面向碳排放最小化的绿色混合车队路径优化与电池衰减研究

《Sustainability》：Hybrid Fleet Vehicle Routing Optimization and Multi-Case CO2 Emission Analysis

　　

摘要

为减少运输过程中的CO2排放，物流公司开始采购电动汽车（EV）以替代燃油汽车（FV）。为充分发挥各类车辆的优势，本研究提出了三种模型：车辆能耗模型、动力电池衰减模型以及以最小化CO2排放为目标构建的绿色混合车辆路径问题（G-HVRP）模型。最后，设计了一种改进的自适应大邻域搜索（ALNS）算法来求解所建立的模型。通过数值算例，考察了混合车队比例与配送过程中CO2排放之间的关系，并对速度、车辆总质量、客户点数量等变量进行了敏感性分析。研究发现，在火力发电厂较少的地区，电动汽车的CO减排效益更为显著。在特定的速度和总质量下，电动汽车的CO排放量与燃油汽车相同；低于该数值时，CO排放量低于燃油汽车；高于该数值时，则高于燃油汽车。动力电池的回收再利用可增加电动汽车的CO减排量。结果表明，根据实际情合理选择车辆类型是减少CO排放的必要步骤。总体而言，本研究表明，城市货运的可持续性取决于车队构成、运营条件以及充电所用电力的碳排放强度三者共同作用，并为规划低碳可持续的配送车队提供了定量依据。