基于数字孪生的多模式低空物流配送系统设计

摘要

为解决低空物流运输过程中的运营管理、效能评估等问题，设计了一种基于数字孪生的多模式低空物流配送系统，该系统采用物理系统、仿真引擎、信息系统三层架构，实现了对物流系统的可视化分析与运营成本估算。仿真引擎层依托Unity3D搭建与物理世界等比例的三维仿真环境，实现运输过程可视化与行为复现。信息系统层集成车-机协同配送调度模型，以最小化总配送成本为目标，利用嵌入大邻域搜索的混合粒子群算法对调度方案进行求解，并结合改进型人工势场法对无人机进行航线规划。仿真引擎层对调度方案与无人机航迹进行仿真模拟，根据仿真结果分析物流系统运作过程，随后将可行方案应用于物理系统层。最后，对某办公园区物流场景进行数字孪生的实现。结果表明，该数字孪生系统在低空物流场景下，可实现高效的车-机协同调度与安全可行的无人机航迹规划，并支持运营成本核算，验证了所提出的多模式低空物流配送系统的有效性。

关键词

低空物流 / 数字孪生 / 多模式运输 / 运营管理 / 三维仿真