The Impact of Vehicle-to-Grid on Electric Power Systems: A Review

Environmental concerns and fossil fuel shortage put pressure on both power and transportation systems. Electric vehicles (EVs) are thought to be a good solution to these problems. With EV adoption, energy flow is two way: from grid to vehicle and from vehicle to grid, which is known as vehicle-to-grid (V2G) today. This paper considers electric power systems and provides a review of the impact of V2G on power system stability. The concept and basics of V2G technology are introduced at first, followed by a description of EV application in the world. Several technical issues are detailed in V2G modeling and capacity forecasting, steady-state analysis and stability analysis. Research trends of such topics are declared at last.

Non-convex dynamic economic/environmental dispatch with plug-in electric vehicle loads

Electric vehicles are a key prospect for future transportation. A large penetration of electric vehicles has the potential to reduce the global fossil fuel consumption and hence the greenhouse gas emissions and air pollution. However, the additional stochastic loads imposed by plug-in electric vehicles will possibly introduce significant changes to existing load profiles. In his paper, electric vehicles loads are integrated into an 5-unit system using a non-convex dynamic dispatch model. The actual infrastructure characteristics including valve-point effects, load balance constrains and transmission loss have been included in the model. Multiple load profiles are comparatively studied and compared in terms of economic and environmental impacts in order o identify patterns to charge properly. The study as expected shows ha off-peak charging is the best scenario with respect to using less fuels and producing less emissions.

Monitoring of urban transportation networks using wireless sensor networks

Dissertação de mestrado, Engenharia Informática, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Is the electric vehicle a solution for the wind power integration in the portuguese power system?

The integration of Plug-in electric vehicles in the transportation sector has a great potential to reduce oil dependency, the GHG emissions and to contribute for the integration of renewable sources into the electricity generation mix. Portugal has a high share of wind energy, and curtailment may occur, especially during the off-peak hours with high levels of hydro generation. In this context, the electric vehicles, seen as a distributed storage system, can help to reduce the potential wind curtailments and, therefore, increase the integration of wind power into the power system. In order to assess the energy and environmental benefits of this integration, a methodology based on a unit commitment and economic dispatch is adapted and implemented. From this methodology, the thermal generation costs, the CO2 emissions and the potential wind generation curtailment are computed. Simulation results show that a 10% penetration of electric vehicles in the Portuguese fleet would increase electrical load by 3% and reduce wind curtailment by only 26%. This results from the fact that the additional generation required to supply the electric vehicles is mostly thermal. The computed CO2 emissions of the EV are 92 g CO2/kWh which become closer to those of some new ICE engines.

A Transportation Safety Planning Tool for the City of Ames, August 2011

The historically-reactive approach to identifying safety problems and mitigating them involves selecting black spots or hot spots by ranking locations based on crash frequency and severity. The approach focuses mainly on the corridor level without taking the exposure rate (vehicle miles traveled) and socio-demographics information of the study area, which are very important in the transportation planning process, into consideration. A larger study analysis unit at the Transportation Analysis Zone (TAZ) level or the network planning level should be used to address the needs of development of the community in the future and incorporate safety into the long-range transportation planning process. In this study, existing planning tools (such as the PLANSAFE models presented in NCHRP Report 546) were evaluated for forecasting safety in small and medium-sized communities, particularly as related to changes in socio-demographics characteristics, traffic demand, road network, and countermeasures. The research also evaluated the applicability of the Empirical Bayes (EB) method to network-level analysis. In addition, application of the United States Road Assessment Program (usRAP) protocols at the local urban road network level was investigated. This research evaluated the applicability of these three methods for the City of Ames, Iowa. The outcome of this research is a systematic process and framework for considering road safety issues explicitly in the small and medium-sized community transportation planning process and for quantifying the safety impacts of new developments and policy programs. More specifically, quantitative safety may be incorporated into the planning process, through effective visualization and increased awareness of safety issues (usRAP), the identification of high-risk locations with potential for improvement, (usRAP maps and EB), countermeasures for high-risk locations (EB before and after study and PLANSAFE), and socio-economic and demographic induced changes at the planning-level (PLANSAFE).

Investigating active transportation to and from school : identification of predictors and health benefits

Funding support for this doctoral thesis has been provided by the Canadian Institutes of Health Research-Public Health Agency of Canada, QICSS matching grant, and la Faculté des études supérieures et postdoctorales-Université de Montréal.

Tactical Vehicle Routing Planning with Application to Milk Collection and Distribution

De nombreux problèmes pratiques qui se posent dans dans le domaine de la logistique, peuvent être modélisés comme des problèmes de tournées de véhicules. De façon générale, cette famille de problèmes implique la conception de routes, débutant et se terminant à un dépôt, qui sont utilisées pour distribuer des biens à un nombre de clients géographiquement dispersé dans un contexte où les coûts associés aux routes sont minimisés. Selon le type de problème, un ou plusieurs dépôts peuvent-être présents. Les problèmes de tournées de véhicules sont parmi les problèmes combinatoires les plus difficiles à résoudre. Dans cette thèse, nous étudions un problème d’optimisation combinatoire, appartenant aux classes des problèmes de tournées de véhicules, qui est liée au contexte des réseaux de transport. Nous introduisons un nouveau problème qui est principalement inspiré des activités de collecte de lait des fermes de production, et de la redistribution du produit collecté aux usines de transformation, pour la province de Québec. Deux variantes de ce problème sont considérées. La première, vise la conception d’un plan tactique de routage pour le problème de la collecte-redistribution de lait sur un horizon donné, en supposant que le niveau de la production au cours de l’horizon est fixé. La deuxième variante, vise à fournir un plan plus précis en tenant compte de la variation potentielle de niveau de production pouvant survenir au cours de l’horizon considéré. Dans la première partie de cette thèse, nous décrivons un algorithme exact pour la première variante du problème qui se caractérise par la présence de fenêtres de temps, plusieurs dépôts, et une flotte hétérogène de véhicules, et dont l’objectif est de minimiser le coût de routage. À cette fin, le problème est modélisé comme un problème multi-attributs de tournées de véhicules. L’algorithme exact est basé sur la génération de colonnes impliquant un algorithme de plus court chemin élémentaire avec contraintes de ressources. Dans la deuxième partie, nous concevons un algorithme exact pour résoudre la deuxième variante du problème. À cette fin, le problème est modélisé comme un problème de tournées de véhicules multi-périodes prenant en compte explicitement les variations potentielles du niveau de production sur un horizon donné. De nouvelles stratégies sont proposées pour résoudre le problème de plus court chemin élémentaire avec contraintes de ressources, impliquant dans ce cas une structure particulière étant donné la caractéristique multi-périodes du problème général. Pour résoudre des instances de taille réaliste dans des temps de calcul raisonnables, une approche de résolution de nature heuristique est requise. La troisième partie propose un algorithme de recherche adaptative à grands voisinages où de nombreuses nouvelles stratégies d’exploration et d’exploitation sont proposées pour améliorer la performances de l’algorithme proposé en termes de la qualité de la solution obtenue et du temps de calcul nécessaire.

Meta-heuristic Solution Methods for Rich Vehicle Routing Problems

Le problème de tournées de véhicules (VRP), introduit par Dantzig and Ramser en 1959, est devenu l'un des problèmes les plus étudiés en recherche opérationnelle, et ce, en raison de son intérêt méthodologique et de ses retombées pratiques dans de nombreux domaines tels que le transport, la logistique, les télécommunications et la production. L'objectif général du VRP est d'optimiser l'utilisation des ressources de transport afin de répondre aux besoins des clients tout en respectant les contraintes découlant des exigences du contexte d’application. Les applications réelles du VRP doivent tenir compte d’une grande variété de contraintes et plus ces contraintes sont nombreuse, plus le problème est difficile à résoudre. Les VRPs qui tiennent compte de l’ensemble de ces contraintes rencontrées en pratique et qui se rapprochent des applications réelles forment la classe des problèmes ‘riches’ de tournées de véhicules. Résoudre ces problèmes de manière efficiente pose des défis considérables pour la communauté de chercheurs qui se penchent sur les VRPs. Cette thèse, composée de deux parties, explore certaines extensions du VRP vers ces problèmes. La première partie de cette thèse porte sur le VRP périodique avec des contraintes de fenêtres de temps (PVRPTW). Celui-ci est une extension du VRP classique avec fenêtres de temps (VRPTW) puisqu’il considère un horizon de planification de plusieurs jours pendant lesquels les clients n'ont généralement pas besoin d’être desservi à tous les jours, mais plutôt peuvent être visités selon un certain nombre de combinaisons possibles de jours de livraison. Cette généralisation étend l'éventail d'applications de ce problème à diverses activités de distributions commerciales, telle la collecte des déchets, le balayage des rues, la distribution de produits alimentaires, la livraison du courrier, etc. La principale contribution scientifique de la première partie de cette thèse est le développement d'une méta-heuristique hybride dans la quelle un ensemble de procédures de recherche locales et de méta-heuristiques basées sur les principes de voisinages coopèrent avec un algorithme génétique afin d’améliorer la qualité des solutions et de promouvoir la diversité de la population. Les résultats obtenus montrent que la méthode proposée est très performante et donne de nouvelles meilleures solutions pour certains grands exemplaires du problème. La deuxième partie de cette étude a pour but de présenter, modéliser et résoudre deux problèmes riches de tournées de véhicules, qui sont des extensions du VRPTW en ce sens qu'ils incluent des demandes dépendantes du temps de ramassage et de livraison avec des restrictions au niveau de la synchronization temporelle. Ces problèmes sont connus respectivement sous le nom de Time-dependent Multi-zone Multi-Trip Vehicle Routing Problem with Time Windows (TMZT-VRPTW) et de Multi-zone Mult-Trip Pickup and Delivery Problem with Time Windows and Synchronization (MZT-PDTWS). Ces deux problèmes proviennent de la planification des opérations de systèmes logistiques urbains à deux niveaux. La difficulté de ces problèmes réside dans la manipulation de deux ensembles entrelacés de décisions: la composante des tournées de véhicules qui vise à déterminer les séquences de clients visités par chaque véhicule, et la composante de planification qui vise à faciliter l'arrivée des véhicules selon des restrictions au niveau de la synchronisation temporelle. Auparavant, ces questions ont été abordées séparément. La combinaison de ces types de décisions dans une seule formulation mathématique et dans une même méthode de résolution devrait donc donner de meilleurs résultats que de considérer ces décisions séparément. Dans cette étude, nous proposons des solutions heuristiques qui tiennent compte de ces deux types de décisions simultanément, et ce, d'une manière complète et efficace. Les résultats de tests expérimentaux confirment la performance de la méthode proposée lorsqu’on la compare aux autres méthodes présentées dans la littérature. En effet, la méthode développée propose des solutions nécessitant moins de véhicules et engendrant de moindres frais de déplacement pour effectuer efficacement la même quantité de travail. Dans le contexte des systèmes logistiques urbains, nos résultats impliquent une réduction de la présence de véhicules dans les rues de la ville et, par conséquent, de leur impact négatif sur la congestion et sur l’environnement.

A heuristic algorithm for the Capacitated Vehicle Routing Problem with Synchronized Pick-ups and Drop-offs : a case study for medications delivery and supervision in DR Congo

Dans des contextes de post-urgence tels que le vit la partie occidentale de la République Démocratique du Congo (RDC), l’un des défis cruciaux auxquels font face les hôpitaux ruraux est de maintenir un niveau de médicaments essentiels dans la pharmacie. Sans ces médicaments pour traiter les maladies graves, l’impact sur la santé de la population est significatif. Les hôpitaux encourent également des pertes financières dues à la péremption lorsque trop de médicaments sont commandés. De plus, les coûts du transport des médicaments ainsi que du superviseur sont très élevés pour les hôpitaux isolés ; les coûts du transport peuvent à eux seuls dépasser ceux des médicaments. En utilisant la province du Bandundu, RDC pour une étude de cas, notre recherche tente de déterminer la faisabilité (en termes et de la complexité du problème et des économies potentielles) d’un problème de routage synchronisé pour la livraison de médicaments et pour les visites de supervision. Nous proposons une formulation du problème de tournées de véhicules avec capacité limitée qui gère plusieurs exigences nouvelles, soit la synchronisation des activités, la préséance et deux fréquences d’activités. Nous mettons en œuvre une heuristique « cluster first, route second » avec une base de données géospatiales qui permet de résoudre le problème. Nous présentons également un outil Internet qui permet de visualiser les solutions sur des cartes. Les résultats préliminaires de notre étude suggèrent qu’une solution synchronisée pourrait offrir la possibilité aux hôpitaux ruraux d’augmenter l’accessibilité des services médicaux aux populations rurales avec une augmentation modique du coût de transport actuel.

Evaluation of Stress Reducing Capacity of Selected Anaesthetics for the Live Transportation of Green Chromide Etroplus suratensis

Transport of live aquatic organisms which is more than a century old, perhaps started in the 1870's (Norris et al, 1960). Live fish transportation is an essential practice in aquaculture particularly in rural areas of developing countries representing the only means of supplying fry to small scale aqua culturists (Taylor and Ross, 1988). Very often, large numbers of fry, fingerlings, juveniles and adult fish are being transported from the hatchery to fish farms, fish farms to market, processors and consumers. Live fish command large economic importance in the fresh fish market than dead and iced fish. Medina Pizzali (2001) observed that live fish in the Kolkata market was usually sold at higher prices than dead fish and most consumers were prepared to pay premium prices for live fish, which is considered as the best guarantee of freshness, quality, and intrinsic characteristics of its flesh (better texture and delicate flavour) in comparison with fresh/chilled seafood. Various government and private agencies undertake transport of live fish for commercial live fish market or for artificial propagation of game

Interaction between Public Transportation and Urbanization in the Mexico City Metropolitan Area: an Expansive Model Reaching its Limits

In Metropolitan Area of Mexico City, most of urban displacements happen through semi formal public transportation: small and medium capacity vehicles operated by small private enterprises, through a concession scheme. This kind of public transportation has been playing a major role in the Mexican capital. On one hand, it has been one of the conditions for urbanization to be possible. On the other hand, despite its uncountable deficiencies, public transportation has allowed for a long time the whole population to be able to move within this huge metropolis. However, that important function with regards to integration has now reached its limits in the most recent suburbs of the city, where a new mode of urbanization is taking place, based on massive production of very big social housing gated settlements. Public transportation tends to constitute here a factor of exclusion and households meet with important difficulties for their daily mobility. 

The growth of private property vehicles in the UK: causes and conditions

The UK private indirect real estate market has seen a rapid growth in the last seven years. The gross asset value (GAV) of the private property vehicle (PPV) market has about tripled from a GAV of £22.6bn in 1998 to a GAV of £67.1 billion at the end of 2005 (OPC, 2006). Although this trend of growing syndication of real estate is not only a UK phenomenon, the rate of growth has been significantly faster in the UK. For example the German open-ended funds have grown over the same period from €50.4bn to €85.1bn (BVI, 2006). In the US the market capitalization of equity real estate investment trusts (REIT) has grown 155% since 1999 to US$ 301bn (NAREIT, 2006). Each jurisdiction is offering different formats to invest indirectly into real estate but at the core all these vehicles are the same in that they provide a different route for investors to access real estate. In the UK, although the range of ‘products’ is now quite diverse, all structures have in common the ‘wrapping’ of property assets into a multi-investor vehicle. This paper examines the nature, pattern and process of market growth in PPVs and constructs a series of associations between causes and effects to explain this market shift.

Private property vehicles: the valuation of interests in limited partnerships

This paper examines the extent to which the valuation of partial interests in private property vehicles should be closely aligned to the valuation of the underlying assets. A sample of vehicle managers and investors replied to a questionnaire on the qualities of private property vehicles relative to direct property investment. Applying the Analytic Hierarchy Process (AHP) technique the relative importance of the various advantages and disadvantages of investment in private property vehicles relative to acquisition of the underlying assets are assessed. The results suggest that the main drivers of the growth of the this sector have been the ability for certain categories of investor to acquire interests in assets that are normally inaccessible due to the amount of specific risk. Additionally, investors have been attracted by the ability to ‘outsource’ asset management in a manner that minimises perceived agency problems. It is concluded that deviations from NAV should be expected given that investment in private property vehicles differs from investment in the underlying assets in terms of liquidity, management structures, lot size, financial structure inter alia. However, reliably appraising the pricing implications of these variations is likely to be extremely difficult due to the lack of secondary market trading and vehicle heterogeneity.

Solving the Vehicle Routing Problem with Genetic ALgorithm and Simulated Annealing

This Thesis Work will concentrate on a very interesting problem, the Vehicle Routing Problem (VRP). In this problem, customers or cities have to be visited and packages have to be transported to each of them, starting from a basis point on the map. The goal is to solve the transportation problem, to be able to deliver the packages-on time for the customers,-enough package for each Customer,-using the available resources- and – of course - to be so effective as it is possible.Although this problem seems to be very easy to solve with a small number of cities or customers, it is not. In this problem the algorithm have to face with several constraints, for example opening hours, package delivery times, truck capacities, etc. This makes this problem a so called Multi Constraint Optimization Problem (MCOP). What’s more, this problem is intractable with current amount of computational power which is available for most of us. As the number of customers grow, the calculations to be done grows exponential fast, because all constraints have to be solved for each customers and it should not be forgotten that the goal is to find a solution, what is best enough, before the time for the calculation is up. This problem is introduced in the first chapter: form its basics, the Traveling Salesman Problem, using some theoretical and mathematical background it is shown, why is it so hard to optimize this problem, and although it is so hard, and there is no best algorithm known for huge number of customers, why is it a worth to deal with it. Just think about a huge transportation company with ten thousands of trucks, millions of customers: how much money could be saved if we would know the optimal path for all our packages.Although there is no best algorithm is known for this kind of optimization problems, we are trying to give an acceptable solution for it in the second and third chapter, where two algorithms are described: the Genetic Algorithm and the Simulated Annealing. Both of them are based on obtaining the processes of nature and material science. These algorithms will hardly ever be able to find the best solution for the problem, but they are able to give a very good solution in special cases within acceptable calculation time.In these chapters (2nd and 3rd) the Genetic Algorithm and Simulated Annealing is described in details, from their basis in the “real world” through their terminology and finally the basic implementation of them. The work will put a stress on the limits of these algorithms, their advantages and disadvantages, and also the comparison of them to each other.Finally, after all of these theories are shown, a simulation will be executed on an artificial environment of the VRP, with both Simulated Annealing and Genetic Algorithm. They will both solve the same problem in the same environment and are going to be compared to each other. The environment and the implementation are also described here, so as the test results obtained.Finally the possible improvements of these algorithms are discussed, and the work will try to answer the “big” question, “Which algorithm is better?”, if this question even exists.