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近日，由北京理工大學(xué)張玉利特別研究員團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)祁煒副教授合作的研究成果“Scaling Up Electric-Vehicle Battery Swapping Services in Cities: A Joint Location and Repairable-Inventory Model”在管理學(xué)頂級(jí)期刊《Management Science》在線(xiàn)發(fā)表。張玉利特別研究員為論文通訊作者，祁煒和張玉利為論文共同第一作者。

發(fā)展新能源汽車(chē)是我國(guó)從汽車(chē)大國(guó)邁向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)的必由之路，是應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。換電模式的電動(dòng)汽車(chē)具有補(bǔ)能時(shí)間短、電池充電安全性高等優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而受限于交通出行需求與城市電網(wǎng)供電能力的不平衡和波動(dòng)性，目前單站式“分散充電、分散換電”的運(yùn)營(yíng)模式面臨巨大挑戰(zhàn)。張玉利特別研究員團(tuán)隊(duì)與合作者針對(duì)制約換電模式電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的瓶頸難題，在運(yùn)營(yíng)模式、模型方法和算法設(shè)計(jì)等方面開(kāi)展一系列創(chuàng)新性工作。首先，研究團(tuán)隊(duì)提出“集中充電、分散換電”的充換電柔性服務(wù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)新模式。通過(guò)車(chē)電分離、電網(wǎng)交通網(wǎng)解耦，既能有效緩解城市中心電網(wǎng)容量不足、場(chǎng)地成本的運(yùn)營(yíng)難題，又能有效解決電動(dòng)汽車(chē)司機(jī)排隊(duì)等待時(shí)間長(zhǎng)、服務(wù)體驗(yàn)差的問(wèn)題。其次，針對(duì)該運(yùn)營(yíng)模式，提出了基于隊(duì)列分解思想的一般批量達(dá)到、一般隨機(jī)服務(wù)時(shí)間、足夠服務(wù)臺(tái)的排隊(duì)論分析方法，并建立了考慮動(dòng)力電池充-換-儲(chǔ)-運(yùn)循環(huán)過(guò)程的兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)選址-庫(kù)存模型。最后，針對(duì)該非凸非凹離散優(yōu)化模型的特點(diǎn)，提出了基于次模性(Submodularity)的約束生成-參數(shù)搜索(Parametric Search) 精確算法。其計(jì)算速度比現(xiàn)有算法和主流商業(yè)求解器快1000倍以上。該研究成果推動(dòng)了隨機(jī)排隊(duì)系統(tǒng)分析理論的發(fā)展，為企業(yè)提供了新的選址和庫(kù)存管理決策工具。依托新能源汽車(chē)國(guó)家監(jiān)測(cè)與管理中心平臺(tái)和出租車(chē)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果表明，隨著換電出租車(chē)的逐步推廣，采用“集中充電、分散換電”模式的方案可將日常運(yùn)營(yíng)成本和電池?cái)?shù)量降低30%以上，具有良好的應(yīng)用前景。該成果受到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（71871023，72271029，72061127001）等項(xiàng)目資助。

《Management Science》是美國(guó)德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校遴選的24本商學(xué)院頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊（簡(jiǎn)稱(chēng)UTD 24）之一，也是金融時(shí)報(bào)評(píng)定的50本商學(xué)院頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊（簡(jiǎn)稱(chēng)FT50）之一，在國(guó)際管理學(xué)界享有較高的學(xué)術(shù)聲譽(yù)。UTD24和FT50期刊列表廣受世界各大高校認(rèn)可，是商學(xué)院/管理學(xué)院排名等事項(xiàng)的重要參考條件之一。