大的无人运输机1运送货物，航程以城镇到城镇的中短程为主。如果需要完成长航程飞行任务可以使用航线中的节点作为中转或进行加油。运输航路系统3对无人运输机1的空域进行分配，对无人运输机1的航线进行规划，监管航路，对航线的流量进行控制，对航路进行设计。飞机定位系统4利用卫星导航系统和移动互联网对无人运输机1进行实时定位，在信号盲点或信号不佳时以惯性导航作为辅助定位及导航手段。数据链通信系统5利用移动互联网和卫星通信数据链在各节点、无人运输机和卫星导航系统之间进行数据通信。无人运输机1的飞行指令通过系统控制中心6给出，简化无人运输机1本身所携带的设备及系统。数据链通信系统5能够连续的接受、反馈地面的系统控制中心6数据指令与反馈执行情况维持互联式空中无人运输系统持续运行，并且能够传输数据，有能力传输少量图片或视频。数据链通信系统5的数据通信链路达到“实时、准确、不间断”三个基本要求。下面列举三种数据链通信系统5的实施方案。实施方案一：基于天基的卫星通信系统使用卫星通信系统(Ka,Ku,S)，通过在无人运输机1上安装专用机载卫星天线和卫星终端，通过卫星与地面卫星主站建立地空通信链路，最终向空中的无人运输机1提供通信服务。实施方案二：基于地基的地空通信系统使用基于地面移动通信基站的地空无线通信技术，利用布设在沿飞行航线或指定空域的地面移动基站对空发射的无线电信号，形成地空通信链路，向空中的无人运输机1提供通信服务。实施方案三：同时基于卫星通信和地空通信即支持地空通信又支持卫星通信，在基站布网较为便利的航线采用地空通信，在地面区域受限制等情况下可接入卫星通信网。系统控制中心6控制节点系统完成货物信息的收集及装载分配，同时控制运输航路系统3完成空域分配、航线规划、航路监管、流量控制、航路设计和派遣无人运输机，利用数据链通信系统5的数据通信对无人运输机1的飞行过程进行安全监管，并对突发事件进行处置。也可根据实际情况建立多个系统控制中心6，多个系统控制中心6之间数据互为备份。互联式空中无人运输系统采取由系统控制中心6对网络中的每一架无人运输机1实施全寿命、全过程、全自动的运行指挥与监督，空域与航线设计避开有人飞行空间层和人口密集或敏感地区即使出现空中故障也可以实现全自动安全迫降。由于无人运输机1与系统控制中心的高度一体化，使得劫持飞机难度极高，一旦被劫持后即可迅速发现目标，并且难以实现人为操纵，大大提高了安全性。其技术原理确定了系统的经济性：从产品设计技术的原理出发无人运输机1运行的阻力作功的能耗要低于其他民用交通运输工具；实现全自动无人化之后，运载效率要高于有人驾驶的同类运输工具；在低空规划无人运输空间层，既有利于航路优化，又减少地面修路的投资，同时这一级别的无人运输机1对起飞场地要求小，对跑道的投资费用低。图3是本发明在实施例中的互联式空中无人运输系统运营方法的流程图。如图3所示，互联式空中无人运输系统运营方法包括以下步骤：步骤一：由快递、物流、邮政或其他运输系统把货物送到节点，根据货物目的地分装到不同的专用集装箱中。步骤二：分装完成后把集装箱整体装入无人运输机1的货舱，并由向系统控制中心6发送货物及无人运输机1信息。步骤三：由系统控制中心6分配航路，无人运输机1从跑道自行起飞，根据预设的航线飞往目的地。步骤四：飞行过程中通过卫星导航系统导航，通过移动通信与系统控制中心6进行数据传输，由系统控制中心6根据飞行任务及气象条件或其他情况对无人运输机1进行实时的调整与监控。步骤五，无人运输机1到达目的地前通过引导信号对准跑道完成自主降落。步骤六，降落后由目的地工作人员完成货物分拣并送往客户。节点负责根据飞行任务给无人运输机1加注燃油，简单维护及损坏部件更换。无人运输机1通过预设指令在预定时间自动返回维护中心进行保养及维护，送达货物后无须返回，在目的地装载货物后飞往下一目的地或根据临近节点需求进行调配。如有超过飞机航程的超长任务，无人运输机1可以自主在中间节点降落加油后完成后继飞行任务。无人运输机1可定期自动回到指定的维护中心接受保养维护。实施例的作用与效果根据本实施例所涉及互联式空中无人运输系统及运营方法，运载工具无人化，货物从起运点到目的地之间的航线适应性强，对跨山、跨海运输优势尤其明显；无人运输机可以不分昼夜连续运行；无人运输机无需返回“基地”，网络上的任意节点都是“基地”，运输能力可以“按需分布”大批量、高频次，“点对点”空中珍珠链式运输系统，具有无节拍限止、柔性化的运输能力，具有航线分配响应快；系统主要考虑区/县一级通用机场或起降点之间的连接与物资运输，无人运输机为中小载荷，中短航程的无人运输机，同时考虑到通过地面移动通信基站传输信号，因此在一个相对较低的空域飞行，并不会对民航飞行造成干扰，航线也可以通过预先设计，避开民航航路及人口稠密区域；航线负荷自动调整、整体均衡性好、生命力强、稳定性好，对市场波动的适应性强；无人运输机对跑道的适应性强、维护的工作量少、技术难度低，非常适合边远及经济不发达地区；无人运输机的控制与通信系统封装在封闭系统中，抗干扰能力强，外界无法改写控制程序，脱网无法运行，“非常规安全”安全性强，空中劫持的难度大；把北斗(GPS)定位、移动数据通讯、通讯卫星、互联网等手段集合运用，真正实现“空、天、地网络”一体化综合运行，具有技术的综合互动性强；从系统控制中心到飞行运载的硬件制造，完全基于现有的制造能力和民用市场货架产品，生产效率高、成本低、可靠性高、可获得性强；整个系统依托现有互联网平台运行，组网门槛低、灵活性高、扩展延伸性强。上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。