基于卡车-无人机协同配送的双目标应急物资运送优化

1

作者 张林静 丁溢 《系统管理学报》 北大核心 2025年第1期81-95,共15页

鉴于灾害的严重破坏性,社会各界对突发灾害的关注程度逐渐提高,研究高效合理的应急物资运送路径成为应急管理领域的紧迫任务。基于此,将卡车-无人机协同配送模式运用到灾后应急物资运送过程中,以期快速为灾民提供关键物资。首先,通过引... 鉴于灾害的严重破坏性,社会各界对突发灾害的关注程度逐渐提高,研究高效合理的应急物资运送路径成为应急管理领域的紧迫任务。基于此,将卡车-无人机协同配送模式运用到灾后应急物资运送过程中,以期快速为灾民提供关键物资。首先,通过引入剥夺成本来衡量灾民因缺乏物资而感知的痛苦,进而以卡车-无人机协同配送总物流成本最小和灾民承受的剥夺成本最小为目标构建非线性整数规划模型;其次,采用改进的带精英策略的非支配排序遗传算法(INSGA-Ⅱ)对模型进行求解;最后,通过数值分析和算法比较对所提出模型及算法进行验证。结果表明:卡车-无人机协同配送模式能够有效降低物流成本和灾民痛苦;INSGA-II算法比NSGA-Ⅱ算法效果更优。 展开更多

关键词 应急物资运送 卡车-无人机协同配送 灾民痛苦 双目标优化 INSGA-Ⅱ算法

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卡车-无人机协同的洪灾应急选址-路径鲁棒优化问题 被引量：1

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作者 龚英 涂熳熳 周愉峰 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第14期307-321,共15页

为提高洪灾应急物资配送效率,提出卡车-无人机动态协同配送应急物资。考虑洪灾环境特征,以应急物资配送的总时间最短为目标,构建卡车-无人机动态协同的应急物资配送选址-路径鲁棒优化模型。使用改进的禁忌搜索算法求解模型。在改进算法... 为提高洪灾应急物资配送效率,提出卡车-无人机动态协同配送应急物资。考虑洪灾环境特征,以应急物资配送的总时间最短为目标,构建卡车-无人机动态协同的应急物资配送选址-路径鲁棒优化模型。使用改进的禁忌搜索算法求解模型。在改进算法中,设计了多种交叉、逆转的邻域算子来扩大邻域搜索范围,并加入修复算子以保证路径可行且实现选址决策。实验结果表明:提出的模型能有效解决洪灾应急物资配送选址-路径问题;鲁棒优化模型可有效保证卡车行驶时间波动下路径的可行性;与遗传算法、模拟退火算法以及粒子群算法相比,改进禁忌搜索算法具有更优的性能。 展开更多

关键词 洪灾应急物流 选址-路径问题 卡车-无人机动态协同 鲁棒优化 禁忌搜索算法

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应急物资“火车-卡车-无人机”协同运输优化 被引量：2

3

作者 钟导峰 尹传忠 +1 位作者 梁亚莉 何舒挺 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第8期40-50,58,共12页

针对面向中长距离应急物资的“火车-卡车-无人机”协同运输,以总运输成本最小为目标,构建“火车-卡车-无人机”协同运输的整数规划模型。提出一种由自适应K-means聚类算法和变邻域模拟退火算法构成的两阶段算法进行求解,设计了7种不同... 针对面向中长距离应急物资的“火车-卡车-无人机”协同运输,以总运输成本最小为目标,构建“火车-卡车-无人机”协同运输的整数规划模型。提出一种由自适应K-means聚类算法和变邻域模拟退火算法构成的两阶段算法进行求解,设计了7种不同规模的算例进行仿真,仿真结果表明,相较于卡车-无人机运输,加入铁路后,减少卡车行驶里程397 km,整体运输成本平均降低26.49%、运输时间平均减少12.06%、卡车行驶里程平均减少62.17%。随着应急物资运输OD距离增加,运输成本和时效性的优势越发显著,位于[900,1000] km时出现了拐点;当铁路运输速度达到130 km/h时,运输的时效性达到最大,表明加强铁路应急货物列车运输组织具有重要实践价值。研究可为铁路融入低空经济提供参考。 展开更多

关键词 应急物流 两阶段算法 火车-卡车-无人机协同运输 中长距离运输 低空经济

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基于多臂赌博机遗传算法的无人机与卡车协同配送

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作者 朱烨娜 刘敏 +1 位作者 赵肄江 陈萱霖 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第8期2261-2272,共12页

无人机与卡车协同配送新模式凭借其高效、环保、不受地形限制等优势,正在改变传统的物流配送方式。带无人机的旅行商问题(TSP-D)是上述配送新模式中的一种经典问题,比纯卡车物流配送更为复杂,需要从无人机和卡车间的协同交互中寻找最优... 无人机与卡车协同配送新模式凭借其高效、环保、不受地形限制等优势,正在改变传统的物流配送方式。带无人机的旅行商问题(TSP-D)是上述配送新模式中的一种经典问题,比纯卡车物流配送更为复杂,需要从无人机和卡车间的协同交互中寻找最优的配送组合,带来了新的挑战。提出了一种基于多臂赌博机的混合遗传算法来求解TSP-D。采用了自然数排列的染色体编码,并应用基于动态规划的精确划分方法对其解码,以生成无人机与卡车协同配送解方案。新设计了一种多臂赌博机局部搜索策略,将局部搜索算子池中的五种不同搜索算子视作赌博机的多个“臂”。先通过赌博机摇臂搜索后解方案适应值的提升程度来计算奖励,再根据ε-greedy强化学习方法计算各个“臂”被选中的概率,以便选择合适的搜索算子来增强算法的局部搜索能力。实验结果表明,提出的算法与其他主流的算法相比,在不同分布与不同规模的多数测试实例上均有更低的解方案成本。进一步的实验分析验证了多臂赌博机局部搜索策略比其他局部搜索策略具有更好的自适应能力,能显著提升算法的性能。最后,将提出的算法应用于长沙市一个实际的配送案例,展示了其现实应用效果。 展开更多

关键词 无人机卡车协同配送 带无人机的旅行商问题 混合遗传算法 多臂赌博机

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考虑需求紧迫度的应急物资卡车-无人机联合配送路径优化

5

作者 王培栋 汪玲 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第28期12231-12240,共10页

面对现今频发的自然灾害,从系统全局角度出发,研究如何兼顾灾后应急物资配送的公平与效率对于高效实施灾后救援具有重要意义。运用层次分析法对需求紧迫度测算指标进行赋权,以受灾点需求紧迫度排序指数最大、带有延时惩罚的配送总成本... 面对现今频发的自然灾害,从系统全局角度出发,研究如何兼顾灾后应急物资配送的公平与效率对于高效实施灾后救援具有重要意义。运用层次分析法对需求紧迫度测算指标进行赋权,以受灾点需求紧迫度排序指数最大、带有延时惩罚的配送总成本最小为目标,构建考虑需求紧迫度的应急物资卡车-无人机联合配送路径优化模型,并采用改进非支配排序遗传算法Ⅱ(nondominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)进行求解。结果表明:该模型能够满足不同紧迫程度下受灾点应急物资的配送需求,改进NSGA-Ⅱ算法对目标函数优化效果较好,可以为决策者制定应急物资的合理配送方案提供科学参考。 展开更多

关键词 应急物资 需求紧迫度 联合配送 路径优化 卡车-无人机

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实时需求下卡车与无人机协同配送的在线与离线问题研究

6

作者 余海燕 刘李 《运筹与管理》 北大核心 2025年第7期69-75,I0031-I0035,共12页

对于产品配送过程中需求实时产生且无法预知的情形,提出卡车与无人机协同在线配送问题。首先,使用竞争分析法证明该问题的下界为1+√5/2,基于重优化的思想设计RAR在线策略,并采用最坏情形分析法证明该问题的竞争比为3。其次,设计两阶段... 对于产品配送过程中需求实时产生且无法预知的情形,提出卡车与无人机协同在线配送问题。首先,使用竞争分析法证明该问题的下界为1+√5/2,基于重优化的思想设计RAR在线策略,并采用最坏情形分析法证明该问题的竞争比为3。其次,设计两阶段离线TSOA算法并构建相应的离线模型,将TSOA算法与CPLEX仿真结果对比,在小规模的算例中目标值相对误差最大为2.74%,在大规模的算例中TSOA算法依然能在短时间内求解。最后,通过仿真分析计算出RAR算法与离线问题下界的最大比值约为1.66,表明RAR算法在现实场景中应用效果更好。本文的研究成果可为卡车与无人机协同实时配送问题的决策提供参考。 展开更多

关键词 卡车与无人机协同配送 实时需求 在线算法 两阶段离线算法

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需求不确定下卡车-无人机协同的路径优化研究

7

作者 陈兆芳 李文静 黄文翰 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第10期60-72,共13页

针对突发事件发生后,部分受灾点的应急物资需求呈现波动性,为提高应急物资配送效率,对需求不确定下的卡车-无人机协同的路径优化问题进行研究。首先,引入需求不确定水平参数,建立卡车与无人机协同配送的鲁棒路径优化模型;其次,提出一种... 针对突发事件发生后,部分受灾点的应急物资需求呈现波动性,为提高应急物资配送效率,对需求不确定下的卡车-无人机协同的路径优化问题进行研究。首先,引入需求不确定水平参数,建立卡车与无人机协同配送的鲁棒路径优化模型;其次,提出一种改进的自适应大规模邻域搜索算法(IALNS),通过设计多样化的删除与修复算子以增强解的多样性,同时通过模拟退火过程更新解,保证解的收敛性;然后,利用Solomon算例验证算法的有效性,并与传统的遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)进行比较,GA、PSO与IALNS算法的平均GAP分别为15.18%,12.91%,验证了算法的可靠性;最后,对需求不确定水平参数、无人机载重以及续航里程进行灵敏度分析。实验结果表明,鲁棒优化模型和IALNS算法可以保证受灾点在需求波动下卡车-无人机路径的可行性。 展开更多

关键词 路径优化 卡车-无人机协同 需求不确定 自适应大规模邻域搜索算法

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基于分支定价算法的众包车辆和无人机与卡车混合配送路径问题研究

8

作者 王雅雪 陈彦如 《运筹与管理》 北大核心 2025年第4期86-91,I0023-I0031,共15页

针对农村配送存在道路条件较差、配送成本高等问题,考虑到无人机配送不受道路条件限制,但飞行能力有限,物流企业开始尝试采用卡车搭载无人机进行农村地区的配送。为进一步降低配送成本,盘活农村闲置运力,地方政府引入众包模式。因此,本... 针对农村配送存在道路条件较差、配送成本高等问题,考虑到无人机配送不受道路条件限制,但飞行能力有限,物流企业开始尝试采用卡车搭载无人机进行农村地区的配送。为进一步降低配送成本,盘活农村闲置运力,地方政府引入众包模式。因此,本文提出众包车辆和无人机与卡车混合配送的车辆路径问题,构建了该问题的0-1整数规划模型和集合划分模型,并根据问题特征,设计了改进的分支定价算法求解。通过与Gurobi和已有启发式算法的对比,验证了模型和算法的正确性和有效性,并就众包模式对成本的影响提出了相应的管理建议。 展开更多

关键词 众包配送 无人机卡车协同 车辆路径问题 分支定价算法

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卡车-无人机协同救灾物资避障配送问题研究 被引量：8

9

作者 路世昌 邵旭伦 李丹 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2023年第2期289-298,共10页

针对洪涝灾害中存在积水障碍区的卡车-无人机协同配送的最优路径及最短配送时间问题,建立了一种整数规划模型,并提出了一种两阶段启发式算法,第一阶段将积水障碍区进行二维网格化处理并确定无人机运输救灾物资时卡车的安全等待点以及各... 针对洪涝灾害中存在积水障碍区的卡车-无人机协同配送的最优路径及最短配送时间问题,建立了一种整数规划模型,并提出了一种两阶段启发式算法,第一阶段将积水障碍区进行二维网格化处理并确定无人机运输救灾物资时卡车的安全等待点以及各等待点无人机运送客户的集合,第二阶段提出阶段性规划算法,结合改进A*算法与非线性收敛因子的模拟退火鲸鱼算法对卡车绕积水障碍区的配送路径进行优化,在确保卡车行使安全的前提下,将A*算法的全局寻优性及鲸鱼算法的局部搜索精确性结合。解决存在积水障碍区的救灾物资配送问题,最后通过实例验证了所提出方法可以快速安全地解决洪涝灾害中救灾物资的避障配送问题。 展开更多

关键词 救灾物资避障配送 卡车-无人机协同 两阶段启发式算法 改进K-MEANS算法 模拟退火鲸鱼算法

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时变路网及区域限时禁飞下车辆-无人机同时取送货路径问题 被引量：1

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作者 范厚明 甘兰 +3 位作者 陈天磊 王琪 鲍明鑫 田园 《系统管理学报》 北大核心 2025年第1期50-67,共18页

针对车辆行驶速度具有时间依赖特性的电动车-无人机协同配送问题,综合考虑分时段禁飞的无人机禁飞区、同时取送货、无人机一次行程可服务多个客户、载重和速度对车辆与无人机能耗的影响等因素,以总配送成本最小化为目标,建立电动车-无... 针对车辆行驶速度具有时间依赖特性的电动车-无人机协同配送问题,综合考虑分时段禁飞的无人机禁飞区、同时取送货、无人机一次行程可服务多个客户、载重和速度对车辆与无人机能耗的影响等因素,以总配送成本最小化为目标,建立电动车-无人机协同配送优化模型。根据问题特征,采用多层整数编码形式生成车辆、无人机初始路径,设计自适应大邻域搜索算法求解模型,该算法引入算子评分机制对移除、插入算子进行自适应选择,结合模拟退火算法的劣解接受准则,使算法不易陷入局部最优。通过多组算例验证了模型和算法的有效性,并分析了考虑禁飞区绕行、无人机一次行程服务客户数量、最低荷电状态的设置对配送方案的影响。研究成果丰富和拓展了VRP的研究领域,可为物流企业制定配送方案提供理论依据。 展开更多

关键词 禁飞区 时间依赖 电动车-无人机协同配送 同时取送货 自适应大邻域搜索算法

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“无人机-车辆”协同物流配送路径规划

11

作者 刘颖 杨宁 +2 位作者 张书琴 江炜 郑鸿宇 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第12期151-157,共7页

从城市与农村物流市场的发展看,目前物流配送模式较为单一,为提高配送效率和降低配送成本,提出的“无人机-车辆”协同物流配送模型,以无人机与车辆协同工作为主导,求解“最后一公里”的配送问题。以最小成本为目标函数,应用基于最小代... 从城市与农村物流市场的发展看,目前物流配送模式较为单一,为提高配送效率和降低配送成本,提出的“无人机-车辆”协同物流配送模型,以无人机与车辆协同工作为主导,求解“最后一公里”的配送问题。以最小成本为目标函数,应用基于最小代价插入算法的遗传算法模型,探究不同起始配送节点下“无人机-车辆”协同物流配送的最小成本问题。 展开更多

关键词 “无人机-车辆”协同物流配送 最小代价插入算法 遗传算法

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混合蛙跳算法求解车辆无人机协同配送问题

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作者 段浩浩 李晓玲 +1 位作者 路庆昌 林杉 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2258-2269,共12页

为了充分发挥无人机与车辆各自的优势,研究无人机起飞后可服务多个客户的车辆-无人机协同配送问题,其中考虑了车辆因区域限制、无人机因载重和续航限制导致2类运输工具配送范围均受到限制的约束.针对这类运输工具配送受限的车辆-多投递... 为了充分发挥无人机与车辆各自的优势,研究无人机起飞后可服务多个客户的车辆-无人机协同配送问题,其中考虑了车辆因区域限制、无人机因载重和续航限制导致2类运输工具配送范围均受到限制的约束.针对这类运输工具配送受限的车辆-多投递无人机协同配送问题(MDVCP-DR),以最小化总配送时间为优化目标,建立对应的数学模型,提出混合蛙跳算法(HSFLA)进行求解.提出新的编码与预调整解码方法,得到满足各种约束的可行解.建立基于4种交叉算子和精英表的个体生成方法,更新种群中的个体.设计自适应局部搜索策略来增强算法的局部开发能力,通过种群多样性检测策略来保证个体的多样性.通过仿真实验,验证了建立的数学模型的正确性和HSFLA的有效性. 展开更多

关键词 车辆-无人机 协同配送 配送限制 蛙跳算法 路径优化

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农村地区卡车与无人机协同配送路径优化 被引量：11

13

作者 蒋丽 王洪艳 +1 位作者 梁昌勇 董骏峰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2023年第14期306-314,共9页

针对农村地区末端配送道路通行条件差、网点覆盖率低等现状及乡村聚落集群分布的特点,提出基于集群的卡车和无人机路径问题。考虑卡车与无人机协同方式、无人机多包裹配送等约束,以最小化综合配送成本为目标建立混合整数规划模型,并提... 针对农村地区末端配送道路通行条件差、网点覆盖率低等现状及乡村聚落集群分布的特点,提出基于集群的卡车和无人机路径问题。考虑卡车与无人机协同方式、无人机多包裹配送等约束,以最小化综合配送成本为目标建立混合整数规划模型,并提出了一个两阶段混合蚁群算法对卡车路径和无人机路径进行联合优化以实现问题求解:第一阶段设计基于2-opt局部搜索策略的改进自适应蚁群算法求解卡车路径,第二阶段借助就近聚类机制和蚁群算法求解无人机路径,综合两阶段求出卡车和无人机路径的综合方案。通过算例实验验证所建模型的可行性和设计算法的有效性,为实现农村地区末端物流配送降本增效提供决策参考和依据。 展开更多

关键词 卡车与无人机协同配送 车辆路径问题 蚁群算法 局部搜索

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时变路网下多中心电动车-无人机协同配送路径优化 被引量：15

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作者 范厚明 张跃光 田攀俊 《管理工程学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2023年第2期131-142,共12页

针对车辆行驶时间依赖配送区域路网速度变化的多中心电动车-无人机协同配送路径问题,本文综合考虑配送区域路网交通信息,无人机最大飞行距离、承重能力,配送过程中电动车电池的荷电状态,以及车辆行驶速度、载重量等对电动车能耗的影响等... 针对车辆行驶时间依赖配送区域路网速度变化的多中心电动车-无人机协同配送路径问题,本文综合考虑配送区域路网交通信息,无人机最大飞行距离、承重能力,配送过程中电动车电池的荷电状态,以及车辆行驶速度、载重量等对电动车能耗的影响等,以总配送成本最小化为目标建立多中心车辆-无人机协同配送路径优化模型。根据问题特征,本文设计遗传大邻域搜索混合算法求解模型,该算法在传统遗传算法基础上,采用整数编码随机生成初始种群,通过无人机最大承重能力、飞行距离筛选无人机可服务的客户,然后确定车辆及无人机的配送路径生成初始解,并嵌入2组摧毁和重建算子进行进化操作。本文通过多组算例验证了算法及模型的有效性,并分析了车辆搭载的无人机数量以及车辆行驶速度对配送方案制定的影响。研究成果丰富和拓展了车辆路径优化的研究领域,可为交通、物流企业优化决策配送方案提供理论依据。 展开更多

关键词 时变路网 多中心 电动车-无人机协同配送 遗传大邻域搜索混合算法

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基于K-means聚类算法的防汛物资调配改进模型 被引量：2

15

作者 何立蜓 《人民黄河》 CAS 北大核心 2021年第S02期272-275,279,共5页

无人机联合卡车协同配送防汛物资是当今物流配送领域的一种新型交付方式,极大地提高了防汛物资调配效率。本文提出了一种无人机与卡车配送联合路径的新型优化迭代算法。基于K-means聚类算法改进无人机-卡车的协同配送问题(FSTSP),通过AG... 无人机联合卡车协同配送防汛物资是当今物流配送领域的一种新型交付方式,极大地提高了防汛物资调配效率。本文提出了一种无人机与卡车配送联合路径的新型优化迭代算法。基于K-means聚类算法改进无人机-卡车的协同配送问题(FSTSP),通过AGO算法辅助,建立了FSTSP的最佳路线。进一步对模型进行评价,得出基于K-means聚类算法的改进FSTSP模型具有很好的通用性和推广性。 展开更多

关键词 K-MEANS 无人机-卡车 协同配送 优化

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