Potential of truck platooning for transporting empty trucks considering intercity freight demand imbalances

• Autorzy: Hirata Terumitsu , Fukaya Taiki

Identyfikatory

DOI

10.17270/J.LOG.2020.450

Warianty tytułu

PL

Szansa wykorzystania truck platooning dla transportu pustych samochodów w obliczu braku równowagi ilości przewozów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background: In Japan, nearly 30% of trucks run empty despite the recent difficulties in recruiting truck drivers, especially in the intercity freight transport market. If we consider the inevitable imbalance in intercity freight demand, the efficient transport of empty trucks becomes necessary to a certain extent. One such promising technology is truck platooning, which enables trucks to automatically follow the lead vehicle while maintaining minimal headway to reduce fuel consumption and minimize the burden imposed on drivers. This study proposes a new business model to utilize truck platooning technology to transport empty trucks, based on the intercity freight demand imbalances. Methods: After analyzing the actual intercity freight transport demand imbalance in Japan, we developed an analytical model to quantify the impact of truck platooning to transport empty trucks on labor and vehicle costs. We further analyzed its impact on the intercity freight transport market and applied the model to the actual intercity freight transport market data (logistics census) in Japan. Results: From the analysis results using the actual freight flow data collected through surveys within 3 days in Japan, the cost reduction is estimated to be 16% in the required number of trucks and 44% in the number of taking a rest time in a truck. They indicate that the proposed empty truck platooning operation has significant benefits fo inter-regional freight transport, including transport-related cost and working environment of the truck drivers on long-haul routes. Conclusions: In this paper, we proposed a new operational concept to utilize truck platooning technology for transporting empty trucks based on the intercity freight demand imbalances. Although the proposed operation has potential significant benefits, the operation assumes the relaxation of "on-duty time” regulation in the labor standard act by considering the future introduction of autonomous driving and truck platooning. As the benefit of the proposed operation is significant according to our analysis, this relaxation of the labor regulation is worth considering by carefully investigating the safety of the platoon operation and its impact on the driver’s working environment.

PL

Wstęp: W Japonii prawie 30% ciężarówek jeździ bez ładunku pomimo trudności w rekrutacji odpowiedniej ilości kierowców, szczególnie zjawisko to występuje w transporcie międzymiastowym. Biorąc pod uwagę nierównomierne rozłożenie potrzeb przewozowych, wydaje się nieuniknione występowanie pustych przewozów bez ładunków. Obiecującą technologią dla rozwiązanie tego problemu jest truck platooning (zintegrowane konwoje), dzięki które samochody dostawcze automatycznie podążają za pierwszym pojazdem, dzięki czemu umożliwiają oszczędność zużywanego paliwa oraz ograniczają konieczny wkład ze trony kierowcy. W pracy zaproponowano model biznesowy umożliwiający zastosowanie technologii truck platooning do transportu pustych samochodów, istnieje, których wynika z niezrównoważonego zapotrzebowania na transport ładunków. Metody: Po przeanalizowaniu popytu na usługi transportowe w Japonii, wykazujący brak równowagi, stworzono model analityczny określający wpływ zastosowania truck platooning do przewozu pustych samochodów na koszt robocizny oraz samochodów. Następnie przeanalizowano wpływ na rynek transportowy i przetestowano model na danych pochodzących z obecnego rynku transportowego w Japonii. Wyniki: Na podstawie wyników analizy, w której użyto danych pozyskanych przez okres 3 dni w Japonii, oszacowano redukcję kosztów o 16% odnośnie zapotrzebowania na samochody oraz o 44% odnośnie czasu odpoczynku. Zaproponowany model operacyjny truck platooning dla pustych samochodów daje więc istotne benefit w transporcie międzyregionalnym, obejmując koszty transportowe oraz środowisko pracy kierowców na długich trasach. Wnioski: W pracy zaproponowano nową koncepcję zastosowania technologii truck platooning dla transportu pustych samochodów wynikającą ze niezrównoważonego popytu na usługi transportowe. Aczkolwiek proponowana operacja daje potencjalnie istotne benefity, metoda ta zakłada poluzowanie regulacji czasu pracy poprzez uwzględnienie autonomicznych przewozów i truck platooning. Uzyskane benefity z zastosowania tej metody są istotne i w związku z tym warte jest rozważenie poluzowania regulacji dotyczących czasu pracy, uwzględniając bezpieczeństwo operacji truck platooning i jej wpływu na środowisko pracy kierowcy.

Słowa kluczowe

EN

truck platooning; empty truck; intercity freight demand imbalances; on-duty time regulation; working environment of the truck drivers; vehicle cost

PL

truck platooning; pusty przewóz; nierównomierne rozłożenie potrzeb przewozowych; regulacja czasu pracy; środowisko pracy kierowców; koszt samochodu

• Wydawca: Wyższa Szkoła Logistyki
• Czasopismo: LogForum
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 16, no. 3
• Strony: 373--383
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Hirata Terumitsu

• Ibaraki University, Department of Urban and Civil Engineering, 4-12-1, Nakanarusawa, Hitachi, Ibaraki 3168511, Japan

autor

Fukaya Taiki

• Ibaraki University, Department of Urban and Civil Engineering, 4-12-1, Nakanarusawa, Hitachi, Ibaraki 3168511, Japan

Bibliografia

• 1. Bhoopalam A.K., Agatz N., Zuidwijk R., 2018. Planning of truck platoons: A literature review and directions for future research, Transportation Research Part B: Methodological, 107, 212-228, http://doi.org/10.1016/j.trb.2017.10.016.
• 2. Boysen N., Briskorn D., Schwerdfeger S., 2018. The identical-path truck platooning problem, Transportation Research Part B, 26-39, http://doi.org/10.1016/j.trb.2018.01.006.
• 3. Browned F., McArthur J., Radovich C., 2004. Fuel Saving Achieved in the Field Test of Two Tandem Trucks. California PATH Research Report UCB-ITS-PRR-2004-20. University of Southern California, available on the internet: https://merritt.cdlib.org/d/ark:%2F13030%2Fm5gb258k/2/producer%2FPRR-2004-20.pdf (05/11/2020)
• 4. COMPANION - Cooperative dynamic for Mation of Platoons for safe and energy-optimized goods transportation, http://www.companion-project.eu/(5/11/2020)
• 5. European Truck Platooning Challenge - EU Truck Platoon Challenge, https://www.eutruckplatooning.com/(05/11/2020)
• 6. Fritz H., Bonnet C., Schiemenz H., Seeberger D., 2004. Electronic tow-bar based platoon control of heavy duty trucks using vehicle-vehicle communication: Practical results of the CHAUFFEUR2 project, Proc. of 11th ITS World Congress.
• 7. Hirsch P., 2011. Minimizing empty truck loads in round timber transport with tabu search strategies, International Journal of Information Systems and Supply Chain Management, 4(2), 15-41, http://doi.org/10.4018/jisscm.2011040102.
• 8. Larsson E., Sennton G., Larson J., 2015, The vehicle platooning problem: computational complexity and heuristics, Transportation. Research Part C, 60, 258-277, http://doi.org/10.1016/j.trc.2015.08.019.
• 9. McKinnon A.C., 1996. The empty running and return loading of road goods vehicles, Transport Logistics, Vol. 1 No. 1, 1-19, http://doi.org/10.1163/156857096300150518.
• 10. McKinnon A., Ge Y., 2006. The potential for reducing empty running by trucks: a retrospective analysis, International Journal of Physical Distribution & Logistics Management, 36, 5, 391-410, http://doi.org/10.1108/09600030610676268
• 11. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, http://www.mlit.go.jp/statistics/pdf/23000000x012.pdf (05/11/2020)
• 12. Shladover S.E., 2010, Truck automation operational concept alternatives, 2010 IEEE Intelligent Vehicles Symposium, 1072-1077, http://doi.org/10.1109/IVS.2010.5548061.
• 13. Tsugawa S., Jeschke S., Shladovers S.E., 2016. A review of truck platooning projects for energy savings, IEEE Transactions on Intelligent Vehicles, 1, 1, 68-77, http://doi.org/10.1109/TIV.2016.2577499.
• 14. Zhang L., Chen F., Ma X., Pan X., 2020, Fuel economy in truck platooning: a literature overview and directions for future research, Journal of Advanced Transportation, 2020, 2604012, http://doi.org/10.1155/2020/2604012.
• 15. Zhang W., Jenelius E., Ma X., 2017. Freight transport platoon coordination and departure time scheduling under travel time uncertainty, Transportation Research Part E, 98, 1-23, http://doi.org/10.1016/j.tre.2016.11.008.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).