装卸一体的无人机配送线路和航迹双层协同规划模型

摘要

无人机航迹是无人机配送线路的基础，且两者相互影响，其协同规划问题引起国内外学者的广泛关注。在GIS栅格化基础上，考虑客户需求的多样性，根据调度中心、客户、障碍物和高空坠落代价的单元格位置空间分布，建立装卸一体的无人机配送线路和航迹双层协同规划模型，寻求无人机航迹和机队调度成本之间的最佳耦合关系。根据问题特征，设计求解该问题的嵌入A*算法的Q-Learning两阶段算法，在第1阶段利用Q-Learning完成订单分配的基础上构建无人机配送线路，在第2段将A*算法嵌入寻找无人机访问任意两点之间航迹，通过两阶段算法交互分别求解双层规划模型的解。最后，结合真实案例，计算最优调度方案，分析模型参数的灵敏度，并对比启发式算法和本算法的求解性能，从而验证模型和算法的有效性。

关键词

无人机配送线路 / 航迹规划 / 装卸一体 / Q-Learning算法 / A*算法

基金资助

教育部人文社会科学基金资助项目(20YJCZH176); 民航通用航空运行重点实验室开放基金资助项目(CAMICKFJJ-2023-01); 河南省通用航空技术重点实验室开放基金资助项目(ZHKF-240210); 中国民航科学技术研究院基本科研业务费专项资金资助项目(X242060302235)