城市坡道行驶工况构建方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种城市坡道行驶工况构建方法及应用，首先选取含有坡道的城市道路作为试验路线，并在试验路线上进行速度、坡角信息的采集，然后对采集的数据进行预处理得到有效数据，再根据有效数据进行短行程划分、主成分分析，根据主成分分析结果采用SOM神经网络进行短行程聚类分析，再根据聚类分析结果对短行程进行筛选，最后利用筛选出的短行程组合成满足要求的城市坡道行驶工况。由于将坡道相关参数列入短行程特征参数、并将城市坡道信息包含在所构建的行驶工况中，从而使构建的行驶工况蕴含了城市坡道行驶特征，能够满足汽车城市坡道行驶性能测试的要求，在汽车台架性能实验和性能仿真实验中可作为汽车城市坡道行驶性能测试的基准工况。

Construction method and application of urban ramp driving condition

【技术实现步骤摘要】
城市坡道行驶工况构建方法及应用
本专利技术属于城市标准行驶工况构建领域，涉及具有坡道信息的城市行驶工况构建及所构建的城市坡道行驶工况的应用。
技术介绍
汽车行驶工况一般是指汽车在特定交通环境(如高速公路、城市道路等)下行驶时的速度-时间曲线，主要用于在汽车新技术开发与评估中测试汽车能耗/油耗、排放等性能指标，是汽车工业的一项共性核心技术。世界范围内被广泛应用于汽车能耗/油耗、排放测试的三大典型工况体系分别是美国行驶工况、日本行驶工况和欧洲行驶工况。美国行驶工况种类繁多，包括认证工况(FTP系)、研究工况(WVU系)和短工况(I/M系)三大体系，其中广为熟知的有联邦测试程序FTP75、洛杉矶工况(LA92)和负荷模拟工况(IM240)，还有美国环保局(EPA)用于乘用车高速公路油耗测试的循环工况(HWFET)、用于测试道路坡度对高速公路行驶汽车油耗影响而开发的可变坡道的高速公路循环工况(HWFET-MTN)等。日本行驶工况主要使用10工况、11工况和10-15工况三种工况；从2005年开始，日本轻型车尾气排放测试采用由88％的10-15工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市坡道行驶工况构建方法，其特征在于包括以下步骤：/n(S1)城市坡道行驶数据采集：通过对具有坡道的城市道路调查，选取有效试验路线，并在设定试验时间内对所选取的有效试验路线进行车辆及道路数据采集，所述车辆及道路数据包括车辆行驶的车速、相应行驶时间及车辆所在位置的道路坡角信息；/n(S2)车辆及道路数据预处理：对步骤(S1)采集的车辆及道路数据进行筛选并剔除异点，得到有效车辆及道路数据；/n(S3)短行程划分：将车辆行驶过程中从一个怠速状态开始到下一个怠速状态开始之间的运动行程作为一个短行程，所述怠速状态为发动机或驱动电机工作且车速为0的行驶状态，按照前述短行程的定义将步骤(S2)得到的...

【技术特征摘要】
1.一种城市坡道行驶工况构建方法，其特征在于包括以下步骤：
(S1)城市坡道行驶数据采集：通过对具有坡道的城市道路调查，选取有效试验路线，并在设定试验时间内对所选取的有效试验路线进行车辆及道路数据采集，所述车辆及道路数据包括车辆行驶的车速、相应行驶时间及车辆所在位置的道路坡角信息；
(S2)车辆及道路数据预处理：对步骤(S1)采集的车辆及道路数据进行筛选并剔除异点，得到有效车辆及道路数据；
(S3)短行程划分：将车辆行驶过程中从一个怠速状态开始到下一个怠速状态开始之间的运动行程作为一个短行程，所述怠速状态为发动机或驱动电机工作且车速为0的行驶状态，按照前述短行程的定义将步骤(S2)得到的有效车辆及道路数据进行短行程划分；
(S4)短行程特征参数获取：对步骤(S3)划分后的每个短行程进行特征参数计算，特征参数包括与速度相关的特征参数、与加速度相关的特征参数、与坡角相关的特征参数；
(S5)主成分分析：依据步骤(S4)得到的短行程特征参数值，采用主成分分析法构建主要主成分得分矩阵，并对其进行归一化处理；
(S6)短行程聚类：根据步骤(S5)归一化后的主要主成分得分矩阵，对短行程进行聚类；
(S7)城市坡道行驶工况构建：依据步骤(S6)得到的短行程聚类结果，将属于不同类的短行程进行组合，组合后的前后短行程在衔接处坡角之差的绝对值不大于0.5°的工况作为候选工况，并以平均相对误差最小的候选工况作为城市坡道行驶工况。


2.根据权利要求1所述城市坡道行驶工况构建方法，其特征在于步骤(S1)中，通过对具有坡道的城市道路调查，选取有效试验路线的实现方式包括以下分步骤：
(S11)选择初始路线：在具有地铁站或/和公交站的路段，寻找具有坡道的城市道路构成初始路线；
(S12)采集数据：在初始路线上布置交通流量调查点，在交通流量调查点进行车头间距测量，同时记录该交通流量调查点所在路段的最高限速；
(S13)获取各个交通流量调查点所处路段的平均车速；
(S14)获取交通流量调查点覆盖区域的区域平均车速：以各个交通流量调查点的平均车速的均值作为交通流量调查点覆盖区域的区域平均车速
(S15)确定有效试验路线：选取平均车速v满足的交通流量调查点作为有效试验路线的关键节点，将关键节点之间的线路连接，得到有效试验路线；zα/2为置信度对应的标准分位数，σ为各个交通流量调查点平均车速的标准差，n′为交通流量调查点样本个数。


3.根据权利要求2所述城市坡道行驶工况构建方法，其特征在于分步骤(S12)中，以地铁站或/和公交站为节点，布置交通流量调查点。


4.根据权利要求2所述城市坡道行驶工况构建方法，其特征在于分步骤(S12)中，对于相邻地铁站或公交站比较远的情况，在相邻地铁站或公交站之间的火车站、汽车站、商业区、行政区、公园或医院布置交通流量调查点。


5.根据权利要求1所述城市坡道...

【专利技术属性】
技术研发人员：阴晓峰，梁益铭，陈柯序，窦畅，杨柯普，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51