2025年大學(xué)（無人機工程）物流無人機集群調(diào)度試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.物流無人機集群調(diào)度中，以下哪種算法主要用于解決任務(wù)分配問題，能使無人機高效地承擔(dān)不同的物流任務(wù)？（）A.蟻群算法B.粒子群算法C.遺傳算法D.以上都是2.在考慮無人機飛行安全與集群調(diào)度時，以下哪個因素對于確定無人機之間的安全間距最為關(guān)鍵？（）A.無人機的飛行速度B.無人機的最大載重C.無人機的電池續(xù)航時間D.無人機的型號3.當(dāng)物流無人機集群面臨復(fù)雜的地理環(huán)境，如城市高樓林立區(qū)域，哪種技術(shù)能幫助無人機更好地實現(xiàn)路徑規(guī)劃與調(diào)度？（）A.激光雷達技術(shù)B.視覺識別技術(shù)C.北斗導(dǎo)航技術(shù)D.以上技術(shù)協(xié)同作用4.物流無人機集群調(diào)度系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)無人機之間的高效通信與協(xié)調(diào)，通常采用以下哪種通信方式？（）A.藍(lán)牙通信B.Wi-Fi通信C.蜂窩移動通信D.自組織網(wǎng)絡(luò)通信5.在物流無人機集群調(diào)度中，若要提高無人機的任務(wù)執(zhí)行效率，減少任務(wù)執(zhí)行時間，關(guān)鍵在于優(yōu)化以下哪個環(huán)節(jié)？（）A.任務(wù)分配算法B.無人機飛行速度C.電池充電方式D.數(shù)據(jù)傳輸速率6.對于物流無人機集群調(diào)度系統(tǒng)的可靠性評估，以下哪項指標(biāo)最為重要？（）A.任務(wù)成功率B.無人機數(shù)量C.調(diào)度算法復(fù)雜度D.通信延遲第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題5分，共20分）答題要求：請在橫線上填寫正確答案。1.物流無人機集群調(diào)度的核心目標(biāo)是在滿足物流任務(wù)需求的前提下，實現(xiàn)無人機的______、______運行。2.常用的無人機路徑規(guī)劃方法有______、______等。3.無人機集群通信中的干擾問題主要包括______干擾和______干擾。4.在物流無人機集群調(diào)度中，考慮無人機的能量消耗時，需要綜合考慮______、______等因素。三、簡答題（每題10分，共20分）答題要求：簡要回答問題，條理清晰。1.簡述物流無人機集群調(diào)度中任務(wù)分配的基本原則。2.說明影響物流無人機集群調(diào)度效率的主要因素有哪些。四、材料分析題（每題15分，共30分）答題要求：閱讀材料，結(jié)合所學(xué)知識回答問題。材料：在某大型物流園區(qū)的無人機集群調(diào)度項目中，面臨著每天大量的貨物配送任務(wù)。園區(qū)地形較為復(fù)雜，有多個建筑物和障礙物。無人機集群調(diào)度系統(tǒng)在運行初期出現(xiàn)了一些問題，如部分無人機任務(wù)分配不合理，導(dǎo)致任務(wù)執(zhí)行時間過長；無人機飛行過程中通信不穩(wěn)定，出現(xiàn)信號丟失等情況。1.針對該物流園區(qū)無人機集群調(diào)度系統(tǒng)出現(xiàn)的任務(wù)分配不合理問題，分析可能的原因，并提出改進措施。2.對于無人機飛行過程中通信不穩(wěn)定的情況，從通信技術(shù)和調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計角度分析原因，并給出解決方案。五、綜合應(yīng)用題（共20分）答題要求：結(jié)合實際情況，運用所學(xué)知識進行綜合分析和解答。假設(shè)你負(fù)責(zé)一個小型電商物流的無人機集群調(diào)度項目，該電商每天有固定數(shù)量的包裹需要配送至周邊多個小區(qū)。請設(shè)計一個簡單的無人機集群調(diào)度方案，包括任務(wù)分配策略、路徑規(guī)劃方法以及通信協(xié)調(diào)機制等，并說明該方案如何提高物流配送效率和降低成本。答案：1.D2.A3.D4.D5.A6.A二、1.高效、協(xié)同2.全局路徑規(guī)劃、局部路徑規(guī)劃3.同頻、鄰頻4.飛行距離、飛行高度三、1.任務(wù)分配的基本原則包括：根據(jù)無人機的性能和能力分配任務(wù)，確保無人機能夠勝任；考慮任務(wù)的緊急程度和優(yōu)先級，優(yōu)先處理重要任務(wù)；均衡分配任務(wù)，避免部分無人機任務(wù)過重而部分閑置；結(jié)合地理環(huán)境和交通狀況，合理規(guī)劃任務(wù)路徑。2.影響物流無人機集群調(diào)度效率的主要因素有：任務(wù)分配算法的合理性，直接影響無人機對任務(wù)的承接和執(zhí)行順序；無人機自身性能，如飛行速度、載重能力等；地理環(huán)境的復(fù)雜性，包括地形、障礙物等；通信質(zhì)量，良好的通信是實現(xiàn)高效調(diào)度的基礎(chǔ)；調(diào)度系統(tǒng)的實時性和智能性，能否快速響應(yīng)任務(wù)變化并做出最優(yōu)調(diào)度決策。四、1.任務(wù)分配不合理的原因可能有：調(diào)度算法不夠優(yōu)化，未能充分考慮無人機的實時狀態(tài)和任務(wù)特點；對物流園區(qū)地形等環(huán)境因素分析不足，導(dǎo)致路徑規(guī)劃不合理進而影響任務(wù)分配；缺乏對任務(wù)優(yōu)先級的動態(tài)調(diào)整機制。改進措施：優(yōu)化調(diào)度算法，采用更智能的算法如結(jié)合機器學(xué)習(xí)的算法來綜合評估無人機和任務(wù)；加強對園區(qū)地理環(huán)境的建模和分析，實時更新路徑規(guī)劃；建立任務(wù)優(yōu)先級動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)，根據(jù)實時情況調(diào)整任務(wù)分配順序。2.通信不穩(wěn)定的原因：通信技術(shù)方面，可能頻段選擇不當(dāng)，受到周邊其他信號干擾；通信設(shè)備性能不佳，信號強度不夠。調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計方面，可能通信協(xié)議不完善，數(shù)據(jù)傳輸格式不規(guī)范；通信節(jié)點布局不合理，存在信號盲區(qū)。解決方案：優(yōu)化通信頻段，進行頻譜監(jiān)測和干擾分析，選擇合適頻段；升級通信設(shè)備，提高信號強度和穩(wěn)定性；完善通信協(xié)議，規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸格式；合理布局通信節(jié)點，通過仿真等手段優(yōu)化節(jié)點位置，消除信號盲區(qū)。五、任務(wù)分配策略：根據(jù)包裹重量、配送距離等因素，將包裹分類，按照無人機載重和續(xù)航能力分配任務(wù)，如小型無人機負(fù)責(zé)較輕、較近的包裹，大型無人機負(fù)責(zé)較重、較遠(yuǎn)的包裹。路徑規(guī)劃方法：采用全局路徑規(guī)劃結(jié)合局部路徑規(guī)劃，先根據(jù)小區(qū)位置和交通狀況規(guī)劃大致路徑，飛行過