在國家 “低空經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展” 戰(zhàn)略部署下,管理學(xué)院聚焦低空經(jīng)濟(jì)核心應(yīng)用場景,組建跨學(xué)科研究團(tuán)隊持續(xù)攻關(guān),以上海理工大學(xué)為第一完成單位或第一通訊單位,發(fā)表了系列研究工作,致力于突破低空技術(shù)在復(fù)雜真實(shí)場景中應(yīng)用的瓶頸,構(gòu)建低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)教融合的全要素版圖。
趙來軍教授團(tuán)隊以“韌性導(dǎo)向的城市群應(yīng)急協(xié)同響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的p魯棒選址-分配模型研究”( A p-Robust Location-Allocation model for Resilience-Oriented collaborative emergency response network in urban agglomerations)和“基于分布魯棒優(yōu)化的地震災(zāi)后道路受阻情境下母-子無人機(jī)協(xié)同藥品配送調(diào)度優(yōu)化研究”( Distributionally robust scheduling optimization for pharmaceutical delivery Using coordinated mother-end drones under post-earthquake road disruptions)為題發(fā)表于《交通運(yùn)輸研究E輯:物流與運(yùn)輸評論》(Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review)。
蓋玲副教授團(tuán)隊聯(lián)合北京工業(yè)大學(xué)等單位以“基于兩階段貪心拍賣算法的大規(guī)模無人機(jī)蜂群協(xié)同目標(biāo)分配問題”(Collaborative target assignment problem for large-scale UAV swarm based on two-stage greedy auction algorithm)為題發(fā)表于《航空航天科學(xué)與技術(shù)》(Aerospace Science and Technology)。
蔣盛川副教授團(tuán)隊以“基于無人機(jī)的道路病害檢測輕量化剪枝模型”( Lightweight pruning model for road distress detection using unmanned aerial vehicles)為題發(fā)表于《建筑自動化》(Automation in Construction)。
陳理老師和博士生黨爍以“災(zāi)后協(xié)同觀測與配送調(diào)度問題”( The scheduling problem with delivery and observation in collaboration after the disaster)和“河網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測中的雙目標(biāo)車機(jī)協(xié)同路徑規(guī)劃問題研究”( A bi-objective routing problem for cooperated trucks and drones in river water quality monitoring)為題發(fā)表于《群體與進(jìn)化計算》(Swarm and Evolutionary Computation)。
系統(tǒng)規(guī)劃創(chuàng)新:構(gòu)建韌性應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)與可靠物流體系
在宏觀系統(tǒng)規(guī)劃層面,趙來軍教授團(tuán)隊連續(xù)取得突破。針對城市群災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)中,面對地面道路受損、跨城距離遠(yuǎn)、醫(yī)療資源配送不均等難題,提出了韌性導(dǎo)向的協(xié)同應(yīng)急設(shè)施選址-分配模型,創(chuàng)新將直升機(jī)跨區(qū)域轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制融入網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,構(gòu)建了“空地協(xié)同”救援新模式。以長三角示范區(qū)為案例的仿真表明,應(yīng)急響應(yīng)時間可縮短1.26小時,網(wǎng)絡(luò)韌性提升19.51%,跨區(qū)域協(xié)同救援對提升“黃金救治時間”保障能力有顯著價值。
考慮直升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)的跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)同響應(yīng)
傷員轉(zhuǎn)移和救災(zāi)物資配送
面對無人機(jī)應(yīng)急物流中的災(zāi)后環(huán)境高度不確定性挑戰(zhàn),創(chuàng)造性的構(gòu)建了“母-子無人機(jī)”協(xié)同的藥品配送調(diào)度模式,并建立可同時優(yōu)化臨時倉庫選址、母無人機(jī)調(diào)度、子無人機(jī)路徑規(guī)劃的分布魯棒優(yōu)化模型,有效平衡了經(jīng)濟(jì)性與抗風(fēng)險能力,為無人機(jī)物流在極端場景下的可靠運(yùn)行提供了決策支持。
災(zāi)后應(yīng)急響應(yīng)中母機(jī)-終端無人機(jī)協(xié)同調(diào)度概念圖
協(xié)同調(diào)度突破:實(shí)現(xiàn)動態(tài)場景與大規(guī)模集群的智能控制
在系統(tǒng)規(guī)劃的指導(dǎo)下,面對更為復(fù)雜的動態(tài)環(huán)境實(shí)時調(diào)度方面,也研究取得了關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展。陳理老師針對災(zāi)后災(zāi)害點(diǎn)動態(tài)新增、需求信息不確定、天氣異常難觀測的挑戰(zhàn),提出了無人機(jī)-車輛協(xié)同調(diào)度模型。通過混合整數(shù)規(guī)劃與滾動時域優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)觀測與配送的實(shí)時聯(lián)動,有效提升了救援配送效率與人員安全性。
無人機(jī)-車輛協(xié)同調(diào)度問題的可視化分析
蓋玲副教授團(tuán)隊聯(lián)合北京工業(yè)大學(xué)等單位,聚焦于對無人機(jī)集群調(diào)度的實(shí)時響應(yīng)與大規(guī)模任適配的核心需求,提出了基于兩階段貪心拍賣算法的大規(guī)模無人機(jī)蜂群協(xié)同目標(biāo)分配方法。該算法創(chuàng)新性的將無人機(jī)與目標(biāo)間的距離優(yōu)勢、角度優(yōu)勢、導(dǎo)彈攔截率及目標(biāo)識別率等多維指標(biāo)納入統(tǒng)一評估框架,實(shí)現(xiàn)打擊效能的精準(zhǔn)量化。并精確建模飛行軌跡,解決了傳統(tǒng)模型忽略飛行物理特性導(dǎo)致的分配偏差問題。涵蓋數(shù)千架平臺的大規(guī)模仿真中,隨著無人機(jī)與目標(biāo)數(shù)量倍增,分配時間未出現(xiàn)指數(shù)級攀升,且重新分配使目標(biāo)函數(shù)值平均提升 60.72%,展現(xiàn)出卓越的實(shí)時性與任務(wù)效能,為軍民領(lǐng)域的無人機(jī)集群應(yīng)用提供了高效解決方案。
現(xiàn)代海戰(zhàn)無人機(jī)群飽和攻擊場景與飛行軌跡精確建模
技術(shù)融合應(yīng)用:驅(qū)動基礎(chǔ)設(shè)施巡檢與生態(tài)監(jiān)測模式革新
在垂直行業(yè)的深度融合應(yīng)用方面,團(tuán)隊致力于解決技術(shù)落地的核心瓶頸。蔣盛川副教授團(tuán)隊針對無人機(jī)道路巡檢中檢測模型計算負(fù)載高、難以實(shí)時部署的難題,聚焦 “精度與效率平衡” 核心目標(biāo),系統(tǒng)探索了損失函數(shù)、注意力機(jī)制的優(yōu)化組合,同時創(chuàng)新引入模型剪枝與知識蒸餾技術(shù),構(gòu)建了兼顧檢測性能與部署靈活性的輕量化解決方案,檢測幀率提升 17.6%,可直接部署于嵌入式設(shè)備,為基礎(chǔ)設(shè)施的無人機(jī)智能巡檢提供了高效的芯片級解決方案。
無人機(jī)巡檢的模型剪枝與知識蒸餾技術(shù)
博士生黨爍的研究直面無人機(jī)單機(jī)作業(yè)的續(xù)航與載重限制,構(gòu)建了面向河網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測的“車機(jī)協(xié)同”系統(tǒng)。通過創(chuàng)新雙目標(biāo)路徑規(guī)劃與協(xié)同調(diào)度模型,并集成車輛移動基站與無人機(jī)硬件平臺,實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)的不間斷循環(huán)作業(yè),為構(gòu)建高效、經(jīng)濟(jì)的城市生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)開辟了新路徑。
車-無人機(jī)協(xié)同河網(wǎng)水質(zhì)采樣系統(tǒng)流程圖
該系列研究成果標(biāo)志著我校管理學(xué)院在“低空經(jīng)濟(jì)”與“智能應(yīng)急”前沿交叉領(lǐng)域形成了從頂層設(shè)計、協(xié)同調(diào)度到場景應(yīng)用的完整閉環(huán),相關(guān)結(jié)論為政府部門與企業(yè)構(gòu)建現(xiàn)代化應(yīng)急管理體系、推動低空技術(shù)落地公共服務(wù)提供了重要參考。未來學(xué)院各研究團(tuán)隊將深化研究,推動技術(shù)向更多行業(yè)場景延伸,為低空經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供更多原創(chuàng)性解決方案
論文鏈接:
[1] https://doi.org/10.1016/j.tre.2026.104698
[2] https://doi.org/10.1016/j.tre.2025.104481
[3] https://doi.org/10.1016/j.ast.2024.109146
[4] https://doi.org/10.1016/j.autcon.2024.105789
[5] https://doi.org/10.1016/j.swevo.2025.102047
[6] https://doi.org/10.1016/j.swevo.2025.102148








