“快递车半路没电抛锚?配送路线绕远多耗电?”随着新能源物流车普及,电动车“续航焦虑”“充电耗时”等问题成了快递小哥和物流公司的“新烦恼”。近日,我国学者在《Front. Eng. Manag.》发表综述论文,系统梳理了电动车辆路径问题(EVRP)的变体与算法,为解决电动车配送中的“路线规划难、充电安排乱”提供“全景式攻略”。这项研究覆盖近九年相关领域成果,揭示了从“单一送货”到“混合车队调度”的技术演进,为绿色物流高效落地提供重要参考。
问题引入:电动车配送,为何成了“甜蜜的负担”?
如今,走在街上,绿色牌照的电动快递车越来越多。它们零排放、噪音小,却常让司机头疼:
- 续航“里程焦虑”:传统燃油车“一脚油门踩到底”,电动车却得时刻盯着电量,“就像手机只剩10%电还没带充电器,心里发慌”;
- 充电“时间刺客”:快充也要1小时,慢充更要4-6小时,配送高峰时“充电1小时,少送20单”,效率大打折扣;
- 路线“绕路陷阱”:如果没规划好路线,可能“多跑5公里冤枉路”,直接导致“半路没电”,就像“没看导航开错路,油表蹭蹭往下掉”。
这些问题的核心,正是“电动车辆路径问题(EVRP)”——如何在配送时同时考虑续航、充电、载重等约束,规划出最优路线。
研究背景:绿色物流热潮下,EVRP成“香饽饽”
近年来,“双碳”目标推动物流行业向绿色转型,电动物流车保有量激增。但“车好买,路难跑”,EVRP研究也随之“火”了起来。论文中的图3显示,近九年来相关论文发表数量持续增长,图4和图5则显示,该领域研究已遍布多个权威期刊,成为运筹优化领域的“热门赛道”。
“传统燃油车路径规划只需考虑距离和载重,电动车还要加‘充电约束’,复杂度翻倍。”研究者解释,比如配送中心有10个快递点,燃油车可能走“最近路线”,但电动车得算“哪个点附近有充电站?充多久能跑完全程?”,就像“给外卖小哥规划路线时,不仅要选最近的店,还得考虑他什么时候该喝水、休息”。
核心突破:六大EVRP变体,“对症下药”解难题
论文系统梳理了EVRP的六大核心变体(图6),每种变体都像“定制药方”,解决不同场景的痛点:
- 电动旅行商问题(ETSP):最基础的“单人单车版”,比如一个快递员用一辆电动车送固定地点,算法规划“最短且不没电”的路线,像“给独行侠画地图”;
- 绿色车辆路径问题(GVRP):不光考虑电动车,还兼顾燃油车的碳排放,适合“燃油车和电动车混编”的车队,比如物流公司有5辆电动车和3辆燃油车,算法会分配“短距离用电动车,长距离用燃油车”,既环保又高效;
- 混合电动车辆路径问题(MEVRP):更复杂的“车队调度版”,比如10辆电动车配送,有的车续航长、有的充电快,算法会根据车辆特性分配任务,像“班主任给不同特长的学生分小组作业”;
- 电动定位路径问题(ELRP):连充电站位置都要规划!比如新小区周边没充电站,算法会建议“在哪个路口设充电站最方便多辆车补能”,相当于“不仅规划送货路线,还顺便选好沿途加油站位置”。
针对这些变体,研究者还总结了两大类算法:精确算法(如分支定界法,适合小规模问题,算得准但耗时长)和启发式算法(如自适应大邻域搜索,适合大规模问题,速度快但近似最优),就像“解数学题,简单题用公式精确算,复杂题用技巧快速估”。
研究价值:从“纸上谈兵”到“落地指南”
这篇综述不仅“盘点”了技术,更像“导航地图”,帮研究者和企业快速找到方向。比如物流公司想解决“混合车队调度”,可直接查阅MEVRP章节,对比不同算法的效率(表1列出GVRP的求解方法及适用场景);新入局者想了解领域趋势,图3的论文增长曲线能直观看到“哪些问题最近研究最热”。
“以前企业可能‘摸着石头过河’,现在有了这份综述,能少走弯路。”研究者表示,未来随着电池技术进步和充电站普及,EVRP算法还能结合实时数据(如实时路况、充电桩排队情况)动态优化路线,让电动车配送“像老司机开熟路一样顺畅”。
未来展望:算法让绿色物流“跑得更远”
随着新能源物流车渗透率提升,EVRP研究将更贴近实际需求:比如考虑“快递员工作时间限制”(不能为了充电加班)、“客户收货时间窗”(只能下午2-4点收货)等复杂约束。而这份综述为这些进阶问题提供了“技术字典”,研究者可在此基础上开发更智能的算法。
来源: FME机械工程前沿