Energy-Optimal Routing with Turn Costs for Electric Vehicles

This bachelor thesis focuses on the integration of turn costs in route planning for electric vehicles. First the information provided by the PHEM [HRZL09] data is used to create consumption values for turn costs. An accordingly appropriate matching principle is described to link costs of brake or acceleration maneuvers extracted from this data to turns in graphs representing road networks. Next two types of graph extensions that can hold these values are presented, along with the corresponding methods required to generate them from graphs without turn costs. Further the alterations required by the Dijkstra routing algorithm [Dij59] to process these graph types are presented. The resulting optimal path computation algorithms, along with their different graph types, are then compared to each other in a series of experiments. Lastly a case study is used to show the various differences in routing with turn costs. Deutsche Zusammenfassung Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Integration von Wendekosten in der Routenplanung für Elektrofahrzeuge. Als erstes werden die von PHEM [HRZL09] bereitgestellten Daten genutzt um Verbrauchswerte für Wendekosten zu erstellen. Ein entsprechend angemessenes Prinzip wird beschrieben, um die Kosten für Bremsund Beschleuningungsvorgänge, die aus diesen Daten gewonnen werden, auf Abbiegungen in Graphen, die Straßen Netzwerke repräsentieren, abzubilden. Danach werden zwei Arten von Graphen Erweiterungen die diese Werte speichern können vorgestellt, zusammen mit den entsprechenden Methoden die dazu benötigt werden um diese Größen für Graphen ohne Wendekosten zu generieren. Des Weiteren werden die Änderungen, die für den Dijkstra [Dij59] Algorithmus für Routenplanung erforderlich sind, um diese Graphen Typen zu bearbeiten, vorgestellt. Die resultierenden Algorithmen, zusammen mit ihren passenden Graphen Typen, werden dann in einer Reihe von Experimenten miteinander verglichen. Als letztes wird eine Fallstudie durchgeführt, die die unterschiedlichen Veränderungen von Routenplanung mit Wendekosten aufweist.