基于电能消耗规律的电动车辆路径规划研究

作     者：韩志斌 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨京帅

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：电动汽车 车辆路径问题 电能消耗规律 车辆行驶工况 粒子群优化算法 

摘      要：随着环境污染问题和能源危机问题日益严重,各国纷纷开始研究或已经宣布了传统燃油汽车的禁售时间表,因此加快以电动汽车为代表的新能源汽车在各领域尤其是物流领域的应用与普及,已成为全世界为实现可持续发展而达成的共识。但是,受当前相关技术条件的限制,电动汽车存在着以下特性:首先,电动汽车相比于燃油汽车续驶里程较短,存在“行驶里程焦虑问题,在不充电的情况下无法完成较长距离的运输任务;其次,相比于燃油汽车补充燃料,电动汽车充电会花费更多时间;最后,电动汽车的电能消耗是与其车辆参数、行驶距离、车辆载重、行驶工况、外界环境等多种因素有关的复杂的非线性关系。这些电动汽车的特性会对配送方案产生较大影响,因此在考虑电动车辆路径问题(Electric Vehicle Routing Problem,EVRP)时,必须对以上电动车的特性加以考虑。本文首先分析并选取了与电动汽车电能消耗有关的几个主要因素,根据现实中常见的配送场景,构造了市郊与市区两种典型车辆行驶工况,并在此基础上运用力学与运动学的相关理论知识,构建了一种考虑了车辆载重、行驶距离、行驶工况的非线性电能消耗模型,并结合电动车辆路径规划的相关理论,建立一种基于非线性电能消耗规律的电动车辆路径规划模型。然后,本文为所建立的模型设计了用于求解模型的自适应粒子群算法。最后,本文基于三个不同规模的算例,分别求解得到了在本文所建立的模型以及基于传统线性电能消耗规律的电动车辆路径规划模型两种情况下的最优配送方案,通过最优方案之间的比较分析,对线性电能消耗系数下的最优方案在实际中的运行情况进行了探究,并对线性电能消耗系数这一简化处理方式的适用性进行了讨论。