Удосконалення методики управління транспортно-технологічною системою міських вантажних перевезень застосуванням безпілотних літальних апаратів
Автор: Задерецький Андрій Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Розроблено огляд відомих досліджень. З наведеного огляду зроблено висновок, що новий варіант класичної проблеми маршрутизації транспортного засобу не досліджувався, а це проблема маршрутизації двох ешелонів для спільної вантажівки та дрона, особливо коли кілька посилок можуть бути доставлені одним маршрутом польоту дрона та розглядається вплив змінного корисного навантаження на споживання енергії. Досліджено новий варіант двоешелонної задачі управління міських вантажних перевезень, де вантажівки та дрони використовуються для спільної доставки всіх поштових посилок. У задачі маршрутизації двох ешелонів для вантажівки та безпілотника (2E-RP-T&D) передбачається, що місткості вантажівки завжди достатньо для всіх вантажів, і тому її можна розглядати як достатню. Вантажопідйомність дрона обмежена та відома. Задача спрямована на пошук оптимального спрямованого основного маршруту вантажівки та набору спрямованих прилеглих підмаршрутів дрона для завершення доставки всіх вантажів, при цьому не порушуються обмеження вантажоємності дрона щодо корисного навантаження та його акумулятора. Вантажівка не тільки виконує роль інструменту для доставки посилок, але й служить рухомим депо для дрона. Дрон може перевозити кілька посилок і злітати з вантажівки, а після завершення доставки повертатися до вантажівки. Проаналізовано модель споживання енергії для процесу маршрутизації дрона, коли він використовується для доставки кількох посилок. Пропонується двоетапний підхід до моделювання на основі маршруту для оптимізації як основного маршруту вантажівки, так і суміжних маршрутів польоту дрона. Використано гібридний евристичний алгоритм, який об’єднує найближчого сусіда та стратегії економії коштів, щоб швидко побудувати прийнятне рішення. Змодельований алгоритм відпалу застосовано для покращення якості рішення, де для підвищення ефективності пошуку використовується список Табу. Показано, що використання спільної вантажівки та дрона для доставки посилок може значно знизити витрати на доставку порівняно з режимом лише вантажівкою. У багатьох випадках вартість режиму вантажівка-дрон навіть удвічі менша, ніж у вантажівці. Крім того, оператори сусідства також виявилися ефективним методом локальної оптимізації, і в більшості випадків витрати на початкове рішення, отримане генетичним алгоритмом, знижуються за допомогою аеродоставкою більш ніж на 30%. Випадкові екземпляри в різних масштабах використовуються для перевірки продуктивності запропонованого алгоритму. Натурний експеримент побудований на основі практичної дорожньої мережі та клієнтських вузлів відділень «Нової пошти» у м. Київ, який використовується для аналізу чутливості. Проведені тестові експерименти за методикою рандомізації з різними масштабами, які показали ефективність запропонованого алгоритму. Експериментальні результати показують, що використання дрона може заощадити більше коштів, коли для доставки є більше легких посилок. Крім того, належне вдосконалення технологій для збільшення ємності корисного навантаження дрона та заряду батареї допоможе заощадити на доставці. Мета роботи – зменшити витрати на транспортування вантажів на розвізних маршрутах. Предмет дослідження – залежність вантажообігу від конфігурації двохешелонних маршрутів. Об’єкт дослідження – процеси двохешелонної доставки вантажів. Методи дослідження – евристичний метод «відпалу», статистичних досліджень, аналізу та синтезу. Ключові слова: двоешелонна маршрутизація; маршрут транспортного засобу; вантажівка та дрон; евристичний; імітований алгоритм відпалу