基于信息交互的大规模电动汽车充电路径规划

随着电动汽车的不断普及,在充电高峰时段大规模电动汽车聚集充电,将会导致充电站附近局部交通拥堵,带来用户充电等待、电网负荷大幅波动等问题。该文基于实时的信息交互系统,提出了综合考虑交通网、充电站、配电网信息的大规模电动汽车充电路径规划方法。设定包括路段通行、车辆充电需求、充电站负荷、电网运行等约束条件,建立考虑路段通行时间、充电站车辆数目、充电负荷等因素的多目标优化函数,采用改进的Dijkstra方法对该优化问题进行求解。仿真分析结果表明:该充电路径规划方法在保证配电网正常运行的前提下,可缓解充电站附近的交通拥堵,减少电动汽车用户充电等待时间,提高充电设施的利用率。     

电动汽车集散货一体化车辆路径问题

针对电动汽车特性,考虑里程约束和时间窗约束,建立以最小化总费用为目标的电动汽车集散货一体化车辆路径问题模型.模型考虑了车辆可在行驶途中多次前往充电站补充电量.因此,避免由于电量不足导致的车辆半路抛锚及电池过度放电.应用遗传算法求解模型,得到包含配送计划、行车时间及充电计划在内的配送方案.并基于Dijkstra算法求解任意两个邻接节点之间最短路径问题,在路网上为车辆规划行车路线.结合北京市城区路网的算例验证模型和方法的有效性和实用性.     

基于模糊PI控制的纯电动汽车驱动系统建模和仿真

 汽车工业在推动经济发展,提高人民生活水平的同时,也带来了能源短缺、环境污染和气候变暖等问题。电动汽车作为新能源汽车,是解决能源危机和环境污染问题最有效的途径。电动汽车的性能与驱动系统密切相关,研制和开发适合电动汽车各种行驶工况的驱动系统已成为电动汽车领域研究的重要内容。本文结合汽车行驶平衡方程和电机机械特性方程建立了纯电动汽车（EV）驱动系统的数学模型,采用模糊PI控制策略对模型进行优化控制,并在Simulink环境下对模型进行仿真验证。仿真结果表明,该纯电动汽车驱动系统的数学模型,能够真实准确地反映车辆的运行状态,采用模糊PI控制策略能够较好地对驱动系统进行优化控制,使得仿真车速对需求车速具有良好的跟随性。该模型具有较强的鲁棒性,适用于纯电动汽车驱动系统的仿真。     

电动汽车能耗与气体排放分析及环境影响评价

以普瑞斯、比亚迪E6分别作为混合动力汽车和纯电动汽车代表,利用生命周期评价方法,对电动汽车制造、使用、报废回收3个主要阶段进行了环境成本、能耗和环境影响潜值评价,并与以桑塔纳为代表的传统燃油汽车的相应结果进行比较分析.结果表明:在生命周期内,纯电动汽车的环境成本最低,其次是混合动力汽车,传统燃油汽车的最高,其中纯电动汽车的环境成本仅为燃油汽车的36. 04%.混合动力汽车和纯电动汽车在全生命周期过程中总能耗分别是传统燃油汽车的59. 92%和52. 20%.车辆行驶阶段,电动汽车的能耗较低,而在车辆制造和废弃回收阶段它们的能耗则更高.混合动力汽车和纯电动汽车全生命周期的加权总环境影响潜值分别为传统燃油汽车的56. 72%和34. 16%.混合动力汽车的环境影响负荷与传统燃油汽车的类似,主要来自于光化学烟雾,而纯电动汽车环境影响负荷则主要来自于粉尘、全球变暖和光化学烟雾三个方面.     

无人驾驶汽车避障方法探析

无人驾驶汽车是依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的智能汽车,它是利用车载传感器来感知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息,控制车辆的转向和速度,从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。无人驾驶汽车对解决现存的交通驾驶问题和提升安全性具有重大的现实意义。国内外对无人驾驶车辆避障的研究成果,主要从对周围动态环境的探测、对路径轨迹的跟踪与预测以及行驶路径规划3个方面对避障过程进行分析研究,从而让未来的无人驾驶技术的发展更有无限可能性。     

基于无线传感的动态智能交通诱导控制系统

为提高车辆的出行效率,缓解交通拥堵现象,设计了基于无线传感的动态智能交通诱导控制系统.利用车载自动感应装置和无线传感网络对车辆的行驶信息进行实时监控、定点收集并及时处理,同时依靠交通信号控制系统调节交通信号的状态;将交通诱导任务模型转换为带权的AOE网,以AOE网为基础拆分模型化后的诱导任务,附加交通状况的实时性约束,最终求解诱导问题的最优路径集合,从而实现对车流量的智能诱导.通过具体的实例验证,对获得的优化前后的交通信息数据进行对比,结果表明:该系统提高了交通运行效率,降低了车辆平均运行时间和缩短了平均出行距离,实现了交通数据流信息的最大化利用.     

多因素影响下的纯电动汽车电耗算法优化

针对纯电动汽车的电耗预测问题,提出一种考虑环境温度、电池状态和车速等多因素影响的电耗计算模型.首先,基于自主研发的数据采集装置,采集不同城市的纯电动汽车长期行驶数据,作为模型构建的基础;其次,考虑纯电动汽车实际行驶过程中的温度、电池和车速等因素,结合《中国汽车行驶工况》(CATC-LT)道路行驶标准,提出纯电动汽车行驶百公里的电耗模型;最后,对实际复杂环境中的百公里电耗进行优化.结果表明,在多因素影响的行驶环境中,均方根误差在0.83~4.92区间,平均均方根误差为2.00,比传统算法的均方根误差减少了77.1%.     

基于IPv6的电动汽车状态感知系统

电动汽车作为清洁绿色的新能源汽车,将在未来交通体系中发挥越来越重要的作用。电动汽车的研发需要在大量实际行驶数据的基础上进行统计分析,以定位存在的问题,从而对技术进行改进。目前针对车辆的感知分析系统主要针对传统动力汽车,并采用IPv4作为通讯协议,无法满足大规模部署对地址空间的需求。针对这些不足,该文设计实现了基于IPv6的电动汽车状态感知系统。系统接入车载网络后,全面感知电动汽车行驶的各项状态参数,并利用3G网络上的IPv6隧道上传至远程数据中心。一年多的实际部署应用表明:该系统能够有效地对大量电动汽车进行集中式的统计分析,使电动汽车研发机构可以更加深入全面地对电动汽车进行评估分析。     

基于手机传感器的交通状态识别研究

准确获取交通状态是实现智能交通的重要环节之一.为实时检测车辆行驶状态,进而提取出当前道路的运行状况,来研究基于手机传感器的车辆行驶状态数据收集及交通状态识别.首先,应用手机内嵌的加速度传感器获取车辆的实时行驶状态数据,然后构建基于SVM的交通状态识别模型.最后,利用一组真实的车辆运行状态数据集,验证提出的交通识别模型,获得了良好的识别性能,平均准确率达到89.05%.     

出租车GPS轨迹大数据在智能交通中的应用

安装了GPS的出租车可实现大范围、全天候的车辆行驶数据采集,这些量大、时刻变化的GPS轨迹数据记录了城市交通、人群移动的动态变化信息,对研究城市交通起着重要的意义.从研究基于数据驱动的智能交通角度出发,综述国内外基于出租车GPS轨迹大数据的城市智能交通研究现状,经过归纳总结,将目前的研究工作分为交通状态分析、运营管理及支持、路径规划及预测三个方面,总结并阐述出租车GPS轨迹大数据在这三个方面的研究及应用情况,并指出该领域目前面临的问题和不足以及进一步需要研究的方向.     

事业单位班车动态调度系统设计——以浙江科技学院为例

针对现有事业单位班车调度中存在的调度效率低、运行成本高、用户体验差等问题,引入车辆行驶路径、使用成本、服务时间等因素,将班车调度问题转化为多目标优化求解,从而实现班车资源的动态调度。同时,系统实现了车辆状态的可视化,用户和调度中心可以实时地对车辆的行驶状态以及车内空余座位进行监控。系统优化了单位班车调度方法,使得车辆服务更加人性化。     

网联混合车流车辆换道博弈行为及模型

车联网环境中,交通系统将长期呈现智能网联汽车和传统人工驾驶车辆混合共存的状况.针对智能网联交通环境下的新型混合车流,建立了车辆的换道行为决策模型.对于混合车辆交通流引入最小安全区域模型,自主车辆交通流基于博弈论的思想进行建模.自主车辆之间的换道被看作为1种非合作博弈行为,车辆以自身行驶状态为博弈收益,寻求行驶条件更优的车道.运用SUMO软件对提出的换道模型进行仿真验证分析.仿真结果表明,博弈换道模型相比于传统间隙阈值接受模型具有较高的车道利用率和安全稳定性.     

基于改进遗传算法的电动汽车轨迹优化方法

在复杂障碍物环境中的轨迹规划方法是电动汽车智能辅助驾驶技术的一个重要研究内容.为了使得电动汽车能够在高速行驶工况下平稳转向行驶,提出了一种基于改进遗传算法的轨迹优化方法.本文基于五次多项式进行轨迹规划,用改进遗传算法对五次多项式的参数进行优化,使得规划轨迹满足车辆的动力学约束条件,从而使得优化后轨迹具有更强的可行性.实车实验结果表明,优化后轨迹比优化前轨迹能够更好地满足动力学约束条件,优化效果明显,车辆在高速行驶工况下按照优化轨迹行驶能够进行平稳转向行驶.     

基于交通噪声分析的交通流状态识别方法

车辆行驶时的声音主要由发动机噪声、轮胎噪声、空气涡流噪声、排气噪声组成,多个车辆构成的交通噪声取决于道路的交通流状态.在分析现有交通状态识别方法和车辆声音特性的基础上提出了一种利用交通噪声的交通状态识别方法.按照车速将交通流分为自由流、饱和流和交通拥堵3种状态,对不同交通流状态下的交通噪声信号进行谱分析,以归一化的峰值频率作为特征,用支持向量机对不同的交通流状态进行识别.试验结果表明,通过交通噪声能够正确识别不同的交通流状态,具有较高的识别精度.     

汽车制造瞄准复合动力

在理论上,汽车可以有多种动力组合,但实际采用最多并且效果最好的只有一种:内燃机 电动机模式(简称HEV)。它同时配备一台小型内燃机和一台发电机以给蓄电池充电,从而可以延长汽车的续航里程。复合动力汽车弥补了纯电动汽车的一个重要不足,即一次充电续航里程太短,目前一般纯电动汽车一次充电仅可行驶130公     

基于道路坡度信息的插电式混合动力汽车能量管理策略

考虑道路坡度对整车驱动需求的影响,针对插电式混合动力汽车,提出基于道路坡度信息的插电式混合动力汽车能量管理策略,进行车载导航系统在整车能量管理策略中应用的初步探究。根据车载导航系统提供的道路信息,建立坡道行驶电量消耗预估模型,分别对行程中电量消耗阶段和电量维持阶段动力电池的荷电指数进行规划,提出行车预充电时刻规划准则,使车辆在坡道行驶前动力电池的荷电指数达到预定值,保证车辆在坡道行驶时不会因动力电池亏电造成动力不足或过放电有损动力电池的使用寿命,并在上坡行驶结束后动力电池的荷电指数下降到临界值,有利于充分吸收制动回收的电能。利用MATLAB/Simulink仿真平台,对提出的能量管理策略进行仿真验证。本文所提出的基于坡道预测的能量管理策略能够避免动力电池的过放电,确保车辆上坡行驶过程电量充足。     

基于动态虚拟障碍物的智能车辆局部路径规划方法

针对传统人工势场法在智能车辆局部路径规划中未充分考虑车辆动力学和运动学约束的不足,提出一种基于动态虚拟障碍物的局部路径规划方法.首先根据环境、车辆运行状态和道路交通规则分析车辆行驶安全性并获得虚拟车道线的解析表达,再进行车辆驾驶行为决策并生成受约束的动态虚拟障碍物,最后采用考虑动力学和运动学约束的改进人工势场法进行局部路径规划.仿真实验表明,该方法在保证动力学和运动学约束的前提下,能够在不同初始速度、相对速度和相对距离工况下获得较好的规划性能.     

紧急避让路径跟踪自抗扰控制

自动紧急避让作为一种辅助驾驶系统,能够提高汽车行驶的安全性.为了提高不同质量参数、不同轴距车辆路径跟踪性能,以二自由度车辆模型为基础,设计二阶自抗扰控制器.车辆模型参数变化可以通过三阶扩张状态观测器进行观测和补偿.针对避让过程存在侧向加速度过大或产生阶跃、曲率不连续问题,引入三次B样条曲线对避让路径进行再规划.采用软件Carsim与Simulink联合仿真方法进行控制器性能验证.仿真结果表明,基于自抗扰方法设计的紧急避让路径跟踪控制器能够保证不同车型车辆很好地跟踪规划的轨迹,保证车辆稳定性.     

复合电源电动汽车动力系统建模与仿真

由于蓄电池的功率密度低、能量密度低,以蓄电池作为单一电源的纯电动汽车,动力性和续驶里程因此受到极大的限制.本文将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容一蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足.分析了在典型工况下的车辆需求功率对应的电流变化曲线,并根据储能系统的状态划分为单独驱动、共同驱动、预充电和再生制动共四种工作模式,在MATLAB/Simulink环境下建立了纯电动汽车动力系统的仿真模型,包括蓄电池模块、超级电容模块、功率分配模块和驱动模块,根据市区循环工况进行了仿真测试,结果表明采用超级电容一蓄电池储能系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能,使能量利用率提高了近17％.     

电动汽车与燃油汽车能耗排放对比分析

为定量评价车辆使用汽油和电能从能源开采到车辆行驶过程中的能量消耗和气体排放情况,选取同一车型的电动车和汽油车为评价对象,对比分析了不同化石燃料从开采、运输、炼油或发电,最后到车辆使用全过程的能量消耗与气体排放数据。结果表明:与传统汽车相比,纯电动汽车在能量消耗与温室气体排放方面仅为传统汽车的41.5%和6.1%,说明发展电动汽车对能源利用与环境保护都有重要的意义。