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考虑能量消耗的纯电动物流车柔性时间窗路径规划问题

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吉林大学学报（工学版） 2023年第4期53卷 1047-1059页

作者：孙宝凤刘娇娇姚天姿任欣欣吉林大学交通学院长春130022

为提高物流企业收益,从模型驱动下的实验分析角度,研究了柔性时间窗约束下的纯电动物流车路径规划问题(EVRP-FlexTW)。首先,提出了考虑启动-制动的纯电动物流车能量消耗模型,揭示纯电动物流车在行驶过程中的能量消耗规律;其次,考虑了能... 详细信息

为提高物流企业收益,从模型驱动下的实验分析角度,研究了柔性时间窗约束下的纯电动物流车路径规划问题(EVRP-FlexTW)。首先,提出了考虑启动-制动的纯电动物流车能量消耗模型,揭示纯电动物流车在行驶过程中的能量消耗规律;其次,考虑了能量消耗的影响,增加车辆载重、柔性时间窗和耗电量等约束,建立了总配送成本最低的纯电动物流车路径优化模型,并设计了蚁群算法求解模型。行驶速度、柔性时间窗对决策目标的敏感性分析表明:减小纯电动物流车的最大行驶速度,会得到更好的路径规划结果;满足柔性时间窗约束虽然付出了更大的行驶距离和耗电量,但能够达成降低总配送成本的目标;上述发现体现了模型和算法的有效性。

关键词：运输规划柔性时间窗纯电动物流车路径规划问题能量消耗估计模型

多配送中心协同配送下的纯电动物流车路径优化研究

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多配送中心协同配送下的纯电动物流车路径优化研究

作者：杜灿舟长安大学

学位级别：硕士

2020年国务院办公厅关于印发《新能源汽车产业发展规划(2021–2035年)的通知》中提出推动新能源汽车与交通运输融合发展,构建智能绿色物流运输体系。随着新能源汽车的发展,低碳配送方式成为了目前部分物流公司进行货物配送服务更青睐选... 详细信息

2020年国务院办公厅关于印发《新能源汽车产业发展规划(2021–2035年)的通知》中提出推动新能源汽车与交通运输融合发展,构建智能绿色物流运输体系。随着新能源汽车的发展,低碳配送方式成为了目前部分物流公司进行货物配送服务更青睐选择的方式之一,电动物流车以其低碳环保的优点进入了大众视野,而传统物流配送领域中所面临的路径优化问题,也是电动物流车路径优化研究的不足之处。目前,针对电动车辆路径优化问题大部分只考虑单个配送中心进行配送,而未考虑多个配送中心协同配送下的资源共享,本研究提出了配送网络中充电站和电动车的配送资源共享以及多个不同配送中心间的协同运输调度策略,以解决多配送中心协同配送下的电动物流车辆路径优化问题。本研究提出了多配送中心协同配送模式与电动车路径联合优化模型。构建了以运输成本、固定成本、充电成本构成的总成本最小化为目标的优化模型,调用求解器Gurobi验证模型的正确性;考虑到电能消耗受车辆负载及行驶速度等的影响,以总成本和电动车辆使用数作为双优化目标,建立更符合实际场景的考虑动态能耗的纯电动物流车多配送中心协同配送模型。由于模型的复杂性,设计了NSGAⅡ算法对模型进行求解。实例验证部分,通过与各配送中心单独运营模式下各项成本、电动车使用数的比较,证明了协同配送模型可以节约成本,整合物流资源;通过与多目标粒子群优化算法MOPSO的对比分析,验证NSGAⅡ算法的有效性;在参数灵敏度分析中,通过分析影响动态电量消耗的车辆载重、电池容量、分时电价这些参数变动对路径优化策略的影响程度,证明在协同配送模式路径规划中考虑电动车动态能耗更符合实际,同时参数变动对整个协同策略的优化结果影响巨大,合理调配运输资源,合理设置变量区间,权衡各项成本,为不同情形选择更合适的方案提供参考,为物流企业提供运营建议。

关键词：纯电动物流车多中心协同配送路径优化 NSGAⅡ算法

考虑时变交通拥堵的纯电动物流车路径规划模型

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吉林大学学报（工学版） 2023年第2期53卷 468-479页

作者：孙宝凤姚天姿陈雨琦吉林大学交通学院长春130022

为通过合理规划车队出行方案,最大限度减少在交通拥堵时段车辆的能源消耗,同时缓解配送人员的电动车辆里程焦虑,本文研究了考虑时变交通拥堵的纯电动物流车路径规划问题。首先立足于EVRP扩展模型构建,建立了一个新的混合整数规划模型(TD... 详细信息

为通过合理规划车队出行方案,最大限度减少在交通拥堵时段车辆的能源消耗,同时缓解配送人员的电动车辆里程焦虑,本文研究了考虑时变交通拥堵的纯电动物流车路径规划问题。首先立足于EVRP扩展模型构建,建立了一个新的混合整数规划模型(TD-EVRP),尤其界定和表征了时变交通拥堵状态,并量化了电动物流车能源消耗,重新完善了客户时间窗、车辆载重以及车辆充电需求等约束条件。其次,引入了交通拥堵规避策略,允许车辆在交通高峰期在客户点停车充电,主动规避交通拥堵带来的不必要能源消耗。最后,使用改进的蚁群算法获得最优解,给出了交通拥堵规避策略下总能源消耗最小化的配送方案。有无对比分析表明,小规模实例下,带规避策略的TD-EVRP模型比无规避策略时能够显著减少能源消耗14.91%。

关键词：运输规划时变交通拥堵路径规划问题纯电动物流车能源消耗交通拥堵规避策略

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纯电动物流车动力学建模及仿真优化分析

噪声与振动控制 2021年第5期41卷 169-174,186页

作者：孙永厚祝家好刘夫云杜中刚桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

针对改善纯电动物流车的平顺性问题,以企业某车型为研究对象,利用动力学软件ADAMS/Car,建立基于四柱试验台的纯电动物流车动力学模型;以前、后桥的减振器阻尼参数和驾驶室悬置参数为优化变量,驾驶室座椅导轨处y向和z向的振动响应为优化... 详细信息

针对改善纯电动物流车的平顺性问题,以企业某车型为研究对象,利用动力学软件ADAMS/Car,建立基于四柱试验台的纯电动物流车动力学模型;以前、后桥的减振器阻尼参数和驾驶室悬置参数为优化变量,驾驶室座椅导轨处y向和z向的振动响应为优化目标,利用最优拉丁超立方设计方法对优化变量进行灵敏度分析,确定需要优化的多个主要影响变量,通过多目标遗传算法NSGA-Ⅱ(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II)对其进行优化;最后在水泥路面工况下,针对不同车速对整车动力学模型进行平顺性仿真试验。分析结果表明,优化后的座椅导轨处y向和z向的加速度功率谱密度曲线峰值降幅明显,整车动力学模型的仿真精度大幅提高,平顺性得到显著改善。

关键词：振动与波纯电动物流车动力学建模平顺性仿真优化

基于粒子群优化算法的纯电动物流车动力系统参数匹配优化

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汽车工程师 2023年第5期 20-25页

作者：蒲磊郑伟光东风柳州汽车有限公司柳州545004 广西科技大学柳州545004

为研究搭载两挡电控机械式自动变速器(AMT)车辆的传动系统速比对整车性能的影响,以某款纯电动物流车为研究对象,根据整车基本参数对车辆驱动电机、电池组和传动系统速比进行匹配设计,基于AVL_CRUISE仿真平台建立整车模型,通过仿真验证... 详细信息

为研究搭载两挡电控机械式自动变速器(AMT)车辆的传动系统速比对整车性能的影响,以某款纯电动物流车为研究对象,根据整车基本参数对车辆驱动电机、电池组和传动系统速比进行匹配设计,基于AVL_CRUISE仿真平台建立整车模型,通过仿真验证匹配参数的合理性,选用粒子群优化(PSO)算法,以提升整车动力性和经济性为目标,对匹配两挡AMT的传动系统速比进行优化。仿真结果表明:优化后纯电动物流车速度由0 km/h加速至100 km/h的加速时间缩短了2.31 s,单个新欧洲驾驶循环(NEDC)工况下整车能耗降低了3.14%,整车的动力性和经济性明显改善。

关键词：纯电动物流车传动系统粒子群优化算法

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纯电动物流车制动力分配的建模与仿真

机械设计与制造 2016年第8期 73-76页

作者：刘果牛志刚太原理工大学机械工程学院山西太原030024

通过对纯电动小型城市物流车的改装和实验,为解决电动车单次充电后行驶里程不足的问题,对其引入再生制动系统。在车辆安全制动的前提下,对物流车前后轴的制动力进行合理分配,以获得良好的能量回收效率。根据永磁同步电机和蓄电池的工作... 详细信息

通过对纯电动小型城市物流车的改装和实验,为解决电动车单次充电后行驶里程不足的问题,对其引入再生制动系统。在车辆安全制动的前提下,对物流车前后轴的制动力进行合理分配,以获得良好的能量回收效率。根据永磁同步电机和蓄电池的工作特性,对分配策略进行优化。在MATLAB中建立电动物流车的各部分模型,并在ECE-EUDS混合行驶工况下进行仿真。仿真结果表明:该种制动力分配方法回收能量的效率明显高于ADVISOR自带的并联控制策略,安全性能有了很大提高。

关键词：纯电动物流车建模与仿真能量回收制动力分配

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纯电动物流车最优制动能量回收控制策略研究

机械设计与制造 2020年第4期 301-304页

作者：王茹洁武志斐邹纯太原理工大学车辆工程系山西太原030024 中北大学山西省先进制造重点实验室山西太原030051

针对试验纯电动物流车续驶里程不足,提出了最优制动能量回收控制策略,合理分配机械制动力和再生制动力。该策略在确保制动安全的条件下,通过粒子群优化算法对电机再生制动转矩进行优化,使电机有效发电功率达到最大。然后在电机转速范围... 详细信息

针对试验纯电动物流车续驶里程不足,提出了最优制动能量回收控制策略,合理分配机械制动力和再生制动力。该策略在确保制动安全的条件下,通过粒子群优化算法对电机再生制动转矩进行优化,使电机有效发电功率达到最大。然后在电机转速范围内,利用最小二乘法拟合出有效发电功率最大时电机转矩曲线。最后将试验车的Simulink控制模型和整车模型分别在AVL Cruise和Matlab/Simulink中建立,进行API联合仿真,得出有效回收率。仿真结果表明:在确保制动安全和稳定条件下,分析得到运行在UDDS工况的试验车有效回收率为28.71%,验证了提出的控制策略。

关键词：纯电动物流车最优制动能量回收粒子群优化有效发电功率有效回收率

纯电动物流车动力系统参数匹配优化与驱动控制策略研究

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纯电动物流车动力系统参数匹配优化与驱动控制策略研究

作者：智东敏太原理工大学

学位级别：硕士

纯电动物流车动力参数的匹配及优化的发展越来越受到重视,其驱动系统的合理匹配以及传动系统传动比的优化,是改善整车动力性及经济性的关键方法。驱动控制策略作为纯电动物流车整车的核心,直接关系到车辆经济性、动力性、安全性等方面... 详细信息

纯电动物流车动力参数的匹配及优化的发展越来越受到重视,其驱动系统的合理匹配以及传动系统传动比的优化,是改善整车动力性及经济性的关键方法。驱动控制策略作为纯电动物流车整车的核心,直接关系到车辆经济性、动力性、安全性等方面的表现,是纯电动物流车各部件协同运作和高效运行的保障。本文针对纯电动物流试验车单次充电后续驶里程短,驱动控制策略不完善等问题进行研究。基于两挡变速器具有改善纯电动汽车经济性的作用,为试验车的传动系进行两挡变速器匹配,并完成对传动系传动比的优化;同时根据试验车实际使用特点,完善驱动控制策略。首先,在AVL-CRUISE软件中依据试验物流车的结构布置形式建立整车模型,根据试验车中各部件技术参数设置各部件模型中的关键参数,同时对整车加速性能、最高车速、最大爬坡度和续驶里程等性能进行了仿真分析。将仿真结果与样车试验获得的动力性和经济性结果进行对比,验证模型的准确性。其次为改善纯电动物流车的经济性,在原车基础上为纯电动物流车匹配一个两挡变速器。通过Isight集成AVL-CRUISE对传动系传动比进行优化,获得优化结果。将基于相关参数优化后的AVL-CRUISE整车模型进行仿真计算,验证其经济性的改善。最后结合纯电动物流车的实际使用特点,对纯电动物流车的驱动控制策略进行了研究,包括行驶控制策略、制动能量回收控制策略、起步控制策略,并在MATLAB/Simulink中建立了驱动控制策略模型,与AVL-CRUISE软件联合仿真进行驱动控制策略的实现,得出车辆的性能曲线图和相关信息,对提出的驱动控制策略进行了验证。

关键词：纯电动物流车两挡变速器优化驱动控制策略

纯电动物流车充电设施布局规划与配送路径优化问题研究

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纯电动物流车充电设施布局规划与配送路径优化问题研究

作者：孙世泽吉林大学

学位级别：硕士

纯电动物流车作为新能源汽车产业布局的重点项目,由于其低污染、低排放的特性,符合国家发展理念,受到政府大力扶持,并且随着电动汽车产业及相关配套设施的不断建设发展、完善升级,越来越多的电子商务公司、物流企业响应国家号召,使用纯... 详细信息

纯电动物流车作为新能源汽车产业布局的重点项目,由于其低污染、低排放的特性,符合国家发展理念,受到政府大力扶持,并且随着电动汽车产业及相关配套设施的不断建设发展、完善升级,越来越多的电子商务公司、物流企业响应国家号召,使用纯电动物流车取代替换传统燃油物流车。纯电动物流车主要适合城区内物流配送,通常配送是轻、零、散货物。然而目前纯电动物流车与传统燃油车相比,仍存在续航里程短、资源利用率低、配套设施建设不完善等不足之处。本文以纯电动物流车为研究对象,以物流企业提高效率、降低成本为目的,从而展开对BEVRLAP问题的深入分析和研究。本文在现有研究的基础上,将充电设施布局规划问题与配送路径优化问题结合,提出BEVRLAP问题。在传统静态交通网络的基础上,根据纯电动物流车特性,考虑势态系统中温度环境、道路状态和驾驶风格因素对纯电动物流车耗电量的影响,并对充电成本进行修正。结合上述特征展开对BEVRLAP问题的深入分析。以续航里程、载重量和软时间窗服务满意度为约束条件,目标函数为物流企业成本函数,其中包括运输成本、运营成本、软时间窗服务满意度成本、劳动成本、社会效益成本。首先使用FLOYD算法改进贪婪取走算法,求解集合覆盖模型,对纯电动物流车充电设施进行初始选址。然后使用遗传算法改进禁忌搜索算法,求解BEVRLAP模型,得到车辆配送路径。以北京市JX新能源物流公司为案例背景,进行案例分析。得到该公司充电设施布局规划和车辆最优配送路径,为公司提供决策建议。并验证本文算法在求解速度、求解质量上的优势。对是否建设快速充电桩和车辆充电策略进行敏感度分析,证明本文案例决策方案的科学化、合理化。

关键词：纯电动物流车充电设施布局规划路径优化势态系统