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基于地理特征的汽车行驶工况预测研究
| 论文题名： | 基于地理特征的汽车行驶工况预测研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;速度工况;预测精度;地理特征 |
| 摘要： | 车辆速度工况直接影响整车的能耗和排放，预知未来长时间的速度工况可优化混合动力汽车(HEV)能量控制策略，进一步提高HEV的能耗和排放表现。车辆所处的地理特征对其速度工况有显著影响，为了能够提高长时间速度工况预测的精度，有必要考虑地理特征对车辆速度工况的影响。本文选取天津市某通勤路线为研究对象，探究地理特征对车辆速度工况的影响规律，并探索基于地理特征的长时间工况预测方法，论文工作主要包括以下几个方面: (1)工况数据采集与特征参数提取。利用实验数据中车辆的GPS信息和电子地图，选取出路线上对交通环境影响显著的地理特征，提取出地理特征区域车辆工况片段，选取了合适的特征参数用于定量分析工况片段的特征，计算出了各个地理特征区域行驶工况的特征参数，为进一步的规律探索做数据准备。 (2)探究了路线上孤立地理特征对车辆速度工况的影响规律。本文基于各个地理特征区域的工况片段，求解出了各个地理特征的车速状态转移矩阵，利用车速状态转移矩阵作为速度行为的数学描述方法，揭示了不同空间条件下的速度迁移规律。将车辆的行驶工况视为一条马尔可夫链，以孤立地理特征的速度状态转移矩阵作为马尔可夫的状态转移矩阵，以地理特征区域实测工况的特征参数作为误差约束，预测出相应地理特征工况，再基于预测出的地理特征工况构建完整路线工况。预测结果的有效性验证表明，总体特征参数的平均误差为4.75％，较传统方法有0.24％的提高。 (3)为提高基于地理特征的工况预测方法的适用性，探究了类别地理特征对车辆工况的影响规律，并基于类别地理特征的速度迁移规律实现了路线整体工况的预测。本文建立了一套能够描述影响车辆速度行为的地理特征向量，以该向量为依据，证明了同类别地理特征区域的车辆工况具有相似性。将同类别地理特征工况聚类，求解了各个类别地理特征的车速状态转移矩阵，并基于类别状态转移矩阵，运用相同方法实现了整个路线工况的预测。预测结果的有效性验证表明，总体特征参数的平均误差为5.66％，在预测精度损失0.91％的情况下，提高了预测方法适用性。 |
| 作者： | 曹磊 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 王庆松;孙强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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