基于聚类算法的汽车行驶工况构建方法研究

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。

基于短行程分析法的列车牵引系统典型运行工况构建

为解决列车牵引系统在长距离、多工况运行时额定点的效率测试结果不能准确反映其实际能效水平,以及目前缺乏典型运行工况支撑牵引系统能效水平评估并指导产品节能设计等问题,文章提出了一种站点式短行程分析结合非参数检验构建铁路列车牵引系统典型运行工况的方法。其首先对短行程进行划分、筛选及随机组合,然后通过非参数检验选取最佳短行程组合。文章采用该方法以某型电力机车牵引系统为例构建了其典型运行工况,采用运行特征参数值误差分析和车速-牵引力(V-F)分布概率二维矩阵相似度对该方法进行验证。结果显示,所构建的典型运行工况与所采样数据特征值偏差为4.54%,V-F分布概率矩阵相似性为98.06%,这表明所提方法可较为准确地反映列车牵引系统实际运行特性,所构建的典型运行工况与列车牵引系统实际运行情况具有较高的吻合度,可用于列车牵引系统节能设计及能效水平评估。

电动汽车城市行驶工况构建方法研究

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。

基于车辆运动及能耗特性的城市轨道交通典型运行工况构建

构建城市轨道交通线路的典型运行工况有助于评估车辆运行过程中的充放电需求,为储能系统的安全工作以及线路的优化运行提供有效的输入条件。为了提取列车代表性的速度序列和功率序列,该文推演融合车辆运动特性和能耗特性的评价函数,以站点式短行程分析法为基础构建城市轨道交通线路典型运行工况。首先,定义运动特征参数误差阈值对各个运行区间的短行程进行初步筛选;而后利用能耗特征参数计算各个短行程与平均值之间的平方欧式距离来从每个运行区间的候选短行程中筛选出各自最有代表性的工况序列;最后按照站点顺序将筛选出的工况序列进行拼接并依次插入平均停车时间,从而获得整条线路的典型运行工况。以海珠线为例进行的算例分析表明,与传统的基于主成分分析的短行程分析法相比,本方法在大幅降低计算量的基础上,不仅能准确反映城轨车辆的实际运行特性,还能较为真实地体现车辆运行过程中的能耗特性,实现了运动特性和能耗特性的双重准确。

高原山区乘用车行驶工况构建方法研究

针对传统的行驶工况构建方法不适用于道路环境复杂的高原山区这一问题,提出了一种新的行驶工况构建方法——改进的短行程法。选定青藏高原G318川藏公路南段(得达乡—海子山段)为试验道路,试验车辆为乘用车,进行多次数据采集试验。先采用马尔可夫蒙特卡洛模拟法构建行驶工况,根据预处理后的试验数据计算出状态转移矩阵,再按照蒙特卡洛模拟法构建出高原山区汽车行驶工况1。又采用改进的短行程法,根据试验数据的特点,按照固定时长50 s划分运动学片段并进行标号,根据高原山区汽车行驶特性选取了7个参数作为特征值进行主成分分析,再通过k-means聚类算法将运动学片段聚为3簇,结合特征值分析聚类结果,第1簇表示加速路段,第2簇表示匀速路段,第3簇表示道路线形复杂路段。根据各运动学片段到聚类中心的距离选择16个片段,按照时间序列构建出高原山区汽车行驶工况2,并将异常值采取中位值平均滤波法进行滤波。将两种方法构建的行驶工况的特征值与实际工况对比,结果表明采用改进的短行程法构建的高原山区汽车行驶工况特征值与实际工况的误差更小,且车速变化更符合实际情况,更能反映高原山区道路线形复杂的特点。