[发明专利]一种基于无人机快递柜优化分配方法

说明书

本发明提供一种基于无人机快递柜优化分配方法，包含快递柜空间优化调度流程和无人机转移包裹流程。在快递柜空间优化流程中，调度中心根据已经放置的包裹信息和快递柜空闲储物格信息，对包裹放置进行二次优化，其优化目标包括空间优化和距离优化，空间优化指尽可能把包裹放置到与其体积最接近的储物格中，距离优化是指尽可能将包裹放置在离消费者接近的快递柜中；在生成优化的放置方案后根据无人机可用状态，利用无人机在给定时间阈值内完成包裹的快速转移，从而提高快递柜存储空间的使用率，提高消费者的满意度。

技术领域

本发明涉及物流配送、无人机与调度优化领域，在物流配送环节中提出一种利用无人机进行快递柜空间分配二次优化和实施的方法。

背景技术

随着电子商务的发展和人们消费能力的提升，我国电子商务和物流行业进入高速发展时期。与此同时，快递企业不得不面临人工成本高、人员流动性大、从业人员业务水平参差不齐等现状。对于快递企业来说，如何完成“最后一公里”末端配送，找到成本低、效率高且消费者满意的配送方案，是急切需要解决的问题。

随着快递柜的出现和普及，消费者出于安全和收货时间考虑，更期望将包裹送至离家最近的快递柜。而目前很多公寓楼设置有出入门禁，阻止了快递员将快递直接送至消费者手中，也使得很多快递员首选将快递送至空闲的快递柜。但是，快递员在选择快递柜时，会面临需要决策的难题：哪些包裹放在哪些快递柜中。如果目标快递柜已满，该如何选择下一个快递柜。

针对这样的问题，目前存在一些研究，规划快递员投递包裹的调度方案：根据当前快递员负责区域的快递柜剩余空间情况和待运送的包裹目的地，以包裹尽可能靠近消费者为目标，为每一个包裹计算应该送至的快递柜（包裹放置方案），并为快递员规划尽可能短的运送路线（运送路径规划）。这样的调度算法，能够完美实施的前提是：快递柜的空闲空间会为了该放置方案而锁定不被其他快递员使用。而这往往是不现实的，因为快递员可能需要花费很长时间（以小时计）完成一趟运送，而快递柜空闲储物格不可能长时间被某家快递公司独占，因为快递柜通常是共享的。更可能的场景是：快递员到达快递柜后，发现快递柜空闲储物格少于预期，不得不重新调整包裹放置方案。所以，更加现实的应用场景是快递员根据初始规划的放置方案和运送路径规划进行包裹运送，该方案会随着快递柜空闲空间的变化而实时调整，需要快递员听从指挥，根据实时调度方案进行运送。但是这样的方案实施起来代价不小：需要一整套的调度系统；为快递员配备通信设备和定位装置；系统需要接入快递柜系统获取实时信息等。所以目前暂未有快递公司实施这样的方案，快递员在决定包裹放置位置时，主要根据经验判断送达哪些快递柜（一个目的地地址对应一组合适的快递柜）比较合适，并将包裹放置到遇到的第一个有空闲储物格且位置合适的快递柜。

随着时间的推移，有的快递柜可能有包裹被取走，产生新的空闲位置，而此时可能存在包裹在原来的调度方案中因为空间不足而放置到离消费者次近的快递柜，此时如果能够根据快递柜实时空闲情况进行调度方案的调整，可能能得到更加好的放置方案。但是这种设想如果需要实现，会面临很多问题，例如如果此时包裹已经放置完毕，如何将它移动到其他更好的位置。

此外，快递员在放置包裹时，如果当前快递柜只剩下一个空闲位置，哪怕这个位置的存储空间远大于其所要运送包裹，在无法预知下一个快递柜有多少剩余空间的情况下，快递员极可能会将一个小包裹安放到一个大的储物格里，造成空间浪费。让快递员个体去遵从空间优化的放置原则，从心理学角度而言并不现实。

从共享快递柜的角度，它的用户有两类：快递公司和消费者。让共享快递柜实施已放置包裹的二次放置优化并利用无人机进行包裹转移，可提高其空间使用率，提高快递员的送货效率，并让快递更接近消费者，无论对快递公司还是消费者而言都可以极大的提高用户体验。

发明内容