[發明專利]車機協同取送貨路徑優化方法和系統

在審

• 申請號: 202210243400.X
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114706386A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 馬華偉;宋洋;胡笑旋;羅賀;靳鵬;夏維;王國強;唐奕城;郭君;馬凱;李思齊;姜春雨
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05D1/10
• 代理公司: 北京久誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11542
• 代理人: 余罡

1.一種車機協同取送貨路徑優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取多無人機與車輛協同的取送貨任務數據；

S2、基于所述取送貨任務數據，以使送貨過程和取貨過程中所有車輛和無人機的運輸距離最短為目標構建車機協同取送貨模型；

S3、基于所述取送貨任務數據對車機協同取送貨模型求解，獲取無人機路徑和車輛行駛路徑。

2.如權利要求1所述的車機協同取送貨路徑優化方法，其特征在于，所述S3中的對車機協同取送貨模型求解的方式包括，通過貪婪算法和節約算法對車機協同取送貨模型求解。

3.如權利要求1所述的車機協同取送貨路徑優化方法，其特征在于，所述車機協同取送貨模型包括目標函數，如公式(1)：

其中：

表示車輛k從i行駛到j的距離；

表示無人機k′從i行駛到j的距離；

V_a表示錨點節點集，V_a＝(1,2,3...a)，V_a＝V_s∪V_f，V_s表示無人機發射節點集合，V_f表示無人機降落節點集合；

V₀表示倉庫節點；

K_t表示車輛集；

K_d表示無人機集。

4.如權利要求3所述的車機協同取送貨路徑優化方法，其特征在于，所述車機協同取送貨模型包括約束條件，如公式(2)～(14)：

其中：

V_a表示錨點節點集，V_a＝(1,2,3...a)，V_a＝V_s∪V_f，V_s表示無人機發射節點集合，V_f表示無人機降落節點集合；

V₀表示倉庫節點；

K_t表示車輛集；

K_d表示無人機集；

C表示顧客節點集，C＝(1.2.3...n),C＝C_d∪C_p，C_d＝(1.2.3...n)表示送貨顧客節點集，C_p＝(1.2.3...n)表示取貨顧客節點集；

Ca表示車輛k的容積；

Ba表示無人機k′的續航；

D_i表示節點i的需求量；

表示車輛k離開i點后的載重；

表示無人機k′經過i點后的電池使用量；

表示車輛k在節點i的抵達時間；

表示無人機k′節點i的抵達時間；

表示車輛k經弧i,j的行駛時間；

表示無人機k經弧i,j的行駛時間；

公式(2)表示車輛出入倉庫流量平衡約束，任一車輛從倉庫出站就必須返回倉庫；

公式(3)表示保證任意車輛在任意節點的流量平衡；

公式(4)表示任一顧客點由某一架無人機訪問且只訪問一次，無人機訪問顧客唯一性；

公式(5)表示對于無人機k′訪問顧客j，將其所有到達j點的弧相加，將其所有離開j點的弧相加，令其相等，保障無人機在顧客點的流量平衡；

公式(6)表示無人機起降點流量平衡，該約束為獨創性約束，用訪問節點順序約束無人機架次之間不能產生沖突；

公式(7)為獨創性約束，由于無人機載貨單位量有限，用訪問節點順序約束任一架次不允許先取后送的情況；

公式(8)和公式(9)為獨創性約束，由于無人機載貨單位量有限，在已有的架次約束的基礎上，任一架次至多允許一次送貨、一次取貨，即允許任意架次存在先送后取或單取單送的情況；

公式(10)和公式(11)表示每處客戶的需求量都在無人機載貨量范圍內；

公式(12)表示車輛實時載量的約束條件，大M約束保障公式的可行性；

公式(13)表示已有架次約束的基礎上，完成無人機架次續航約束；

公式(14)表示對任一的車輛上搭載的無人機返回該點時，車輛一定要在此之前到達。