近日,一篇提交至IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems的論文提出了名為Robostreet Flow的新型貨運架構,旨在透過系統級最佳化顯著降低點對點貨運成本。該架構由電池電動牽引車和四車混合編隊組成,核心創新在於同時最佳化車輛設計、編隊行駛和運營模式,以解決長途卡車運輸中能源、駕駛員勞動力和裝置三大成本要素相互割裂的問題。
Robostreet Flow平臺採用6x4電動牽引車,配備水滴形單座駕駛室,阻力系數僅為0.35,比傳統Class 8卡車降低約40%。車輛使用碳纖維複合材料單殼車身,並將電池結構整合其中,使淨重減少50%。牽引車搭載513 kWh電池,掛車附加340 kWh電池,單次充電續航可達500英里。這種輕量化設計不僅提升了能效,還增加了有效載荷,進一步攤薄每噸英里的成本。
在運營模式上,四輛Flow卡車組成編隊,僅領頭車配備安全駕駛員,其餘三輛實現SAE L4級自動駕駛。計算流體動力學模擬顯示,以8米間距緊密跟車可使跟隨車的阻力系數降低42%至48%,峰值正面壓力降低約四倍。經校準的縱向能量模型預測,編隊平均能耗為1.27 kWh/英里,相比單車1.60 kWh/英里節能20.5%。電力成本僅相當於同等柴油成本的17%。
綜合考慮駕駛員成本分攤(一名駕駛員管理四輛車)和輕量化帶來的有效載荷增加,運營成本從柴油基線的9.4美分/噸英里降至4.1美分/噸英里,降幅達56%。論文還進行了敏感性分析,驗證了在不同載荷、坡度和速度下的穩健性;提出了樞紐到樞紐的運營概念,將編隊行駛應用於高流量固定線路;並討論了監管影響,包括對自動駕駛認證和車隊操作標準的啟示。這項研究為高效、低成本的長途貨運提供了新的解決方案,有望重塑公路物流的經濟格局。