随着互联网的蓬勃发展,电商行业由于其便捷、省力、多选择性的特点受到大众的欢迎,但与此同时增加了末端物流配送的压力。在这种背景下,无人机科技日益成熟,它凭借体积小、飞行速度快、忽视地形条件等独特优点走进物流领域,为解决末端物流配送时间长、配送成本高的问题提供了新的解决思路。但是,无人机同时具有载重小、飞行距离短的缺点,为发挥无人机最大作用,物流企业试图将卡车与无人机结合起来,扬长避短,将无人机作为传统卡车配送的搭档进行配送。这种协作配送方式可以在应急药品配送、农村地区物流配送和疫情隔离期间物资配送发挥巨大作用,为人们的生活提供便捷,但是也大大增加了调度上的难度。卡车-无人机协同配送路径优化问题是不同于传统车辆路径优化问题的一个新问题,它不是简单地着眼于卡车行驶路径,而是如何合理协调两种载运工具,使其实现降本增效的目标。特别是在无人机可以在多个客户点起降、无人机飞行距离受到载重影响的现实条件下,其复杂程度远远高于仅使用卡车进行物流配送的车辆路径问题。由于“卡车-无人机协同配送”这一概念在近几年才被提出,卡车-无人机协同配送的路径规划研究相对较少,但却是它从理论走进现实的关键问题。在以上背景下,本文对卡车-无人机协同配送的两种配送模式展开研究。首先,阐述了研究的背景、目的及意义,总结分析了车辆路径问题、卡车-无人机协同配送路径优化研究以及车辆路径问题求解算法的国内外研究进展,在此基础上提出了本文的研究内容及技术路线。其次,展开叙述了无人机配送的国内外发展现状,总结了物流无人机配送的优缺点,为卡车-无人机协同配送的必要性提供理论基础。另外,对于本文涉及的两种卡车-无人机搭配模式进行详细介绍,分别阐述了两种配送模式的组织形式以及特点,简单分析了适用范围。然后,对于两种配送模式分别进行了详细的问题描述,建立了以配送时间最短为目标,考虑无人机飞行距离受载重影响的混合整数规划模型,为卡车支持无人机配送问题（Carrier-vehicle Problem with Drone,CVP-D）设计了以K-Means++聚类算法为基础的三阶段求解算法,为飞行伙伴旅行商问题（Flying Side-kick Travelling Salesman Problem,FSTSP）设计了两阶段改进模拟退火算法,利用车辆路径问题标准算例分别进行求解,通过与单卡车配送进行对比,验证了模型的有效性。最后,引入真实案例进行仿真实验,验证两种配送模式在现实生活中的可行性,定量分析了两种配送模式带来的实际效益,并通过灵敏度分析,总结了两种配送模式分别适用的物流配送场景,对于提升卡车-无人机协同配送效果具有一定的参考价值。