Strategic Planning for Sustainable Last-Mile Logistics: Balancing Airspace Constraints and Carbon Price Uncertainty in Truck-Drone Delivery

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a new VRPDBS model integrating airspace flyability and carbon price sensitivity, valuable for sustainable logistics optimization research.

🏢実務担当者:Offers strategic insights for logistics firms to evaluate truck-drone mix under carbon pricing and airspace constraints, supporting resilient green logistics planning.

🏛政策担当者:Demonstrates how carbon pricing and airspace regulations interact with logistics efficiency, informing integrated climate and transport policy design.

電子商取引の急速な成長は、農村部および山間部におけるラストマイル配送において、脆弱なインフラと炭素排出圧力という二重の課題を深刻化させている。世界銀行が炭素市場の発展を国家戦略に統合することを呼びかける中、トラック・ドローン協調配送（TDCD）は重要な持続可能な解決策として浮上している。しかし、既存の研究は、国境に近い敏感な地域における厳格な空域規制を見落とすことが多い。そこで本論文は、空域制約と移動ハブの配置を明示的に組み込んだ、ドローンと移動基地局を考慮した車両経路問題（VRPDBS）モデルを提案する。我々は、空域制限が経路決定に及ぼす影響を測定するための定量化された「地域飛行可能性係数」（fk）を導入し、ハイブリッドメタヒューリスティックアルゴリズムを用いてこの問題を解決する。延辺朝鮮族自治州の実世界データに基づくケーススタディにより、厳格な空域順守は絶対的な配送遅延4〜5時間と最大15%の運用コスト増加をもたらすが、その影響は移動基地局による仲介戦略を通じて効果的に緩和できることが明らかになった。さらに重要なことに、炭素価格の不確実性の下でのマルチシナリオ感度分析は、現在の低い炭素価格ではトラック主体のモードが費用対効果に優れる一方、ドローン集約型の構成は高い炭素価格シナリオにおいて優れた経済的頑健性と環境性能を示すことを示している。本研究は、複雑な空域におけるグリーン物流計画のための技術的枠組みを提供するだけでなく、物流企業が長期的な気候政策リスクを乗り切るための戦略的決定支援も提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The accelerated growth of e-commerce has intensified the dual challenges of weak infrastructure and carbon emission pressures in last-mile delivery for rural and mountainous regions. As the World Bank calls for integrating carbon market development into national strategies, Truck-Drone Collaborative Delivery (TDCD) has emerged as a critical sustainable solution. However, existing research often overlooks the strict airspace regulations in sensitive border areas. Therefore, this paper proposes a Vehicle Routing Problem with Drones and Mobile Base Stations (VRPDBS) model that explicitly incorporates airspace constraints and mobile hub deployment. We introduce a quantified “Regional Flyability Factor” (fk) to measure the impact of airspace restrictions on routing decisions and solve the problem using a hybrid metaheuristic algorithm. A case study based on real-world data from the Yanbian Korean Autonomous Prefecture reveals that strict airspace compliance imposes an absolute delivery delay of 4–5 h and an operational cost premium of up to 15%, an impact that can be effectively mitigated through a mobile base station mediation strategy. More importantly, multi-scenario sensitivity analysis under carbon price uncertainty indicates that although truck-dominant modes are cost-effective at current low carbon prices, drone-intensive configurations demonstrate superior economic robustness and environmental performance under high carbon price scenarios. This study not only provides a technical framework for green logistics planning in complex airspace but also offers strategic decision support for logistics enterprises to navigate long-term climate policy risks.

• openalex https://doi.org/10.3390/su18083978first seen 2026-05-05 19:13:59 · last seen 2026-05-31 05:26:17