Peer-to-peer autonomous car-sharing: a system architecture and impact assessment for Lisbon

Ana Rita Monteiro Rocha de Sousa Martins

Informações chave

Autores:

Ana Rita Monteiro Rocha de Sousa Martins (Ana Rita Monteiro Rocha Martins)

Orientadores:

Filipe Manuel Mercier Vilaça e Moura (Filipe Manuel Mercier Vilaça e Moura), Carlos Miguel Lima de Azevedo (Carlos Miguel Lima de Azevedo)

Publicado em

06/12/2023

Resumo

O futuro da mobilidade autónoma partilhada a pedido (AMOD) tem-se centrado, maioritariamente, em soluções empresariais (B2C). No entanto, o futuro pode transparecer a tendência atual na qual a posse de veículos ainda é relevante. A solução de mobilidade autónoma partilhada entre pares (P2P ACS) surge como uma oportunidade de dar maior uso aos veículos autónomos (AVs) privados, promovendo a sustentabilidade no sistema de transportes. Para contextualizar a solução P2P ACS no sistema de mobilidade futuro, foi realizada uma ampla revisão de literatura e desenvolvido um modelo de negócio no qual se identificou o valor da solução para o mercado. Esta solução foi também explorada numa perspectiva operacional, foi construído um modelo por agentes (ABM) para a Área Metropolitana de Lisboa (LMA) e usado o software AnyLogic para simular os impactes de diferentes cenários de oferta-procura. Esta tese mostra que a solução P2P ACS pode caber no futuro. A solução foca-se em dar resposta às necessidades de mobilidade urbana, trazendo beneficios para os seus utilizadores, e potenciar o maior uso dos veículos com passageiros, respondendo aos desafios ambientais. Mas o sucesso da solução P2P ACS também acarreta desafios. A simulação da operação mostra que aproximadamente 1.000 AVs (0,3% da atual frota de veículos privados em Lisboa) conseguem satisfazer cerca de 22.000 viagens (2% da procura diária de viagens, usando como proxy a quota modal atual do táxi), assegurando um bom nível de serviço. Também aponta que a solução P2P ACS contribui para aumentar o uso diário do veículo para valores entre 23% e 54%, dependendo do tamanho da frota (0,3 e 0,1%, respectivamente). A simulação realça a importância do equilíbrio entre a oferta e procura e sublinha que a agenda do dono do veículo tem um grande impacte no nível de oferta nomeadamente em horas de ponta, quando se verificam os maiores níveis de desistência por falta de resposta. A aposta em políticas operacionais relacionadas com a imposição de quotas de veículos ou taxas de viagem em vazio e políticas públicas relacionadas com a localização de pontos de espera e fornecimento de serviços de carregamento e manutenção, podem ser essenciais para garantir o sucesso da solução e trazer benefícios à mobilidade urbana. The future landscape of autonomous mobility on-demand (AMOD) has predominantly focused on business-to-consumer (B2C) solutions. However, the future might mirror the current trend where vehicle ownership remains significant. The peer-to-peer autonomous car-sharing (P2P ACS) solution emerges as an opportunity to optimize the use of idling private autonomous vehicles (AV), fostering sustainability in the transportation system. To contextualize the P2P ACS solution within the future mobility framework, an extensive literature review was conducted, and a business model was developed, pinpointing the solution's market value. This solution was also examined from an operational standpoint, with an agent-based model (ABM) constructed for the Greater Lisbon area and the AnyLogic software employed to simulate impacts across different supply-demand scenarios. This thesis posits that the P2P ACS solution has a place in the future. It aims to address urban mobility needs, offering benefits to its users, and maximizing vehicle usage with passengers, addressing environmental challenges. However, the implementation of the P2P ACS solution also presents challenges. Operational simulation reveals that approximately 1,000 AVs (0.3% of Lisbon's current private vehicle fleet) can satisfy around 22,000 trips (2% of daily travel demand, using the current taxi modal share as a proxy), ensuring a high service level. It also indicates that the P2P ACS solution can boost daily vehicle usage to values between 23% and 54%, contingent on fleet size (0.3% and 0.1%, respectively). The simulation underscores the importance of balancing supply and demand and highlights that the vehicle owner's schedule greatly impacts supply levels, especially during peak hours when the highest dropout rates due to unmet demand occur. Investing in operational policies related to vehicle quota imposition or empty trip fees, and public policies concerning designated waiting areas and the provision of charging and maintenance services, may be crucial to ensure the solution's success and bring benefits to urban mobility.