Energy-saving potential in outdoor digital billboards in smart cities
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2024-01-22
Department
Major/Subject
Sustainable Energy Systems and Markets
Mcode
ELEC3048
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions
Language
en
Pages
39 + 11
Series
Abstract
Outdoor digital billboards are a common sight in today’s smart cities. These billboards are usually turned on 24 hours a day, which brings up the question of energy-saving potential. The objective of this thesis is to find the Pareto-efficient strategies for which hour of day an outdoor digital billboard should be turned on or off. For this we utilize prior traffic data and price of electricity data. The Pareto-efficient strategies are found by using a sequential brute force algorithm based on multiobjective optimization, which goal is to find all the Pareto-efficient strategies. The Pareto-efficient strategies are then used to conduct a threshold-based robustness analysis, which in turn is used to constrain the set of Pareto-efficient strategies to find the most optimal solutions. The goal is to derive reliable and effective operational strategies for digital billboards in smart cities. The results show that constraining the Pareto-efficient strategies using the robustness analysis reduces the number of options significantly from all the initial alternatives. In the future, depending on the preferences of the decision maker, the parameters and level of constraint can be adjusted to fit specific needs. This paper gives an overview of what a decision maker should expect and what is needed when solving problems of this type.Ulkokäyttöön tarkoitetut digitaaliset mainostaulut ovat yleinen näky nykypäivän älykaupungeissa. Nämä mainostaulut ovalt yleensä päällä 24 tuntia vuorokaudessa, mikä nostaa esille kysymyksen niiden ener-giansäästöpotentiaalista. Tämän opinnäytetyön tavoitteena on selvittää, mihin kellonaikaan ulkokäyttöön tarkoitetut digitaaliset mainostaulut tulisi kytkeä päälle tai pois, löytämällä Pareto-tehokkaat strategiat. Tätä varten hyödynnetään liikenteen ja sähkön hinnan historiatietoja. Pareto-tehokkaat strategiat löydetään käyttämällä monitavoiteoptimointiin perustuvaa väsytysmenetelmää, jonka tavoitteena on löytää kaikki Pareto-tehokkaat strategiat. Pareto-tehokkaita strategioita käytetään sitten kynnysarvoon perustuvan robustisuusanalyysin suorittamiseen, jota sitten puolestaan käytetään rajoittamaan Pareto-tehokkaiden strategioiden joukkoa optimaalisimpien ratkaisujen löytämiseksi. Tavoitteena on löytää luotettavia ja tehokkaita toimintastrategioita digitaalisille mainostauluille älykkäissä kaupungeissa. Tulokset näyttävät, että Pareto-tehokkaiden strategioiden rajoittaminen robustisuusanalyysin avulla vähentää merkittävästi jäljellä olevien vaihtoehtojen määrää. Tulevaisuudessa parametrejä ja robustisuutta voidaan muuttaa päätöksentekijän mieltymyksien mukaan. Tämä työ antaa yleiskatsauksen siitä, mitä päätöksentekijä voi odottaa ja tarvita tämäntyyppisten ongelmien ratkaisemiseen.Description
Supervisor
Pinho, PauloThesis advisor
Bhusal, PramodKeywords
outdoor digital billboards, multi-objective optimization, pareto-efficiency, robustness analysis