مدیریت برق‌رسانی شهری: بینش‌های مکانی در مورد تقاضای تحویل کامیون‌های برقی

مدیریت برق‌رسانی شهری: بینش‌های مکانی در مورد تقاضای تحویل کامیون‌های برقی

اثربخشی عملیاتی کامیون‌های برقی (BETs) – یک راه‌حل امیدوارکننده برای کاهش اثرات زیست‌محیطی حمل و نقل شهری – به الگوهای تحویل مکانی-زمانی آنها بستگی دارد. این مطالعه با استفاده از داده‌های مسیر GPS با وضوح بالا از ۲۶۵۲ BET فعال در شانگهای، از مدل‌های اقتصادسنجی مکانی برای بررسی چگونگی شکل‌گیری تقاضای تحویل BET توسط عوامل محیط ساخته‌شده شهری استفاده می‌کند. نتایج، تغییرات زمانی قابل توجهی را نشان می‌دهد، به طوری که تقاضای تحویل در ساعات میانی روز به اوج خود می‌رسد و ارتباط نزدیکی با دسته‌های خاص کاربری زمین مانند خدمات پستی، خرده‌فروشی و رستوران‌ها دارد. تراکم ایستگاه‌های شارژ به طور قابل توجهی بر فعالیت‌های BET منحصراً در اواسط روز تأثیر می‌گذارد و منعکس‌کننده تنظیمات عملیاتی در محدودیت‌های باتری است. BETها به طور فعال از مناطق مرکزی شهری شلوغ در زمان‌های اوج مصرف اجتناب می‌کنند و نیاز به استراتژی‌های مدیریت حمل و نقل شهری متناسب، مانند ایجاد مناطق لجستیکی اختصاصی با انتشار صفر و قرارگیری بهینه زیرساخت‌های شارژ را برجسته می‌کنند. این تحقیق، درک روش‌شناختی مدل‌سازی تقاضای حمل و نقل الکتریکی را ارتقا می‌دهد و بینش‌های عملی برای سیاست‌گذاران با هدف افزایش کارایی و پایداری لجستیک شهری ارائه می‌دهد.

مقدمه

رشد سریع اقتصادی همراه با رونق بخش تجارت الکترونیک، جابجایی کالا را در مناطق شهری بزرگ به طور قابل توجهی تشدید کرده و منجر به افزایش مصرف انرژی، آلودگی هوا و انتشار کربن شده است (مک‌دونالد، یوان و ناومن، 2019). حمل و نقل بار، که عمدتاً توسط کامیون‌ها انجام می‌شود، یک چالش زیست‌محیطی حیاتی است که تقریباً 45٪ از انتشار دی‌اکسید کربن بزرگراه‌ها و 27٪ از انتشار ذرات بسیار ریز شهری را تشکیل می‌دهد (سافاری، 2018). در پاسخ، کامیون‌های برقی باتری‌دار (BETs) به دلیل افزایش بهره‌وری انرژی، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و پتانسیل کاهش آلودگی هوای شهری، به عنوان جایگزینی پایدار برای وسایل نقلیه دیزلی سنتی ظهور کرده‌اند (لین و ژو، 2021). با شناخت این مزایای زیست‌محیطی، مقامات دولتی در سراسر جهان به طور فعال پذیرش BET را ترویج کرده‌اند. به عنوان مثال، چین قصد دارد تا سال 2025 نیم میلیون کامیون دیزلی را با BETs جایگزین کند (وانگ و همکاران، 2020).

علاوه بر مزایای زیست‌محیطی، BETها مزایای عملیاتی متمایزی را در محیط‌های شهری متراکم نشان می‌دهند (Mareev, Becker, and Sauer 2018). تجزیه و تحلیل بازار نشان می‌دهد که BETها، که معمولاً به عنوان وسایل نقلیه کوچک تا متوسط ​​با ظرفیت‌های 2 تا 5 تن و مسافت‌های پیمایش 100 تا 400 کیلومتر طبقه‌بندی می‌شوند (Wang et al. 2020)، به دلیل مانورپذیری و پارکینگ آسان‌تر، در وظایف تحویل کالا با توقف‌های مکرر در محله‌های پرجمعیت کلان‌شهری برتری دارند. شهرهایی مانند لندن، آمستردام، شانگهای و توکیو مشوق‌های عملیاتی مختلفی مانند دسترسی نامحدود به جاده‌های شهری و حق تقدم ترجیحی را ارائه داده‌اند که جذابیت BET را بیشتر می‌کند. از نظر اقتصادی، پذیرش BETها می‌تواند صرفه‌جویی عملیاتی قابل توجهی را به همراه داشته باشد، به طوری که اگر BETها به سطح بهره‌برداری معادل کامیون‌های معمولی برسند، کاهش سالانه تقریباً 3000 دلار آمریکا برای هر وسیله نقلیه قابل دستیابی است (Zhang, Yu, and Zou 2011). در نتیجه، مراکز شهری شاهد رشد سریع استفاده از BET بوده‌اند، به ویژه تغییر شکل الگوهای لجستیک شهری.

با توجه به نقش رو به گسترش BETها، درک الگوهای تحویل مکانی و عوامل مؤثر بر آنها به طور فزاینده‌ای حیاتی می‌شود (جی و سان، ۲۰۱۷). در حالی که مطالعات قبلی در درجه اول تقاضای بار برای کامیون‌های دیزلی معمولی را در مقیاس‌های جغرافیایی وسیع بررسی می‌کردند، با تکیه بر معیارهای اقتصاد کلان مانند حجم کل بار، اشتغال یا معیارهای هزینه (لو و همکاران، ۲۰۲۱، ۲۰۲۱؛ اچ. ما و لو، ۲۰۲۱)، تحلیل‌های مکانی دقیق‌تر که به صراحت بر تقاضای BET تمرکز کنند، کمیاب بوده‌اند (جینگ، ۲۰۱۸؛ وودسما و همکاران، ۲۰۰۸). علاوه بر این، با وجود تحقیقات قابل توجه در مورد عملیات خودروهای مسافربری برقی، تفاوت‌های قابل توجه در محدودیت‌های عملیاتی و تقاضای لجستیک مشتق شده، کاربرد مستقیم این یافته‌ها را در BETها محدود می‌کند (ام. ژو و همکاران، ۲۰۱۹). فقدان داده‌های مکانی دانه‌ای و با کیفیت بالا تا حد زیادی مانع از تجزیه و تحلیل کمی تقاضای BET در مقیاس شهری دقیق شده است.

پیشرفت‌ها در روش‌های تحلیلی مکانی و داده‌های مسیر GPS با وضوح بالا، راه‌حل‌های امیدوارکننده‌ای برای این محدودیت‌ها ارائه می‌دهند. این مطالعه با استفاده از مجموعه‌ای از داده‌ها شامل رکوردهای GPS از ۲۶۵۲ BET فعال در شانگهای، از تکنیک‌های مدل‌سازی مکانی برای بررسی چگونگی تأثیر ویژگی‌های محیط ساخته‌شده بر تقاضای تحویل BET استفاده می‌کند. به طور خاص، این تحلیل به سه سؤال اصلی تحقیق می‌پردازد: ۱) الگوهای مکانی و زمانی تقاضای تحویل BET در یک کلان‌شهر چیست و چگونه در دوره‌های زمانی مختلف و مناطق شهری متفاوت هستند؟ ۲) عوامل محیط ساخته‌شده چگونه اثرات محلی و سرریز عملیات BET را شکل می‌دهند و این اثرات چگونه در بخش‌ها و دوره‌های زمانی متفاوت هستند؟ ۳) چگونه بینش‌های مکانی در مورد تقاضای تحویل BET می‌تواند استراتژی‌های مدیریت بار شهری خاص زمان و منطقه را آگاه کند؟ با پرداختن به این سؤالات، این مطالعه با ارائه یک چارچوب تحلیلی یکپارچه برای تحلیل تقاضای تحویل BET و با ارائه راهنمایی مبتنی بر شواهد برای تخصیص وسایل نقلیه شهری، سیاست‌گذاری سفر و استقرار ناوگان BET، از نظر روش‌شناختی کمک می‌کند.

ساختار این مقاله به شرح زیر است: بخش 2 به بررسی شناسایی نقاط بارگیری/تخلیه کامیون، عوامل مؤثر بر تقاضای بار، رویکردهای روش‌شناختی و ویژگی‌های عملیاتی BETها می‌پردازد. بخش 3 زمینه تحقیق، منابع داده و چارچوب روش‌شناختی را ارائه می‌دهد. بخش 4 نتایج تخمین مدل را تجزیه و تحلیل می‌کند. بخش 5 بحث مفصلی در مورد یافته‌های کلیدی ارائه می‌دهد. بخش 6 با خلاصه کردن یافته‌های اصلی، اذعان به محدودیت‌ها و ترسیم مسیرهای تحقیقات آینده، مطالعه را به پایان می‌رساند.(منبع).