Adaptive Routing- und Wiederaufladungsrichtlinien für Elektrofahrzeuge

Die Planung einer Reise mit einem Elektrofahrzeug erfordert die Berücksichtigung sowohl der Batteriedynamik als auch der Verfügbarkeit von Ladestationen. Die Wiederaufladungskosten für ein Elektrofahrzeug, die steigen, wenn der Ladezustand der Batterie zunimmt, unterscheiden sich grundlegend von den Betankungskosten für herkömmliche Fahrzeuge, die nicht von der Menge des bereits im Tank befindlichen Kraftstoffs abhängen. Darüber hinaus ist die Durchführbarkeit jeder Route, die eine Wiederaufladung erfordert, empfindlich gegenüber der Verfügbarkeit von Ladestationen entlang des Weges. In diesem Papier untersuchen wir das Problem, eine optimale adaptive Routing- und Wiederaufladungsrichtlinie für ein Elektrofahrzeug in einem Netzwerk zu finden. Jeder Knoten im Netzwerk stellt eine Ladestation dar und hat eine zugehörige Wahrscheinlichkeit, zu jedem Zeitpunkt verfügbar oder von einem anderen Fahrzeug besetzt zu sein. Wir entwickeln effiziente Algorithmen zur Auffindung einer optimalen a priori Routing- und Wiederaufladungsrichtlinie und präsentieren dann Lösungsansätze für ein adaptives Problem, das auf einer a priori Richtlinie basiert. Wir präsentieren zwei heuristische Methoden zur Auffindung adaptiver Richtlinien – eine nur mit adaptiven Wiederaufladeentscheidungen und eine andere mit sowohl adaptiven Routing- als auch Wiederaufladeentscheidungen. Anschließend verbessern wir unsere Lösungsansätze für einen Spezialfall des Gitternetzwerks weiter. Wir führen numerische Experimente durch, um die empirische Leistung unserer Lösungen zu demonstrieren und Einblicke in unsere Ergebnisse zu geben. Der Online-Anhang ist verfügbar unter https://doi.org/10.1287/trsc.2016.0724.