[發明專利]一種基于運營監測數據的電動公交車本地工況評價方法

有效

• 申請號: 202010523446.8
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111696350B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 李成;李曉菲;吳忠宜;劉榮先;楊新征;劉好德;劉向龍;于海洋;吳駿
• 申請（專利權）人: 交通運輸部科學研究院
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 王冠宇

1.一種基于運營監測數據的電動公交車本地工況評價方法，具體按以下步驟執行：

S1：構建電動公交車工況評價指標，基于電動公交車的車輛監測數據、運營調度數據、外部環境數據的監測數據來源，將一輛公交車一個運營班次產生的數據作為一個完整數據單元，對該數據單元進行數據處理，計算出該數據單元對應的四個指標值，具體評價指標如下；

S1.1：行駛速度，行駛速度直接取決于公交線路的長度和行駛時間，公交車輛的行駛速度即為本班次的平均行駛速度，計算公式如式(1)所示：

式中，V為公交車輛行駛速度；S為公交線路的長度；t為公交車輛在本運營班次中的行駛時間；

S1.2：啟停次數，公交車輛在本運營班次過程中單公里停車次數計為啟停次數，即平均每公里瞬時速度為零的次數，計算公式如式(2)所示：

式中，P為公交車輛啟停次數；S為公交線路的長度；M為公交車輛在本運營班次中瞬時速度為零的次數；

S1.3：載客強度，公交車輛在本運營班次過程中的總載客人數計為載客強度，公交車輛載客強度用C表示；

S1.4：外部氣溫，外部氣溫為本運營班次過程中車輛傳感器感知的室外溫度，考慮到一個運營班次的室外溫度可能發生變化，將本班次出現的室外溫度的中位數定為公交車輛的外部氣溫，公交車輛外部氣溫用T表示；

S2:對公交車行駛指標區段劃分，公交線路工況將利用行駛速度、啟停次數、載客強度、外部氣溫四個指標進行模塊化表征，其中每項指標的值域將根據其與能耗之間的關系劃分為若干區段，每項指標的每個區段共同組合成為公交線路工況的情形之一；

S2.1：對行駛速度區段劃分；

基于電動公交車輛的運營監測歷史數據，截取某段時間內公交車輛的行駛速度、能耗兩個字段，將一個運營班次的公交車輛的行駛速度作為自變量，運營過程產生的能耗作為因變量，尋找能耗隨行駛速度變化較為突出的點作為閾值之一；選取歷史數據不同，閾值數量有所不同，考慮到最終公交線路工況情形數量不宜過多，閾值選取在5個以內，同理，啟停次數、載客強度、外部氣溫指標的閾值數量也取在5個以內，下面的閾值數量僅為設定數量；設定行駛速度的閾值有兩個，分別為α₁、α₂，以此來制定行駛速度的區段劃分標準；

S2.2：啟停次數區段劃分，基于電動公交車輛的運營監測歷史數據，截取某段時間內公交車輛的啟停次數、能耗兩個字段，將一個運營班次的公交車輛實際停車次數作為自變量，運營過程產生的能耗作為因變量，尋找能耗隨啟停次數變化較為突出的點作為閾值之一；設定啟停次數的閾值有一個為β，以此來制定行駛速度的區段劃分標準；

S2.3、載客強度區段劃分，基于電動公交車輛的運營監測歷史數據，截取某段時間內公交車輛的載客強度、能耗兩個字段，將一個運營班次的公交車輛總載客量作為自變量，運營過程產生的能耗作為因變量，尋找能耗隨載客強度變化較為突出的點作為閾值之一；設載客強度的閾值有一個為γ，制定載客強度的區段劃分標準；

S2.4、外部氣溫區段劃分，基于電動公交車輛的運營監測歷史數據，截取某段時間內公交車輛的外部氣溫、能耗兩個字段，將一個運營班次的公交車輛外部氣溫平均值作為自變量，運營過程產生的能耗作為因變量，尋找能耗隨外部氣溫變化較為突出的點作為閾值之一；設外部氣溫的閾值有兩個，分別為δ₁、δ₂，以此來制定外部氣溫的區段劃分標準；

S3:公交線路工況模塊化，公交線路工況利用行駛速度、啟停次數、載客強度、外部氣溫的區段共同表征；

公交線路工況模塊化，公交線路工況利用行駛速度、啟停次數、載客強度、外部氣溫的區段共同表征，如式(3)所示：

L＝(V1，P1，C1，T1) 式(3)

式中，L為公交線路工況；V1為行駛速度區段；P1為啟停次數區段；C1為載客強度區段；T1為外部氣溫區段；每一種公交線路工況的結果定義為一個工況模塊，由式(3)可知，公交線路工況模塊由每個指標區段的個數共同決定，根據步驟S2.1-S2.4中對于各指標區段劃分的設定，公交線路工況L共包含36種工況模塊；

S4:對公交線路本地工況表征，具體到公交線路的本地工況，則由該線路上所有公交車輛的歷史運營數據計算得到，考慮到需要較為全面的體現公交線路的特征，數據獲取范圍定為一年的時間周期；

步驟S4公交線路本地工況通過如下步驟進行表征；

S4.1、本地線路指標計算，由于一輛車一個運營班次產生的數據為一個數據單元，每條數據單元均可以獲取并計算出其行駛速度、啟停次數、載客強度、外部氣溫的數值，進而對應到特定的公交線路工況模塊上；

S4.2、模塊權重分配，將該線路上所有公交車輛在一年時間內對應的各個工況模塊計數統計，再將數據換算為百分比表示各類工況模塊的權重；設定工況模塊為設定的36種，各類工況模塊的權重計算公式如式(4)所示：

式中，w_i為第i條工況模塊的權重；n_i為由一年內所有公交車輛歷史運營數據計算得到的第i個工況的數量；N為一年內的所有公交車輛的運營總班次；

其中，

S4.3，線路本地工況表征；基于各類工況模塊和相應權重的值，公交線路本地工況表征如式(6)：

式中，Line為公交線路本地工況，Lⁱ為第i個工況模塊，i＝1.....36；

其中，

然后，按照權重從大到小的順序對工況模塊進行排序，按需取排序靠前的幾個模塊，作為最終該線路本地工況的表征。