面向城市快速服务的无人机-信使物流协同调度

问题定义：尽管无人机被公认为城市物流领域的变革性力量，但因空域限制和安全顾虑，无法执行“最后码内递送”（直接将货物卸载到客户门廊）。为借助无人机技术优势并克服其在提供城市快速服务中的局限，我们引入一种协同无人机-信使物流系统，其中无人机在闭合网络中的 vertiport 之间运行，信使将客户连接到无人机递送系统。本文旨在从系统可行性、网络互动性和长期可持续性三个维度阐明该协同系统。方法/结果：我们构建了集成优化模型，以优化协同物流系统的网络规划。网络规划与战术运营之间的相互作用由排队网络模型所映射，导致优化模型的可行区域呈现非线性和非凸（部分凸、部分凹）特征。我们开发了一种迭代精确算法，通过自适应细化非线性约束的线性近似来紧致上下界，提供具有有限收敛性的optimality-guaranteed 解。计算实验表明，该算法在各种网络配置和情景下具备良好的可扩展性和鲁棒性。管理学意义：基于中国物流巨头顺丰的真实数据案例验证，协同物流系统通过有效调动无人机资源并实现无人机与信使之间的协同，有效实现成本和时间的节省。最优网络设计具有集中化结构，简化需求合并，减少空载重定位。