基于多路径的无人机配送网络构建方法技术

本申请提供了一种基于多路径的无人机配送网络构建方法，包括：基于虚拟节点、需求节点集、预设的服务中心节点集和预设的充电节点集构建基础配送网络结构图；基于总能耗最小化原则构建目标函数；基于预设的约束条件和目标函数得到目标节点和目标节点设施规模、目标配送弧和对应的配送量以及目标配送弧配送的需求。本发明专利技术能够在总能耗最少化的情况下，最大化无人机最后一公里配送的能力。人机最后一公里配送的能力。人机最后一公里配送的能力。

【技术实现步骤摘要】
基于多路径的无人机配送网络构建方法


[0001]本申请涉及无人机配送领域，具体涉及一种基于多路径的无人机配送网络构建方法。

技术介绍

[0002]无人机，也称为无人驾驶航空器(Unmanned Aircraft, UA)，近几年在城市低空空域内应用广泛，尤其在物流配送方面展现出了广阔的应用前景。服务药品、小包裹、外卖等货物的无人机配送，大大提高了最后一公里的配送效率。然而，爆发式的无人机配送需求，对最后一公里配送系统带来运行新挑战。通过构建合理的无人机配送网络，不仅能有效地缓解飞行安全隐患，也能降低企业运行成本，最大化满足客户的需求。
[0003]无人机的最大航程直接影响最后一公里配送覆盖地区的范围大小，进而影响整个无人机配送网络的构建。决定无人机的航程能力包括自身因素和外部条件，自身因素可以简单概括为无人机本身的飞行能力，其承载货物重量的大小和电池或燃料容量也会影响无人机的续航时间。除去考虑无人机本身机型设计和航线规划算法优越性，外部条件的调整优化也可改变当前无人机的续航覆盖能力范围，例如，合理布置服务中心和增设充电节点以及合理分配每本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多路径的无人机配送网络构建方法，其特征在于，包括如下步骤：S100，基于虚拟节点b
dummy
、需求节点集B
d
、预设的服务中心节点集B
s
和预设的充电节点集B
r
构建基础配送网络结构图，所述基础配送网络结构图包括预设的M条配送路径，每条配送路径的两个节点之间通过配送弧a连接，其中，所有的配送弧a构成弧集A，包括：连接服务中心节点和充电节点的配送弧构成的充电配送弧集A
r
、连接服务中心节点和需求节点的配送弧构成的服务配送弧集A
s
、连接充电节点和需求节点的配送弧构成的需求配送弧集A
d
、连接虚拟节点和服务中心节点的配送弧构成的虚拟配送弧集A
dum
以及连接虚拟节点和需求节点的配送弧构成的虚拟配送弧集A
vir
；S200，获取基础信息和决策变量，所述基础信息包括B
d
中的任一需求节点i的需求d的数量和需求集D、任一配送弧a上配送需求d的配送能耗c
a
、B
s
∪B
r
中的任一节点j的设施规模m和设施规模集M
j
、设施规模为m的节点j的容量cap
j,m
和建设能耗f
j,m
、A\（A
dum
∪A
vir
）中的每个配送弧的建设能耗h
a
；所述决策变量包括：节点j的设施规模变量y
j,m
、配送弧a的建设变量z
a
、经配送弧a配送的需求d的配送量决策变量x
ad
、需求d通过配送弧a配送的配送弧选择变量p
ad
；S300，基于获取的基础信息构建目标函数min++；S400，基于目标函数和预设的约束条件得到y
j,m
、z
a
、x
ad
和p
ad
的取值；所述预设的约束条件包括节点的配送量约束、节点的设施规模约束、节点的容量约束、最大配送时间约束、无人机续航里程约束、决策变量约束以及决策变量的相关关系约束；S500，基于得到的y
j,m
、z
a
、x
ad
和p
ad
的取值得到需要构建的目标配送网络。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标配送网络包括：目标节点和对应的设施规模、目标配送弧和对应的配送量以及目标配送弧配送的需求。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点配送量约束为=，其中，A
j
‑
为流入节点j的配送弧构成的弧集，a1为A
j
‑
中的任一配送弧，x
a1
‑
d
为配送弧a1的配送量决策变量；A
j+
为流出节点j的配送弧构成的弧集，a2为A
j+
中的任一配送弧；x
a1
‑
d
为配送弧a2的配送量决策变量；n
d
为需求节点i的需求量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点规模约束为：≤1，
∀
j∈B
s
∪B
r
。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点容量约束为：，
∀
j∈B
s
∪B
r
；A

【专利技术属性】
技术研发人员：张建平，邹翔，吴卿刚，丁鹏欣，胡鹏，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：