城市道路轻型汽车行驶工况构建

为了制定标准车辆能耗规范和标定车辆排放,优化汽车使用性能,以呼和浩特市区道路上轻型汽车为研究对象,对轻型汽车行驶工况进行了分析. 首先通过中国汽车检测工况研究和开发（China automotive test cycle,CATC）专用数据采集设备,收集了74台车辆的行驶工况样本数据,数据采集覆盖所有时段类型、道路类型、轻型车类型和驾驶员类型;其次通过加权二次构建控制不同车辆类型的比例,采用主成分分析和聚类分析预处理数据,制定短行程规则;最后将运动学片段进行裁剪和特征值分类,构建了城市道路轻型汽车行驶工况. 研究结果表明:CATC平均速度为25.87 km/h,运行平均速度为33.92 km/h、匀速比例为20.59%,怠速比例为23.72%,加速比例为28.56%,减速比例为27.13%. 与欧盟提出的轻型车循环测试工况相对比,平均速度、运行平均速度、匀速比例低于欧洲工况,加速比例、减速比例、怠速比例高于欧洲工况.      

基于K-均值聚类和支持向量机的电动汽车行驶工况研究

针对现有行驶工况难以反映车辆真实驾驶情况的问题,以国内典型大中型城市——西安市为例,对电动汽车行驶工况构建方法进行研究.根据西安市道路布局,设计了城市道路行驶工况数据采集方案;提出了一种K-均值聚类和支持向量机相结合的半监督分类模型,构建了西安工况;最后将西安工况与原始试验数据和国际标准行驶工况进行对比.研究结果表明:西安工况与实际道路行驶数据特征参数的相对误差均小于5％,平均相对误差仅为2.66％,构建的行驶工况能够真实反映西安市车辆的运动特征;且由于动力系统的差异,电动汽车工况比内燃机车工况更为激进.     

有轨电车典型行驶工况的构建

为合理评估有轨电车在轨道交通中的行驶特征及运行指标，为有轨电车设计与控制提供依据，对有轨电车典型行驶工况进行构建. 首先，以巴黎、布达佩斯、墨尔本城市的有轨电车线路及行驶数据为基础，采用聚类方法获取降维行驶特征；然后，基于马尔可夫链理论，构建有轨电车典型行驶工况；最后，将构建工况与实际工况进行特征值对比分析，并基于所构建的典型工况进行仿真验证. 结果表明:构建的典型行驶工况与实际工况样本数据库总体特征的平均偏差仅为2.63%，满足偏差低于5%的开发精度要求；此外，典型行驶工况与实际行驶工况下的需求功率误差也仅为1.78%，验证了典型工况模型的准确性和有效性.      

基于车辆能耗状态的济南市道路行驶工况构建

为指导车辆设计及优化整车动力系统性能,对道路坡度、瞬时比功率、车速等反映车辆能耗的关键因素进行分析,在建立运动学片段特征值的基础上,运用主成分分析方法及快速聚类分析方法分析了运动学片段特征值,构建了候选工况,综合运用相关系数、相对误差及关键参数概率分布选出了代表性行驶工况,该代表性工况即为构建的济南市道路行驶工况.研究结果表明,以车速信息为基础的特征值与总体样本的相对误差平均值为2.82%,反映道路坡度和能耗状态的特征值与总体样本误差平均值为3.40%,表明构建的工况特征值能够表征车辆实际道路行驶状态.      

宁波市区道路汽车行驶工况调查研究

利用GPS调查了宁波市不同道路汽车行驶工况，记录了实际道路汽车行驶瞬时速度的大量数据．根据这些调查数据进行了不同道路汽车行驶工况的解析，分别建立起适合宁波市汽车排放污染物测量的一般道路汽车行驶工况、快速道路汽车行驶工况、城区综合道路汽车行驶工况的监测系统。     

南京市轻型车不同工况下污染物排放分析

为对比南京市市区轻型车实际行驶工况与标准工况(含检测工况)在工况特征和排放特性上的差异水平,以南京市轻型汽油车为对象,采用车载测试系统和底盘测功机对各种工况进行排放测试。标准工况的CO2、CO和HC的平均排放速率是实际工况下的1.2～2.4倍,实际行驶工况下对应的污染物排放速率是标准工况下的1.1～2.2倍。由于实际道路运行条件下的车辆频繁加减速,导致实际工况的NOx排放速率高于标准工况的NOx排放速率(达到1.3倍)。结果显示,检测工况可以合理反映出实际道路下的匀速和怠速排放情况,但检测工况下的排放速率较低。标准工况仅能反映出污染物的基本排放规律,不能较好地表达实际工况车辆频繁加速、减速导致的污染物排放差异。     

基于聚类和马尔可夫链的货车实际工况构建方法研究

针对货车法规工况与实际使用工况的油耗等性能相差较大问题,利用车联网平台获取目标样车实车行驶数据,提出基于高斯混合模型聚类和马尔可夫链结合的货车实际工况构建方法。通过主成分分析、高斯混合模型聚类分析将运动学片段分类,类中以速度区间划分行驶状态,采用Laplace Smoothing方法来估计状态转移概率,利用马尔可夫链法合成类内候选工况,选择类内最佳工况,构建目标货车实际行驶工况。结果表明：与原始数据相比,所建工况速度-加速度联合概率密度分布吻合较好,整体特征参数平均相对误差为4.32%;与实测百公里油耗相比,法规工况和所建工况的仿真油耗相对误差分别为26.33%、4.86%。所建工况精度较高,能够有效反映车辆实际行驶特征及油耗性能,可以为车辆的精细化设计和实际道路整车性能评价提供条件和依据。     

基于工况分布的轻型车速度排放修正因子的建立方法

速度排放修正因子(Speed Correction Factors,SCF)是评估速度变化对车辆排放影响的重要参数.然而,传统的SCF建立方法耗时长、成本较高,且获取的SCF分辨率较低.为了得到高分辨率的SCF,基于北京市大量的实测工况数据和排放率数据,提出了北京市轻型车SCF的建立方法.首先,对采集的工况数据进行60 s短行程划分及2 km/h行程速度的聚类;在此基础上,建立不同道路类型和速度区间下的比功率分布(Vehicle Specific Power,VSP);然后,结合排放率和建立的VSP分布,建立不同道路类型、排放标准的各污染物的SCF.经过分析,得出相比传统的SCF建立方法,本文提出的方法更能反映车辆的实际行驶特征、且获得的SCF的速度分辨率更高.     

基于veDYNA的运输车辆侧翻动力学仿真研究

选取三轴货车为研究对象,基于车辆动力学仿真软件ve Dyna环境建立运输车辆行驶动力学仿真平台,并对模型的有效性进行验证。通过设置角阶跃典型行驶道路工况,分析车辆行驶动力学参数和道路参数等因素对运输车辆发生侧翻的影响机理。仿真结果表明,车速、方向盘转角等动力学参数对运输车辆的侧倾稳定性影响较大,道路参数对运输车辆的侧倾稳定性影响较小。建立的运输车辆行驶动力学仿真平台,能够很好的模拟真实车辆的实际工况,为进一步研究运输车辆的防侧翻控制提供较好的理论基础。     

基于聚类和比功率分布的西安城市公交行驶工况研究

车辆行驶工况是评价车辆油耗、排放等各项性能指标的重要测试依据。采集所选西安城市公交线路实际运行数据,以站点强度和线路强度为数据分配依据,建立了西安城市公交线路工况构建的原始数据总样本。采用聚类法将样本数据分为拥堵、一般、通畅这3类,基于比功率分布构建出3类工况,并以3类数据的时间比例构建出西安城市公交行驶综合工况;从比功率分布和特征值两个角度对综合工况进行验证,并将其与ECE工况和CCBC工况进行了对比分析。结果表明:所建综合工况与样本数据的比功率分布误差为0.003 3,特征值平均误差为0.083,均远小于ECE工况和CCBC工况与样本数据的误差,能准确地反映西安市公交车实际运行状况和排放特征。     

不同路况下汽车行驶工况的测试与分析

利用自主开发的一套车载测试系统，采用双参数法（发动机转速和发动机转矩）对试验车辆在不同道路上行驶时的实际行驶工况进行统计分析，从而分析比较了不同路况下车辆行驶工况分布以及档位使用概率的差别，为试验车辆传动系统及发动机性能的优化匹配提供试验依据．     

道路车辆实际行驶工况解析方法研究

通过对2001年天津市下市区及市郊道路车辆实际行驶的综合典型工况研究，描述了一种解析方法，用解析出的结果与世界上通用的行驶工况进行了相关性比较。结果表明，该种解析方法科学合理，结果可信度高，可较好地指导道路车辆实际行驶工况的提炼。     

基于出租车轨迹数据的道路空驶率分析

出租车作为城市公共交通的重要组成部分,在其运营过程中产生了海量的轨迹数据,这些轨迹数据中包含了大量隐含的规律及有价值的信息,对其进行数据挖掘可以得到出租车的出行特征及运营规律,从而优化出租车运营模式、增加司机收益.而OpenStreetMap项目是众源地理数据中极具代表性的项目,其数据量丰富、现势性强、成本低廉,被广泛应用.针对这一现状,依据空驶率的定义,提出道路空驶率的概念,并利用深圳市出租车轨迹数据及深圳市OpenStreetMap矢量地图数据,对其预处理后挖掘各条道路上出租车行驶数目及其载客情况,据此计算出租车在各条道路的空驶率,进而基于出租车轨迹分析道路空驶情况,最终得到出租车在各街道的空驶特征,从而为城市交通管理及出租车运营提供参考依据.     

城市混合道路行驶工况的能量利用率研究

随着机动车保有量的不断增加,汽车燃油消耗迅速增加,能源短缺问题越来越严峻。汽车的污染物排放、燃油消耗量和运行经济性受汽车实际行驶工况的影响较大。在分析国内外行驶工况研究现状的基础上,根据车辆在城市混合道路上经历加速、匀速、减速、怠速各种工况变化的行驶情况,定义能耗、能态、能量利用率的概念,利用车辆没有制动行驶克服空气阻力和滚动阻力下的自由行驶距离构建能量利用率模型,并将此模型在我国市区的行驶工况下进行应用,计算出标准工况下的能量利用率。研究表明:车辆的能量利用率不到40%,提升空间较大,为减少能源消耗提供新的研究方向。     

城市道路汽车行驶工况构建方法

为了优化汽车行驶性能, 制定了反映中国实际道路行驶状况的测试工况, 以轻型汽车道路实测数据为数据源, 提出了城市道路汽车行驶工况构建方法; 数据采集覆盖主要时段和道路, 剔除了异常数据, 并引入多尺度小波变换对车速降噪; 利用3层小波分解过滤地面扰动的影响, 保留车速关键信息; 基于9种与行驶特性密切相关且具有代表性的特征参数建立汽车运动学片段特征体系; 分别利用主成分分析和自编码器对特征降维处理, 使用K-means++聚类算法确定运动学片段, 并引入Silhouette函数筛选聚类结果以替代人工选择, 确定聚类类别为2类; 以与相应聚类中心的距离为指标, 筛选出各类别中最能反映本类别特性的200个运动学片段, 作为候选运动学片段, 最终以基于最小性能值的评估方法确定代表性运动学片段, 完成了汽车行驶工况的构建, 分别得到主成分分析和自编码器2种降维处理对应的汽车行驶工况曲线。计算结果表明: 以主成分分析和自编码器2种处理方法为基础构建的汽车行驶工况对数据源均体现了较高的代表性与合理性, 基于主成分分析降维最终得到的数据与数据源的相对误差绝对值多数低于10%, 其中平均速度、平均行驶速度、怠速时间比、加速时间比、减速时间比、平均加速度、加速度标准差、平均减速度的相对误差分别为0.75%、5.50%、9.14%、9.80%、9.98%、8.45%、6.17%、7.73%, 仅速度标准差的相对误差较大, 为24.31%, 与自编码器方法得到的结果相比具有更强的综合代表性, 更适合用于汽车行驶工况的构建。      

城市公交车行驶工况的构建

以城市公交车为研究对象,运用覆盖率、路段频度等方法,选取城市典型的公交运行线路,并进行大量的实验和实际运行数据的采集。利用主成分析和聚类分析构建行驶工况,研究表明,将众多反映道路交通特征的运动学片段特征值用主成分析法压缩成代表原始数据80%以上信息的3个或4个公因子的方法是可行的,接着用聚类分析提炼这些运动学片段。根据统计分析的概率随机选择并重组实际运动学片段,并以典型公交线路为研究对象进行分析,得出一个基于实际公交车速度的行驶工况,构建能反映典型公交线路交通状况的工况。     

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交通事故是导致高速公路延误的一个主要因素,同时也降低了道路通行能力、车辆以及人员的安全性,甚至有可能导致二次事故发生.对此,相关部门已开始制定一些事故管理方案以降低或者消除事故影响并最大限度地增加道路通行能力和车辆行驶安全性.应密歇根交通部要求对底特律市高速公路网事故清理时间影响因素进行分析,基于交通流数据、道路几何特征及大量的事故数据,建立了参数化危险持续时间模型.所建立的四个模型分别基于不同的概率分布.结果表明,四个模型的性能大体相似,但是相对于其他分布,log logistic分布更适合于事故清理时间分析.对事故清理时间影响显著的因素有：事故发生的时间、路段交通特性和几何特性,以及事故特征.     

出租车驾驶员驾驶行为对油耗的影响及潜力分析

本文基于北京市出租车实际运行数据,研究城市快速路基本路段不同工况、服务水平下驾驶行为对出租车油耗的影响,分析各条件下生态驾驶节能潜力.应用方差分析方法,分析不同条件下驾驶行为对出租车油耗的影响.研究结果表明,出租车在城市快速路基本路段加、减速频繁;随服务水平提高,加速、匀速工况下车辆油耗升高,减速工况下车辆油耗降低;低服务水平下加速工况油耗是车辆油耗的主要来源.考虑各条件下油耗对出租车总油耗的贡献,提出生态驾驶行为节能潜力计算方法.分析结果表明,加速工况下生态驾驶节能潜力最高,出租车在快速路基本路段取生态驾驶行为的综合节能潜力可达 11.18%.     

车辆行驶工况运动学水平的研究

为提炼车辆行驶的数字特征,把速度时间记录看作运动学片段的集合.从运动学片段入手,运用主成分分析提取关键特征用于聚类分析,重点论述聚类分析技术对车辆行驶数字特征进行分类,研究了车辆运动的各个不同层次的水平,探讨能够体现交通特征的分类方法.聚类结果符合客观事实,是行之有效的分类方法,研究有利于合成反映实际交通状况的行驶工况.     

基于行驶工况的零部件耐久性测试工况构建

针对汽车零部件耐久性测试工况获取过程复杂的问题,提出了通过实际行驶工况解析出零部件耐久性测试工况的方法.基于西安市某线路纯电动公交车实际运行数据构建得出行驶工况,根据车辆实际参数建立整车仿真模型,仿真并计算得到基于实际行驶工况的电机输出轴应力载荷工况.由线性疲劳累计损伤理论和电机输出轴材料S-N曲线得出电机输出轴损伤值计算方法,并通过四峰谷值雨流计数法统计出不同应力载荷工况下的电机输出轴受到的损伤值,从而得出对应的循环寿命,选择寿命最短的行驶工况对应的电机转速工况和转矩工况作为电机输出轴耐久性测试工况.