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Modelo de optimización de ruta de entrega colaborativa entre vehículos y UAV

Autores: Li, Jianxun; Liu, Hao; Lai, Kin Keung; Ram, Bhagwat

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Logística de distribución de emergencia
Vehículos aéreos no tripulados
Costo de entrega
Satisfacción del cliente
Modelo de entrega colaborativa
Costo total

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En el contexto de emergencias públicas frecuentes, la distribución logística de emergencia es particularmente crítica, y debido a las ventajas únicas de los vehículos aéreos no tripulados (UAV), el modelo de entrega coordinada de vehículos y UAV se está convirtiendo gradualmente en una forma esencial de distribución logística de emergencia. Sin embargo, la omisión de los costos iniciales impide que el costo de reemplazo de baterías de UAV y la clasificación, ensamblaje y verificación de paquetes se tengan en cuenta en el costo total. Además, la mayoría de los modelos existentes se centran en la optimización de rutas y costos de entrega, lo que no puede reflejar completamente el deseo del cliente de satisfacción del servicio en condiciones de emergencia. Es necesario convertir el grado insatisfactorio de la ventana de tiempo en un costo de penalización en lugar de una restricción del modelo. Además, falta un análisis sobre el costo mutuo de espera entre vehículos y UAV cuando uno de ellos está realizando tareas de entrega. Considerando los efectos de la ventana de tiempo, la demanda del cliente, la capacidad máxima de carga y la duración de los beneficios de distribución, proponemos un modelo de optimización de ruta de entrega colaborativa para vehículos y UAV para minimizar el costo total de distribución. Se utiliza un algoritmo genético para obtener la solución del modelo bajo las restricciones de subciclos de distribución, orden de distribución y nodos de despegue y aterrizaje. Para evaluar la eficacia del modelo de optimización de ruta de entrega colaborativa de vehículos y UAV, este documento emplea un distrito a nivel de condado en la ciudad de Xi"an como área piloto para una entrega de emergencia. En comparación con el modelo de entrega solo de vehículos, el modelo de entrega solo de UAV y el modelo de entrega colaborativa de vehículos-UAV, este modelo puede reducir significativamente la utilización de vehículos de distribución, al mismo tiempo que reduce de manera significativa el costo de inicio, el costo de espera y el costo de penalización. Por lo tanto, el modelo puede mejorar efectivamente la puntualidad de la entrega y la satisfacción del cliente. El costo total de este modelo es un 39.2% menor que el del modelo de entrega solo de vehículos y un 16.5% menor que el del modelo de entrega solo de UAV. Aunque su costo de entrega es ligeramente mayor que el del modelo de entrega colaborativa de vehículos-UAV, la reducción en el costo de inicio y el costo de penalización disminuyen el costo total de distribución en un 11.8%. Esto sugiere que para reducir costos de todos los tamaños y conservar la mitad de los recursos utilizados por los vehículos, es preferible emplear el modelo de entrega colaborativa de vehículos-UAV para la distribución de emergencia. Además, el modelo que integra el costo inicial, el costo de penalización, el costo de espera, etc., puede expresar de manera más efectiva los requisitos de puntualidad para la entrega de UAV en condiciones de emergencia.

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