View in EDS PDF Full Text

Elektrikli bisiklet paylaşım sistemlerinde heterojen filo ile yeniden dengeleme problemi: Matematiksel model ve sezgisel algoritma.

Saved in:
Bibliographic Details
Title: Elektrikli bisiklet paylaşım sistemlerinde heterojen filo ile yeniden dengeleme problemi: Matematiksel model ve sezgisel algoritma.
Alternate Title: Rebalancing problem in electric bike sharing systems with heterogeneous fleet: Mathematical model and heuristic algorithm.
Authors: Akpınar, İpek Damla1 idakpinar@baskent.edu.tr, Keçeci, Barış1 bkececi@baskent.edu.tr, Altıparmak, Fulya2 fulyaal@gazi.edu.tr, İç, Yusuf Tansel1 yustanic@baskent.edu.tr
Source: Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi,. Mar2026, Vol. 41 Issue 1, p427-444. 18p.
Subjects: Bicycle sharing programs, Electric bicycles, Mathematical models, Mathematical optimization, Heuristic algorithms
Abstract (English): Bicycle-sharing systems (BPS) are widespread vehicle-sharing platforms where users can rent bicycles without the burden of purchasing and maintaining them. Rebalancing in BPS is critical because it ensures bicycle availability at high-demand points and ensures the sustainability of maintenance and distribution processes. In recent years, electric bicycles (e-bikes) have become popular in these systems due to their ease of use. Furthermore, the vehicles used for balancing in BPS can vary in terms of size, speed, and capacity. Therefore, this study addresses the static complete rebalancing problem (e-HSTYDP) with a heterogeneous fleet in BPS (e-BPS) using battery-swappable e-bikes. The e-HSTYDP is defined as selecting the vehicle type to be used in the redistribution of e-bikes among stations and performing the balancing process. A mixed-integer mathematical model is developed to consider separately the objectives of minimizing the total balancing time and the total cost. Since the e-HSTYDP is an NP-hard problem, a constructive heuristic based on the Clarke and Wright Savings (CWT) algorithm is developed to generate solutions for medium- and large-sized problems in reasonable time. The performance of the mathematical model and the s-CWT algorithm is investigated on 78 test problems ranging from 6 to 40 nodes. Experimental study shows that optimal or near-optimal solutions can be obtained in a short time (average 700 seconds) with the mathematical model for small-sized e-HSTYDP problems, while the solution time increases rapidly for medium- and large-sized problems. The s-CWT algorithm, on the other hand, is able to obtain feasible solutions for medium- and large-sized problems in less than 125 seconds and improves three solutions obtained with the model. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Abstract (Turkish): Bisiklet paylaşım sistemleri (BPS), kullanıcıların bisikletleri satın alma ve bakım sorumluluğu olmaksızın kiralayabildikleri yaygın bir araç paylaşım platformudur. BPS'de yeniden dengeleme, yüksek talep noktalarında bisikletlerin erişilebilirliğini ve bakım--dağıtım süreçlerinin sürdürülebilirliğini sağladığı için kritik eme sahiptir. Son yıllarda kullanım kolaylığı nedeniyle elektrikli bisikletler (e-bisiklet) tercih edilmektedir. Ayrıca dengeleme işlemi için kullanılan araçlar boyut, hız ve kapasite açısından farklılık gösterebilmektedir. Bu nedenle çalışmada, batarya değişimli e-bisikletlerin kullanıldığı BPS'de (e-BPS) heterojen filo ile statik tam yeniden dengeleme problemi (e-HSTYDP) ele alınmıştır. e-HSTYDP, istasyonlar arasında e-bisikletlerin yeniden dağıtımında kullanılacak araç tipinin seçilmesi ve dengelemenin yapılması problemidir. Toplam dengeleme süresi ve toplam maliyet amaçlarının ayrı ayrı ele alındığı problem için karma tamsayılı model geliştirilmiştir. e-HSTYDP, NP-zor sınıfında yer aldığından, orta ve büyük boyutlu problemlere makul zamanlarda çözüm üretebilmek amacıyla Clarke-Wright Tasarruf (CWT) algoritmasına dayalı çözüm kurucu algoritma geliştirilmiştir. Model ve algoritmanın performansı, 6-40 düğüm arasında değişen 78 test problemi üzerinde incelenmiştir. Sonuçlar, küçük boyutlu problemler için modelin en iyi ya da en iyiye yakın çözümleri kısa sürede (en fazla 700 sn) üretebildiğini, ancak problem boyutu arttıkça çözüm süresinin hızla yükseldiğini göstermektedir. s-CWT algoritması ise orta ve büyük boyutlu problemlere 125 sn'den daha kısa sürede uygun çözümler üretmiş ve modelin bulduğu 3 çözümü iyileştirmiştir.. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Copyright of Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, is the property of Gazi University, Faculty of Engineering & Architecture and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
Database: Engineering Source
FullText Links:
  – Type: pdflink
Text:
  Availability: 0
Header DbId: egs
DbLabel: Engineering Source
An: 192992950
AccessLevel: 6
PubType: Academic Journal
PubTypeId: academicJournal
PreciseRelevancyScore: 0
IllustrationInfo
Items – Name: Title
  Label: Title
  Group: Ti
  Data: Elektrikli bisiklet paylaşım sistemlerinde heterojen filo ile yeniden dengeleme problemi: Matematiksel model ve sezgisel algoritma.
– Name: TitleAlt
  Label: Alternate Title
  Group: TiAlt
  Data: Rebalancing problem in electric bike sharing systems with heterogeneous fleet: Mathematical model and heuristic algorithm.
– Name: Author
  Label: Authors
  Group: Au
  Data: <searchLink fieldCode="AR" term="%22Akpınar%2C+İpek+Damla%22">Akpınar, İpek Damla</searchLink><relatesTo>1</relatesTo><i> idakpinar@baskent.edu.tr</i><br /><searchLink fieldCode="AR" term="%22Keçeci%2C+Barış%22">Keçeci, Barış</searchLink><relatesTo>1</relatesTo><i> bkececi@baskent.edu.tr</i><br /><searchLink fieldCode="AR" term="%22Altıparmak%2C+Fulya%22">Altıparmak, Fulya</searchLink><relatesTo>2</relatesTo><i> fulyaal@gazi.edu.tr</i><br /><searchLink fieldCode="AR" term="%22İç%2C+Yusuf+Tansel%22">İç, Yusuf Tansel</searchLink><relatesTo>1</relatesTo><i> yustanic@baskent.edu.tr</i>
– Name: TitleSource
  Label: Source
  Group: Src
  Data: <searchLink fieldCode="JN" term="%22Journal+of+the+Faculty+of+Engineering+%26+Architecture+of+Gazi+University+%2F+Gazi+Üniversitesi+Mühendislik+Mimarlık+Fakültesi+Dergisi%2C%22">Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi,</searchLink>. Mar2026, Vol. 41 Issue 1, p427-444. 18p.
– Name: Subject
  Label: Subjects
  Group: Su
  Data: <searchLink fieldCode="DE" term="%22Bicycle+sharing+programs%22">Bicycle sharing programs</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Electric+bicycles%22">Electric bicycles</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Mathematical+models%22">Mathematical models</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Mathematical+optimization%22">Mathematical optimization</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Heuristic+algorithms%22">Heuristic algorithms</searchLink>
– Name: Abstract
  Label: Abstract (English)
  Group: Ab
  Data: Bicycle-sharing systems (BPS) are widespread vehicle-sharing platforms where users can rent bicycles without the burden of purchasing and maintaining them. Rebalancing in BPS is critical because it ensures bicycle availability at high-demand points and ensures the sustainability of maintenance and distribution processes. In recent years, electric bicycles (e-bikes) have become popular in these systems due to their ease of use. Furthermore, the vehicles used for balancing in BPS can vary in terms of size, speed, and capacity. Therefore, this study addresses the static complete rebalancing problem (e-HSTYDP) with a heterogeneous fleet in BPS (e-BPS) using battery-swappable e-bikes. The e-HSTYDP is defined as selecting the vehicle type to be used in the redistribution of e-bikes among stations and performing the balancing process. A mixed-integer mathematical model is developed to consider separately the objectives of minimizing the total balancing time and the total cost. Since the e-HSTYDP is an NP-hard problem, a constructive heuristic based on the Clarke and Wright Savings (CWT) algorithm is developed to generate solutions for medium- and large-sized problems in reasonable time. The performance of the mathematical model and the s-CWT algorithm is investigated on 78 test problems ranging from 6 to 40 nodes. Experimental study shows that optimal or near-optimal solutions can be obtained in a short time (average 700 seconds) with the mathematical model for small-sized e-HSTYDP problems, while the solution time increases rapidly for medium- and large-sized problems. The s-CWT algorithm, on the other hand, is able to obtain feasible solutions for medium- and large-sized problems in less than 125 seconds and improves three solutions obtained with the model. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
– Name: Abstract
  Label: Abstract (Turkish)
  Group: Ab
  Data: Bisiklet paylaşım sistemleri (BPS), kullanıcıların bisikletleri satın alma ve bakım sorumluluğu olmaksızın kiralayabildikleri yaygın bir araç paylaşım platformudur. BPS'de yeniden dengeleme, yüksek talep noktalarında bisikletlerin erişilebilirliğini ve bakım--dağıtım süreçlerinin sürdürülebilirliğini sağladığı için kritik eme sahiptir. Son yıllarda kullanım kolaylığı nedeniyle elektrikli bisikletler (e-bisiklet) tercih edilmektedir. Ayrıca dengeleme işlemi için kullanılan araçlar boyut, hız ve kapasite açısından farklılık gösterebilmektedir. Bu nedenle çalışmada, batarya değişimli e-bisikletlerin kullanıldığı BPS'de (e-BPS) heterojen filo ile statik tam yeniden dengeleme problemi (e-HSTYDP) ele alınmıştır. e-HSTYDP, istasyonlar arasında e-bisikletlerin yeniden dağıtımında kullanılacak araç tipinin seçilmesi ve dengelemenin yapılması problemidir. Toplam dengeleme süresi ve toplam maliyet amaçlarının ayrı ayrı ele alındığı problem için karma tamsayılı model geliştirilmiştir. e-HSTYDP, NP-zor sınıfında yer aldığından, orta ve büyük boyutlu problemlere makul zamanlarda çözüm üretebilmek amacıyla Clarke-Wright Tasarruf (CWT) algoritmasına dayalı çözüm kurucu algoritma geliştirilmiştir. Model ve algoritmanın performansı, 6-40 düğüm arasında değişen 78 test problemi üzerinde incelenmiştir. Sonuçlar, küçük boyutlu problemler için modelin en iyi ya da en iyiye yakın çözümleri kısa sürede (en fazla 700 sn) üretebildiğini, ancak problem boyutu arttıkça çözüm süresinin hızla yükseldiğini göstermektedir. s-CWT algoritması ise orta ve büyük boyutlu problemlere 125 sn'den daha kısa sürede uygun çözümler üretmiş ve modelin bulduğu 3 çözümü iyileştirmiştir.. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
– Name: AbstractSuppliedCopyright
  Label:
  Group: Ab
  Data: <i>Copyright of Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, is the property of Gazi University, Faculty of Engineering & Architecture and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract.</i> (Copyright applies to all Abstracts.)
PLink https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=egs&AN=192992950
RecordInfo BibRecord:
  BibEntity:
    Identifiers:
      – Type: doi
        Value: 10.17341/gazimmfd.1798976
    Languages:
      – Code: tur
        Text: Turkish
    PhysicalDescription:
      Pagination:
        PageCount: 18
        StartPage: 427
    Subjects:
      – SubjectFull: Bicycle sharing programs
        Type: general
      – SubjectFull: Electric bicycles
        Type: general
      – SubjectFull: Mathematical models
        Type: general
      – SubjectFull: Mathematical optimization
        Type: general
      – SubjectFull: Heuristic algorithms
        Type: general
    Titles:
      – TitleFull: Elektrikli bisiklet paylaşım sistemlerinde heterojen filo ile yeniden dengeleme problemi: Matematiksel model ve sezgisel algoritma.
        Type: main
  BibRelationships:
    HasContributorRelationships:
      – PersonEntity:
          Name:
            NameFull: Akpınar, İpek Damla
      – PersonEntity:
          Name:
            NameFull: Keçeci, Barış
      – PersonEntity:
          Name:
            NameFull: Altıparmak, Fulya
      – PersonEntity:
          Name:
            NameFull: İç, Yusuf Tansel
    IsPartOfRelationships:
      – BibEntity:
          Dates:
            – D: 01
              M: 03
              Text: Mar2026
              Type: published
              Y: 2026
          Identifiers:
            – Type: issn-print
              Value: 13001884
          Numbering:
            – Type: volume
              Value: 41
            – Type: issue
              Value: 1
          Titles:
            – TitleFull: Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi,
              Type: main
ResultId 1