城市道路行驶工况构建及油耗研究

摘要

行驶工况能够反映道路交通实际的运行状况，可以评价车辆发动机油耗排放水平，为新车型的开发和制定交通控制策略提供参考。由于我国城市结构、经济发展状况及驾驶习惯等方面与欧美发达国家存在显著差异，导致车辆行驶状况也有较大不同，因此研究适合我国城市道路交通特性的行驶工况具有较大意义。
　　本文以合肥市典型道路为研究对象，确定了城市道路行驶工况数据采集的试验方案，建立了基于运动学片段的工况构建模型。首先使用主成分分析方法将运动学片段的特征参数进行压缩，利用粒子群优化的模糊C均值聚类方法对运动学片段分类，选取合适的运动学片段拟合代表性工况，并与单一的模糊C均值聚类方法所构建的代表性工况进行比较。结果表明，粒子群优化的模糊C均值聚类提高了聚类精度，使得构建的代表性工况更加准确。
　　车辆在城市道路交叉口加减速频繁导致行驶状况具有很大变化，使得交叉口区域的燃油消耗与非交叉口区域具有很大不同，将VSP’即修正的机动车比功率引入到油耗模型中，能够很好的代替速度、加速度参数来表示车辆行驶状况，并通过合肥市交叉口试验的实测数据，建立了基于VSP’的油耗计算模型。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究概况

1.2.1 国内外车辆行驶工况研究概况

1.2.2 国内外车辆油耗模型的研究

1.3 本文主要研究内容

1.4 本章小结

第二章 试验方案

2.1 道路工况试验设计方案

2.1.1 试验方法的确定

2.1.2 试验时间的选择

2.1.3 试验路线的选择

2.1.4 试验车辆与驾驶员的选择

2.1.5 试验仪器与设备的选择

2.2 交叉口试验方案

2.2.1 试验方法的确定

2.2.2 试验时间的选择

2.2.3 试验路线的选择

2.2.4 驾驶员的选择

2.2.5 试验仪器与设备的选择

2.3 本章小结

第三章 数据采集与处理

3.1 道路工况试验的数据采集与处理

3.1.1 数据参数的设定

3.1.2 试验数据的初步处理

3.1.3 行驶模式的划分

3.1.4 运动学片段及特征参数的确定

3.2 交叉口试验的数据采集与处理

3.3 本章小结

第四章 车辆行驶工况的构建

4.1 基础理论

4.1.1 主成分分析理论

4.1.2 模糊聚类理论

4.1.3 粒子群理论

4.2 工况构建实例

4.2.1 基于主成分和模糊C均值聚类的工况构建

4.2.2 基于主成分和粒子群优化的模糊聚类的工况构建

4.3 结果分析

4.3.1 与国外典型工况的比较

4.3.2 工况误差分析

4.4 本章小结

第五章 城市道路交叉口油耗预测

5.1 机动车比功率的概念

5.2 机动车比功率的修正计算

5.3 基于VSP'的油耗计算方法

5.3.1 VSP'与油耗的关系及VSP'聚类分析

5.3.2 交叉口区域的VSP'分布特征

5.3.3 基于VSP'的油耗计算模型

5.4 结果分析

5.5 本章小结

第六章 本文总结与工作展望

6.1 本文总结

6.2 未来研究与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文