电动自动驾驶按需出行:车辆设计与车队运营的联合优化
系统与控制
2023-09-25 v1 系统与控制
最优化与控制
摘要
自动驾驶与电气化的出现正推动电动自动驾驶按需出行(E-AMoD)系统的部署,其中电动自动驾驶车辆提供按需出行服务。关键的是,单车与车队的设计以及系统运营紧密耦合。因此,为最大化系统级性能,必须以联合方式优化它们。为此,本文提出一个框架,从电池容量与车辆数方面联合优化车队设计,以及 E-AMoD 系统的运营策略,旨在最大化运营商总利润。具体而言,我们首先使用有向无环图将该联合优化问题表述为混合整数线性规划,可使用商业求解器在最优性保证下求解。其次,为求解该问题的大规模实例,我们提出一种求解算法,对随机采样的子问题求解,给出全问题更保守的解,并设计启发式方法处理更大的单个子问题实例。最后,我们在曼哈顿的真实案例研究中展示框架,论证车辆数、电池尺寸与运营及固定成本间的相互依赖。结果表明,为最大化出行运营商利润,仅含 20 kWh 电池容量的小型轻量车队可在电池退化、固定成本与运营效率间取得最佳权衡。
引用
@article{arxiv.2309.13012,
title = {Electric Autonomous Mobility-on-Demand: Jointly Optimal Vehicle Design and Fleet Operation},
author = {Fabio Paparella and Theo Hofman and Mauro Salazar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.13012},
year = {2023}
}