面向有协同无人机与人类快递员的按需食品配送平台联合基础设施规划与订单分配
系统与控制
2025-01-27 v1 系统与控制
最优化与控制
摘要
本文研究了具有无人机与人类快递员混合车队的按需食品配送平台的联合基础设施规划与订单分配问题。该平台具有两种配送模式:(a)地面配送和(b)无人机协同配送(即空中配送)。在地面配送中,快递员直接收集并运输订单从餐馆到目的地。对于空中配送,配送过程涉及三个阶段:首先,人类快递员从餐馆收集订单并运输至附近的启动台,在此处人员装载订单并更换电池;装载后的无人机将订单从启动台运输至机柜,另一名快递员在机柜处取回订单进行最终配送。平台必须确定启动台和机柜的最优位置,并制定订单分配策略,在考虑地面配送捆绑概率以及启动台和机柜等待时间的基础上,将食品配送订单分配给地面配送和空中配送。我们将平台问题建模为混合整数非线性规划,并开发一种新颖的神经网络辅助优化方法以获得高质量解决方案。香港的案例研究验证了我们的模型和算法,表明无人机配送可降低运营成本、最小化快递员车队规模、增加订单捆绑机会。我们还发现,空中配送服务的扩展可能导致较大的配送时间,这取决于订单距离以及激活长距离空中配送路线与短距离路线的顺序之间的权衡,其中包含了空中配送带来的旅行时间节省以及因多模态转移和启动台和机柜额外等待时间所产生的 detour。
引用
@article{arxiv.2501.14325,
title = {Joint Infrastructure Planning and Order Assignment for On-Demand Food-Delivery Services with Coordinated Drones and Human Couriers},
author = {Yang Liu and Yitong Shang and Sen Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.14325},
year = {2025}
}