This paper outlines an exact and a heuristic algorithm for the electric vehicle routing problem with a nonlinear charging function (E-VRP-NL) introduced by Montoya et al. (2017). The E-VRP-NL captures several realistic features of electric vehicles including the battery limited driving range and nonlinear charging process at the charging stations. We formulate this problem as a set-partitioning and solve it using a column generation based algorithm. The resulting pricing problem of the column generation is a complicated problem as, next to the usual operational constraints e.g. time windows and vehicle capacity, electric vehicle related features are also considered. In particular, the nonlinear nature of the battery charging process requires the incorporation of a set of sophisticated recursive functions in the pricing algorithm. We show how these recursive functions allow for the simultaneous evaluation of the routing and charging decisions. Moreover, we illustrate how they can efficiently be embedded in the pricing algorithm. The column generation algorithm is integrated in a branch and bound algorithm and cutting planes are added resulting in a branch-and-price-and-cut algorithm for the E-VRP-NL. Next to the exact algorithm, we also develop a tabu search based heuristic to solve the problem quickly. To prove the efficiency of the proposed algorithms, their performance is tested on benchmark instances from the literature. Our exact algorithm can optimally solve instances with up to 40 customers, including several instances previously unsolved to optimality. The tabu search heuristic proves to be superior to state-of-the-art heuristics in the literature both on solution quality and computation times.


翻译:本文概述了由蒙托亚等人(2017年)引入的非线性充电功能(E-VRP-NL)的电动车辆路由问题的确切和超光速算法(E-VRP-NL),蒙托亚等人(2017年)提出的电动车辆路由问题(E-VRP-NL),E-VRP-NL捕捉了电动车辆的若干现实性功能,包括电池有限的驾驶范围以及充电站的非线性充电过程。我们将这一问题作为一个设置部分来设计,并使用基于柱子生成的算法来解决该问题。由此造成的专列生成的定价问题是一个复杂的问题,因为除了通常的业务限制,还考虑到时间窗口和车辆的能力,电动车辆相关特性。特别是电池充电动充电动充电过程的非线性性质要求将一套复杂的循环性功能纳入定价算法中。我们这些循环功能是如何同时评价路线和收费决定的。此外,我们说明它们如何有效地嵌入定价算法。 专栏生成算法的精细数和约束性算和剪切平平平面的,导致E-VRP-NL的检索的精度的精度的精度的精度文献的精度的精度的精度的精度的精度的精度和精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度。

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