具有典型变道和转弯工况的城市综合行驶工况的构建方法技术

本发明专利技术涉及一种具有典型变道和转弯工况的城市综合行驶工况的构建方法，包括：获取实验数据；分割出变道和转弯片段；选用和计算出变道和转弯片段的特征参数；对变道片段和转弯片段进行主成分分析和聚类分析；获取代表性变道片段和转弯片段，形成变道代表性工况数据库和转弯代表性工况数据库；将获取的变道代表性工况替换进城市综合行驶工况中并附上对应变道半径‑时间二维曲线图和半径特征参数；将获得的转弯代表性工况替换进城市综合行驶工况中并附上相应的转弯半径‑时间二维曲线图和半径特征参数。本发明专利技术弥补了传统的行驶工况中缺少的变道和转弯特性，为车辆变道和转弯时的操纵稳定性、燃油消耗量和尾气排放量提供数据支持。

Construction method of urban comprehensive driving conditions with typical lane change and turning conditions

【技术实现步骤摘要】
具有典型变道和转弯工况的城市综合行驶工况的构建方法
本专利技术涉及智能交通领域，尤其涉及一种具有典型变道和转弯工况的城市综合行驶工况的构建方法。
技术介绍
汽车行驶工况又称汽车运转循环，是针对某一类型车辆(如乘用车、公交车、重型车辆等)，在特定的交通环境(如高速公路，城市道路)下，用来描述车辆行驶特征的速度-时间曲线。确定车辆行驶工况就是对车辆的实际行驶状况进行调查，并对实验数据进行分析，运用相关数学理论方法建立起来的典型道路车辆行驶状况的定量描述。行驶工况主要目的是用于确定车辆污染物排放量和燃油消耗量、新车型的技术开发和评估、以及测定交通控制方面的风险等，是汽车工业一项共性核心技术。欧洲、美国和日本等汽车工业发达地区和国家对工况的研究在20世纪末就已开展，已经开发出符合他们本国的行驶工况，其中较为典型的有欧洲ECE-EUDC工况、美国FTP-75行驶循环、Japan10.15循环等。我国交通管理部门早期在制定油耗标准及排放法规时，多直接引入欧洲工况，或者只做一些细节修改。由于不同地区、国家和城市的交通环境差异较大，造成同一汽车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有典型变道和转弯工况的城市综合行驶工况的构建方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤一：获取实验数据：选定实验车辆，获取实验车辆在实验道路上的行驶信息，行驶信息包括车辆行驶时间t、车辆所处位置经度X、车辆所处位置纬度Y、车辆瞬时速度v；/n步骤二：分割出变道和转弯片段：将步骤一获得的工况数据进行预处理之后，得到速度-时间历程和轨迹-时间历程，根据变道和转弯的位置特性和速度特性分割出变道和转弯片段；/n步骤三：选用和计算出变道和转弯片段的特征参数：对于变道片段采用以下参数进行主成分分析和聚类分析，包括：行驶距离S，最高速度V

【技术特征摘要】
1.具有典型变道和转弯工况的城市综合行驶工况的构建方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：获取实验数据：选定实验车辆，获取实验车辆在实验道路上的行驶信息，行驶信息包括车辆行驶时间t、车辆所处位置经度X、车辆所处位置纬度Y、车辆瞬时速度v；
步骤二：分割出变道和转弯片段：将步骤一获得的工况数据进行预处理之后，得到速度-时间历程和轨迹-时间历程，根据变道和转弯的位置特性和速度特性分割出变道和转弯片段；
步骤三：选用和计算出变道和转弯片段的特征参数：对于变道片段采用以下参数进行主成分分析和聚类分析，包括：行驶距离S，最高速度Vmax，最低车速Vmin，平均车速Vm，运行速度Vmr，速度标准差Vsd，运行时间t，加速时间ta，减速时间td，匀速时间tc，最大加速度amax，最小加速度amin，加速段平均加速am，减速段平均减速度ad，最大变道曲率αmax，平均变道曲率αm，变道曲率标准差αsd，最大变道曲率变化率rmax，最小变道曲率变化率rmin，变道曲率均匀时间tc，变道曲率增大时间tba，变道曲率减小时间tbd；对于转弯片段采用与变道片段相同的特征参数来进行主成分分析和聚类分析；
步骤四：对变道片段和转弯片段进行主成分分析：
步骤五：将步骤四中主成分分析选出的特征参数对所有变道片段和转弯片段做聚类分析；
步骤六：获取代表性变道片段和转弯片段，形成变道代表性工况数据库和转弯代表性工况数据库；
步骤七：将步骤六获取的变道代表性工况替换进城市综合行驶工况中并附上对应变道半径-时间二维曲线图和半径特征参数；将步骤六获得的转弯代表性工况替换进城市综合行驶工况中并附上相应的转弯半径-时间二维曲线图和半径特征参数。


2.根据权利要求1所述的具有典型变道和转弯工况的城市综合行驶工况的构建方法，其特征在于：在获取实验数据时记录汽车工况的主客观因素，包括车型、交通环境、受驾驶员、天气条件和采样时间段。


3.根据权利要求1所述的具有典型变道和转弯工况的城市综合行驶工况的构建方法，其特征在于：步骤二中根据位置特性和速度特性分割出变道和转弯片段包括：
将随着时间增加汽车行驶的位移曲线的曲率由近似于0的点增加到某一正整数持续一段时间后再减少到近似于0的点，并且变道前后的位移曲线近似是平行的片段分割为变道片段；
将随着时间增加位移曲线的曲率由近似于0的点增加到某一正整数持续一段时间后再减少到近似于0的点，并且转弯前后的位移曲线近似是垂直，并且入弯前车速明显下降和出弯后车速明显上升的片段分割为转弯片段。


4.根据权利要求1所述的具有典型变道和转弯工况的城市综合行驶工况的构建方法，其特征在于：步骤四中对变道片段和转弯片段做主成分分析的方法为：对于变道片段，将变道原始数据标准化，计算相关系数矩阵R，计算矩阵R的特征值并按大小排序及相应正交化特征向量，取累计贡献量达到80％以上的主成分来代表所有特征参数信息，将所提取的主成分进行主成分载荷分析，计算主成分与特征参数之间的相关系数并按相关系数排序，从中选前6个特征参数用于K均值聚类；对于转弯片段采用与变道片段相同的主成分分析方法。

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【专利技术属性】
技术研发人员：孙文，徐佳，喻海明，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32