基于改进K-均值聚类算法的合肥市电动客车行驶工况构建

为构建合肥市电动客车行驶工况,选取合肥市4条典型线路的12辆电动公交车进行连续一周的数据采集,基于短行程分析法将经过处理的有效数据分割成24 595个片段并计算特征值,采用主成分分析法和改进K-均值(K-Means)聚类算法对短行程特征值进行降维与聚类,根据类中心距离从聚类结果中选出类代表短行程,从而构建出合肥市电动客车的行驶工况。将所构建的工况与实车采集数据及国内外典型行驶工况进行对比,结果表明,构建的行驶工况能更准确地反映合肥市电动客车的行驶特征。     

合肥市汽车行驶工况的研究

将主成分分析法应用于车辆实际行驶工况开发中的交通特征分析环节的研究结果表明,利用主成分分析法,将反映道路交通特征的短行程特征值压缩成代表原始数据80%以上信息的3个或4个主成分的方法是可行的.构建一系列的候选工况,以主成分参数为准则,从大量实际行驶速度中提炼出一段速度变化曲线作为代表性行驶工况,并以合肥市典型道路为研究对象进行分析,得出了一个基于实际汽车速度的行驶工况.建议合肥地区车辆排放检测法规中采用该行驶工况.     

高原地区混合动力公交客车城市道路行驶工况的研究

本文依据昆明市新能源汽车示范运营管理信息化平台建设,采集昆明市道路实验数据,进行短行程划分,运用统计学相关理论,借助MATLAB软件计算得出短行程和总体数据特征值,取出相关系数最大的前六个短行程合成昆明地区混合动力公交客车行驶工况,并和其他城市行驶工况对比。研究结果表明:制定适合昆明市地方特色的循环工况研究,对地方新能源汽车技术进步和运行经济性具有应用价值。虽然各地区行驶工况有所差别,但存在相关性。     

哈尔滨城区乘用车行驶工况的构建

以哈尔滨市乘用车作为研究对象,利用GPS设备对哈尔滨主城区运行的乘用车工况数据进行了测试,将采集到的车速数据曲线分割为多个短行程片段,提取了片段中最具有代表性的11个工况特征参数,利用主成分分析法和聚类分析法对特征参数进行了降维和分类处理。利用相关系数提取了代表性行驶工况片段,进而构建了具有代表性的哈尔滨市主城区乘用车典型行驶工况,并与NEDC和Japan10-15乘用车道路工况进行了对比分析。分析结果表明:哈尔滨城区乘用车工况的平均车速为15 km/h,低于NEDC和Japan10-15乘用车行驶工况;加速、减速特征参数比例分别为33.57%和29.70%,高于NEDC和Japan10-15乘用车行驶工况的相关参数;现有的欧洲和日本道路工况参数与构建的哈尔滨市城区乘用车行驶工况具有较大的差异,利用基于运行数据构建的行驶工况可以更好地反映地方乘用车的运行特征。     

组合主成分分析和模糊c均值聚类的车辆行驶工况制定方法

目前国内不同规模城市和地区的机动车行驶特征,与欧美采用的标准工况相比存在着较大的差异。为完善车辆行驶工况制定方法,开发了适合我国城市和地区交通特点的车辆行驶工况制定方法,研究采用道路运输企业营运车辆运行时产生的海量卫星定位数据,作为工况建立使用的源数据,这些数据能够真实反映拟建工况地区的各类型道路交通状况。方法首先将源数据计算划分为运动学片段即微行程,针对每一微行程进行平均速度和怠速时间占比等特征值的计算,利用改进后的主成分分析方法对特征矩阵进行降维处理,然后在特征空间利用模糊c均值聚类方法将这些微行程聚类成不同组。每一组聚类代表和生成一类交通状况,然后将各类子工况合成为初始合成工况。利用带有双权平滑核函数的滤波器来平滑初始工况,使其易于在实验室设备上开展车辆工况试验的遵循测试。最后选取在某地区行驶且时间段和路段较具代表性的道路运输车辆,利用其正常运行过程中产生的卫星定位数据,对所提出的工况制定方法进行了验证,并将所得工况与通过传统的V-A矩阵法所得工况进行结果的比较分析。试验数据的对比结果表明,应用该方法给出的合成工况能够反映出所建工况地区的交通状况,可以为开发符合当地交通特点的行驶工况提供依据。     

基于聚类分析法的公交车行驶工况构建研究

针对昆明市公交车道路行驶状况,选取5条具有代表性的公交车线路并采集大量行驶数据,将数据划分为运动学片段,选用8个特征参数进行表征,使用主成分分析法进行降维处理,提取具有代表性的特征参数用作K均值聚类分析。依据分类结果,综合考虑各类别时间比例、欧式距离和相关系数选择合适的运动学片段,构建昆明市公交车行驶工况。与试验值对比,结果表明拟合工况平均相对误差为5.67%,能够代表昆明市公交车行驶工况,并将拟合工况与国内常用的四工况、ECE+EUCD工况进行对比,说明昆明市公交车行驶工况与两者存在较大差别。     

高原山区乘用车行驶工况构建方法研究

针对传统的行驶工况构建方法不适用于道路环境复杂的高原山区这一问题,提出了一种新的行驶工况构建方法——改进的短行程法。选定青藏高原G318川藏公路南段(得达乡—海子山段)为试验道路,试验车辆为乘用车,进行多次数据采集试验。先采用马尔可夫蒙特卡洛模拟法构建行驶工况,根据预处理后的试验数据计算出状态转移矩阵,再按照蒙特卡洛模拟法构建出高原山区汽车行驶工况1。又采用改进的短行程法,根据试验数据的特点,按照固定时长50 s划分运动学片段并进行标号,根据高原山区汽车行驶特性选取了7个参数作为特征值进行主成分分析,再通过k-means聚类算法将运动学片段聚为3簇,结合特征值分析聚类结果,第1簇表示加速路段,第2簇表示匀速路段,第3簇表示道路线形复杂路段。根据各运动学片段到聚类中心的距离选择16个片段,按照时间序列构建出高原山区汽车行驶工况2,并将异常值采取中位值平均滤波法进行滤波。将两种方法构建的行驶工况的特征值与实际工况对比,结果表明采用改进的短行程法构建的高原山区汽车行驶工况特征值与实际工况的误差更小,且车速变化更符合实际情况,更能反映高原山区道路线形复杂的特点。     

城市公交线路模态行驶工况构建研究——以西安市公交线路为例

模态行驶工况是公交车运行和排放的基础研究之一.从线路代表性和覆盖面角度出发,统计市区和市郊线路强度并排序,确定测试公交线路.采用GPS设备对测试线路公交车实际运行状态进行试验,提出以线路强度比为基础的线路耦合方法,以西安市为例建立样本数据库.基于参考模型设置优化变量,通过分析样本特征值确定模型目标函数和约束条件,采用多目标优化理论优化模型关键数据点参数,建立西安市区和市郊公交线路模态行驶工况.经工况验证可知,市区和市郊模态工况与验证样本的特征值误差分别为8.54% 和2.77%,比功率分布误差分别为0.37% 和0.78%.结果表明,建立的模态工况在数理分析和比功率分布2个维度均能更准确地反映西安市公交车实际运行状态和排放相关特征.      

重庆市汽车行驶工况的开发与研究

通过对重庆市道路交通状况的调查,选择典型路段进行汽车行驶工况研究;测试车辆的行驶速度、转速、油耗和制动踏板力,同期进行车辆流量统计。引入主成分分析法,从采集的原始数据中提取微行程并按加权比例进行工况合成,从而建立重庆市汽车行驶工况。     

武汉市电动汽车行驶工况研究

通过对武汉市道路交通状况的调查,选择典型路段进行电动汽车行驶工况研究;测试车辆的行驶速度、转速、油耗和制动踏板力,同期进行车辆流量统计。引入主成分分析法,从采集的原始数据中提取微行程并按加权比例进行工况合成,从而建立武汉市电动汽车行驶工况。     

基于TruckSim的客车行驶安全因素研究

一些行驶的车辆在一些紧急情况下可能会因为驾驶员对路面情况判断失误而导致交通事故的发生,客车相对于一些小型车辆来说重心高,稳定性相对较低,在路面上行驶安全性也相对较低,可能会出现侧滑、甩尾现象。文章研究客车行驶的稳定性,通过TruckSim软件对客车进行建模仿真,得到客车在不同道路条件路面上行驶时的试验性能曲线,分析影响客车的安全因素,有助于帮助驾驶员在安全地行驶速度下运行,提高客车安全性。     

Development of a driving cycle for the measurement of fuel consumption and exhaust emissions of automobiles in Bangkok during peak periods

The exhaust emissions and fuel consumption rates of newly registered automobiles in Thailand are currently assessed using the standard driving cycle of the Economic Commission of Europe (ECE). Because of the highly different driving conditions, the assessment results may not reflect realistic amounts of emissions and fuel consumption for vehicles in Bangkok traffic, which is well known for its congestion. The objective of this study is therefore to develop a new driving cycle for vehicles traveling on Bangkok’s main roads during peak traffic hours. This paper first presents the development of a method for selecting representative road routes with traffic conditions that are representative of traffic in Bangkok for conducting real-world driving speed data collection. These real-world data are obtained by driving a car equipped with a speed-time data logger along those selected road routes. Several driving characteristics, including various profiles of microtrips, are analyzed from the collected speed-time data, and a number of target driving parameters are then defined for use as a set of criteria to justify the best driving cycle. A procedure for generating driving cycles from the analyzed real-driving data is also developed, and the method to select the cycle that is most representative of Bangkok traffic is described. Comparisons found in the study show that the target driving parameters of the newly developed driving cycle are much closer to those obtained from the real-world measured data than those calculated from the presently used European drive cycle. This would imply that the obtained driving cycle will produce more realistic results of the emissions and fuel consumption assessment tests for vehicles traveling in Bangkok. The methods developed in this study for route selection and driving cycle construction can easily be adopted by other big cities to develop their own vehicle driving cycles. Furthermore, although the developed methods are for passenger cars, similar approaches can be applied to develop driving cycles for other types of vehicle, such as city buses and pick-up trucks.     

车路协同环境下重叠线路公交车速诱导策略

为了防止公交车辆在线路重叠运行区间产生公交串车，在站点附近形成交通瓶颈，提出一种采用车速诱导策略来调整公交运行状态的动态调度模型。采用车路协同环境下的公交运营调度方式，结合各线路独自运行时的乘客需求和车辆车头时距规律，在避免重叠区站点公交串车的前提下，实现了各线路车辆最大程度地维持各自独立运行时车头时距的优化目标。提出的车路协同环境下的车速诱导调度策略，在引导各线路公交车辆间隔均匀地进入重叠区间后，根据乘客实时交通需求和道路交通状况，实现对车辆的实时调控。开发了一种启发式算法对车辆进入重叠区间的时刻进行求解，采用基于遗传算法的仿真过程求解了重叠区站点之间车辆的最佳运行速度，实现了重叠区间车辆动态调度过程。以哈尔滨市运行区间重叠的3条公交线路为实际案例进行仿真分析，对3条线路共计47辆公交车在重叠区12个站点之间的运行状况进行了优化调度。结果表明：采用提出的启发式算法进行调度后，车辆可以完全均匀地进入重叠区。通过对比采用动态调度优化前后的车辆运行状态发现，车辆串车现象由优化前的单站最多发生6次下降为0次，最大程度地实现了避免公交串车的目标。此外，车速诱导策略不仅避免了不同线路车辆在重叠区站点的串车现象，而且可以调整各线路上相邻两车之间的车头时距偏差，线路1的车头时距最大偏差从55%下降到了30%，线路2的车头时距最大偏差从25%下降到了13%，线路3的车头时距最大偏差从23%下降到了18%。     

大型LPG公交车运行工况与排放特性的试验研究

采用车载排放测试技术,对大型LPG公交车辆运行工况和排放特性进行试验研究.结果表明,公交车运行工况与国家排放标准规定的重型车发动机台架测试工况ESC和ETC有较大的差异.试验公交车辆的平均运行车速为16.7km/h,怠速时间占总运行时间的26.6％,加减速时间占61.3％,加减速度主要集中在-0.5～0.5m/s2之间...     

基于安全车速的北京冬奥会山地道路冰雪路面通行能力研究

复杂山地线形和道路冰雪路面结合条件下的安全车速设置及通行能力保障是交通管理面临的新挑战。针对北京冬奥会延庆赛区复杂山地道路冰雪路面场景，建立了安全车速与道路线形设计及路面附着系数之间的关系，以安全车速为依据得到了不同路面条件下山地道路的通行能力。依据道路平曲线、竖曲线和横断面数据建立了山地道路三维空间模型；分析了车辆在山地道路平纵组合路段的受力情况，构建了车辆安全行驶速度与圆曲线半径、道路超高、纵坡坡度和路面附着系数的关系模型，并分析了基于安全车速模型的道路通行能力。为了验证模型，选取2种常见的冰雪路面状况和2种常用的车辆类型，获得不同条件下山地道路冰雪路面的安全车速。采用VISSIM软件设计了20种仿真场景，结合道路实测数据验证了安全车速模型的对山地道路冰雪路面车辆安全行驶的提升作用。实测与结果表明:相比全程单一限速模型，所建立的安全车速模型在冰膜路面的行程时间缩短了约38%（小汽车）和32%（大客车），雪板路面的行程时间缩短了约26%（小汽车）和24%（大客车）。山地道路交通流量存在1个自由流到饱和流的相变过程，冰膜路面小汽车下行最大交通量为241辆/h（单向行驶）和231辆/h（双向行驶），大客车下行最大交通量为227辆/h（单向行驶）和222辆/h（双向行驶）；雪板路面小汽车下行最大交通量为319辆/h（单向行驶）和249辆/h（双向行驶），大客车下行最大交通量为301辆/h（单向行驶）和236辆/h（双向行驶）。      

交通拥堵的治本之道——城市不间断通行道路交通系统介绍

介绍了一种"城市不间断通行道路交通系统"。它是一个能够确保不会堵车的、高效快捷的智能化道路交通系统。这种交通系统没有红绿灯,车辆通行全过程不用停顿等候,排除了各种车辆通行的干扰因素,去除了各种交通瓶颈,避免了不同流向车流之间的交叉干扰,道路通行能力提高6倍以上,能自动保障公交、大中客车全天候畅行,能自动控制道路车流量。在这个系统中,还包括一个快捷高效的公交系统,确保乘坐公交上下班,主城区20 km路程包括换乘时间只需30 min。     

公交车停靠对交通流的影响

常规公交和社会车辆混行将在我国城市中长期存在,因此分析常规公交停靠对交通流的影响很有必要。该文讨论了公交车停靠对交通流的影响,提出了在低密度和高密度两种情形下不同的交通流延误模型,结果可用于量化公交车在车站停靠对其他车辆的影响程度。     

北京市公共汽车平均车速统计分析

通过对北京市多条公共交通路线公共汽车行驶车速的实测和统计，分析了公共汽车平均车速的影响因素，研究了平均车速的三种统计计算方法，确立加权平均车速法为最佳统计计算方法。对北京市公共汽车平均车速的在不同类型道路上分布的情况和统计分布规律进行了总结，提出北京市公共汽车平均车速分布遵循对数正态概率分布规律。为公共汽车及今后电动公共汽车车辆选型，运营方式确定及运营成本分析提供了科学依据。     

公交与右转混合型专用道仿真分析及效益评价

为解决设置公交专用道所带来的道路资源利用率低，相邻车道交通压力增大，专用道分时段开启致使社会车辆行驶混乱等问题，基于车种分离思想，提出一种公交车辆与右转车辆混合专用道的组织方式，允许公交车辆与右转社会车辆共用一条车道，以寻求保持公交优先与减少对社会车辆影响的平衡点。为论证该方案的可行性，首先，针对所研究的道路环境，提出了基于流量生成模型与配时优化模型的车道组仿真流程；随后，在考虑红灯时右转车辆行驶特性的前提下，建立了人均延误和车均延误的双指标评价矩阵模型；最后，分别在MATLAB和VISSIM仿真平台上，实现了对传统车道组、公交与右转混合型专用道车道组和公交专用道车道组3种方案的效益评价，并对其中的关键影响因素进行分析。仿真结果表明：所提出的公交与右转混合型专用道车道组的总体车均延误与人均延误在大多情况下处于较低水平，而公交专用道车道组和普通车道组也具有各自的优势区域；公交与右转混合型专用道的车道组织方式可以在保证社会车辆延误不明显增加的情况下，有效确保公交车辆的优先性，在一定条件下具有适用性，在工程实践中可作为公交专用道的过渡或替代方案。     

网联环境下考虑非优先车辆延误的公交优先信号控制方法

网联环境具有数据采集和交互方面的优势，能更精确地评估交通需求，更科学地实施交通管控措施。根据公交车与非优先车辆权重及延误分布差异，研究了考虑非优先车辆延误的公交优先单点信号控制方法。利用交叉口车辆轨迹数据计算轨迹样本到达率参数，根据车辆到达交叉口的分布特征构建各相位的车辆到达率概率函数，并采用极大似然估计预测到达率，基于交通流冲击波模型分别计算出各相位的排队波、驶离波和消散波波速。公交车数量少权重较高且网联化程度高，利用基于冲击波的时距图推导延误表达式；而非优先车辆数量多单车权重低且网联化程度低，利用基于到达率的定数理论推导延误表达式。按乘员数对公交车延误值和非优先车辆延误值进行加权，以加权延误最小为目标函数建立了混合整数线性规划模型，解得相位时长整数解，并反馈到信号机系统实现公交优先自适应信号控制。以武汉市车城北路与东风大道交叉口为对象，采集不同时段交叉口流量数据，利用SUMO软件开展仿真实验，结果表明:相比优化前，低、中、高流量情况下公交车单车平均延误时间分别减少25.63%、25.25%、18.32%；同等条件下平均每周期非优先车辆延误时间分别减少8.80%、4.68%、1.99%；同等条件下平均每周期加权延误时间分别减少20.98%、9.39%、12.70%。证明所提方法能较好地适配交通需求，且流量较低时效果最好。