Recharge strategies for the electric vehicle routing problem with time windows in deterministic and stochastic environments
Zaman pencereli elektrikli araç rotalama problemi için deterministik ve rassal ortamlarda şarj stratejileri
- Tez No: 528663
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT ÇATAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sera gazı salınımları ile ilgili son yıllarda artan endişeler nedeniyle birçok şirket, filosuna alternatif yakıtlar ile çalışan araçları dahil etmekle ilgilenmeye başlamıştır. Elektrikli araçlar (EA) da bu araçlardan biri olup, egzoz gazı salınımı olmaması, düşük bakım ve enerji maliyetleri gibi birçok avantaja sahiptir. Bunların yanında, satınalma maliyeti klasik araçlara göre yüksek olup, pilin şarj edilmesi, kısa yakıt doldurma süresine kıyasla oldukça uzun sürebilmektedir. Bu zorlukları aşabilmek için lojistik kararların etkin bir şekilde alınması gerekmektedir. Elektrikli araçların hareketlerinin planlanmasını içeren bu problem literatüre Elektrikli Araç Rotalama Problemi (EARP) olarak girmiştir ve özünde, filonun EA'lardan oluştuğu, klasik ARP'nin özel bir durumudur. Bu problem ile klasik ARP'nin farkı, araçların enerji kaynağı olarak, araç yolda ilerledikçe şarj seviyesi azalan bir pile sahip olmalarıdır. Bu nedenle, araçlar rotalarına devam edebilmek için şarj istasyonlarına uğrayıp pillerini şarj etmek zorunda kalabilirler. Bu istasyonlar uzak mesafelerde olup sayıları, yaygın olarak bulunan benzin istasyonlarına göre oldukça azdır. Şarj işlemi, pil herhangi bir şarj seviyesindeyken yapılabilmekte ve şarj süresi, şarj miktarına bağlı olarak artmaktadır. Bazı istasyonlar şarj hızı farklı olan şarj cihazlarına da sahip olabilir. Örneğin, hızlı şarj cihazları pili hızlı şarj ederken, birim şarj maliyetleri daha yüksektir. Bununla beraber, istasyonda daha erken gelmiş olan araçlar olması durumunda, yeni gelen bir EA şarj işleminden önce bir süre kuyrukta beklemek zorunda kalabilir. Bu tezde, EARP'nin farklı özelliklerini ele alan dört problem incelenmiştir. İlk olarak şarj istasyonlarında, araçların pillerinin kısmi olarak şarj edildiği EARP ele alınmıştır. İkinci olarak şarj istasyonlarının, şarj hızı ve birim şarj maliyetleri farklı olan şarj ekipmanlarına sahip olduğu problem incelenmiştir. Üçüncü problem rassal bir ortamı incelemekte olup, bir EA'nın şarj işleminden önce, o istasyona daha erken gelmiş olan başka araçlar nedeniyle bir süre kuyrukta bekleyebildiği durumu ele almaktadır. Bu bekleme süreleri, gün içinde istasyonun ziyaret saatine göre değişkenlik göstermektedir. Örneğin, trafiğin yoğun olduğu saatlerde bekleme süresi daha uzundur. Ayrıca, şarj süresinin şarj miktarının doğrusal olmayan bir fonksiyonu olduğu varsayılmıştır. Son problem ise, şarj istasyonlarında rassal bekleme sürelerini ele almaktadır. Bu durumda araçların, ilgili istasyona gitmedikleri sürece oradaki bekleme süresi hakkında bilgileri yoktur. Bu problemlerin etkin bir şekilde çözümü için Uyarlanabilir Geniş Komşuluk Arama Yöntemi sezgisel ve mat-sezgisel yöntemleri geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Due to increasing concerns about greenhouse gas emissions in recent years, many companies have had an interest in using alternative fuel vehicles in their fleets. Electric vehicles (EVs) are one of these vehicles and they have various advantages such as zero tailpipe emissions, low maintenance costs and low energy consumption. However, their acquisition costs are higher compared to the conventional vehicles and recharging the battery may take significant amount of time compared to the short fueling times. Hence, to overcome these challenges, logistics decisions have to be made effectively. The problem of planning EVs' activities has been introduced to the literature as the Electric Vehicle Routing Problem (EVRP), which is a special case of the classical VRP where the fleet consists of EVs. The difference between this problem and the classical VRP is that vehicles have batteries as the energy source and the battery is being discharged while the EV is traveling. Hence, the EVs may recharge their batteries at the recharging stations to continue their routes. These stations are located at distant locations and there are few of them compared to the common fuel stations. Recharging may be performed at any level of the battery and the recharging time increases with the recharge amount. In some stations, there may be different chargers which vary in terms of charging speed. For instance, fast chargers recharge the battery faster, but they incur higher cost. Furthermore, EVs may wait in the queue at the stations since there may be other EVs which arrive earlier and wait for service. In this dissertation, we address four problems which consider these different features of the EVRP. First, we study the EVRP with Time Windows where the batteries can be recharged partially at the recharging stations. Second, we extend this problem where the recharging stations are equipped with multiple types of chargers which differ by recharging rates and unit recharging costs. Next, we consider a stochastic environment where an EV may wait in the queue before recharging due to other EVs that have arrived earlier at that station. The waiting times depend on the time of the visit during the day, i.e., they are longer in the rush hours. Furthermore, the recharging time is assumed to be a nonlinear function of the energy recharged. In the final problem, we consider random waiting times at the recharging stations. In this case, the EVs do not have information about the queue lengths of the stations before they arrive at. We propose Adaptive Large Neighborhood Search heuristics and matheuristics to solve these problems effectively.
Benzer Tezler
- Karboksimetilselüloz ile ayranın dayanıklı hale getirilmesi üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
NEŞE GÜLÜMSER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ürünleri Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SIDDIK GÖNÇ
- Kınık tüneli (Ankara) denge baca ile evci baca arasının jeoloji ve hidrojeoloji incelemesi
Geological and hydrogeological investigation of the area between denge and evci shafts of the Kınık tunnel (Ankara)
RUHİ ÖZGÖNÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Jeoloji MühendisliğiAnkara ÜniversitesiJeoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAKİ CANİK
- Türkiye linyit ve taşkömürlerinden metalurjik amaçla karma kok üretimi
Başlık çevirisi yok
HASAN FERİT BERK
- Nikel (II) ve demir (III) nitrit komplekslerinin sulu ortamdaki ardışık oluşumunun potansiyometrik ve spektrofotometrik yöntemle incelenmesi
Potentiometric and spectrophotometric studies on the stepwise formation of cmoplexes of nicel (II) and iron (III) nitrites in aqueous solution
F. BEDİA ERİM
- Akışkan yataklı reaktörde biyolojik denitrifikasyon sürecinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
M.GÜRKAN DUMLU