Enrutamiento de PHEV con energía híbrida y carga parcial: resuelto a través de la descomposición de Dantzig-Wolfe
Autores: Chen, Zhenhua; Chen, Qiong; Xue, Cheng; Chao, Yiying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Enrutamiento de PHEV con energía híbrida y carga parcial: resuelto a través de la descomposición de Dantzig-Wolfe
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Vehículo eléctrico híbrido enchufable
Problema de enrutamiento
Modos de energía
Estrategias de carga parcial
Algoritmo de descomposición de Dantzig-Wolfe
Optimización de colonia de hormigas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio aborda el Problema de Enrutamiento de Vehículos Eléctricos Híbridos Enchufables (PHEVRP), una extensión del clásico VRP que incorpora cambios de modo de energía y estrategias de carga parcial. Proponemos un modelo de enrutamiento novedoso que integra tres modos de energía: solo combustible, solo eléctrico e híbrido, junto con decisiones de recarga parcial para mejorar la flexibilidad energética y reducir los costos operativos. Para superar los desafíos computacionales de instancias a gran escala, se diseña un algoritmo de descomposición Dantzig-Wolfe para reducir eficientemente el espacio de soluciones a través de la generación de columnas. Los resultados experimentales demuestran que el modo híbrido con estrategia de carga parcial supera consistentemente a los enfoques de carga completa y de un solo modo, especialmente en escenarios de clientes agrupados. Para evaluar aún más el rendimiento algorítmico, se introduce una heurística de Optimización de Colonias de Hormigas (ACO) para su comparación. Mientras que el modelo completo no logra resolver instancias con más de 30 clientes, el algoritmo DW logra soluciones de alta calidad con brechas de optimalidad típicamente por debajo del 3%. En comparación con ACO, DW proporciona consistentemente mejor calidad de solución y es más rápido en la mayoría de los casos, aunque su tiempo de cálculo puede variar debido a la complejidad de precios.
Descripción
Este estudio aborda el Problema de Enrutamiento de Vehículos Eléctricos Híbridos Enchufables (PHEVRP), una extensión del clásico VRP que incorpora cambios de modo de energía y estrategias de carga parcial. Proponemos un modelo de enrutamiento novedoso que integra tres modos de energía: solo combustible, solo eléctrico e híbrido, junto con decisiones de recarga parcial para mejorar la flexibilidad energética y reducir los costos operativos. Para superar los desafíos computacionales de instancias a gran escala, se diseña un algoritmo de descomposición Dantzig-Wolfe para reducir eficientemente el espacio de soluciones a través de la generación de columnas. Los resultados experimentales demuestran que el modo híbrido con estrategia de carga parcial supera consistentemente a los enfoques de carga completa y de un solo modo, especialmente en escenarios de clientes agrupados. Para evaluar aún más el rendimiento algorítmico, se introduce una heurística de Optimización de Colonias de Hormigas (ACO) para su comparación. Mientras que el modelo completo no logra resolver instancias con más de 30 clientes, el algoritmo DW logra soluciones de alta calidad con brechas de optimalidad típicamente por debajo del 3%. En comparación con ACO, DW proporciona consistentemente mejor calidad de solución y es más rápido en la mayoría de los casos, aunque su tiempo de cálculo puede variar debido a la complejidad de precios.