無人機(jī)、充電汽車、激光通信等當(dāng)前熱門技術(shù),由于其續(xù)航能力或傳播距離有限,使其大規(guī)模推廣應(yīng)用受到了嚴(yán)重的阻礙。部署合理且分布廣泛的中繼設(shè)施網(wǎng)絡(luò)可以有效地?cái)U(kuò)展其覆蓋的范圍。由于部分中繼設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用高昂,且可以服務(wù)的需求有限,因此,合理的選擇中繼設(shè)施建設(shè)的位置和規(guī)模,對(duì)于這些技術(shù)的發(fā)展和普及意義重大。中繼設(shè)施的選址定容規(guī)劃不同于經(jīng)典的服務(wù)設(shè)施規(guī)劃問題,其面向的是以從起點(diǎn)到終點(diǎn)的流需求為服務(wù)對(duì)象的新型規(guī)劃問題。論文根據(jù)這類新型規(guī)劃問題的特點(diǎn)和共性,針對(duì)帶有續(xù)航能力約束的流需求服務(wù)設(shè)施選址定容規(guī)劃問題的建模方法和具體應(yīng)用場(chǎng)景開展了研究工作,論文的主要研究工作如下:1.分析了流需求服務(wù)設(shè)施選址問題中包含的實(shí)體的屬性和主要活動(dòng),對(duì)規(guī)劃問題中涉及的約束條件進(jìn)行分類。具體研究了每類約束條件的可能應(yīng)用場(chǎng)景和表現(xiàn)形式。對(duì)每一類約束條件涉及的不同應(yīng)用場(chǎng)景和表現(xiàn)形式進(jìn)行歸納,總結(jié)得到了流需求服務(wù)設(shè)施選址規(guī)劃問題的模型框架。根據(jù)模型框架,將已有流需求服務(wù)設(shè)施選址規(guī)劃模型進(jìn)行歸類,根據(jù)歸類結(jié)果指出了當(dāng)前已經(jīng)解決和尚未解決的模型應(yīng)用背景,并將尚未解決的較為復(fù)雜的三類選址定容規(guī)劃問題作為論文的主要研究內(nèi)容。2.提出并... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

經(jīng)典25點(diǎn)選址問題在經(jīng)典25點(diǎn)選址問題中，網(wǎng)絡(luò)中不區(qū)分O-D點(diǎn)和備選點(diǎn)，所有點(diǎn)均可作為流需求的起點(diǎn)或終點(diǎn)，同時(shí)也可以建設(shè)服務(wù)設(shè)施

國防科技大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文第36頁邊境管控手段依然比較落后單一。目前，主要依靠邊防部隊(duì)官兵乘車、馬巡邏和徒步巡邏相結(jié)合的方式進(jìn)行，且相近兩次巡邏的時(shí)間間隔較長，敵對(duì)勢(shì)力成員可能利用我巡邏間隙在邊境地區(qū)越線侵犯我領(lǐng)土；“三股勢(shì)力”以及偷渡分子可能利用我巡邏間隙在邊境地區(qū)潛入潛出，破壞邊境地區(qū)的和平與安寧。因此，僅靠人力巡邏，難以實(shí)時(shí)管控邊境。由于人力巡邏無法滿足邊境監(jiān)控的需求，邊防部隊(duì)曾嘗試使用無人機(jī)進(jìn)行巡邏。然而，由于邊境地區(qū)的高海拔、極端氣候、以及廣闊的巡邏面積等問題，無人機(jī)巡邏的方法還未得到有效的方案支持，主要存在的問題是無法在無人機(jī)的有效續(xù)航時(shí)間內(nèi)完成巡邏任務(wù)。因此，需要對(duì)無人機(jī)的巡邏路徑和中繼哨站進(jìn)行合理的規(guī)劃，才能有效的發(fā)揮無人機(jī)的空中巡邏優(yōu)勢(shì)，完成邊境實(shí)時(shí)監(jiān)控的任務(wù)。無人機(jī)在高原邊境地區(qū)的巡邏問題具有其特殊性，主要體現(xiàn)在以下方面：（1）高原地區(qū)氣候寒冷，無人機(jī)電池續(xù)航能力大大減少，單次有效的飛行距離有限。西帕米爾高原地區(qū)平均海拔在4000米以上，最高氣溫不超過20℃，最低氣溫可達(dá)-53℃，邊境地區(qū)平均溫度-10℃左右。普通的鋰電池在-10℃的環(huán)境下只能保存10%的電量，即使是低溫鋰電池在-30℃時(shí)最多擁有其在20℃時(shí)80%的電量，而在極寒情況下（-50℃）只能有20%的電量[106]。目前也有根據(jù)極寒環(huán)境設(shè)計(jì)的鋰電池，但這種電池在常溫條件下發(fā)熱嚴(yán)重，在不同溫度下操作非常困難，不適合大規(guī)模推廣[107]。圖3.5西帕米爾高原邊境地區(qū)及周邊國家地形圖

國防科技大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文第37頁（2）西帕米爾高原地廣人稀，地形復(fù)雜，然而并不是所有的區(qū)域都需要監(jiān)控，只有山間的峽谷形成的通道地區(qū)可以通行。如圖3.6所示，這些通道呈網(wǎng)狀分布。通道間存在多個(gè)哨站，哨站分布廣泛且海拔較高，哨站沒有電網(wǎng)支持，只依靠柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，柴油發(fā)電機(jī)型號(hào)不同，發(fā)電能力也有區(qū)別，能保障的無人機(jī)和其他設(shè)備數(shù)量也有區(qū)別。哨站可以為中小型無人機(jī)進(jìn)行充電，但無法為大型無人機(jī)提供中繼服務(wù)。同時(shí)，由于物資缺乏，對(duì)中繼設(shè)備的保障較為困難，因此在選擇中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)也不是無限的，已存在的哨站之間間隔在100km左右，如果保障中小型無人機(jī)的續(xù)航，需要增加哨站縮小哨站之間的距離，哨站的可建設(shè)位置由地形地勢(shì)決定。在選擇中繼哨站的位置的同時(shí)，也需要確定該哨站配備發(fā)電機(jī)的型號(hào)。（3）西帕米爾高原地區(qū)屬于敏感地帶，多個(gè)勢(shì)力犬牙交錯(cuò)。邊境地區(qū)屬于兩國共有的防空識(shí)別區(qū)，因此在此區(qū)域飛行的大型服務(wù)器必須經(jīng)過兩國的協(xié)商和共同定位和制約[108,109]。此前就出現(xiàn)過印度對(duì)于中邊境地區(qū)中國無人機(jī)巡邏的抗議，雖然后面證明并非我軍放飛的軍用無人機(jī)，但這個(gè)問題是存在爭(zhēng)議的。同時(shí)，由于邊境地區(qū)存在的恐怖勢(shì)力，大型無人機(jī)的安全也會(huì)受到威脅。圖3.6西帕米爾高原某地區(qū)通道地形示意圖（4）監(jiān)控需求會(huì)根據(jù)任務(wù)和突發(fā)狀況不斷變化，不同的監(jiān)控區(qū)域巡邏周期不同。對(duì)于整個(gè)西帕米爾高原地區(qū)的監(jiān)控存在重點(diǎn)監(jiān)控和防護(hù)區(qū)域，這些區(qū)域往往巡邏周期短，需要密切關(guān)注。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)，甚至要對(duì)一個(gè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)注。這樣就必須快速制定合理的巡邏計(jì)劃，利用現(xiàn)有的無人機(jī)資源和中繼哨站，完成特定的巡邏任務(wù)。（5）無人機(jī)設(shè)備存在部隊(duì)保障和歸屬問題，需要遵循制定好的巡邏方案，也就是說某一個(gè)無人


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