[发明专利]一种车辆与无人机物流配送的双层路径优化方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种车辆与无人机物流配送的双层路径优化方法，所述方法包括：建立包括车辆配送主路径以及无人机伴飞子路由的物流配送双层路径；根据所述双层路径对需要配送的顾客节点进行邻域分组，所述每个邻域组对应一段双层路径；分别对所述每个邻域组中的顾客节点在其对应的双层路径上的位置进行重新分配，以确定每个邻域组的最节约成本路径，合并每个邻域组的最节约成本路径，获得车辆与无人机物流配送的双层路径。根据本技术方案，在初步建立的双层路径基础上，通过对路径进行邻域分组优化，获得双层路径的最节约成本路径。

技术领域

本发明涉及物流配送领域，具体涉及一种车辆与无人机物流配送的双层路径优化方法及系统。

背景技术

近年来，蓬勃发展的电子商务促进了快递行业的飞速发展。顾客希望在网上下单购物后的一两天内能够收到包裹，但是传统的基于地面车辆的配送方式很难满足顾客日益增长的配送需求和快速高效的时间要求。车辆会受到地面现有基础设施和道路、河流等地理环境障碍的限制，这将大大增加配送时间和运营成本。并且大量的地面车辆给城市带来了交通堵塞，产生的大气污染也不环保。这些问题促使人们寻找更为高效环保低成本的配送方式，并转向无人机配送。

由于自动化和人工智能技术的快速发展，无人机配送已经成为可能。一方面，无人机可以不考虑地面障碍和交通状况，直接飞至相应的收件地址，从而大大降低运输成本和时间。另一方面，无人机更为环保，产生的空气污染更少。目前已经有许多公司意识到这些优势，开始研究无人机配送问题。然而，人机续航时间短、载荷能力低，飞行时间有限，只能携带小包裹，这些特性导致使用无人机完成所有包裹的配送并不是最佳选择。

考虑到实际困难，车辆和无人机都有各自的局限性和优点。然而，如果车和无人机协同配合，两者在功能特性上的互补能够在实际应用中带来巨大的优势。首先，地面车辆行驶距离长，装载能力强，既可以作为移动仓库，装载大量包裹，又可以作为无人机的移动基站，大大增大无人机的有效运载范围。此外，无人机受地面交通的限制较小，在一些车辆难以到达的地区，比如一些交通拥堵或者交通不便的地方，能够表现的更好。对于无人机续航时间较短的问题，可以通过在车辆内更换电池或充电进行再利用。

在现有技术中对于车和无人机协同的双层路由问题(2E-RP-TD)，由于双层路径的复杂性，传统的求解旅行商问题TSP和车辆路径优化问题VRP的邻域搜索会产生很多不可行的解，耗费大量无用的计算量。

发明内容

本发明实施例提供一种车辆与无人机物流配送的双层路径优化方法及系统，通过对路径进行邻域分组优化，获得双层路径的最节约成本路径。

为达到上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种车辆与无人机物流配送的双层路径优化方法，所述方法包括：

建立包括车辆配送主路径以及无人机伴飞子路由的物流配送双层路径；

根据所述双层路径对需要配送的顾客节点进行邻域分组，所述每个邻域组对应一段双层路径；

分别对所述每个邻域组中的顾客节点在其对应的双层路径上的位置进行重新分配，以确定每个邻域组的最节约成本路径，合并每个邻域组的最节约成本路径，获得车辆与无人机物流配送的双层路径。

另一方面，本发明实施例提供了一种车辆与无人机物流配送的双层路径优化系统，所述系统包括：

双层路径建立单元：用于建立包括车辆配送主路径以及无人机伴飞子路由的物流配送双层路径；

邻域分组单元：用于根据所述双层路径对需要配送的顾客节点进行邻域分组，所述每个邻域组对应一段双层路径；

路径确定单元：用于分别对所述每个邻域组中的顾客节点在其对应的双层路径上的位置进行重新分配，以确定每个邻域组的最节约成本路径，合并每个邻域组的最节约成本路径，获得车辆与无人机物流配送的双层路径。