[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證的汽車行駛工況的構(gòu)建方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110143004.5
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112948965A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁家滿;李凌
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G07C5/08
• 代理公司: 昆明科眾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 53218
• 代理人: 蔣晗

本發(fā)明公開了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證的汽車行駛工況的構(gòu)建方法，針對各個(gè)城市的汽車行駛工況特征存在明顯的不同，基于城市自身的汽車行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行城市汽車行駛工況的構(gòu)建，該方法的創(chuàng)建采用了主成分分析法選取了若干特征參數(shù)，又運(yùn)用動(dòng)態(tài)聚類法將短行程進(jìn)行聚類，從每個(gè)類別中運(yùn)用累計(jì)頻率法選取短行程，最后運(yùn)用卡方檢驗(yàn)的方式來選取最優(yōu)的行駛工況。本發(fā)明提供的方法具有堅(jiān)實(shí)可靠的統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)，模型中運(yùn)用到的統(tǒng)計(jì)學(xué)理論和機(jī)器學(xué)習(xí)算法已經(jīng)證明是構(gòu)建汽車行駛工況圖的最好方法。本發(fā)明方法簡單易行，且適用于國內(nèi)大多數(shù)城市與地區(qū)的汽車行駛工況圖的繪制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證的汽車行駛工況的構(gòu)建方法，屬于軌跡數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

汽車行駛工況(DrivingCycle)又稱車輛測試循環(huán)，是描述汽車行駛的速度/時(shí)間曲線，體現(xiàn)汽車道路行駛的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，是汽車行業(yè)的一項(xiàng)重要的、共性基礎(chǔ)技術(shù)，是車輛能耗/排放測試方法和限值標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，也是汽車各項(xiàng)性能指標(biāo)標(biāo)定優(yōu)化時(shí)的主要基準(zhǔn)。目前，歐、美、日等汽車發(fā)達(dá)國家，均采用適應(yīng)于各自的汽車行駛工況標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行車輛性能標(biāo)定優(yōu)化和能耗/排放認(rèn)證。

本世紀(jì)初，我國直接采用歐洲的NEDC行駛工況對汽車產(chǎn)品能耗/排放的認(rèn)證，有效促進(jìn)了汽車節(jié)能減排和技術(shù)的發(fā)展。近年來，隨著汽車保有量的快速增長，我國道路交通狀況發(fā)生很大變化，政府、企業(yè)和民眾日漸發(fā)現(xiàn)以NEDC工況為基準(zhǔn)所優(yōu)化標(biāo)定的汽車,實(shí)際油耗與法規(guī)認(rèn)證結(jié)果偏差越來越大，影響了政府的公信力(譬如對某型號汽車，該車標(biāo)注的工信部油耗6.5升/100公里，用戶體驗(yàn)實(shí)際油耗可能是8.5-10升/100公里)。另外，歐洲在多年的實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)NEDC工況的諸多不足，轉(zhuǎn)而采用世界輕型車測試循環(huán)(WLTC)。但該工況怠速時(shí)間比和平均速度這兩個(gè)最主要的工況特征,與我國實(shí)際汽車行駛工況的差異更大。作為車輛開發(fā)、評價(jià)的最為基礎(chǔ)的依據(jù)，開展深入研究，制定反映我國實(shí)際道路行駛狀況的測試工況，顯得越來越重要。

另一方面，我國地域遼廣，各個(gè)城市的發(fā)展程度、氣候條件及交通狀況的不同，使得各個(gè)城市的汽車行駛工況特征存在明顯的不同。因此，基于城市自身的汽車行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行城市汽車行駛工況的構(gòu)建研究也越來越迫切,希望所構(gòu)建的汽車行駛工況與該市汽車的行駛情況盡量吻合，理想情況下是完全代表該市汽車的行駛情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證的汽車行駛工況的構(gòu)建方法，針對各個(gè)城市的汽車行駛工況特征存在明顯的不同，根據(jù)提供的城市輕型汽車實(shí)際道路行駛采集的數(shù)據(jù)，構(gòu)建一條能體現(xiàn)參與數(shù)據(jù)采集汽車行駛特征的汽車行駛工況曲線。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證的汽車行駛工況的構(gòu)建方法，包括以下步驟：

步驟一數(shù)據(jù)預(yù)處理：由汽車行駛數(shù)據(jù)的采集設(shè)備直接記錄的原始采集數(shù)據(jù)往往會(huì)包含一些不良數(shù)據(jù)值，設(shè)計(jì)合理的方法將上述不良數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并給出各文件數(shù)據(jù)經(jīng)處理后的記錄數(shù)；

步驟二運(yùn)動(dòng)學(xué)片段提取：運(yùn)動(dòng)學(xué)片段是指汽車從怠速狀態(tài)開始至下一個(gè)怠速狀態(tài)開始之間的車速區(qū)間，設(shè)計(jì)合理的方法，將上述經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)片段，并給出各數(shù)據(jù)文件最終得到的運(yùn)動(dòng)學(xué)片段數(shù)量；

步驟三汽車行駛工況構(gòu)建：根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)，構(gòu)建一條1200-1300秒間能體現(xiàn)參與數(shù)據(jù)采集汽車行駛特征的汽車行駛工況曲線；

步驟四汽車行駛工況合理性檢驗(yàn)：構(gòu)建合理的汽車運(yùn)動(dòng)特征評估體系，檢驗(yàn)并說明所構(gòu)建的汽車行駛工況的合理性。

作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：步驟一數(shù)據(jù)預(yù)處理具體過程如下：

針對汽車加、減速度異常的問題，設(shè)定當(dāng)加速段加速度大于3.97m/s²時(shí)，或減速段加速度大于8m/s²時(shí)，汽車加、減速度數(shù)據(jù)異常；通過GPS車速計(jì)算各時(shí)間下的汽車加速度，按照假定的標(biāo)準(zhǔn)，將異常加速度數(shù)據(jù)采取smooth函數(shù)進(jìn)行平滑處理后，對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行替換；