基于VSP分布的生态驾驶定量评价与轨迹优化方法技术

本发明专利技术的基于VSP分布的生态驾驶定量评价与轨迹优化方法包括：基于逐秒行驶轨迹数据构建大量驾驶员与个体驾驶员的VSP分布模型；基于大量驾驶员与个体驾驶员VSP分布差异，构建驾驶行为生态性量化评价模型；基于大量实际生态驾驶轨迹构建生态驾驶优化轨迹模型，统计出在所有速度区间内，所有驾驶员中得分为1的环保轨迹中的加速轨迹片段和减速轨迹片段，将其分别绘制为速度与时间散点图，通过对生态轨迹加减速的平均值趋势和上下限变化趋势进行曲线拟合，构建生态驾驶轨迹曲线，为驾驶员提供生态驾驶轨迹优化曲线。生态驾驶轨迹优化曲线。生态驾驶轨迹优化曲线。

【技术实现步骤摘要】
基于VSP分布的生态驾驶定量评价与轨迹优化方法


[0001]本申请涉及生态驾驶行为领域，尤其涉及基于VSP分布的生态驾驶定量评价与轨迹优化方法。

技术介绍

[0002]随着我国碳达峰与碳中和目标的提出，作为第三大碳排放源的交通行业，节能减排任务愈发紧迫。研究表明，生态驾驶行为可使单车油耗降低5％～10％。生态驾驶指通过驾驶培训、设备辅助等方式，改变驾驶员不良驾驶行为，降低车辆油耗和排放。驾驶行为生态性的评价与优化方法成为研究热点。现有驾驶行为评价主要基于仿真建模、驾驶模拟实验和现场实测等方法展开。其中，仿真方法通常假设驾驶员能完全遵循生态驾驶策略建议的最佳速度进行驾驶，实际驾驶中难以实现；驾驶模拟器可有效捕捉实际驾驶行为，但难以模拟复杂多变的真实道路交通条件；现场实测法能收集真实交通环境中的实际驾驶行为数据，可更为合理地评价驾驶行为，但耗费成本高且路网覆盖程度有限。目前尚缺乏快速准确的驾驶行为生态性定量评价方法。此外，改善驾驶行为的重要途径之一是生态轨迹优化，为驾驶员提供生态驾驶曲线，现有研究多基于仿真手段研究轨迹优化方法，不符合人类驾驶特征。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于VSP分布的生态驾驶定量评价与轨迹优化方法，其特征在于：它包括：(一)、基于逐秒行驶轨迹数据构建大量驾驶员与个体驾驶员的VSP分布模型(1)、对逐秒行驶轨迹数据的预处理选取至少200个驾驶员的逐秒GPS速度数据，逐秒地计算每个驾驶员上述速度数据中的所有加速度，并且对上述加速度从小到大进行排序，然后删除上述排序中最大的2％加速度的数据；再逐秒检查上述加速度的数据，当上述加速度的数据存在小于或等于2s的连续缺失数据时，采用三次样条插值法进行补齐，并将总插值的加速度的数据的比例控制在所有加速度的数据的1％以内；当上述加速度的数据存在大于或等于3s的连续缺失数据时，删除所述连续缺失数据，得到逐秒的时间、速度和加速度的连续数据；(2)、用以上述驾驶员全部轨迹数据构建的VSP分布，来构建驾驶行为生态性定量评价模型(Ⅰ)、短行程划分及平均速度计算将上述数据划分为包含几种运行状态的短行程，对于快速路来说，每个短行程的时长为60s，以60s为一个窗口构建连续的轨迹片段，并基于公式(1)计算每条轨迹片段的平均速度；其中：v
i
为每条轨迹的第i秒速度，单位为m/s；为每条轨迹的平均速度，单位为km/h；然后将平均速度以2km/h为间隔划分多个平均速度区间；n为整数；为平均速度区间，单位为km/h；(Ⅱ)、VSP的计算VSP是机动车比功率，其定义为单位车辆质量的瞬时牵引功率，单位为kW/t，表示为：VSP＝(A
·
v+B
·
v2+C
·
v3)/m+(a+g
·
sinθ)
·
v (2)其中：VSP为瞬时牵引功率，单位为kW/t；A、B、C和m为轻型小汽车道路荷载系数，A、B、C和m取值分别为0.156 461、0.0020002、0.000493和1.4788；v为逐秒GPS瞬时速度，单位为m/s；a为逐秒加速度，单位为m/s2；g为重力加速度，取值为9.8m/s2；θ为道路坡度；(Ⅲ)、VSP分布构建在每个平均速度区间内，将VSP以1kW/t的间隔分成若干个k区间；其中：P
bin
为VSP区间，单位为kW/t，k为[
‑
20,20]区间的整数；统计在每个速度区间内,各VSP区间的数据频数占该速度区间内所有数据记录数的占比，得到每个速度区间的VSP分布；同理，在不同速度区间内，得到不同速度区间的VSP分布；(二)、基于大量驾驶员与个体驾驶员的VSP分布差异，构建驾驶行为生态性量化评价模型油耗量是生态驾驶评价的重要指标，使用车载尾气检测设备，采集车辆尾气的CO2排放率、CO排放率和CH排放率，采用公式(4)的碳平衡法计算出油耗率；R
fuel
＝(1214E
CO2
+1228E
CO
+1213E
CH
)
×
86.4％
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
其中：R
fuel
为油耗率，单位为g/s；E
CO
和E
CH
分别为CO2排放率、CO排放率和CH排放率，单位为g/s；用公式(5)表示在各速度区间内的整体基准油耗量；其中：F
zj
为第j个平均速度区间的整体基准油耗量，单位为g；i为第j个平均速度区间的第i个VSP区间；R
i
为第i个VSP区间油耗率，单位为g/s，在各VSP区间内的油耗率是不同的；f
zij
为第j个平均速度区间第i个VSP区间与整体VSP分布的行驶时间占比；为整体VSP分布的第j个平均速度区间的平均速度值，单位为km/h；在各速度区间的个体油耗量表示为：其中：F
lj
为第l个驾驶员在第j个平均速度区间的油耗量，单位为g；i为第j个平均速度区间的第i个VSP区间；R
i
为第i个VSP区间油耗率，单位为g/s，f
lij
为第l个驾驶员在第j个平均速度区间内，第i个VSP区间与整体VSP分布的行驶时间占比；为第l个驾驶员在第j个平均速度区间的平均速度值，单位为km/h；计算每位驾驶员在所有速度区间内，个体油耗量与整体基准油耗量的比值，并将其作为生态水平划分的依据，表示如下：其中：P
lj
为第j个平均速度区间内，第l个驾驶员的油耗量与整体基准油耗量的百分比，当P
lj
接近于100％时，表示在该平均速度区间内，第l个驾驶员个体驾驶行为的生态性与整体基准水平相近；当P
lj
小于100％时，表示第l个驾驶员个体驾驶行为的生态性高于整体基准水平；P
lj
越小，说明第l个驾驶员驾驶行为越生态；当P
lj
大于1时，表示第l个驾驶员驾驶行为的生态性低于整体基准水平，P
lj
越大，说明第l个驾驶员驾驶行为越不环保；统计出所有驾驶员...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧金蕊，焦朋朋，宋国华，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
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