公交车辆节能减排驾驶技术研究

本文通过实测数据分析了南京市公交车运行工况,结合实验所得排放数据,运用碳平衡法计算燃油消耗量。基于工况与油耗数据,分析两者之间的关系,发现加速工况的油耗贡献率最大,因此需要改善公交车辆的加速工况。此外应当选择合理的速度匀速行驶以控制匀速工况下的油耗量。并进一步分析了速度、加速度对油耗量的影响,发现当速度大于25km／h,加速度在0．1m／s^2-0．4m／s^2范围内,减速度在0．1m／s^2-0．1m／s^2左右时油耗量较小。最后根据分析结果,提出绿色驾驶理念下,针对车速及加减速控制的公交车节能减排驾驶技术。     

基于比功率的山区公路弯道小型车油耗模型研究

为了研究山区公路弯道处小型车的油耗特性,以福州市森林公园至鼓岭山区道路弯道上的交通流为研究对象,利用无人机拍摄车辆上下行的视频资料,通过Tracker采集小型车的行驶特性数据,使用Matlab拟合出平均行程速度、断面位置和机动车比功率(VSP)的三维关系模型;根据关系模型和小型车的瞬时平均油耗率建立弯道油耗模型,并计算不同平均行程速度值下小型车在过弯过程的油耗。结果表明:平均行程速度与油耗满足三次多项式关系,弯道油耗模型可在一定程度上对该弯道小型车的过弯油耗进行预测,对实施节能减排策略具有一定的参考作用。     

车路协同环境下信号交叉口速度引导策略

车辆在通过城市道路交叉口时会因为信号灯控制造成一定延误。通过提出一种车-路协同环境下的信号交叉口速度引导策略,将被引导车辆及其后的普通车辆视为一个车队,并对车辆的速度和位置进行分析,对车辆不同行驶状态能否通过交叉口进行判断,以达到车辆在速度引导下能够不停车通过交叉口的目的。基于微观交通仿真软件VISSIM和MOVES排放模型,在构建的仿真环境中对该速度引导策略进行分析和评估。仿真结果表明:所提出的速度引导策略能显著减少延误和车辆排队长度,提高车辆行驶效率,并显著降低车辆污染及排放。     

专道公交车经济驾驶的车速引导机制与计算

通过车路协同系统,减少车辆行驶过程中加速、减速怠速工况次数是实现经济驾驶的一种新方法。结合油耗理论、驾驶行为和车速引导等知识体系,设计出一套不同于传统车速引导的公交车经济驾驶车速引导机制与计算方法。机制与算法在后续研究中,通过VISSIM仿真与驾驶模拟器平台实验和实际实地实验验证了其合理性,结果显示实现经济驾驶的效果良好。     

车路协同环境下公交车队引导控制模型构建

针对多辆公交车排队进站易造成停靠站拥挤、混乱与滞留的现实情况,提出基于车路协调环境下面向进站前的公交车队车速引导方法,给出公交车队控制的定义,构建车队车辆次序优化策略,建立引导车速计算模型及调整流程。同时,构建基于VISSIM及COM接口二次开发的仿真实验系统平台对引导方法进行验证及评价。结果显示,基于车路协同环境的公交车队引导控制模型可有效减少多辆公交车辆排队依次进站时在公交停靠站的停靠平均延误15.6%,提高公交车辆进出站有序性和运营效率。     

三车道中公交车密度对交通流的影响研究

通过建立三车道上的交通流元胞自动机模型来仿真三车道中公交车对交通流的影响.在模型中引入了小汽车和公交车的行驶特性.对两种车辆的换道规则考虑了司机的驾驶心理,合理控制车辆换道的概率.通过数值模拟得到了分别随小汽车和公交车密度的增大时,公交车和小汽车流量的变化规律.说明只要合理控制小汽车密度,公交车对交通流量的影响是有限的.但是当小汽车的密度较大时,公交车密度的增大会严重影响道路的交通流量.     

自动化码头多AGV路径冲突的优化控制研究

针对自动引导车(AGV)在自动化码头水平运输过程中可能发生的路径冲突问题,提出一种将AGV路径容量、安全距离、行驶时间及行驶速度相结合的多参数优化控制模型.Dijkstra算法规划多条AGV路径,位向量交集运算法检测路径冲突,改进的速度控制策略通过控制AGV在冲突节点处的行驶速度,解决冲突问题.对某自动化码头的AGV路网进行仿真实验和分析.比较停车策略、速度控制策略和改进的速度控制策略的结果,验证了改进速度控制策略在AGV路径冲突问题中的可行性及有效性.     

智能网联车环境下交叉口车流轨迹优化模型

在智能网联环境下,车辆可通过相互穿插和协作通过交叉口,无需信号灯控制。为保证车辆安全高效运行,建立车辆到达时序和速度协同优化的交叉口车流轨迹优化模型。提出车辆到达时序优化模型和车辆速度优化模型,建立车辆到达时刻与速度的函数关系;在此基础上,模型以所有车辆在控制区域的行程时间与油耗加权最小为目标,车辆路径、到达时刻和速度等关键参数为决策变量,设计迭代式算法求解,实现同时优化车辆到达时刻和速度且交叉口运行效益最大的目的。实验结果表明,与车辆时序和轨迹分别优化的两阶段模型相比,本文模型降低车均延误 32.1%,减少车均油耗9.9%,说明该模型具有良好的主动性和适应性,在降低车辆延误的同时也节省了油耗。     

信号交叉口智能网联车车队速度引导策略研究

为降低交叉口车辆油耗,提高交叉口通行效率,以智能网联车车队作为引导对象,提出固定引导时长的车队车速引导策略.考虑车队初始速度和车队内车辆数的随机性,采用蒙特卡洛仿真获取单车平均油耗和平均行程时间.通过构建路段综合出行费用,对固定引导距离和固定引导时长两种策略进行了比较.研究结果表明:固定引导距离策略中,引导距离为350 m时综合出行费用最低;固定引导时间策略中,引导时间为6 s时综合出行费用最低;两种最优方案相比,后者油耗比前者低16.3％,后者行程时间比前者低7.2％,路段综合出行费用后者比前者低了10.2％;固定引导时长的车队车速引导策略可有效减少交叉口的车辆延误和燃油消耗.     

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在交通油耗和排放模型的研究中,利用机动车比功率（VSP）分布刻画交通状态成为了最新研究需求. 然而,现有交通工程还缺乏对常见交通参数与VSP间关系的认识,更缺乏利用交通参数求解VSP分布的模型. 为了研究交通状态对VSP分布的影响,本文利用大量城市快速路上的浮动车数据,建立了其不同行程速度下对应的VSP分布. 经分析,发现了VSP分布与平均行程速度之间的规律性特征：当平均行程速度大于20 km／h时,VSP分布近似于正态分布;分布均值为以该速度匀速行驶时的VSP值;分布标准差可表达为平均行程速度的幂函数. 基于以上发现,提出了利用平均行程速度的VSP分布数学模型,并利用该模型进行机动车油耗测算. 通过与实测油耗的对比分析,VSP分布模型可以有效用于机动车油耗测算. 本研究指出了利用数学模型描述不同交通状态下VSP分布的可能性,该模型可有效地与交通数据或模型结合,实现油耗和排放的实时量化评价.     

城市快速路上机动车比功率分布特性与模型

在交通油耗和排放模型的研究中,利用机动车比功率（VSP）分布刻画交通状态成为了最新研究需求. 然而,现有交通工程还缺乏对常见交通参数与VSP间关系的认识,更缺乏利用交通参数求解VSP分布的模型. 为了研究交通状态对VSP分布的影响,本文利用大量城市快速路上的浮动车数据,建立了其不同行程速度下对应的VSP分布. 经分析,发现了VSP分布与平均行程速度之间的规律性特征：当平均行程速度大于20 km／h时,VSP分布近似于正态分布;分布均值为以该速度匀速行驶时的VSP值;分布标准差可表达为平均行程速度的幂函数. 基于以上发现,提出了利用平均行程速度的VSP分布数学模型,并利用该模型进行机动车油耗测算. 通过与实测油耗的对比分析,VSP分布模型可以有效用于机动车油耗测算. 本研究指出了利用数学模型描述不同交通状态下VSP分布的可能性,该模型可有效地与交通数据或模型结合,实现油耗和排放的实时量化评价.     

浅析油电混合动力技术在公交车上的应用

城市公交车经常在低速状态行驶,且频繁地制动、减速浪费了车辆的行驶动能,导致油耗普遍较高。另外,汽车在起动及加速时尾气排放量最大,城市公交车频繁地靠站停车、减速制动增加了车辆尾气排放。油电混合动力汽车具有低速时纯电力驱动、制动能量自动回收等性能,弥补了传统城市公交车在燃料消耗和尾气排放方面的不足,油电混合动力技术将在公交车上推广、应用。     

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PSO的节能ACC策略

针对传统ACC算法对车辆行驶经济性考虑不足的问题,提出了基于PSO算法的节能ACC策略.在巡航模式中引入滑行巡航模型,并以油耗为目标,采用PSO算法进行滑行巡航加速度优化.以CarSim车辆模型为基础,建立了节能ACC策略模型,并通过CarSim与Simulink进行联合仿真.结果表明:相同的行驶距离情况下,节能ACC...     

面向实际交通状态的混合动力汽车能耗和CO2排放模型

由于混合动力汽车与传统燃油车的能耗排放因子具有差异性，导致机动车交通路网能耗排放的量化评估存在不确定性。本文建立混合动力汽车在实际交通状态中的能耗和CO2排放因子测算模型，基于车辆比功率VSP(Vehicle Specific Power)作为车辆行驶状态与能耗排放之间耦合关系的表征参数。通过引入内燃机转速区分内燃机开启和关闭工作状态，并计算内燃机开启状态下VSP对应的平均能耗率，同时，建立能够解析混合动力汽车能耗排放产生机理的VSP分布。通过收集典型行驶工况下车辆测试油耗数据和北京市车辆实际行驶轨迹数据，验证了模型的准确性，并应用模型测算混合动力汽车不同速度区间下的油耗和CO2排放因子。研究结果表明：在城市行驶工况(UDDS)和高速行驶工况(HWY)中，模型测算能耗排放因子与真实值的平均相对误差分别为3.7%和-1.7%，与不考虑内燃机开启状态相比，测算误差减少5.6%和4.3%；在实际交通状态下，采用传统燃油车的测算方法会导致混合动力汽车行驶平均速度为高速区间时油耗和CO2排放量被低估，当行驶平均速度为低速区间时油耗和CO2排放量会被高估。     

网联环境下基于站点时刻表的公交信号优先方法

为了提高公交车准点率,考虑到网联交通环境下车辆信息可知,根据公交车旅行时间及预测到达交叉口的时间建立公交车优先通行策略选择模型;根据公交车到达停车线时间、延误时长和到达时刻在绿灯相位的位置计算生成新的配时方案。通过仿真计算,结果表明:运用建立的优先通行策略选择模型,公交车的平均准点率可提高26.67%,总平均旅行时间可减少27.41%,且可通过少量增加交叉口社会车辆延误大幅度减少交叉口公交车的人均延误。     

低排放导向的交叉口速度引导策略研究

根据车辆的时空轨迹以及对应交叉口信号相位的参数信息制定速度引导策略可以令驾驶员 更顺利地通过交叉口。为了探究引导策略对排放与能耗的具体影响,以大连市长江路和联合路交 叉口为例,利用微观交通仿真软件VISSIM 与微观排放模型MOVES的集成系统对不同流量与引 导控制下的交通排放进行仿真估计。比较绿波速度引导后的四种驾驶行为,结果表明,加速通过 交叉口会产生更高的车均能耗与排放。为了限制速度引导策略可能带来的更高排放,对加速过程 中的期望速度采用模糊控制,提出一种低排放导向的速度引导策略。分析结果表明,在中低流量 下基于模糊控制的速度引导策略能够在不影响通行效率的前提下有效地减少污染物的排放,且与 绿波速度引导策略相比,减排效果提升了3%~5%,从而论证了低排放导向的速度引导策略在节 能减排方面具有积极效果。     

基于轨迹数据的货车自发编队节油潜力估计

为探索最大编队长度和路网中行驶货车数目对自发编队的影响以及评估真实世界自发编队油耗节省潜力，提出了既可保证一定程度的搜索又能防止为过分追求更大编队长度而花费较长时间等待的动态时空搜索范围策略，利用辽宁省货车轨迹数据挖掘了多辆货车的最长公共子序列，并构建整数规划模型求解，获取最大节省油耗下的编队方案。结果显示：编队油耗节省会随着路网中行驶货车数目和最大编队长度的增加而增加，编队中车辆平均行驶距离和平均节省油耗最终分别收敛至一范围；编队行驶距离并不一定会随着允许最大编队长度的增加而增加，即自发编队最大油耗节省策略并非编队最大行驶距离策略；在不考虑时间搜索范围时，通过继续增大空间搜索范围可实现更多的燃油节省，但不考虑空间搜索范围时持续增加时间搜索范围却不能获得更多燃油节省；4000辆车的数据集进行自发编队时每天最多可节省燃油2026.21 L，最大允许编队长度为5辆比最大允许编队长度为2辆的车辆平均节省油耗最多可提升13.92%。将本文整套处理流程应用于更大规模的货车数据集，可组成自发编队的目标车辆将会显著增加，相应地也可减少更多的能源消耗和污染物的排放，具有很大的应用潜力。     

基于多元回归的司机驾驶行为对油耗的影响

为量化司机驾驶行为对油耗的影响,根据实车运行数据,提取整车行驶数据中有关驾驶行为的特征参数,基于多元回归分析法,得到与整车油耗相关性较强的显著影响特征参数,建立司机驾驶行为模型,并对司机驾驶行为模型与油耗的强相关性进行验证。选取多个整车运行数据,通过模型计算得到油耗与实际油耗的误差在10%以内,验证了所建模型的精确性。该研究可为司机驾驶行为评价提供参考。     

汽车等速燃油经济性模拟计算及对比分析

通过几组平直道路上的汽车滑行试验数据,建立了汽车车速和行驶阻力的关系．以汽车等速行驶的驱动力、行驶阻力平衡式及用台架测试的发动机特性参数进行汽车燃油消耗量模拟计算,并用道路试验值进行修正．在平直道路上测量了汽车不同速度点的等速100km油耗,推导出发动机转速、功率（转矩）、有效燃油消耗率等负荷速度特性参数进行模拟计算,消除了发动机台架试验和汽车上实际使用条件的差异,有更高的模拟精度．