物流配送中无人驾驶设备的调度机制研究

摘要

电子商务在过去的几年中得到了长足发展，使得物流行业运营成本问题在电商经济链中越来越凸显。快递系统及调度策略的滞后发展，造成了物流资源的浪费和交通拥堵、环境污染等问题。无人驾驶设备具有低成本高效率的特性，越来越多的物流企业加入到无人设备应用的研究中。将无人驾驶设备与物流行业相结合，研究有效的物流系统与调度策略，对于提高运输效率并改善社会问题具有重要意义。
　　当前理论成果中，物流领域与无人设备领域的研究全部是独立的，将二者结合研究的成果尚不多见。物流领域研究多是从确定性、静态、最短路径的问题出发，很少从最大化运力角度考虑问题。而无人驾驶设备领域研究也都集中于控制理论和军事场景，几乎没有用于民用场景的研究。
　　本文从民用快递场景出发，结合已有的研究成果，提出了一种可行的面向无人驾驶设备的快递系统方案，并从最大化运力的角度对动态的搭乘匹配问题进行研究，从而实现运营成本的降低和物流效率的提高。本文主要研究内容如下：
　　1）提出了一种可行的面向无人驾驶设备的快递系统方案。本文根据已有的科学技术手段和各大研究机构的实验结果，提出一种可行的适用于无人驾驶设备的快递系统方案。随后对该系统给出了性能分析，也为下文的调度算法提供了应用场景。
　　2）设计出基于多无人驾驶设备的两阶段搭乘匹配优化算法。本算法首先通过设备聚类的过程将多设备匹配问题转化为单设备匹配问题。然后从单设备物流的匹配问题入手求解优化。考虑到问题规模呈指数增长，本优化算法先使用了匹配聚类方法缩小问题规模，再使用先验关系优化可行路径序列，然后使用遗传算法进行寻优求解。最后还加入了动态调整的策略，使得系统能够在动态中进行线路优化。
　　3）以成都市二环内范围为服务区域采集数据，针对上述调度策略进行数值仿真验证，并提出了合理的性能指标。通过与已有研究结果进行对比发现，本文调度策略切实可行，能够降低快递行业投递成本，提升投递效率，具有一定的推广价值。

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缩略词表

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 论文研究思路

1.3 论文组织结构

第二章 无人驾驶设备及物流理论现状

2.1 物流搭乘匹配理论

2.2 无人驾驶设备概述及相关技术

2.3 无人设备物流现状及推广难点

2.4 本章小结

第三章 无人驾驶设备快递系统方案

3.1 问题提出

3.2 系统方案

3.3 性能指标

3.4 本章小结

第四章 无人驾驶设备物流匹配调度研究

4.1 场景假设

4.2 单设备物流匹配调度研究

4.3 多设备物流匹配调度研究

4.4 本章小结

第五章 仿真及结果分析

5.1 原始数据采集

5.2 仿真参数确定

5.3 实验结果及分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的科研成果