Route Optimization of the Electric Vehicles with Heterogeneous Fleet / Heterojen Filoya Sahip Elektrikli Araçların Rota Optimizasyonu

Year 2016, Volume: 12 Issue: 3, 525 - 533, 25.12.2016

İlker Küçükoğlu Nursel Öztürk

Abstract

In recent
years, the researches on electric vehicles, which is an alternative to
fossil-fuel based engine technology, have been increasing because of its
promising opportunity for reducing cost and pollution effects caused by transportation.
However, their limited cruising range and long recharging time hinder the
widespread usage of this technology. Especially for the long distances, the
charging stations and charging times of the electric vehicles are critical
issue for commercial transportation. In this study a mixed integer mathematical
model is developed for the electric vehicle routing problem with recharging
stations in order to achieve an effective utilization of the electric vehicles
in logistics operations. In addition to the vehicle loading capacity and time
windows constraints considered in the traditional vehicle routing problems, the
charge capacity and the charging times of the electric vehicles in stations are
mathematically identified in the proposed model. This model also considers the
heterogeneous fleet consist of different type electric vehicles which can
provides more effective route plans by selecting appropriate vehicles for the
routes. The proposed model is tested on a benchmark problem set and the
advantages of the heterogeneous fleet strategy is exposed by comparing the
results obtained by homogeneous fleet. Numerical results show that,
heterogeneous fleet provides considerable saving on total travelling distance
and decrease on total number of vehicles used for the operations. Moreover, a
feasible solution is found for some problems with a heterogeneous fleet, while
the homogeneous fleet could not reach a feasible solution for these problems.

Son yıllarda fosil yakıtlı motor
teknolojisine alternatif olan elektrikli araçlar üzerine yapılan çalışmalar, bu
teknolojinin taşımalardan kaynaklı olan maliyet ve çevreye olan etkilerin
azaltılması açısından umut verici bir fırsat olması nedeniyle artmaktadır.
Ancak elektrikli araçlara ait düşük seyir menzili ve uzun şarj süreleri bu
teknolojinin yaygın olarak kullanılmasını engellemektedir. Özellikle uzun
mesafeler için elektrikli araçların gidebileceği şarj istasyonları ve araçların
şarj süreleri ticari taşımalar açısından önemli bir durum haline gelmektedir. Bu
çalışmada, elektrikli araçların lojistik operasyonlarında etkin kullanımını
elde etmek amacıyla şarj istasyonlarını da kapsayan elektrikli araç rotalama
problemi için karma tamsayılı bir matematiksel model geliştirilmiştir. Geliştirilen
modelde, klasik araç rotalama problemlerinde dikkate alınan araç yük kapasitesi
ve zaman penceresi kısıtlarına ek olarak elektrikli araçların şarj kapasiteleri
ve şarj istasyonlarında geçen şarj dolum süreleri matematiksel olarak ifade
edilmiştir. Bu model ayrıca uygun araç seçimi ile daha etkin rota planlaması
sağlayan ve farklı elektrikli araçlardan oluşan heterojen filoyu da dikkate
almaktadır. Önerilen model bir örnek problem seti üzerinde test edilmiş ve
heterojen filo stratejisinin avantajlarını ortaya koymak için homojen filo ile
elde edilmiş sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sayısal sonuçlar heterojen filonun
toplam dolaşım mesafelerinde ve operasyonlar için kullanılan araç sayılarında
kayda değer azalış sağladığını göstermiştir. Ayrıca, bazı problemler için homojen
filo ile çözüm elde edilemezken, heterojen filo ile uygun bir çözüm elde
edilmiştir.

 

Keywords

Vehicle routing, electric vehicles, heterogeneous fleet, mathematical modelling, charging stations

References

• [1] Solomon, M.M. Algorithms for Vehicle Routing and Scheduling Problems with Time Windows Constraints. Oper. Res. 1987; 35(2), 254–26