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原文传递考虑充电策略的新能源电动汽车物流配送路径优化模型及应用研究

论文题名：	考虑充电策略的新能源电动汽车物流配送路径优化模型及应用研究
关键词：	新能源电动汽车;物流配送;路径优化;充电策略
摘要：	随着全球经济的持续发展，资源短缺、环境污染等问题逐渐凸显，能源供需矛盾日益突出，绿色与可持续已逐渐成为当今经济发展的一个重要主题。随着新能源产业的开发和使用，新能源电动汽车因其清洁、节能的显著优势而受到广泛的关注。能够实现“零排放”、低噪音的新能源电动汽车可以为改善环境质量和节能减排做出重大贡献，因此各国政府及相关机构也相继出台各项政策鼓励和支持新能源汽车产业的发展，新能源电动汽车已开始成为重要的新能源绿色交通工具。正在创新绿色物流运作模式、推广绿色运输与配送的物流行业也开始关注新能源电动汽车在物流配送中的应用。但是，由于新能源电动汽车受到电池容量、里程约束以及充电设施稀缺的影响，在新能源电动汽车车辆路径问题中，除了需要考虑原有的车辆载重、配送任务分配以及配送路线规划等问题外，还需要考虑车辆的最大行驶里程、电池容量、充电计划、充电时间、充电策略、充电站的可用性等新的因素，这为车辆路径问题提出了一种新的研究背景和方向。因此本文的研究主要围绕新能源电动汽车在物流配送中的应用展开，主要研究内容包括以下几个方面。　　(1)可部分充电的新能源电动汽车物流配送路径优化模型及求解。里程焦虑会影响车辆选择充电的时机，允许配送车辆进行部分充电，可以节省充电时间和充电成本，以更加高效地完成配送任务。因此，分别考虑了电量约束、载重约束、里程焦虑和可部分充电等因素，建立了以物流配送系统的总成本最小的混合整数规划模型，不同于之前的研究，目标函数使车辆行驶距离或时间最短，本文的目标使物流配送总成本最小，更加切合实际情况。最后采用改进蚁群算法对本章构建的模型进行求解，依据本章节问题模型设计了具体求解步骤。　　(2)采用分段充电的新能源电动汽车物流配送路径优化模型及求解。为降低配送车辆电池损耗，节约物流系统的配送成本，在此研究问题中提出了分段充电策略，根据电池当前的电量水平和后续配送的任务，结合电池的充、放电特征和不同充电方式的各优点，对到达充电站或配送中心的配送车辆采取分段充电策略充电，以提高充电效率，也可以养护电池、降低损耗，以降低物流配送系统的成本。在(1)的研究基础上分别又考虑了软时间窗约束与充电策略，建立了以物流配送系统的总成本最小的混合整数规划模型，然后改进和设计蚁群算法对构建的模型进行求解。　　(3)本文以HS集团有限公司作为为案例应用背景，借助HS在沈阳市对鲜奶等乳制品的相关配送数据，将新能源电动汽车作为新的配送工具应用到配送业务中来，使用Matlab对可部分充电和采用分段充电的新能源电动汽车物流配送路径优化模型与求解算法进行编程计算分析，得出最优的配送方案，对求解结果进行了分析，并验证了模型和算法的有效性。　　本文在绿色物流的背景下，研究了考虑充电策略的新能源电动汽车物流配送路径优化问题，对车辆路径问题的研究做出了新的拓展。对本文构建的模型方法通过实际案例进行应用研究，以期为相关研究和应用提供理论依据和方法参考，推动新能源电动汽车在物流配送中的应用。
作者：	聂凯鸿
专业：	物流工程
导师：	李永立
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2019