在國家 “低空經(jīng)濟高質量發(fā)展” 戰(zhàn)略部署下，上海理工大學管理學院聚焦低空經(jīng)濟核心應用場景，組建跨學科研究團隊持續(xù)攻關，發(fā)表了系列研究工作，致力于突破低空技術在復雜真實場景中應用的瓶頸，構建低空經(jīng)濟產(chǎn)教融合的全要素版圖。
趙來軍教授團隊以“韌性導向的城市群應急協(xié)同響應網(wǎng)絡的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)化的地震災后道路受阻情境下母-子無人機協(xié)同藥品配送調度優(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《交通運輸研究E輯：物流與運輸評論》（Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review）；蓋玲副教授團隊聯(lián)合北京工業(yè)大學等單位以“基于兩階段貪心拍賣算法的大規(guī)模無人機蜂群協(xié)同目標分配問題”（Collaborative target assignment problem for large-scale UAV swarm based on two-stage greedy auction algorithm）為題發(fā)表于《航空航天科學與技術》（Aerospace Science and Technology）；蔣盛川副教授團隊以“基于無人機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“災后協(xié)同觀測與配送調度問題”（ The scheduling problem with delivery and observation in collaboration after the disaster）和“河網(wǎng)水質監(jiān)測中的雙目標車機協(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《群體與進化計算》（Swarm and Evolutionary Computation）。該系列論文均以上海理工大學為第一完成單位或第一通訊單位。
系統(tǒng)規(guī)劃創(chuàng)新：構建韌性應急網(wǎng)絡與可靠物流體系
在宏觀系統(tǒng)規(guī)劃層面，趙來軍教授團隊連續(xù)取得突破。針對城市群災害應急響應中，面對地面道路受損、跨城距離遠、醫(yī)療資源配送不均等難題，提出了韌性導向的協(xié)同應急設施選址-分配模型，創(chuàng)新將直升機跨區(qū)域轉運機制融入網(wǎng)絡設計，構建了“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，應急響應時間可縮短1.26小時，網(wǎng)絡韌性提升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。
考慮直升機轉運的跨區(qū)域應急協(xié)同響應
傷員轉移和救災物資配送
面對無人機應急物流中的災后環(huán)境高度不確定性挑戰(zhàn)，創(chuàng)造性的構建了“母-子無人機”協(xié)同的藥品配送調度模式，并建立可同時優(yōu)化臨時倉庫選址、母無人機調度、子無人機路徑規(guī)劃的分布魯棒優(yōu)化模型，有效平衡了經(jīng)濟性與抗風險能力，為無人機物流在極端場景下的可靠運行提供了決策支持。
災后應急響應中母機-終端無人機協(xié)同調度概念圖
協(xié)同調度突破：實現(xiàn)動態(tài)場景與大規(guī)模集群的智能控制
在系統(tǒng)規(guī)劃的指導下，面對更為復雜的動態(tài)環(huán)境實時調度方面，也研究取得了關鍵技術進展。陳理老師針對災后災害點動態(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-車輛協(xié)同調度模型。通過混合整數(shù)規(guī)劃與滾動時域優(yōu)化，實現(xiàn)觀測與配送的實時聯(lián)動，有效提升了救援配送效率與人員安全性。
無人機-車輛協(xié)同調度問題的可視化分析
蓋玲副教授團隊聯(lián)合北京工業(yè)大學等單位，聚焦于對無人機集群調度的實時響應與大規(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)模無人機蜂群協(xié)同目標分配方法。該算法創(chuàng)新性的將無人機與目標間的距離優(yōu)勢、角度優(yōu)勢、導彈攔截率及目標識別率等多維指標納入統(tǒng)一評估框架，實現(xiàn)打擊效能的精準量化。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，隨著無人機與目標數(shù)量倍增，分配時間未出現(xiàn)指數(shù)級攀升，且重新分配使目標函數(shù)值平均提升 60.72%，展現(xiàn)出卓越的實時性與任務效能，為軍民領域的無人機集群應用提供了高效解決方案。
現(xiàn)代海戰(zhàn)無人機群飽和攻擊場景與飛行軌跡精確建模
技術融合應用：驅動基礎設施巡檢與生態(tài)監(jiān)測模式革新
在垂直行業(yè)的深度融合應用方面，團隊致力于解決技術落地的核心瓶頸。蔣盛川副教授團隊針對無人機道路巡檢中檢測模型計算負載高、難以實時部署的難題，聚焦 “精度與效率平衡” 核心目標，系統(tǒng)探索了損失函數(shù)、注意力機制的優(yōu)化組合，同時創(chuàng)新引入模型剪枝與知識蒸餾技術，構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備，為基礎設施的無人機智能巡檢提供了高效的芯片級解決方案。
無人機巡檢的模型剪枝與知識蒸餾技術
博士生黨爍的研究直面無人機單機作業(yè)的續(xù)航與載重限制，構建了面向河網(wǎng)水質監(jiān)測的“車機協(xié)同”系統(tǒng)。通過創(chuàng)新雙目標路徑規(guī)劃與協(xié)同調度模型，并集成車輛移動基站與無人機硬件平臺，實現(xiàn)了無人機的不間斷循環(huán)作業(yè)，為構建高效、經(jīng)濟的城市生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡開辟了新路徑。
車-無人機協(xié)同河網(wǎng)水質采樣系統(tǒng)流程圖
該系列研究成果標志著我校管理學院在“低空經(jīng)濟”與“智能應急”前沿交叉領域形成了從頂層設計、協(xié)同調度到場景應用的完整閉環(huán)，相關結論為政府部門與企業(yè)構建現(xiàn)代化應急管理體系、推動低空技術落地公共服務提供了重要參考。未來學院各研究團隊將深化研究，推動技術向更多行業(yè)場景延伸，為低空經(jīng)濟高質量發(fā)展提供更多原創(chuàng)性解決方案
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供稿人：蔣盛川
審核人：趙來軍、趙靖
供稿部門：科研辦公室
