“车辆-无人机”串联模式下的应急物资配送路线问题研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wubo02402
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,全球自然灾害和突发公共卫生事件一再发生,快速提高救援效率是应急救援的核心任务。为了降低灾区人民的死亡率,减轻灾害对受灾人员生命安全的影响,应急物资的及时送达变得至关重要。合理安排应急物资的配送路线能有效地提高救援效率,因此研究应急物资配送路线问题具有一定的价值。目前,现有文献大多研究关于应急物资配送的纯车辆路径问题,考虑到灾区路况以及应急物资的需求紧迫性,本文将研究串联式“车辆-无人机”联合配送救援物资的路线问题,以提高应急物流系统的救援效率。论文首先分析了有关应急物资的车辆路径问题的相关文献。在考虑因路面破损,导致部分车辆短期内无法通行的情况下,提出基于“车辆-无人机”串联模式的应急物资配送路线问题。据此建立了混合车辆-无人机路线问题(Hybrid Vehicle-Drone Routing Problem,HV-DRP)的数学模型。该模型中车辆充当移动站点的角色,车辆携带着无人机和救援物资从仓库出发访问车辆站点(即中间站点)。此时车辆在站点发射无人机,当无人机服务完受灾点之后车辆会在同一站点或其他站点接收无人机,这就要求车辆和无人机在时间上的配合,即车辆在发射或接收无人机时两者必须在时间上同步。该模型以最小化受灾点等待时间之和为目标,同时考虑无人机的负载能力和续航时间约束。此外,使用LINGO求解器对小规模算例进行精确求解,验证了本文模型的有效性。本文所研究的HV-DRP为非线性整数规划问题,它属于NP难问题,在求解大规模问题时短时间内无法采用精确算法求解,因此本文设计单亲遗传算法对不同规模算例求解,该算法主要包括两个阶段:第一阶段构建车辆路线,第二阶段在获得车辆站点顺序的基础上构建无人机路线。结果表明本文设计的单亲遗传算法在解的质量、速度及稳定性方面存在一定的优势,因此该算法具有一定的可行性和有效性。最后将本文提出的HV-DRP问题与纯车辆路径问题(VRP)进行对比分析,结果表明“车辆-无人机”串联模式相比于纯车辆模式能够减少受灾点的等待时间之和,提高救援效率。因此本文提出的数学模型和算法能够为应急物流和车辆-无人机联合配送路线问题的研究提供理论支撑和现实依据。
其他文献
近年来,因公路等基础设施建设造成筑路原材料枯竭,为了可持续发展,工程上将粉碎、筛分后的建筑垃圾再生料应用于路基施工。因此,建筑垃圾再生料进场后如何快速检测、快速有效应用尤为重要。目前,对建筑垃圾再生料的检测分为收料检测和材料性能检测,收料检测是对体积方量和外观进行检测,体积方量检测根据材料重量推算,外观检测依赖于现场人员;性能检测是对动态变形模量和压实度等性能参数进行检测,存在着检测“滞后”问题。
近年来随着国家战略规划的颁布和实施,大量黄土重大工程相继施行,诱发了一系列黄土地质灾害,如填方开裂,路基损毁等,对人民的生命财产安全产生了巨大的威胁。而此类灾害难以预测与防治的重要原因之一是缺乏黄土地质信息原位探测手段。因此,本文研发了一款黄土地质信息原位探测机器人,用于孔内深部地质信息探测,为揭示水-土-人多因素作用下复杂结构黄土边坡的强度变化规律、劣化过程及互馈致灾机理提供试验研究平台。首先,
在我国新时代经济发展的推动下,公路隧道的建设发展也越来越快。同时在隧道建设中出现越来越多的软弱围岩隧道,软岩隧道工程中由于围岩自身强度低、稳定性差,在隧道开挖施工过程中对围岩位移场的演化规律不明确,常常会导致塌方事故。围岩位移场是判断隧道稳定性的一个直观的评价指标,探究软岩隧道失稳塌方过程围岩位移场的演化规律及特征对隧道工程的安全施工及预警都有着重要的意义。本文依托我国西北某软岩公路隧道,采用理论
重力式挡墙是边坡防护工程中最为常见的一类支护结构,关于其受力特性的研究已经相当深入。但在一些膨胀土边坡支护中,重力式挡墙的受力特性就显得尤为特殊,相关规范并没有对挡墙如何考虑膨胀土压力给予具体说明。本文针对一般情况,即墙背粗糙且填土面倾斜时的重力式挡墙膨胀土压力进行分析,结合数值模拟手段研究膨胀力对挡墙的影响,并提出有关改善挡墙设计的建议。本文所做工作如下:(1)总结了膨胀力形成机理,膨胀力与含水