最可行的模式是无人机与卡车或快递柜协同，而非仅靠无人机
纯无人机配送——即无人机从中央仓库直接飞抵客户手中——因航程和载重有限，在大规模应用中难以实现成本效益。研究一致表明，混合系统（由无人机仅负责从卡车或快递柜到客户手中的“最后一公里”）经济性远胜前者。2025年一项关于卡车-无人机协同的研究指出，相较于纯卡车运输，结合卡车高载重能力与无人机速度优势的混合模式，可将配送成本降低10%至50%，配送时间缩短15%至40%[1]。无独有偶，2023年一项针对快递柜-无人机系统（卡车将包裹运送至社区快递柜，再由无人机完成末端配送）的研究也显示，相较于传统纯无人机系统，该模式能显著节约成本——尤其当无人机单次可携带多个包裹时[2]。
关键在于，无人机最适合从本地枢纽出发进行短途、重复的运输，而非长途运输。2016年一项关于无人机路径规划的研究强调，从仓库出发重复使用无人机执行多次任务是降低成本的关键，同时优化电池容量——而不仅仅是有效载荷——至关重要，因为能耗几乎与总重量呈线性关系[6]。换言之，能够更换电池并从卡车或储物柜出发执行多次短途飞行的无人机，远比从仓库长途飞行的无人机经济得多。
可行性取决于密集的城市航线与智能的空域设计
无人机配送的经济效益在人口密集的城市区域最为显著，因为大量配送订单集中分布，而非分散在广阔的郊区或乡村地带。2021年一项关于城市大规模无人机交通的研究指出，要实现高密度安全运行，空域必须像道路一样进行结构化设计——包括设置空中单行道和双向“街道”、按不同飞行方向划分高度层，以及规划专用转弯交叉口[4]。若缺乏这种结构，冲突和延误将导致大规模运营效率低下且存在安全隐患。
一份关于2025年在新加坡（全球人口最密集的城市之一）实施无人机物流的蓝图指出，监管的确定性和集中式数字空中交通管制是关键推动因素[3]。该研究提出建立一个由政府运营的空中交通管理系统，并设立固定且可认证的空中走廊，连接主要物流枢纽。这意味着，即便在理想的经济条件下，如果没有一个提供可预测飞行路径和安全保障的支持性监管框架，可行性也无从谈起。2021年关于公交网络无人机的研究表明，通过允许无人机搭乘公交车和电车，200架无人机组成的机队可在旧金山和华盛顿特区之间运送5000个包裹，且无人机借助公共交通的飞行距离可达其自身航程的360%[5]。这进一步说明，创造性的基础设施整合能大幅提升无人机的航程和经济可行性。
成本节约伴随权衡，供应商协作助力增效
虽然无人机配送可以降低成本，但也存在重要的权衡。2016年的路径规划研究发现，最低配送成本与配送时限呈反指数关系——这意味着若追求更快的配送速度，成本将急剧上升[6]。同样，在预算固定的情况下，可实现的最短配送时间也遵循反指数曲线。因此天下没有免费的午餐：速度需要成本，而预算限制又制约着速度。
另一个角度是供应商合作。2018年的一项研究提出了一个框架，允许多个供应商共享无人机配送资源，以最小化成本并实现费用的公平分配[7]。该研究利用新加坡的实际数据表明，合作能够带来稳定且成本效益高的运营，尤其是在比较使用无人机与外包给传统承运商之间的权衡时。这表明，对于中小型供应商而言，与其他供应商共享无人机资源，可能是实现大规模无人机配送可行性的关键。
本文引用的文献
卡车与无人机协同配送路径规划研究
卡车与无人机协同配送相比纯卡车运输，可降低10%至50%的成本，并缩短15%至40%的配送时间。该结论基于在多卡车、多无人机场景下测试的多目标优化模型。
基于储物柜与无人机协同配送系统的配送网络设计
相较于传统的纯无人机配送，储物柜-无人机系统（卡车配送至储物柜，再由无人机送达客户）更具成本效益；多包裹无人机所需的储物柜和无人机数量均少于单包裹无人机。
新加坡城市商业无人机物流：实施蓝图
一份新加坡的蓝图显示，监管确定性、集中式数字空中交通管制（U-space）以及固定的空中走廊，对于在密集城市空域中扩展商业无人机物流至关重要。
面向大规模无人机配送交通的受限城市空域设计
采用类似道路规则的架构来管理城市空域（如单向/双向“街道”、按方向划分高度层、设置转弯过渡高度），能有效且安全地处理高密度无人机交通流量。
利用交通网络实现高效的大规模多无人机配送
一支由200架无人机组成的车队，利用公共交通网络（公交车、有轨电车），可在旧金山和华盛顿特区运送5000个包裹，且无人机的行驶距离可达其飞行范围的360%。
无人机配送中的车辆路径问题
多旋翼无人机的能耗与有效载荷及电池重量大致呈线性关系；因此，重复使用无人机并优化电池尺寸对于实现经济高效的航线规划至关重要。
无人机配送中的供应商合作
基于新加坡真实数据测试的无人机配送供应商合作框架，有助于最小化并公平分摊成本，且相较于外包给传统承运商更具优势。