基于物联网的集装箱甩挂运输协同机制与动态调度方法研究

Container drop and pull transportation is a kind of transportation organization forms for logistics deliveries which makes tractors pull one or more container trailers or semi-trailers and allows them to implement dropping and pulling operations at appointed drop and pull locations. Compared with classical container logistics delivery modes, drop and pull transportation can improve the whole operation efficiency of containers delivery system more efficiently through separating and paralleling the assemble and disassemble procedure and travel procedure and cooperating among the tractors and trailers. But at the same time it generates the higher requirements for the cooperative level and flexibility of the relative logistics systems and the corresponding information support platforms and technologies. So this project will adopt the technologies of internet of things represented by RFID as the major support technologies, research deeply the cooperative mechanism and dynamic scheduling methods of container drop and pull transportation based on the internet of things at the basis of analyzing the network characteristics of container drop and pull transportation systems under the environment of internet of things, develop further the cases study combining the practical logistics, and implement the practical testing and the effects assessing and the sustained perfecting of the corresponding theoretical achievements. The above researches not only enrich the corresponding fundamental theories and methods of the technologies of internet of things and the containers' pickup and delivery problems, but also provide the new idea of container drop and pull transportation research and promote the research innovation of container drop and pull transportation problem.

集装箱甩挂运输是利用牵引车拖带一个或多个集装箱挂车或半挂车，并允许在指定甩挂地点进行卸挂、拖带等操作的一种物流配送运输组织形式。相比于传统的集装箱物流配送方式，甩挂运输通过装卸过程和运输过程的分离与并行化，以及牵引车和挂车间的互动配合，能够更有效地提高集装箱配送系统的整体运营效率，但与此同时也对相关物流系统的协同性和柔性，以及对应的信息支撑平台和支撑技术提出了更高的要求。因此本项目拟将以RFID技术为代表的物联网技术作为主要技术支撑手段，在分析物联网环境下集装箱甩挂运输系统网络特征的基础上，深入研究基于物联网的集装箱甩挂运输的协同机制和动态调度方法，并结合具体物流实践进一步展开案例研究，实现对相关理论成果的实践检验、效果评估与不断完善。以上研究不仅丰富了物联网技术和集装箱集疏运问题的相关基础理论与方法，而且为集装箱甩挂运输研究提供了新的研究思路，从而推动了集装箱甩挂运输问题的研究创新。

本项目从分析物联网环境下集装箱甩挂运输的配送网络特征、协同机制和动态调度方法入手，对甩挂运输过程中的任务规划方法、动态调度方法和信息分发传递方法进行了研究。.针对典型的物流环境，分析客户需求、道路环境、牵引车与挂车间时空关系等对配送网络的影响及其关联表征，建立基于车辆流建模方法的数学规划模型，设计相应的亚启发式求解算法；分析不同实时性要求下调度过程的差异及其影响因素，重点针对实时性要求较高的调度场景，建立了基于滚动时域优化思想的调度框架；分析基于分布式组网技术的甩挂运输信息实时传递过程的基本特征，将甩挂运输过程中的信息分发过程抽象为信息分发任务的规划过程，基于不同重要性等级下的信息分发传递过程特点，建立面向多优先级情形的信息分发传递问题的求解方法。.在开展理论研究的过程中，项目组注意到了无人机编队任务执行过程与甩挂运输过程的相似性，围绕多无人机长僚编队中有关任务规划和信息传递的关键科学问题，进一步针对甩挂运输的协同机制和动态调度方法展开了研究，为多机协同领域动态编队管理技术的应用实践提供了一定的理论与技术支撑。.在研究过程中，项目组成员在国内外重要期刊和会议上发表论文9篇，其中SCI论文4篇，EI论文2篇；参加学术会议10人次；资助2名博士生和8名硕士生开展相关研究工作；获授权国家发明专利28项。