物流无人机城市低空轴辐式网络构建方法研究

无人机在城市物流配送方面具有极大应用潜力,然而城市低空空域运行场景中的潜在不确定因素较多,亟待通过科学方法构建安全有序的物流无人机配送网络。从物流无人机运输经济性和运行安全性角度出发,结合物流无人机性能特征,在原有地面物流配送网点的基础上,构建多层级轴辐式网络的整数规划模型,提出了带距离限制的PAM(partitioning around medoids,围绕中心点划分)聚类与整数规划相结合的网络构建方法;从配送时效性、网络安全性和网络结构特征三方面选取评价指标,用于对比构建物流无人机运输网络与原地面运输网络;以南京市江宁区为例构建物流无人机配送网络,验证该网络构建方法的可行性。实验结果表明,该方法构建的无人机配送网络在兼顾运输成本与运输安全性的同时,还具有较好的配送时效性。

基于风险地图的城市物流无人机路径规划研究

近年来物流无人机技术迅猛发展,但城市低空空域的复杂性、电磁环境的干扰以及城市内居民的生命财产安全都对物流无人机在城市的推广提出挑战。在此背景下,研究评估无人机运行综合风险并生成的风险地图,以无人机运输安全性、经济性和路径平滑程度为目标规划无人机全局路径,并增加对无人机航线保护区结构的约束。在原始NSGA III算法的基础上对航路点选择机制、交叉和变异操作进行改进,使算法更适应路径规划的需求。实验证明,模型能有效地避开禁飞区,确保路径的多样性、经济性和安全性,为物流运输经营者和低空空域监管方提供高质量、多样化的备选路径,满足不同决策者需求,为无人机城市物流活动的安全高效运行提供有效的解决方案。