面向“最后一公里”的无人机需求预测
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作者:
作者单位:

南京航空航天大学民航学院,南京 211106

通讯作者:

张洪海,男,教授,博士生导师,E-mail:honghaizhang@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

U8

基金项目:

国家自然科学基金(71971114)资助项目。


Demand Prediction for Drones Based on “Last Mile” Distribution
Author:
Affiliation:

College of Civil Aviation, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 211106, China

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    摘要:

    针对“最后一公里”配送的无人机需求预测问题,考虑无人机性能、空域环境和运输任务等限制条件,分别以最大化快递运输量、最小化运输成本为目标函数,建立多阶段无人机需求预测模型。考虑快递业务历史数据和影响因素,建立组合预测模型预测快递业务量;利用动态分配算法预测无人机快递分担量和无人机需求量。以某区域实际快递数据和低空飞行条件进行算例分析。结果表明,本文提出的预测方法不仅可以根据配送中心业务量、工作时间和成本要求提供灵活的无人机需求方案,还能够使得无人机的工作时间利用率达到95%以上。

    Abstract:

    To forecast drone demand for “last mile” distribution, we consider many factors, including drone performance, airspace environment and transportation tasks. The objective function is to maximize the delivery volume and minimize transportation cost with a multi-stage unmanned aerial vehicle(UAV) demand forecasting model. Considering the historical express data and influencing factors, a combination forecasting method is used to solve the express delivery business volume. The dynamic allocation algorithm can calculate the drone delivery volume and obtain the optimal demand for the drone prediction. The actual express delivery data and low-altitude flight conditions in a certain area are analyzed as examples. The results show that the proposed prediction method can provide flexible demand schemes according to the requirements of the distribution center for unmanned aerial vehicles, working time and transportation costs.

    表 1 快递需求预测样本数据Table 1 Sample data of express demand forecasting
    图1 求解流程图Fig.1 Solution process
    图2 配送点与客户自提点位置关系示意图Fig.2 Schematic diagram of distribution points and customer self-lifting points
    图3 无人机配送时刻甘特图(以2021年为例)Fig.3 Gantt chart of UAV delivery time (the data of 2021)
    图4 不同工作时间下的无人机需求架次Fig.4 Demand for UAV under different working hours
    图5 不同航程下的结果图Fig.5 Results of different voyages
    图6 不同载重下的结果图Fig.6 Results of different loads
    图7 两种无人机运输下的结果图Fig.7 Results under two types of aircraft
    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

张芳,张洪海,钱欣悦,刘皞.面向“最后一公里”的无人机需求预测[J].南京航空航天大学学报,2021,53(6):855-862

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  • 收稿日期:2020-05-18
  • 最后修改日期:2020-09-14
  • 在线发布日期: 2021-12-05
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