Επίλυση του προβλήματος δρομολόγησης ηλεκτρικών οχημάτων περιορισμένης χωρητικότητας με μερική επαναφόρτιση και πολλαπλές διαδρομές με χρήση μετα-ευρετικού αλγορίθμου τοπικής αναζήτησης

Κουλόπουλος, Ανδρέας; Koulopoulos, Andreas

dc.contributor.author	Κουλόπουλος, Ανδρέας	el
dc.contributor.author	Koulopoulos, Andreas	en
dc.date.accessioned	2023-03-24T10:03:59Z
dc.date.available	2023-03-24T10:03:59Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57297
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24995
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Πρόβλημα Δρομολόγησης	el
dc.subject	Ευρετική	el
dc.subject	Ηλεκτρικά Οχήματα	el
dc.subject	Περιβάλλον	el
dc.subject	Τοπική Αναζήτηση	el
dc.subject	EVRP	el
dc.subject	Heuristic	el
dc.subject	Local Search Algorithm	el
dc.subject	Electric Vehicles	el
dc.subject	Environment	el
dc.title	Επίλυση του προβλήματος δρομολόγησης ηλεκτρικών οχημάτων περιορισμένης χωρητικότητας με μερική επαναφόρτιση και πολλαπλές διαδρομές με χρήση μετα-ευρετικού αλγορίθμου τοπικής αναζήτησης	el
dc.title	A local search meta-heuristic algorithm for solving the capacitated electric vehicle routing problem with partial recharging and multiple trips
dc.contributor.department	Sector of Industrial Management & Operational Research	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιχειρισιακή Έρευνα	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-02-21
heal.abstract	Υπό το πρίσμα της αυξανόμενης διείσδυσης των ηλεκτρικών οχημάτων και της συνεχούς βελτίωσης του διαθέσιμου δικτύου φόρτισης κατά την τελευταία δεκαετία, η ενσωμάτωση των ηλεκτρικών οχημάτων σε κοινά προβλήματα δρομολόγησης έχει γίνει ολοένα και πιο σημαντικό αντικείμενο έρευνας. Υπό την κατάλληλη διαχείριση της φόρτισης και της εκφόρτισης των EV, η παρούσα χωρητικότητα του δικτύου μπορεί να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες σημαντικού αριθμού EV, κατευθύνοντας τη βιομηχανία μεταφορών προς ένα πιο βιώσιμο μέλλον. Στην παρούσα διατριβή, διερευνούμε ένα νέο πρόβλημα δρομολόγησης, το οποίο ενσωματώνει την περιορισμένη χωρητικότητα των μπαταριών των ηλεκτρικών οχημάτων, τη δυνατότητα μερικής επαναφόρτισης σε ορισμένους σταθμούς επαναφόρτισης και τη δυνατότητα των οχημάτων να εκτελούν πολλαπλές διαδρομές εντός μιας διαδρομής. Στοχεύοντας την αποτύπωση πρακτικών προβλημάτων της βιομηχανίας μεταφορών, προτείνουμε το πρόβλημα δρομολόγησης ηλεκτρικών οχημάτων με μερική επαναφόρτιση και πολλαπλές διαδρομές (EVRP-PR-MT). Προκειμένου να ανταγωνιστεί τις βέλτιστες τιμές αναφοράς, η μελέτη διερευνά διαφορετικές μεθόδους επίλυσης με έμφαση στις μετα-ευρετικές μεθόδους, οι οποίες εφαρμόζονται καλύτερα στην πολυπλοκότητα των προβλημάτων EVRP. Όσον αφορά το EVRP-PR-MT, διαμορφώνουμε μια μετα-ευρετική μέθοδο τοπικής αναζήτησης (Local Search) με ευρετικές μεθόδους εντός και μεταξύ των διαδρομών, προσαρμόζοντας παράλληλα ευρετικές μεθόδους αναζήτησης γειτονιάς (neighbourhood search heuristics) όσον αφορά τους σταθμούς επαναφόρτισης. Δοκιμάσαμε τη μέθοδό μας σε δύο σύνολα αναφοράς EVRP με προβλήματα μικρής και μεγάλης κλίμακας αντίστοιχα και επιτύχαμε υψηλότερα από τα γνωστά βέλτιστα αποτελέσματα στο 75% των περιπτώσεων, ενώ διατηρήσαμε υπολογιστικούς χρόνους 94% χαμηλότερους κατά μέσο όρο ανά περίπτωση. Επιπλέον, η μέθοδος LS κατάφερε να εξαλείψει την ανάγκη για ένα όχημα σε δύο από τα προβλήματα μεγάλης κλίμακας, διατηρώντας παράλληλα βέλτιστες τιμές. Συνολικά, η παρούσα διατριβή παρουσιάζει μια νέα εκδοχή της EVRP, η οποία προσαρμόζεται σε πραγματικούς περιορισμούς και ξεπερνά τα τρέχοντα benchmarks σε ποιότητα λύσεων και αποδοτικότητα. Το EVRP-PR-MT θα μπορούσε να προσαρμοστεί σε σενάρια όπως η παράδοση του τελευταίου χιλιομέτρου (last mile) σε μεγάλα αστικά κέντρα, όπου η αποδοτικότητα και η διάρκεια της διαδρομής παίζουν καθοριστικό ρόλο στην επάρκεια των συστημάτων logistics.	el
heal.abstract	In light of the growing EV penetration and the continuous enhancement of the available charging grid over the last decade, the integration of EVs into common routing problems has become an increasingly significant subject of research. Under proper EV charging and discharging management, present grid capacity can meet the energy needs of a significant number of EVs, directing the transporting industry towards a more sustainable future. In this thesis, we investigate a new routing problem, which incorporates limited battery capacity for electric vehicles, the ability to partially recharge at certain recharging stations and the possibility of vehicles performing multiple trips within a route. Aiming at illustrating industry-specific scenarios and addressing the need for practical solution approaches, we propose the electric vehicle routing problem with partial recharging and multiple trips (EVRP-PR-MT). In order to compete against benchmark optimal values, the study investigates different solution methods with a focus on meta-heuristics, which better apply to the complexity of EVRP problems. With respect to the EVRP-PR-MT, we formulate a local search (LS) meta-heuristic with intra- and inter-route moves and custom neighbourhood search heuristics regarding recharging stations. We tested our method against two EVRP benchmark sets of small- and large-scale problems accordingly and achieved higher than currently known optimum results on 75% of the instances while maintaining computational times 94% lower on average per instance. Additionally, the LS method managed to eliminate the need for one vehicle in two of the large-scale problems, while maintaining optimal values. All in all, this thesis presents a new flavour of the EVRP, which adapts to real-life constraints and outperforms current benchmarks in solution quality and efficiency. The EVRP-PR-MT could adapt to scenarios such as last-mile delivery in large city centres, where route efficiency and duration play a crucial role in the competency of logistic systems.	en
heal.advisorName	Ρεντιζέλας, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Ρεντιζέλας, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Τόλης, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Κηρυττόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	86 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false