灾后应急救援背景下卡车-无人机协同配送路径规划.docx

灾后应急救援背景下卡车-无人机协同配送路径规划

摘要：无人机因其具有不受道路条件和交通拥堵影响的特点而被应用于物流配送，因此针对灾后道路损毁严重，卡车无法及时配送救援物资的问题，提出利用“卡车-无人机”协同配送的模式进行救援物资的配送。文章对多辆卡车多架无人机灾后协同配送物资的路径规划问题进行了研究，考虑到受灾群众对救援物资的需求紧迫性，受灾群众满意度会随着救援物资送达时间的延长而降低，因此以最大化受灾群众满意度为目标建立了卡车-无人机协同物资配送模型，并使用了自适应大邻域有哪些信誉好的足球投注网站算法对模型进行求解。最后，通过卡车-无人机协同配送和卡车单独配送两种情况下的对比实验验证了无人机在灾后救援物资配送中的有效性。

关键词：无人机；自适应大邻域有哪些信誉好的足球投注网站算法；路径规划；应急救援

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近年来，全球生态环境发生急剧变化，自然灾害频发，因此，做好灾后应急救援，尽最大可能挽救人民群众的生命和财产安全显得尤为重要。以洪涝灾害为例，我国是世界上洪涝灾害多发频发的国家之一，造成过极大的人员伤亡和经济损失。卡车因为具有承载量大、配送范围广的优势，已被广泛应用于灾后救援物资配送过程中，但是由于卡车自身的运输要求，在洪涝灾害等会对道路产生破坏的情况下，道路情况会对卡车配送救援物资产生限制，降低救援效率，因此需要寻找新的技术克服这一难题。

随着技术的不断发展，无人机已经被应用于执行救援任务，能够明显缩短救援时间，提高救援效率，尽可能的挽救更多人的生命。2008年汶川地震后，政府派出无人机队伍收集灾区情况，提高有哪些信誉好的足球投注网站效率。2021年郑州洪涝灾害中使用了无人机进行通信指挥为群众运送救援物资[1]。2023年北京汛情中，政府派出无人机给被困群众配送救援物资，以快速响应救援需求，应对复杂的抗洪救灾环境。随着技术不断成熟，无人机的应用领域不断扩大。京东、顺丰、阿里巴巴、亚马逊等公司都已经开通了无人机物流配送业务，美团也将无人机应用在外卖配送服务中，以降低“最后一公里”带来的高昂成本。

随着越来越多的企业将无人机应用于实际，很多学者都开始在无人机配送方面展开研究。由于电池容量的限制，无人机一般只能配送距离配送中心较近的节点，当存在距离配送中心较远的节点时，一般采用卡车和无人机协同配送的模式。Murray等[2]首先提出了两个最后一公里交付问题，都只涉及一辆卡车和一架无人机，且目标函数都是最小化卡车或无人机到达仓库的最晚时间。FSTSP为飞行伙伴旅行商问题，当卡车到达客户点时，无人机从卡车上起飞为另一位客户服务，随后在仓库或另一位客户的位置返回卡车；第二个问题为并行无人机调度旅行商问题，这一问题中，卡车和无人机分开进行配送，无人机只能从仓库起飞和降落。Murray等[3]对FSTSP问题进行了扩展，研究了使用一辆卡车和多架无人机进行交付的mFSTSP问题，设定无人机只能从仓库或卡车发射，并且发射和降落节点不能为同一节点，使得卡车或无人机返回仓库的最晚时间最小。Saleu[4]等研究了多无人机多卡车的并行无人机调度问题，问题中使用了多架无人机和多辆卡车为客户提供服务，但限定无人机只能在仓库和客户之间往返，卡车和无人机的配送活动相对独立。Wang等[5]以最小化总成本为目标，提出了多辆卡车和多架无人机的路径优化问题，问题中提出了无人机中转节点用于存放和维护无人机，无人机可以从任意节点起飞，但只能降落在中转节点或仓库，不能在客户节点处降落。Dukkanci等[6]提出了范围受限的最小化能量消耗的无人机交付问题，在该问题中卡车主要起到调度无人机的作用，不对客户提供配送服务，卡车从仓库出发，将无人机和包裹运输到无人机发射点，无人机在客户和发射点之间往返，向客户进行最后一英里的交付，目的是使总成本最小。Dayarian等[7]研究了无人机提供补给的车辆路径问题，问题中无人机不直接对客户提供配送服务，而是被当作一个向卡车补货的工具，以满足顾客必威体育精装版下达的当天送货上门的订单。Kuo等[8]研究了考虑碳排放的无人机车辆路径问题，通过卡车的行驶距离和无人机的放电过程计算总的碳排放量，通过对配送路线的设计和优化，最小化总的完工时间和碳排放量。Yang等[9]考虑了交通情况不确定性的条件，为了减轻由于交通拥堵不能按计划为客户提供服务的风险，想要找到一条鲁棒路径，使得服务获得的利润最大。

在关于应急救援的优化研究方面，许钢焱等[10]研究了单一卡车和无人机的应急响应策略和调度优化，以最小化所有应急需求的响应时间为目标，决策卡车与无人机的调度方案。Liu等[11]考虑了救援行动中的投入和产出因素，引入了DEA模型度量救援效率，并以最大化救援效率为目标对救援路径问题进行了研究。Alinaghian等[12]以最小化到达最后一个临时救援中心的时间为目标，对临时救援中心的选址和救援无人机的路径进行决