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带时间窗的移动快充器车队规模与混合 capacitated 车辆路径问题

系统与控制 2025-12-04 v2 系统与控制

摘要

电动化的离野重型设备为服务远程地区、固定充电设施有限的机构带来了运营挑战。现有的移动快充车辆(MFCV)规划方法通常将 fleet 设计与路径规划视为独立问题,先固定车辆特性再进行调度。本文构建了带时间窗的 fleet 大小与混合 capacitated 车辆路径问题(FSMCVRPTW)用于MFCV部署,联合优化 fleet 构成、充电器规格、路径与调度,纳入统一的混合整数线性规划框架。模型包含不同功率等级、电池容量、燃油续航范围和成本结构的异构MFCV类型,在时间服务窗口、资源预算和能源交付约束下,最小化劳动力、燃料、折旧资本支出和能源采购成本。该模型在Python/Gurobi中实现,并应用于加州交通部门的轮条司机数据,分别针对洛杉矶(密集城市)和Truckee(稀疏山区)进行案例研究。结果表明,联合优化可获得紧凑且充分利用的车队,满足所有服务窗口,同时揭示单位成本对需求密度和地理环境的强烈敏感性。该FSMCVRPTW框架为在单一优化层面中协同设计 fleet 规模、充电功率、路径和服务时刻,为上下文感知的高性价比移动快充提供了通用决策支持方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.02381,
  title  = {Fleet Size and Mix Capacitated Vehicle Routing Problem with Time Windows for Mobile Fast Chargers},
  author = {Farhang Motallebi Araghi and Armin Abdolmohammadi and Navid Mojahed and Shima Nazari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.02381},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, submitted to IEEE TRANSACTIONS ON TRANSPORTATION ELECTRIFICATION