李烨 罗歆蕊 殷旭日 陈艳生
中南大学 交通运输工程学院,湖南 长沙 410075
LI Ye LUO Xinrui YIN Xuri CHEN Yansheng
School of Traffic and Transportation Engineering,Central South University,Changsha 410075,Hunan,China
摘要:
“低空经济”作为一种新型的综合性经济形态,已经渗透进巡检、物流、救援、通信等多个领域。本文主要研究无人机在卡车配送点起降的新型配送模式,考虑无人机在卡车路径上的任意位置动态起降以减少无人机的飞行距离和等待时间,并在配送系统中引入多架无人机以提高系统配送效率。针对考虑动态同步的单卡车多无人机协同配送路径优化问题,以最小化加权总成本为目标建立路径优化模型;根据模型设计自适应大邻域搜索算法求解,明确算法初始解构造方法和各算子功能,使用模拟退火算法的Metropolis准则避免算法陷入局部最优;采用不同规模算例验证算法的可行性,并将无人机在卡车配送点起降结果与无人机在卡车路径上动态起降结果对比,对模型中各成本组成的权重关系和配送系统中的无人机数量变化进行分析。结果表明,无人机在卡车路径上动态起降策略的配送系统对于加权总成本的优化程度为0.80%~2.96%,且动态同步机制对等待成本变化敏感程度较高。随着等待成本权重增加,优化后的配送系统加权总成本逐渐降低,同时,增加等待成本可在一定程度上提升动态同步优化程度。当系统中存在2架无人机时,动态同步优化程度最高。本文所提出的卡车-无人机动态同步方案可优化卡车和无人机的配送路径,为降低城市末端物流配送成本提供新的思路。