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计算机应用文摘 2024年第8期40卷 82-84,88页

作者：张益敏吴小兰张奕河吕泓钊缪嘉荣福建电力职业技术学院福建泉州362000

构建符合地区经济和交通发展状况的汽车行驶工况具有重要意义。文章采用主成分分析和聚类算法构建适应地区实际情况的汽车行驶工况。首先,根据问题实际对原始数据进行清洗,降低采集误差对结果的影响,再进行运动学片段划分;其次,采用主... 详细信息

构建符合地区经济和交通发展状况的汽车行驶工况具有重要意义。文章采用主成分分析和聚类算法构建适应地区实际情况的汽车行驶工况。首先,根据问题实际对原始数据进行清洗,降低采集误差对结果的影响,再进行运动学片段划分;其次,采用主成分分析法和K-means聚类算法对运动学片段进行分类;最后,采用最小偏差采样方法分别选取每类的代表性片段以合成最终工况。文章所构建的工况的各特征值与原始数据之间的相对误差均值在5%以内,能够有效反映汽车实际行驶状况。

关键词：汽车行驶工况短行程法主成分分析 K-means聚类

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基于聚类方法改进的城市汽车行驶工况构建研究

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作者：刘子谭上海交通大学

学位级别：硕士

随着节能减排理念的倡导,汽车排放与能耗检测成为企业关注的重点,而行驶工况是车辆尾气排放和燃料消耗的模型构建的重要基础。除此之外,行驶工况在新车测评、交通控制风险评估、车辆的选型/设计/匹配以及交通管理和规划等方面都有着广... 详细信息

随着节能减排理念的倡导,汽车排放与能耗检测成为企业关注的重点,而行驶工况是车辆尾气排放和燃料消耗的模型构建的重要基础。除此之外,行驶工况在新车测评、交通控制风险评估、车辆的选型/设计/匹配以及交通管理和规划等方面都有着广泛的应用。中国目前还没有属于自己的工况体系,使用新欧洲行驶工况作为车辆排放测试的官方行驶工况。因此,构建较为精确的中国城市行驶工况对中国城市交通状态分析以及机动车排放测试、新车开发有着重要价值。本文针对以上问题,对行驶工况构建流程、聚类方法应用评价以及K均值聚类方法改进进行研究。运用采集到的中国北京、上海、广州、长春四城市长达6个月的汽车行驶数据,基于短行程法、主成分分析、聚类、粒子群优化算法、卡方检验等方法,建立行驶工况构建流程,开展K均值聚类法改进研究并针对中国四城市构建行驶工况验证其有效性。本文的主要研究工作及结论如下:（1）汽车行驶工况构建流程研究采用传统短行程法进行工况构建,将工况流程划分为数据滤波、片段分割、特征提取、主成分分析、聚类分析、工况拼接等模块。基于Matlab程序语言开发而成的Real-World Driving Cycle工况构建程序并进行优化,使其能够根据输入数据自动、快速地构建反映车辆实际运行状态和驾驶员实际行驶习惯的行驶工况曲线。（2）基于行驶工况构建的聚类方法分析基于短行程法的行驶工况构建流程常使用聚类进行片段划分。聚类通过分析片段的特征参数来确定每个短行程对应的交通状况的类型,将具有相似特征的短行程聚合成组。聚类效果的优劣对行驶工况精度有着重要影响,针对短行程法构建过程,通过计算聚类中心平均偏差、速度分布频率卡方检验值、紧密度、分散度、轮廓系数等指标比较分析了K均值聚类、K中心点聚类、模糊聚类、高斯混合聚类四种方法的聚类稳定性、效率、准确性、样本适应性,结果表明K均值聚类综合性能较优,但易受初始中心影响、聚类不稳定。（3）基于行驶工况构建的聚类算法改进研究针对K聚类初始值设置敏感、容易陷入局部最优解的问题,根据样本数据统计学特点对初始值选取范围优化,选取90%置信区间作为初始中心范围,排除了边缘点与孤立点,在保证聚类效果的同时使稳定性有显著提高。为了提高方法适用性,运用粒子群算法对K均值聚类方法进行聚类中心初始化,以样本点密度作为优化目标,优化得到相对距离较远且周围样本密度较大的点作为初始聚类中心。通过计算聚类中心平均偏差、速度分布频率卡方检验值,验证了改进的K均值聚类方法的稳定性与有效性。（4）城市行驶工况构建与分析将粒子群改进的K均值聚类方法应用在行驶工况构建中,生成中国北京、上海、广州、长春四城市的行驶工况。选取八个运动学特征参数对比分析并进行工况的速度-加速度联合分布检验,验证了改进K均值聚类方法在构建行驶工况中的准确性与有效性。将中国城市行驶工况与美国、欧洲等地区的典型行驶工况进行比较,说明了中国城市车辆加减速频繁、运行速度低、怠速与低速段工况占比高的交通特点,与现行的NEDC工况有一定差异。本研究构建的行驶工况更能反映中国城市实际交通现状,有实用价值。

关键词： K均值聚类短行程法主成分分析粒子群算法(PSO) 汽车行驶工况构建

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基于实际运行工况的煤炭运输牵引车车型研发

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作者：强鸽鹏长安大学

学位级别：硕士

2019年我国的原煤产量高达395000万吨,牵引汽车作为煤炭运输的主要运输载具,受到国内法规政策和行业客户需求变化综合因素的影响,煤炭运输牵引汽车的车型开发不能满足市场需求、动力配置不甚合理。为开发和设计出满足客户需求及相关政... 详细信息

2019年我国的原煤产量高达395000万吨,牵引汽车作为煤炭运输的主要运输载具,受到国内法规政策和行业客户需求变化综合因素的影响,煤炭运输牵引汽车的车型开发不能满足市场需求、动力配置不甚合理。为开发和设计出满足客户需求及相关政策法规的煤炭运输牵引汽车,通过对35万辆煤炭运输车辆的运营工况进行大数据分析及一线市场调研,分析并定义了长途专线运输、中短途运输、复合运输三种公路煤炭运输模式,从而为车型设计与开发提供了市场指导与理论依据。为指导煤炭运输车辆的动力匹配设计与优化,通过对86辆公路煤炭运营路线数据源应用短行程法构建运营典型行驶工况,使用主成分分析方法和k-means聚类等方法进行车辆运行状态划分,确定不同地区的短行程片段,使用短行程片段拼接生成煤炭运输市场细分工况。通过对公路煤炭运输模式的调研分析,以实现用户综合收益最大化为目标,以长途煤炭运输车辆为例进行车辆的改进设计与动力优化配置。通过车型轻量化设计,采用新材料与结构改进减轻车辆自重,选取变速器与后桥速比作为动力配置待优化参数,设计了7种动力配置方案。为了对比分析不同配置下所开发的煤炭运输车辆的动力性与燃油经济性,实现动力配置的最优选型,建立整车系统动力学模型,通过CRUISE软件仿真分析,计算并得出车型最优动力匹配。将开发的车型进行装配试验,与市场主流竞品车分别进行等速油耗对比试验、平原高速自由驾驶油耗对比试验、山区高速自由驾驶油耗对比试验。在等速工况、平原高速工况、山区高速工况试验下,样车燃油经济性分别比竞品节油5.4%、4.8%、2.9%。跟车百公里油耗较竞品节油2.3%。通过转鼓燃油经济性验证,煤炭运输工况油耗为39.44L/100km。试验证明,本论文所改进的车型具有良好的动力性与燃油经济性,充分满足了设计要求。

关键词：细分市场工况短行程法主成分分析法 K-means聚类分析 CRUISE仿真动力匹配优化

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基于聚类算法的汽车行驶工况研究

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作者：李洋北京理工大学

学位级别：硕士

车辆行驶工况是用来描述车辆行驶规律的时间速度曲线。车辆行驶工况的研究和开发,不仅为车辆燃油经济性和污染物排放水平的测试提供理论依据,还为未来新车型的设计和开发指导方向。本文以北京市乘用车为研究对象,对国内外典型工况和工... 详细信息

车辆行驶工况是用来描述车辆行驶规律的时间速度曲线。车辆行驶工况的研究和开发,不仅为车辆燃油经济性和污染物排放水平的测试提供理论依据,还为未来新车型的设计和开发指导方向。本文以北京市乘用车为研究对象,对国内外典型工况和工况构建方法进行了相关研究,对各种方法的优缺点进行综合对比并确定以短行程法和马尔科夫法来构建代表性工况。本文工作由以下4个部分展开:(1)根据北京市道路特点进行工况数据采集试验的总体规划,包括试验方法的选择以及数据采集设备选取和参数的确定等,引入运动学片段的概念对原始有效数据进行划分。(2)对原始数据进行预处理,运用短行程法进行工况构建。提出基于总体特征参数偏差最小的片段选取方法,有效解决传统随机方法的准确度低、计算量大等问题。将改进后的方法与传统方法的构建结果进行对比分析,结果证明改进后的方法与整体试验数据的误差更小,更能反映整体试验数据的车辆行驶特征。(3)基于马尔科夫过程的理论进行工况构建,以加速度大小为划分标准,在运动学片段的基础上划分模型事件。提出基于总体特征参数偏差最小的起始片段选取方法和基于最小二乘法原理的结尾片段选取方法。对构建工况进行有效性验证,结果表明该方法构建的循环工况误差较小。(4)将两种方法构建的代表性工况进行对比和分析,将其中最能代表北京市乘用车运行特点的工况挑选出与欧美两大标准工况进行比对,分析我国车辆的实际行驶情况与欧美国家存在的差异,同时论证构建适用于我国实际情况的车辆行驶工况的必要性。

关键词：车辆行驶工况短行程法主成分分析 K-means聚类马尔科夫过程

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电动汽车城市行驶工况构建方法研究

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汽车实用技术 2020年第22期45卷 10-13页

作者：阙海霞宋若旸兰海潮王露马宗钰长安大学陕西西安710054

为描述西安市电动汽车行驶状况,选取三种方法构建工况:聚类法、V-A矩阵法、马尔科夫法。对试验获得的数据先进行降噪平滑处理,然后采用短行程法划分运动学片段,最后根据不同方法合成了C-SHT工况、C-VA工况、C-PKMMC工况。通过计算三种... 详细信息

为描述西安市电动汽车行驶状况,选取三种方法构建工况:聚类法、V-A矩阵法、马尔科夫法。对试验获得的数据先进行降噪平滑处理,然后采用短行程法划分运动学片段,最后根据不同方法合成了C-SHT工况、C-VA工况、C-PKMMC工况。通过计算三种工况与原始数据的误差,发现C-PKMMC工况的误差最小,为4.94%,而其他俩个分别为7%和9.35%。可以得到马尔科夫法构建的工况既满足行驶工况合成的要求,同时也提高了行驶工况的精度。

关键词：聚类法 V-A矩阵法马尔科夫方法短行程法相对误差

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