“无人机—卡车”配送路径优化研究

为有效提升“最后一公里”配送效率,以总运营成本最少为目标函数,提出了考虑道路拥堵指数的“无人机—卡车”配送路径优化模型。首先,基于改进的K-means算法确定卡车配送点;接着考虑道路拥堵指数,运用节约里程法得到卡车配送路径;然后采用改进模拟退火算法确定无人机飞行路线;最后选取郑州市主城区的80个小区进行实例计算,与卡车单独配送相比,“无人机—卡车”配送模式的配送成本降低了110元,约减少了13.78%。实例计算结果表明,“无人机—卡车”联合配送模型可有效减少配送成本,求解算法高效,更加贴合现实的配送场景,为新时代物资配送问题提供了理论参考。

基于HTGVNS算法的卡车与无人机协同配送方法

在现代物流中,针对最后一公里配送中的成本高昂、耗时长、道路不易通行等难题,首次引入卡车与无人机协同配送模式,并以总配送时间最小化为目标,建立混合整数规划模型(MIP)。提出一种新的混合禁忌可变邻域搜索算法(HTGVNS)进行求解。算法利用旅行商问题(TSP)求解器和系统性邻域变化的探索能力求解卡车路径,将客户分配给无人机形成聚类,再使用禁忌搜索过程来优化无人机路径。通过求解不同规模算例验证了所建模型的可行性和算法的有效性。结果表明卡车与无人机协同配送模式能有效地减少配送时间,提高配送效率。

车辆支持的多无人机多区域覆盖路径规划算法

针对无人机在区域侦察中的应用研究,提出车辆支持的多无人机覆盖侦察的车机协同模式与协同路径规划算法。以最小化任务完成时间为目标,考虑车辆路径所受的道路约束以及无人机的能量约束,建立混合整数规划模型,并设计基于迭代松弛思想的启发式算法。在构建的60 km^(2)的测试场景中随机设置16个目标区域,算法实现了车辆与无人机的覆盖路径规划,全部侦察任务完成用时为1.593 h,验证了车辆支持多无人机模式的可行性以及算法的有效性。

乡村振兴战略下农村电商物流运营模式与策略创新研究

农村电商物流作为新兴业态,不仅可以推销农副产品、帮助农民脱贫致富,而且还能助推乡村振兴。因此,在乡村振兴战略背景下研究农村电商物流的运营模式与策略创新,具有十分重要的现实意义和推广价值。文章从乡村振兴、农村电商物流、农村柔性化物流等理论探讨入手,分析我国农村电商物流的发展现状及短板;然后立足农村协同物流平台和农村电子商务平台的相联互通,设计乡村振兴战略下农村电商物流运营创新模式;最后在此基础上,制定农村电商物流运营五大策略,创新性地提出农村柔性化物流的发展思路,构建农村地区“卡车+无人机”联合调度的配送模式。

应急物流中无人机配送线路优化

在自然灾害发生时,第一时间内将生命救援物资配送到各救灾点尤为重要。为优化自然灾害条件下的应急物资配送过程,由卡车-无人机共同配送,将该场景下的应急物资配送问题构造为带有无人机的多旅行商问题。在考虑卡车可达性的情况下,以总配送时间最短为目标建立了混合整数规划模型,并改进FSTSP(Flying Sidekick Traveling Salesman Problem)算法求解此模型。仿真结果表明:通过组合K-means聚类算法和改进的FSTSP算法,可以有效解决考虑卡车可达性的多卡车多无人机的应急物资配送问题,且与传统的卡车配送相比,卡车-无人机配送具有潜在的优势。

无人机与卡车协同配送优化研究

近年来出现了将卡车作为单架无人机着陆和起飞平台的配送模式。为进一步研究该模式对物流配送的价值,建立了一辆卡车搭载多架无人机为客户进行配送,同时考虑无人机限载、电量及客户时间窗等因素,以总配送成本最低为目标的混合整数规划模型,设计了嵌入改进节约里程算法(C-W算法)的人工蜂群算法,通过与Lingo计算小规模算例精确解对比验证算法的有效性,同时对模型参数进行了敏感度分析。研究结果表明:所建立的模型及设计的算法是有效的,可以为城市物流配送中无人机的应用提供指导。

应急无人机在物流配送体系中的优化应用

阐述应急无人机在物流配送体系中的优化应用,探讨多旋翼无人机、固定翼无人机、混合布局无人机技术,以及无人机卡车机场的设计、无人机配送路径的设计。

货车和无人机联合配送路径优化研究

针对国家对环境保护的重视和偏远地区电商配送经常遇到道路坍塌、断交以及空域禁飞等区域限制的难题,考虑客户对于时间和货损的满意度以及固定成本、运输成本、燃油成本和碳排放成本,以配送总成本最小和客户满意度最大为目标,建立考虑区域限制的货车和无人机联合配送多目标优化模型。通过引入人工蜂群算法的分级思想和信息素浓度限制对蚁群算法进行改进,并用改进蚁群算法对模型进行求解。使用MATLAB软件进行仿真,将仿真结果与货车单独配送模式进行对比。结果表明,在偏远地区电商配送过程中,货车和无人机联合配送模式能够有效降低配送成本,减少碳排放,提高客户满意度。

无人机车载起飞飞控软件设计及仿真

关于无人机起飞优化控制软件设计问题,由于无人机车载起飞要求高度迅速升高、速度迅速增大的特点,对无人机俯仰角回路和速度回路进行PID设计。并根据车载起飞速度和高度的要求,将飞控软件划分为四个控制阶段,详细设计了飞控软件的控制流程。通过数字仿真,验证了预偏补偿对无人机姿态控制的重要性;通过半物理仿真,验证了车载起飞的设计已经达到了预定的要求,改善了车载起飞的飞行品质。基于以上分析,无人机车载起飞效果良好,对同类型的无人机具有一定的参考价值。

无人机配送问题研究综述

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。

基于交互理念的消防车优化设计

随着5G物联时代的到来,“互联网+”逐步融入社会各界。高层建筑大量涌现,它复杂的结构给火灾防控与救援带来一定的挑战。文章从操控面板的交互模式与高层火灾的扑灭方式进行梳理,探索“互联网+”在消防行业中的应用,优化现有消防车的功能。调研显示,发达国家陆续开发出具备探测能力的创新型消防车,但国内消防车的研发仍处于初始阶段。因此,研究对消防车进行改良设计,替换侧面模块化操控面板为一体化的交互屏幕,建立协调性较强的可视化交互模式。同时,增加多架无人机携灭火弹等装置辅助灭火、探测火情,利用红外热成像原理,结合机器视觉技术进行图像分析,更准确地定位着火点,一定程度上解决了高层的灭火问题,促进了传统消防向智慧消防的转型。

露天矿山采剥施工的数字化精细管理实践

针对大宝山露天多金属矿山矿脉复杂、采空区分布多和配矿要求高等特点,宏大爆破有限公司以大宝山项目部为试点单位,进行了适用于矿山施工企业的数字化矿山建设。以无人机航测、DIMINE软件和卡车调度系统为技术支撑,从露天矿山数据获取、加工处理和数据应用等方面构建了数字化矿山建设框架。构建流程如下:首先采用无人机航测技术获取了矿区范围内详细地形地貌信息和三维模型,清楚地了解了矿山生产现状与危险源分布情况;然后利用DIMINE软件进行生产计划制定、日常技术交底、工程量结算和爆破自动化设计等数字化工作,实现了矿山三维化生产规划设计,保证了资源开采利用的科学性,降低了矿石贫化与损失;同时利用卡车调度系统,进行分采分运与实时调度管理,确保了配矿指令的有效执行。实践表明:相比传统矿山施工企业,宏大爆破有限公司的数字化矿山试点工作从开采规划设计、施工调度和现场监管等方面实现了矿山一体化设计与集成化服务,显著提升了露天矿山采剥精细化施工及管理水平。

考虑卡车无人机协同配送模式下的车辆路径问题研究

卡车无人机协同配送模式下的两级车辆路径问题,是随着无人机配送技术发展和应用出现的新问题。考虑载重、续航、时间同步性等约束,建立了混合整数规划模型,以成本最小为目标设计了基于扫描算法和改进的大规模邻域搜索的混合算法求解。仿真结果表明:混合算法相比CPLEX在运行时间上有明显优势,求解结果处于同一水平甚至更优;卡车无人机协同配送模式相较于卡车单独配送模式可提高配送效率,节约配送成本。