Avance en la optimización de sistemas de autobuses eléctricos con rotación de autobuses entre rutas

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de Transporte
• Investigación de Operaciones
• Sistemas de Energía Sostenible

Sus antecedentes:

• Los autobuses eléctricos de batería (BEB) presentan restricciones operativas que limitan la flexibilidad de la flota, especialmente en asignaciones de rutas múltiples.
• La optimización de la implementación de BEB requiere una planificación integrada que considere la infraestructura de carga, la vida útil de la batería y los costos dinámicos de energía.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un enfoque de modelado estratégico para la planificación integrada de las operaciones de BEB.
• Incorporar la rotación de BEB entre rutas como una variable de decisión clave en los modelos de optimización.
• Analizar el impacto de los precios en tiempo real, los cargos por emisiones y la degradación de la batería en la planificación de BEB.

Principales métodos:

• Se desarrolló un modelo de optimización de planificación integrada para determinar conjuntamente las asignaciones de autobuses, la infraestructura de carga, las capacidades de las baterías y los horarios de carga.
• El modelo tiene en cuenta los precios de la electricidad en tiempo real (RTP), los cargos por emisiones de gases de efecto invernadero (GHG) y la degradación de la batería.
• Se utilizó una red de tránsito del mundo real para validar la efectividad del modelo.

Principales resultados:

• La habilitación de la rotación de BEB redujo los costos totales del sistema en un 37,88% en un estudio de caso.
• Los costos de capital disminuyeron un 12,18% y los costos operativos experimentaron una reducción significativa del 59,42%.
• Los análisis de sensibilidad confirmaron la solidez del modelo en varios parámetros como el consumo de energía y los costos de carga.

Conclusiones:

• La incorporación de la rotación de BEB en la fase de planificación es crucial para mejorar la flexibilidad operativa y reducir los costos.
• El modelo de optimización desarrollado proporciona un marco integral para la gestión sostenible y rentable de flotas de BEB.
• La planificación estratégica que considera los costos dinámicos y las restricciones operativas puede desbloquear todo el potencial de los sistemas de tránsito de autobuses eléctricos.