带时间窗约束的电动汽车路径规划问题研究

摘要

为了降低温室气体排放，各大汽车企业正在努力尝试使用电动汽车替代燃油汽车作为主要的交通工具。然而，决策者们却被电动汽车的车载电池容量限制和较长的充电时间所困扰。为了解决这些问题，很多公司和政府机构在不同的区域建立了充电电站，让电动汽车在消耗完电量前补充电量。同时，超级充电站也逐渐出现在了周边，它们能够在较短的时间使得电动汽车电量充满，本文在此背景下展开研究。
　　本文首先提出了一个两阶段的启发式算法来求解带时间窗的电动汽车路径规划问题(E-VRPTW).算法的过程被分解成为两个独立的子流程，一个流程是减少总路径的数量，另一个流程是减少车辆行驶的总距离。然后，本文通过加入了超级充电站的元素，将E-VRPTW扩展成为带时间窗及多类型充电站的电动汽车路径规划问题(E-VRPTWH).由于新的模型相对原E-VRPTW模型的目标函数有所更改，所以在更新了前面提到的两阶段算法的基础上，本文使用一个具有创新性的部分枚举算子来求解这个新提出的问题。随后，本文使用不同的基准数据的数据实验结果与其他算法的结果进行了比较，以此展现出本文提出算法求解的有效性。更进一步，本文从三个不同的方面对加入了超级充电站后的运输计划的总成本进行了分析，希望这些结果能够为后续的研究提供有价值的参考。

目录

声明

1 概述

1.1 研究背景

1.2 研究的目的和意义

1.3 研究的主要内容及研究方法

1.4 论文的主要创新点

2 国内外研究综述

2.1 带时间窗的车辆路径规划问题研究

2.2 电动汽车运营策略研究

2.3 交换电池策略研究及算法应用

2.4 充电站策略研究及算法应用

2.5 文献小结

3 带时间窗约束的电动汽车路径规划问题

3.1 电动汽车的发展

3.2 混合整数规划模型

3.3 两阶段启发式算法

3.4 算例分析

3.5 本章小结

4 带时间窗的电动汽车及多类型充电站的路径规划问题研究

4.1 充电站分类

4.2 新的混合整数规划模型

4.3 部分枚举算子

4.4 算例分析

4.5 多场景下总成本变化分析

4.6 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表论文和参与的科研项目