پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

ارائه الگوریتم بهینه سازی و پیاده سازی توزیع کالا با کوادکوپتر در منطقه شهری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استاد- دانشکده مهندسی عمران-دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران
3 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه امام خمینی قزوین (ره)
10.22034/tri.2025.547254.3380
چکیده
رشد روزافزون شهرنشینی و تقاضا برای خدمات تحویل سریع موجب شده است سیستم‌های سنتی توزیع کالا با چالش‌هایی نظیر تراکم ترافیکی، افزایش هزینه‌ها و آلودگی زیست‌محیطی مواجه شوند. در این راستا، استفاده از کوادکوپتر ها به‌عنوان رویکردی نوین برای بهینه‌سازی فرآیند توزیع کالا مطرح شده است، هرچند محدودیت‌های فنی، محیطی و قانونی مانع بهره‌گیری عملی آن‌هاست. این پژوهش با هدف طراحی و توسعه الگوریتم فراابتکاری برای بهینه‌سازی مسیر پروازی کوادکوپتر ها در منطقه یک شهرداری تهران انجام شده است. برای این منظور، داده‌های مکانی شامل شبکه معابر، مناطق پرواز ممنوع، مراکز توزیع و موقعیت سفارش‌ها در محیط GIS سازمان‌دهی شد و سه الگوریتم کلونی مورچگان ACO) )، ژنتیک GA) )و ازدحام ذرات PSO) )در محیط MATLAB پیاده‌سازی و شبیه‌سازی گردید. نتایج نشان داد الگوریتم PSO نسبت به دو الگوریتم دیگر عملکرد بهتری داشته است، به‌گونه‌ای که زمان تحویل کالا را به‌طور متوسط ۳۵ درصد کاهش داد، مصرف انرژی را ۲۸ درصد بهینه کرد و پایداری آماری بالاتری در شرایط مختلف نشان داد. این یافته‌ها بیانگر آن است که به‌کارگیری کوادکوپترها می‌تواند در ارتقای کارایی، کاهش فشار بر شبکه حمل‌ونقل زمینی و تحقق اهداف شهرهای هوشمند نقش مؤثری ایفا کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Presenting an Optimization Algorithm and Implementing Goods Distribution with Quadcopters in Urban Areas

نویسندگان English

Shahriar Afandizadeh 1
Erfan Asadi 2
Hamid Bigdeli Rad 3
1 Professor-School of Civil Engineering-Iran University of Science and Technology
2 School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology
3 Assistant Professor, School of Civil Engineering, Imam Khomeini University Qazvin
چکیده English

The rapid growth of urbanization and the rising demand for fast delivery services have challenged traditional distribution systems, leading to traffic congestion, increased costs, and environmental pollution. Problem definition: In this context, the use of quadcopters as an innovative tool for optimizing the distribution process has been proposed; however, technical, environmental, and regulatory limitations remain major obstacles to their practical deployment. Significance: Optimizing distribution with quadcopters can not only reduce pressure on road transport networks but also play a vital role in enhancing service quality and achieving smart cities. This study aims to design and develop a metaheuristic algorithm for optimizing quadcopter flight paths in District 1 of Tehran Municipality. Spatial data—including street networks, no-fly zones, distribution centers, and order locations—were collected and organized in a GIS environment. Three algorithms—Ant Colony Optimization (ACO), Genetic Algorithm (GA), and Particle Swarm Optimization (PSO)—were implemented and simulated in MATLAB. The results indicate that PSO outperforms the other two algorithms, reducing delivery time by an average of 35%, optimizing energy consumption by 28%, and demonstrating higher statistical stability under varying conditions. These outcomes highlight the effectiveness of quadcopters in improving the efficiency and sustainability of urban distribution systems.

کلیدواژه‌ها English

"
Quadcopter"
Goods Distribution"
Geographic Information System (GIS)"
, "
Path Optimization"

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 23 آذر 1404