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疫区应急物资供应的卡车-无人机动态协同配送路径优化

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系统科学与数学 2022年第11期42卷 3027-3043页

作者：刘长石吴张周愉峰罗亮周鲜成谢小良湖南工商大学智能工程与智能制造学院长沙410205 湘江实验室长沙410205 湖南工商大学工商管理学院长沙410205 重庆工商大学管理科学与工程学院重庆400067 湖南工商大学统计学习与智能计算湖南省重点实验室长沙410205

研究传染性公共卫生事件发生后疫区的应急物资供应问题,为避免传染,对中高风险疫区采用“无接触式”的无人机配送方式、低风险疫区采用卡车配送方式,在此基础上设计疫区应急物资供应的卡车-无人机动态协同配送模式.综合考虑疫区风险级... 详细信息

研究传染性公共卫生事件发生后疫区的应急物资供应问题,为避免传染,对中高风险疫区采用“无接触式”的无人机配送方式、低风险疫区采用卡车配送方式,在此基础上设计疫区应急物资供应的卡车-无人机动态协同配送模式.综合考虑疫区风险级别、无人机容量、飞行距离、卡车容量等因素,以应急物资总配送时间最短为目标,构建卡车-无人机动态协同配送路径规划模型,并设计一种自适应遗传算法求解.实验结果表明:文章方法能在非常短的时间内求解出符合决策者目标的卡车-无人机动态协同路径规划方案,有效缩短应急物资总配送时间,能为政府部门在重大传染性公共卫生事件下的应急物资配送提供决策参考.

关键词：封闭疫区应急物资卡车-无人机协同配送自适应遗传算法

通行受限下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径优化

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系统科学与数学 2023年第11期43卷 2930-2948页

作者：刘长石吴张马祖军周鲜成赵慎孙鹏湖南工商大学智能工程与智能制造学院长沙410205 湖南工商大学工商管理学院长沙410205 浙江财经大学工商管理学院杭州310018

研究通行受限情景下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径优化问题,综合考虑灾区路网状况、卡车可途中发射/接受无人机、无人机单次起飞可配送多个需求点、需求可拆分等因素,以应急物资配送任务完成时间最短为目标,构建卡车-... 详细信息

研究通行受限情景下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径优化问题,综合考虑灾区路网状况、卡车可途中发射/接受无人机、无人机单次起飞可配送多个需求点、需求可拆分等因素,以应急物资配送任务完成时间最短为目标,构建卡车-多无人机协同配送路径优化模型.根据问题与模型特征设计一种改进蚁群算法求解.实验结果表明:文章方法能合理分配卡车与无人机的配送任务,科学规划通行受限情景下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径;卡车途中发射/接收无人机方式能有效缩短无人机飞行距离,减少卡车与无人机的协同时间,缩短通行受限情景下的应急物资配送时间,具有可行性、合理性与有效性.

关键词：卡车-无人机协同配送通行受限需求可拆分改进蚁群算法

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卡车-无人机协同配送路径优化模型与算法

卡车-无人机协同配送路径优化模型与算法

作者：鲁熙今兰州交通大学

学位级别：硕士

随着互联网的蓬勃发展,电商行业由于其便捷、省力、多选择性的特点受到大众的欢迎,但与此同时增加了末端物流配送的压力。在这种背景下,无人机科技日益成熟,它凭借体积小、飞行速度快、忽视地形条件等独特优点走进物流领域,为解决末端... 详细信息

随着互联网的蓬勃发展,电商行业由于其便捷、省力、多选择性的特点受到大众的欢迎,但与此同时增加了末端物流配送的压力。在这种背景下,无人机科技日益成熟,它凭借体积小、飞行速度快、忽视地形条件等独特优点走进物流领域,为解决末端物流配送时间长、配送成本高的问题提供了新的解决思路。但是,无人机同时具有载重小、飞行距离短的缺点,为发挥无人机最大作用,物流企业试图将卡车与无人机结合起来,扬长避短,将无人机作为传统卡车配送的搭档进行配送。这种协作配送方式可以在应急药品配送、农村地区物流配送和疫情隔离期间物资配送发挥巨大作用,为人们的生活提供便捷,但是也大大增加了调度上的难度。卡车-无人机协同配送路径优化问题是不同于传统车辆路径优化问题的一个新问题,它不是简单地着眼于卡车行驶路径,而是如何合理协调两种载运工具,使其实现降本增效的目标。特别是在无人机可以在多个客户点起降、无人机飞行距离受到载重影响的现实条件下,其复杂程度远远高于仅使用卡车进行物流配送的车辆路径问题。由于“卡车-无人机协同配送”这一概念在近几年才被提出,卡车-无人机协同配送的路径规划研究相对较少,但却是它从理论走进现实的关键问题。在以上背景下,本文对卡车-无人机协同配送的两种配送模式展开研究。首先,阐述了研究的背景、目的及意义,总结分析了车辆路径问题、卡车-无人机协同配送路径优化研究以及车辆路径问题求解算法的国内外研究进展,在此基础上提出了本文的研究内容及技术路线。其次,展开叙述了无人机配送的国内外发展现状,总结了物流无人机配送的优缺点,为卡车-无人机协同配送的必要性提供理论基础。另外,对于本文涉及的两种卡车-无人机搭配模式进行详细介绍,分别阐述了两种配送模式的组织形式以及特点,简单分析了适用范围。然后,对于两种配送模式分别进行了详细的问题描述,建立了以配送时间最短为目标,考虑无人机飞行距离受载重影响的混合整数规划模型,为卡车支持无人机配送问题(Carrier-vehicle Problem with Drone,CVP-D)设计了以K-Means++聚类算法为基础的三阶段求解算法,为飞行伙伴旅行商问题(Flying Side-kick Travelling Salesman Problem,FSTSP)设计了两阶段改进模拟退火算法,利用车辆路径问题标准算例分别进行求解,通过与单卡车配送进行对比,验证了模型的有效性。最后,引入真实案例进行仿真实验,验证两种配送模式在现实生活中的可行性,定量分析了两种配送模式带来的实际效益,并通过灵敏度分析,总结了两种配送模式分别适用的物流配送场景,对于提升卡车-无人机协同配送效果具有一定的参考价值。

关键词：物流配送卡车-无人机协同配送路径优化 K-Means++聚类算法改进模拟退火算法

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无人机配送问题研究综述

现代信息科技 2023年第8期7卷 146-150页

作者：宋佳怡毛瑜琳艾云艳申佳微邹晔湖南工商大学湖南长沙410205

物流业是支撑国民经济发展的基础性、战略性产业。我国“双碳”目标的提出是物流业实现智能化转型升级、谋求绿色低碳发展的重要契机,而无人机配送则是物流业实现节能减碳的重要途径。无人机配送一直是国内外学者关注的重要课题,文章主... 详细信息

物流业是支撑国民经济发展的基础性、战略性产业。我国“双碳”目标的提出是物流业实现智能化转型升级、谋求绿色低碳发展的重要契机,而无人机配送则是物流业实现节能减碳的重要途径。无人机配送一直是国内外学者关注的重要课题,文章主要从无人机独立配送和卡车-无人机协同配送两个方面分析无人机在配送领域的研究现状及发展趋势。

关键词：无人机配送双碳卡车-无人机协同配送