EPR_07 - Artigo - Green Vehicle Routing

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Green Vehicle Routing
O que é?
→ Parte da logística sustentável que se refere aos outputs dos veículos automotores
 
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MENSURAR 
OTIMIZAR
Green Vehicle Routing
VRP - Vehicle Routing Problem 
 
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PLANEJAMENTO OTIMIZADO DE ROTAS
CAPACIDADE DO VEÍCULO
JANELAS DE TEMPO
DESLOCAMENTO
Green Vehicle Routing
EFEITOS CAUSADOS PELA ATIVIDADE DE TRANSPORTE DE CARGA
 
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2011 – Redução de 0,6% dos gases de efeito estufa;
1990 – 25% menos gases de efeito estufa que em 2011.
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TIPOS DE MODELOS DE CÁLCULO DE CONSUMO DE COMBUSTÍVEL
 
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Modelo Macroscópico
	*calcula as taxas de emissões através de parâmetros médios;
2. Modelo Microscópico
	*utiliza um método mais preciso, estimando o consumo instantâneo do veículo e suas taxas de emissão;
	*usados para calcular as emissões num determinado tempo t;
	*utiliza de parâmetros cinemáticos para cálculo. 
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Modelos Macroscópicos 
a) MEET - Methodology for Calculating Transportation Emissions and Energy Consumption
Veículos < 3.5ton → 
Veículos > 3.5ton → 
Sendo,
e(ʋ) → taxa de emissão de CO2 (g/km) em veículos descarregados numa pista de inclinação zero.
K, a, b, c, d, e, f → parâmetros predefinidos encontrados na tabela 1.
Tabela 1- Parâmetros de emissão utilizados no MEET
O método MEET desconsidera algumas variáveis no seu cálculo, portanto, são utilizados os seguintes fatos de correção para inclinação da pista (GC) e fator de carga (LC):
Os coeficientes das fórmulas podem ser encontrados nas tabelas 7.2 e 7.3 do artigo.
Total de emissão de CO2 (g), dado uma velocidade ʋ e uma distância D:
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Modelos Macroscópicos 
b) COPERT - Computer Programme to Calculate Emissions from Road Transportation
total de consumo de combustível (g) para diferentes carregamentos e fatores de inclinação:
Estima as emissões de veículos em função das variáveis de classe do veículo, tecnologia do motor e velocidade. 
Sendo que as variáveis a, b, c, d e e são coeficientes que são dados na tabela 7.4 do artigo (base de dados para um caminhão de 20-26ton com diesel Euro-5).
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Modelos Macroscópicos 
c) NAEI - National Atmospheric Emissions Inventory
Consumo de combustível em função da velocidade média
→ F(ʋ) é dado em L/100km. 
→ Os coeficientes k e a-g são dados na tabela 7.5 do artigo para um caminhão de 20-26 toneladas.
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Modelos Microscópicos 
a) Modelo Instantâneo de Consumo de Combustível
Consumo de energia em função do tempo
→ Mais bem utilizado para estimar emissões em viagens curtas. 
Onde, 
f(t) é dado por consumo de combustível por unidade de tempo (mL/s),
α é a taxa constante de combustível ocioso (em mL/s),
β1 é o consumo de combustível por unidade de energia (mL/kJ),
β2 é o consumo de combustível por unidade de energia de aceleração (mL/(kJ×m/s2)),
R(t) é a força total de tração (kN) requerida para mover o veículo. 
Sendo, 
b1 a força de arrasto rolante (em kN);
b2 a força aerodinâmica de rolamento (kN/(m/s2)). 
Total de consumo de combustível F(T) (mL), numa jornada de duração T:
Cálculo de R(t)
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Modelos Microscópicos 
b) Modelo Abrangente de Emissões Modais (CMEM)
O consumo total de combustível pelo CMEM
→ Necessita de parâmetros específicos detalhados do veículo para estimar o coeficiente de fricção do motor e velocidade do motor, porém é considerado um modelo de fácil aplicabilidade.
Onde,
fcm(t) → módulo de taxa de combustível (g/s), calculado através da seguinte fórmula:
Sendo,
N(ʋ) → módulo de velocidade do motor
P(t) → módulo de potência do motor
ɳ → parâmetro de eficiência para motores à diesel
Onde,
P → potência de saída do segundo por segundo (kW);
ηtf → eficiência do sistema de transmissão;
N(υ) → velocidade do motor (em rpm);
S → velocidade do motor/velocidade do veículo (marcha mais alta);
R(L) → relação de engrenagem na engrenagem L = 1,. . ., Lg ;
η → parâmetro de eficiência para motores diesel.
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Pollution-Routing Problems - PRP 
→ Uma extensão do VRP;
→ Possui como objetivo criar uma rota de veículos para servir um conjunto de clientes;
→ Determinando suas velocidades em cada seguimento de rota em prol de minimizar:
Seu consumo de combustível,
Emissões; e
Custo. 
O que é?
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Pollution-Routing Problems - PRP 
Velocidade Ótima 
↓
Mínimo de consumo de combustível
↓
Mínimo de custo e quantidade de emissões
• Bi-objective PRP
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Pollution-Routing Problems - PRP 
TEMPO DE ENTREGA DO PRODUTO
X
CONSUMO DE COMBUSTÍVEL
• Bi-objective PRP
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Pollution-Routing Problems - PRP 
• Bi-objective PRP
→ Algoritmo ALNS (adaptative large neighborhood search);
→ comparando 4 diferentes métodos;
→ para velocidades entre 20 e 100km/h.
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Estudo de Caso
Estados Unidos: Obtiveram 40% de redução de energia utilizando uma rota digitalizada em um veículo com um tempo otimizado em função da distância;
Cabo Verde: ganho de 52% no consumo após mapear a rota através de modelamento em 3D considerando o ângulo da estrada e a carga do veículo; 
Turquia: Redução de 24,6% no tempo e distância, considerando uma quantidade de emissão constante em fator da estimava de consumo de combustível;
Reino Unido: Redução de 7% na emissão de CO2 utilizando um algoritmo para minimizar o tempo de viagem;
Espanha: Redução de 13,06% na distância e 13,15% na emissão implementando rotas verdes.
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Conclusão
Interdependência entre a emissão de CO2 e os impactos no meio ambiente e nos seres humanos;
 Diversas análises e algoritimos estão em desenvolvimentos visando a minização das emissões e o melhor planejamento das rotas;
Esta é uma área nova de estudo que apresenta grandes oportunidades de análise, sendo ainda possível a busca de informações para a emissão sem rota definida em alto fluxo de trânsito, ratificação se as rotas verdes de logística são realmente viáveis e utilização de veículos elétricos e seus pontos de recarga.
 
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