基于改进K均值和马尔科夫链的公交车行驶工况构建

目的 为填补目前缺少符合重庆城区地形特点的公交车行驶工况空白。方法 提出一种改进的K均值聚类算法与马尔科夫链结合的行驶工况构建方法。通过滤波算法对采集到的重庆城区805路公交车有效行驶数据进行平滑处理,从平滑后的行驶数据中提取出1 721条运动学片段;采用核主成分分析法对各运动学片段的特征参数矩阵进行降维处理,以粒子群算法选择适合的K均值初始聚类中心,并通过改进后的K均值聚类算法对运动学片段进行分类标记;最后通过马尔科夫链筛选出合理的运动学片段,构建出时长为1 310 s的重庆城区公交车行驶工况。结果 将构建的行驶工况与实车采集数据及国内外部分典型工况进行对比,结果表明：所构建的工况与原始数据在速度-加速度的联合分布趋势一致,构建的行驶工况与实车采集数据各特征值误差均小于7%,所构建的工况与原始数据特征高度吻合且能较好地反映出重庆城区公交车怠速时间比例高、加减速频繁等符合区域特点的实际交通状况。结论 构建的工况能为重庆市公交车行驶路线规划、排放及油耗测试等方面提供基础标准,同时其涉及的研究方法能为新能源汽车能量管理、控制策略及其他城市工况构建和城市公交线路优化提供参考。     

柴油公交车行驶工况解析及排放特性研究

为评价ESC和ETC工况与公交车实际行驶工况的一致性,以及其排放限值与实际行驶排放水平的差异,对北京市公交车的行驶工况进行了调查.采用聚类的统计方法对工况数据进行解析和特征值计算,选择合适的公交车采用SEMTECH气态分析仪对气态污染物实时测量.结果表明:ESC稳态及ETC瞬态工况均与公交车的实际行驶工况有很大的差别,采用通过ESC和ETC标准的发动机在公交车上运转时,CO和NOx的排放量会经常大幅度超过限值,特别是NOx超过50%的时间点均处于限值以上,且偏离程度较大,不能有效地对公交车排放进行限定.对公交车可以在台架上采用特定的工况进行型式认证,或者采用车载测量的方法作为补充的监督手段.     

上海市公交车行驶工况的调查和研究

以上海市的道路及其车辆运行为研究对象，运用覆盖率、路段频度和等概率抽样等方法，规划能够代表上海市公交车典型运行线路，并进行了大量的试验和实际运行数据的采集．对大量的试验数据进行了处理，运用短行程、主成分分析、聚类分析等方法，构建了上海市公交车的实际行驶工况．     

面向车路协同的公交车行驶行为研究展望

针对目前相关研究中公交站区公交车行驶行为主要由跟驰、换道及仿真等理论模型进行刻画的局限,为了构建符合车辆实际运行的行为模型,明晰现有公交站相关设计规范是否科学合理,提出了基于无人机视频和图像识别技术。参数化提取公交车进出站过程中的轨迹、速度、加速度等真实行为特征数据的方法,并对其运动变化规律进行详细分析。探讨了基于实测大数据构建车辆运动模型的必要性和可行性,提出了相应技术路线及关键技术。初步研究表明,该方法将能准确描述公交车行驶行为与道路设计、社会车辆运行之间的有机联系,可为公交站几何尺寸设计、公交站区范围内车辆管控以及无人驾驶研究提供技术支撑。     

基于实际工况的插电式混合动力公交车参数自适应控制策略研究

为充分挖掘插电式混合动力公交车的节油潜力,提出了一种基于工况影响的变参数控制策略,从而实现了整车功率的合理分配。采集20辆公交车的行驶数据、利用短行程分析法,拟合出某城市公交车的拥堵、市区、市郊及综合这4类工况,同时利用组合优化算法优化了相同行驶里程下4类工况的整车控制策略的关键参数,选择性地建立了识别数据库并嵌入到基于综合工况优化后的定参数控制策略中,进而形成依据欧氏距离和贴近度准则的实时判别当前工况类型并自动调用该类工况最优控制参数的变参数控制策略。研究结果表明:较定参数控制策略,相同实验工况下变参数控制策略的整车综合油耗降低5.12%;通过引入快速控制原型测试得出,综合工况下变参数控制策略的整车综合油耗降低4.9%,验证了变参数控制策略的可行性。     

基于车路协同的纯电动公交车行驶工况的节能优化

针对公交车的行驶路线中站点固定、需要频繁启停和没有考虑实时交通信号灯信息的问题,基于车路协同(CVIS),设计分析公交站点间不同的"加速—匀速—减速"的行驶工况,在ADVISOR(高级车辆仿真器)仿真平台上建立纯电动公交车动力系统模型.结合交通信号灯信息和站点距离信息,利用非GUI编程方法实现ADVISOR和遗传算法的联合仿真,以单位里程油耗量最低为目标,获得纯电动公交车在站点间的一种最优行驶工况,和车路协同工况优化前相比,单位里程油耗降低29.4%.     

成都市实际道路汽车行驶工况的研究

采用一套车载实验系统,记录了实际道路汽车行驶的瞬时速度和排放数据.从大量的速度数据中以11个特征参数为基准,合成了成都市不同道路的行驶工况,并与标准测试工况进行了对比分析,发现它们之间存在较大差别.     

车辆行驶工况开发方法

基于大量的车辆行驶工况开发的方法和设备的研究,将车辆行驶工况的开发从道路调查到工况的验证分为五个基本过程．结合某个具体项目的研究,对每一过程所使用的方法进行了比较深入的论述．应用研究结果证明了这种方法的完整性和科学合理性．     

多源信息融合的插电式混合动力公交车行驶工况构建

为了反映插电式混合动力公交车(PHEB)在实际公交工况运行时的真实油耗,提出了一种基于实时交通信息的工况构建方法。首先,通过车载传感器获取实时交通信息,利用D-S证据理论对获取的多种传感器信息进行多源信息融合。其次,根据实车采集的原始行驶数据,对车速片段进行划分。利用马尔可夫转移矩阵,结合蒙特卡洛方法构建了全局行驶工况。通过实时更新的交通信息对构建的全局行驶工况进行实时更新,从而进一步反映实时的道路行驶路况。最后,通过与实际工况数据的比较,验证所提出方法的有效性。研究结果表明:基于实时交通信息构建的行驶工况与实际工况较为吻合,主要特征参数的相对误差均在5%以内,百公里油耗与实际工况的百公里油耗相对误差为1.8%。     

基于行驶工况的纯电动汽车能量消耗实验研究

针对不同行驶工况下纯电动汽车电能量消耗差异较大的问题,以某款纯电动汽车为研究对象,通过纯电动汽车电能量消耗实验,研究了纯电动汽车电能量消耗与其行驶工况和电能量控制方法之间的关系。分析了纯电动汽车在NEDC、Jap1015和FTP75实验工况中的电能量消耗及其控制方法。讨论了行驶工况特征参数和电能量动态控制方法与纯电动汽车电能量消耗之间的作用关系。结果表明:不同行驶工况的整车电能量消耗并不是随着行驶里程增加而增加,其主要影响因素是纯电动汽车电能量动态控制方法;当采用基于单位里程瞬时能耗的电能量动态控制方法对NEDC前部工况的三个加速阶段进行控制时,将使纯电动汽车单位里程平均能耗分别降低9.4%、18.61%、19.19%。     

混合动力汽车上AMT的换挡过程分析

基于电机控制器速度环的快速转速调节响应特点,提出了换挡过程借助电机速度调节、缩短换挡过程啮合齿轮同步时间的电机与自动机械变速器的综合协调控制方法.以研制的GZ6110HEV混联式混合动力电动大客车为例,建立系统的动力学模型,通过仿真和试验,证明该方法能大大缩短换挡时间,是有效和实用的.     

改进的城市公交循环工况开发方法

提出了一种改进城市公交循环工况的开发方法.根据车流量在主要商业区、工业区与居民区之间选择测试线路进行数据采集,以公交各站点间的行程作为短行程,根据工况时间比例由短行程构建城市公交循环工况,用参数均值方差选择典型城市公交循环工况.以大连城市公交为例,验证了改进的城市公交循环工况开发方法的有效性,以及应用该方法合成的大连城市公交循环工况的真实性.为开发适合城市公交特点的电动汽车,及其污染物排放量和燃油消耗量的测量提供了设计依据.     

基于极小值原理的增程式电动车辆在线能量管理控制策略

针对某増程式电动校车设计了一种基于极小值原理的在线能量管理控制策略,并分析了其能实现SOC维持控制的机理. 基于Matlab/Simulink仿真环境和部件实验数据搭建了高保真度的前向仿真模型. 仿真结果表明:该控制策略对不同的行驶工况具有很好的适应性. 相对于传统开关型控制策略,燃油经济性最高能提高5.8%.      

挡位数设计对纯电动公交车能耗的影响

为系统地分析挡位数对电动公交车能耗的影响及车辆变速箱匹配问题,建立了电动公交车动力驱动系统模型.文中使用动态规划方法对车辆变速箱分别采用4,3,2挡设计,对车辆变速箱在4种工况下进行换挡控制优化,并提取最优双参数换挡策略,得到最优能耗数据.结果表明:以4挡变速箱为参考标准,使用3挡变速箱仅增加约1%的能耗,而2挡变速箱则增加大约5%的能耗.      

基于多层次综合评价的公交运行瓶颈诊断

运行瓶颈诊断对公交发车时刻表调整和车辆调度优化具有重要意义。从公交乘客和公交运营企业的不同关切点出发,结合公交GPS和IC卡等实时运营数据,提出一种公交运行瓶颈诊断方法。在公交企业运营效益、公交乘客出行效率等因素分析的基础上,分别从站点层面提出公交车头时距、车辆延误度等运行评价方法,在线路层面构建公交行程时间与运输效益评价方法,以及基于站点、线路评价结果的线网层面综合分析方法。最后,利用案例获取的公交车位置、行驶速度、公交乘客数量等实时数据,以及公交站点、线路、线网和调度方案等静态数据,对所提方法进行检验。结果表明,公交运行瓶颈诊断结果与公交实际运行状况具有较高符合度,能够实时、有效反应公交运行状态,具有较好的工程实用价值。     

基于无监督学习的实时公交动态调度的研究

针对广州智能公交调度的优化问题,提出一种基于无监督学习的实时公交动态调度算法,结合乘客利益和公交公司利益总体最优为目标,通过无监督学习方法学习到公交客流出行特征表达的提取,利用吸引子传播(affinity propagation,AP)聚类算法的优化数据集与支持向量机(support vector machine,SVM)的训练样本集相结合建立预测模型训练,运用公交线网发车间隔和加权系数的目标函数优化调度数学模型,将多源信息融合及多策略的实时公交动态调度算法引入到求解模型中,利用深度学习的异常突发事件分类检测方法实现调度优化模型的实时调整。实验结果表明,AP聚类算法程序运行耗时16 s、高峰发车间隔5 min,比遗传算法运行效率更高、时间间隔更精确,实例证明模型和算法具有实用性和可靠性。     

基于改进遗传算法的接运公交线路生成优化模型

城市轨道交通接运公交线路布设效果直接影响到轨道交通线路的运营效率.为了探讨轨道交通接运公交线路的最优布设方案,以最少线路接运最大客流量为目标,建立了线路生成的优化模型,并给出了求解该模型的改进遗传算法.以北京地铁5号线宋家庄站和刘家窑站的接运公交线路布设方案为例进行分析,结果表明:两个轨道交通站点布设6条接运公交线路能够使接运公交线路的载运能力最大,为205人/(km/h).     

基于特征选择的公交专用道设置方法

本文研究城市公交专用道的设置方法,以贵州省贵阳市城市道路为实验城市,融合了电警、卡口过车数据、公交车GPS数据、公交车线路数据、公交车站点分布数据、道路基础信息数据和电警、卡口地理信息数据。构建视频检测设备的网络拓扑结构,分析公交车和社会车辆速度的关系特征构建特征选择模型,判断出城市哪些路段需要设置公交专用道。然后设计模型优化算法进一步判断各路段适不适合设置公交专用道以及怎样设置的方法,最终研究出一套能够基于数据自动计算城市公交专用道设置方案的方法。