【摘要】：物流業(yè)已發(fā)展成為我國國民經(jīng)濟(jì)支柱性產(chǎn)業(yè),在其繁榮的同時,行業(yè)整體運(yùn)營效率低下問題也日漸突出。特別是城市小區(qū)域配送,占用了大量人力成本,影響物流業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。隨著無人駕駛汽車技術(shù)的成熟,利用由此改進(jìn)的無人物流配送車識別城市小區(qū)域環(huán)境并自主規(guī)劃路線,代替配送員將貨物安全送到指定位置,成為城市小區(qū)域配送可行的解決方案。目前,國內(nèi)外多家研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行城市小區(qū)域無人物流配送試驗,但由于無人駕駛技術(shù)的不完全成熟,目前全球范圍內(nèi)還沒有正式啟用無人物流配送的公司,相關(guān)技術(shù)特別是作為核心功能的路徑規(guī)劃算法有待進(jìn)一步研究。無人物流配送車從配送站出發(fā),遍歷包含時間約束的目標(biāo)點完成路徑規(guī)劃的原理可以參考著名的旅行商問題和帶時間窗的旅行商問題。該原理的相關(guān)路徑組合優(yōu)化算法可以應(yīng)用到無人物流配送中來,但沒有涉及復(fù)雜道路網(wǎng)和不同類型行駛環(huán)境等問題。基于城市小區(qū)域無人物流配送應(yīng)用的大趨勢和目前存在的問題,本文說明了無人物流配送的硬件裝置,并提出一種用遺傳算法解決混合時間窗的矢柵結(jié)合路徑規(guī)劃算法作為無人物流配送路徑規(guī)劃過程實現(xiàn)機(jī)制。通過對硬件裝置的介紹,解釋了城市小區(qū)域無人物流配送的行駛環(huán)境包括道路和道路圍成的小區(qū)。因此在路徑規(guī)劃過程中,針對矢量道路網(wǎng)和小區(qū)柵格地圖需要采用矢柵結(jié)合的路徑規(guī)劃算法;同時,在實際物流配送中客戶接收包裹的時間往往是隨機(jī)靈活的,因此不能完全照搬以往帶時間窗路徑規(guī)劃算法;由于路徑規(guī)劃過程中兩配送目標(biāo)點間存在大量可行路徑,具有并行運(yùn)算機(jī)制、逐步優(yōu)化的遺傳算法非常適合應(yīng)用于有一定數(shù)據(jù)量的無人物流配送路徑組合優(yōu)化過程。本文通過對無人物流配送路徑規(guī)劃問題進(jìn)行詳細(xì)描述并建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型,提出了一種基于遺傳算法的混合時間窗矢柵結(jié)合路徑規(guī)劃算法。本文分析得到了無人物流配送路徑規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的條件假設(shè),介紹了模型中各參數(shù)的含義,建立了包含配送過程用時和懲罰時間的目標(biāo)函數(shù),說明了關(guān)于時間窗、起終點、目標(biāo)點時間的約束條件,并給出了包含每個目標(biāo)點的配送方案。在進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的求解時,設(shè)計了混合時間窗層算法原理和流程、矢柵結(jié)合路徑規(guī)劃層算法原理和流程、路徑組合優(yōu)化層基于遺傳算法的原理和實施流程。通過試驗結(jié)合真實地理坐標(biāo)的仿真算例,證明本文算法可以求解出混合時間窗矢柵結(jié)合的無人物流配送過程最優(yōu)路徑,并對實驗結(jié)果和算法性能進(jìn)行了分析。最后,總結(jié)全文研究工作,說明文章創(chuàng)新點,并指出研究中的不足為后續(xù)研究提供參考。
【圖文】：

如日常生活感受到的快遞送貨上門。中國物流信息中心公開數(shù)據(jù)顯示，，２０１７年逡逑１－１１月我國社會物流業(yè)總收入７．８萬億元，同比增長丨１．９％，同時還為市場提供逡逑大量就業(yè)崗位，例如２０１６年我國快遞從業(yè)人數(shù)達(dá)到２０３．３萬，如圖１．１所示。逡逑２０３．３逡逑２０１６年快遞相關(guān)從業(yè)人員（萬人＞逡逑１１Ｋ．３逡逑■逡逑一線快遞員邐卡車司機(jī)邐倉儲分揀邐總數(shù)（包括其它人員＞逡逑＾１０＾逡逑圖１．１邋２０１６年我國快遞從業(yè)人數(shù)圖逡逑在物流業(yè)不斷發(fā)展壯大的同時，整體運(yùn)營成本高和效率低下問題也日益突出。逡逑中國物流信息中心公開數(shù)據(jù)顯示，２０１７年卜１１月，我國社會物流總費(fèi)用１０．５萬逡逑億元，與２０１６年相比增加９．４％。世界銀行兩年一期的報告——《２０１６聯(lián)接競逡逑爭：全球經(jīng)濟(jì)中的貿(mào)易物流》指出，中國物流績效指數(shù)（ＬＰＩ）為３．６６，僅排在逡逑世界第２７名（ＡｒｖｉｓＪ邋Ｆｅｔａｌ，邋２０１６）。特別是作為整個物流配送末端的城市小區(qū)逡逑域配送，即把貨物從分?jǐn)堉行耐ㄟ^運(yùn)輸工具送到客戶手中的短距離運(yùn)輸過程，一逡逑直以來都是各物流公司的難題（Ｈ．Ｌ．邋Ｌｅｅ，ｓ．邋Ｗｈａｎｇ，邋２００１）。由于同城客戶分布逡逑呈現(xiàn)小區(qū)域集中而各區(qū)域分散

傳統(tǒng)汽車強(qiáng)國如美國、德國等仍掌握著無人駕駛汽車最先進(jìn)技術(shù)，己提前進(jìn)入全逡逑自動無人駕駛階段。中國也取得一些成果，但由于電子及控制技術(shù)相對落后，目逡逑前仍在技術(shù)攻堅期，全球范圍的無人駕駛技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如圖１．２所示。未來，隨逡逑著智能無人駕駛汽車技術(shù)的成熟，無人車可以作為無人物流設(shè)備應(yīng)用于城市小區(qū)逡逑域配送。逡逑財邐ｎ邐財逡逑美國、德ＩＳ等邐Ｉ邋２０世紀(jì)—邐邐逡逑^u始研宄無人罵駛技術(shù)＿７０年代＿邋２0ｔｉ＾邐＾＾逡逑0……邐代叫，始藝ｇ駕軟技術(shù)逡逑第一臺通過傳感器自動異一１９８７—邐邐逡逑航的無人駕駛汽車邐ｍ防科技大學(xué)＾逡逑邐邐邋一１９９２—中ＩＳ第一輛真正意義上的邐初逡逑德ｒａ邐無人罵駛汽車邐創(chuàng)逡逑全自動汽牟ＶａＭＰ和Ｖｉｔａ２邋——１９９４——邐邐邋期逡逑被稱為真正意義上無人笮逡逑＾美國逡逑Ｎａｖｌａｂ測試達(dá)５０００公里邐逡逑人工干預(yù)比例降到１邋８。／。——逡逑丨但制動裝置由人工控制邐—首輛囂歆３汽車＿逡逑邐邐—國防科技大學(xué)＆—汽邐成逡逑￣￣美國．谷歌邐——２０１１—紅旗ＨＱ３在京珠高速測試邐型逡逑獲得無人駕駛車輛許可證一２０１２一邐｜邋２８６公里
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP18;F259.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2608589