电动双层车辆路径问题

从经济角度看,双层配送系统颇具吸引力,并有助于使大型车辆远离市中心。可用大卡车将货物送达可达位置的中转设施,而较小车辆则可抵达最终客户。由于其较小的体积和排放,企业考虑使用电动地面或空中车辆车队进行最后一公里配送。多层物流中的路径规划会导致极其困难的问题。在存在电动车队时该困难加剧,因为每辆车的行驶范围更小,且可能需要访问充电站。为研究这些挑战,我们引入了电动双层车辆路径问题作为一个原型问题。我们提出了一种大邻域搜索元启发式算法以及一种精确数学规划算法,该算法使用分解技术枚举有前景的第一层解,并结合边界函数和第二层路径的路由枚举。这些算法为该问题生成最优或近最优解,并使我们能够评估优化电池驱动配送网络若干决定性特征的影响。我们创建了具有代表性的 E2EVRP 基准实例以模拟大都市区。特别地,我们观察到由于充电导致的绕行里程随充电站密度 $\rho$ 按 $1/\rho^x$ 减少,其中 $x \approx 5/4$;例如,在充电站密度加倍的情形下,充电绕行减少 58%。最后,我们评估了电池容量与绕行里程之间的权衡。该估计对于战略车队采购决策至关重要,而在大容量电池通常更昂贵且对环境较不友好的背景下尤为关键。