考虑跨区域条件下与非机动车协同配送的无人机起降点选址研究

外卖服务行业发展迅速，无人机凭借其无接触、可靠高效的特点受到广泛关注。但递送全程使用无人机成本高昂；传统的骑手递送模式在遇到江水等特殊地形时不可达或只能通过轮渡等方式通过，效率低下；商铺服务覆盖范围也因此削减。针对这一问题，提出非机动车–无人机协同配送模式，以经济成本最小为主要目标构建无人机起降点选址规划模型。引入关切系数，设计遗传算法，求得在寻非机动车最短路条件下的方案。最后通过算例表明服务覆盖面积提高了66.93%，成本较传统方式降低了26%，供无人机企业和政府决策者审度参考。

如今，随着信息化全球化世界模式发展，全球同时仍然面临着突发公共事件带来的风险。无人机在物资运输压力剧增、无接触配送需求爆发的背景下[1]，可以稳定高效的满足用户需求。

在常态化运营的时期，非机动车被禁止通过隧道和桥梁，只能通过低效的轮渡等方式实现跨区域递送，甚至会无法满足一些非机动车不可达的区域订单需求。而无人机可以实现区域的互通。

在无人机独立完成配送任务方面：刘光才等[2]考虑经济成本和时间可靠性，设计了一种模拟改进模拟退火遗传算法，实现无人机起降点的布局规划；张洪海等[3]考虑不同等级的无人机起降点，设计人类学习优化算法对其进行布局求解。

在无人机协同配送方面：刘迎军[4]提出无人机和卡车协同的两种形式——相对独立完成任务和组合形成“移动仓库”的配送协同模式；张杰等[5]在疫情背景下，提出车辆运输商品到站点，站点用无人机配送用户需求的“车辆–无人机”协同模式；姜新岐[6]对车辆搭载多无人机的配送场景进行规划求解；林驿等[7]针对农村地区提出城乡客运班车 + 无人机的快递配送模式。

目前，国内将无人机协同非机动车用于配送的起降点选址问题研究较少。

本文从满足跨区域物流订单需求出发，考虑无人机与非机动车的协同配合下的地面路网限制，从经济成本方面入手，构建无人机起降点选址模型，并设计遗传算法对模型进行求解，得到满足条件的优化布局方案。本文创新点有① 主要考虑跨区域的物流订单需求；② 提出无人机与非机动车的协同配送模式；③ 将实际路网作为主要因素纳入无人机起降点的布局考虑；④ 考虑结点产生需求的权重；⑤ 考虑研究时间内不同时段的权重。

2. 问题建模 2.1. 问题描述 本文旨在完成跨区域无人机起降点布局规划，实现快递物流的全面覆盖。已知城市区域跨区跨地形物流需求分布，包括需求的订单数量，以及需求的请求点和响应点，两区域的无人机起降备选点。在无