基于电池能量状态估计和车辆能耗预测的电动汽车续驶里程估计方法研究

本文中提出一种基于动力电池能量状态估计和车辆能耗预测的续驶里程估计模型。电池能量状态估计采用电池状态模型估计电池剩余的可用能量,分析了不同因素的影响。利用纯电动车测试数据,基于递推最小二乘算法辨识车辆能耗参数,结合行驶工况预测汽车能耗,进而计算续驶里程。与传统的续驶里程估计方法相比,基于电池能量状态估计和整车能耗预测的续驶里程估计模型的精度有较大提高。

基于电池能量状态和车辆能耗的电动汽车续驶里程估算

为了提高续驶里程估算精度,在工况识别基础上提出一种基于电池能量状态和车辆能耗的续驶里程估算模型,该模型能有效地消除里程误差并具有较好的收敛性及鲁棒性。在Matlab/Simulink下建立电池模型及整车能耗模型,基于该模型建立工况特征参数与能耗之间的模糊规则库,再对电动空调单独进行续驶里程估算,基于卡尔曼滤波的方法对输出剩余里程进行优化。仿真及试验结果表明,与传统的续驶里程估算方法相比,采用基于电池能量状态和车辆能耗的方法不仅能提高剩余续驶里程估算精度,而且能解决在急剧变化的工况下剩余续驶里程大幅度波动的问题。

基于定数理论过饱和交叉口车辆能耗研究

针对过饱和信号交叉口车辆高能耗问题,以信号交叉口整个过饱和交通状态持续时间作为研究时段,利用定数理论分析车辆排队长度、停车次数和通行时间,确定车辆在信号交叉口的减速、怠速、加速和匀速行驶时间,进一步依据车辆在不同行驶状态下的能源消耗率,建立了过饱和交叉口所有车辆第1次停车至通过停车线的平均能耗模型.为了验证模型的准确性,以某个两相位过饱和交叉口为例,对不同交通流量下的车辆能耗进行计算,并将计算结果与VISSIM仿真结果对比分析,结果表明,本文模型对过饱和信号交叉口的车辆能耗分析具有一定的合理性.同时,依据此模型分析了信号配时对过饱和交叉口车辆能耗的影响,说明了优化配时参数对于过饱和交叉口车辆节能具有重要意义.

交通大数据的应用:车辆能耗排放数据基础

随着机动车保有量的不断增长,车辆在交通运输行业中的能源消耗量以及污染物排放量也极快增长,该现象越来越受到相关部门以及社会的重视。通过分析车辆能耗及排放的影响因素,对交通运输行业与车辆能耗排放相关的基础数据进行挖掘分析,摸清行业管理部门、车辆生产企业、运输服务企业、交通衍生服务企业,获取车辆能耗排放数据基础,为大数据在交通运输行业的广泛应用和积极探索提供支撑。

城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统

介绍了城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统的结构、功能。城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统采用六通道能耗计量装置和RFID(射频识别)列车定位技术,实现了对地铁车辆能耗的分类计量。建立GPRS(通用分组无线服务)无线传输数据机制和地铁车辆能耗管理平台,处理并存储能耗数据,自动生成曲线和统计报表,实现地铁车辆能耗信息化管理。该系统已在上海轨道交通1号线01A02车型上试点应用,基本功能已得到验证。

协作车辆路径问题距离和能耗节约量理论边界研究

从理论角度研究协作车辆路径中能够节约的配送距离和能耗量,对协作配送的实际运营具有重要指导意义.提出了低碳协作车辆路径问题(LCCVRP)模型.从理论角度证明了在完全不协作状态下LCCVRP的最优解与完全协作状态下相比,前者的最优路径长度为后者的ρ倍,ρ∈[1,√t](t为所有配送中心总数量),由于能耗量与路径长度高度正相关,故能耗量指标具有类似规律.另外,设计了由贪婪算法和大邻域算法构成的两阶段算法.最后,基于多配送中心VRP (MDVRP)的标准算例,设计了33个LCCVRP算例,并采用设计的两阶段算法求解,得到的求解结果验证了上述理论证明的合理性和模型与算法的有效性,设计的两阶段算法求解质量与已知最优解的平均偏差仅为0.1%左右.

公路货运车辆能耗影响因素的实证分析

应用面板门限回归模型,研究了不同因素对货运车辆能耗的影响。选取交通运输部能耗统计监测的266辆货车车辆能耗监测数据,构造了平衡面板数据进行了实证分析。通过固定效应转换得到了门限变量的最小二乘估计值,并采用自助法进行稳健地门限效应检验。发现平均运距在8.54km和208.99km处,存在两次显著的结构突变。据此建立了二重门限回归模型,分析平均运距、里程利用率、工作率和吨位利用率等因素对车辆单耗的影响,并与固定效应回归模型进行了对比。研究结果表明,提高吨位利用率更有利于降低货车能源单耗,并且随着运距的增加,能耗单耗下降更多。

基于养护工程路段的车辆能耗计算

在养护运营过程中由于交通拥堵和路面状况较差等原因,车辆产生的碳排量远超过正常运营期间的碳排量。本文基于养护工程路段的相关情况,分析并建立了交通量、车速、车辆油耗之间的模型关系,并通过实际计算发现,由于养护施工,车辆能耗将会增加15%~30%。

驾驶员的驾驶品质对纯电动汽车能耗的影响

以济南市实际运行的纯电动物流用车为研究对象,分析了不同司机驾车行驶时能耗差别及影响因素,并对车辆加速度、车速、能量回馈、行驶工况及电机过载等因素对纯电动汽车能耗的影响规律进行了测试分析.通过整车控制器对电机过载转矩进行限制、增加超速模式等措施对能耗敏感的驾驶参数进行了优化.试验结果表明,优化后车辆能耗显著降低,有效减小了驾驶员驾驶特性对车辆能耗的影响,与原车相比能耗降低最高可达34.94%.

“双碳”背景下城市轨道交通节能减排有效措施分析

“双碳”背景下,节能减排成为各领域发展的重大任务,轨道交通也不例外。城市轨道交通作为正在快速发展阶段的公共交通基础措施,是“双碳”背景下实现节能减排的发展任务、减少能源消耗和减少碳排放量的关键也是轨道交通发展的重点。研究在总结城市轨道交通碳排放现状的基础上,对能源消耗结构和影响因素进行分析,提出了供电节能、车站节能、车辆节能和运输组织模式节能的主要措施,并指出了城市轨道交通节能的主要方向,以期能为行业节能减排提供参考。

结合聚类分解的增强蚁群算法求解复杂绿色车辆路径问题

针对带时间窗的低能耗多车场多车型车辆路径问题(Low-energy-consumption multi-depots heterogeneousfleet vehicle routing problem with time windows,LMHFVPR_TW),提出一种结合聚类分解策略的增强蚁群算法(Enhanced ant colony optimization based on clustering decomposition,EACO_CD)进行求解.首先,由于该问题具有强约束、大规模和NP-Hard等复杂性,为有效控制问题的求解规模并合理引导算法在优质解区域搜索,根据问题特点设计两种基于K-means的聚类策略,将LMHFVPR_TW合理分解为一系列带时间窗的低能耗单车场单车型车辆路径子问题(Low-energy-consumption vehicle routing problem with time windows,LVRP_TW);其次,本文提出一种增强蚁群算法(Enhanced ant colony optimization,EACO)求解分解后的各子问题(LVRP_TW),进而获得原问题的解.EACO不仅引入信息素挥发系数控制因子进一步动态调节信息素挥发系数,从而有效控制信息素的挥发以提高算法的全局搜索能力,而且设计基于4种变邻域操作的两阶段变邻域局部搜索(Two-stage variable neighborhood search,TVNS)来增强算法的局部搜索能力.最后,在不同规模问题上的仿真和对比实验验证了所提EACO_CD的有效性.

城市轨道交通节能措施研究

城市轨道交通能耗大且逐年增长,节能降耗目标明确且潜力较大,降低能耗可以减少运营成本和碳排放,具有显著的经济效益和社会效益。文章在分析城市轨道交通能耗构成及其影响因素的基础上,介绍了供电节能、车站节能、线路规划节能、运输组织模式节能和车辆节能的主要措施,重点分析了非晶变压器、车辆轻量化、永磁牵引技术、驾驶控制策略等对车辆能耗影响较大的一些重要因素,指出了城市轨道交通节能的主要方向,供电侧采用非晶变压器提高电压转换效率,车站采用变频通风空调系统、节能照明器具和控制系统,车辆节能措施采用降低列车自重、永磁牵引技术、三电平辅变技术、高频辅变技术和车载变频热泵空调技术,运输组织采用合理的技术速度和节能驾驶策略。

信号交叉口车辆累积能耗估计研究

车辆通过信号交叉口时需要加减速改变行驶速度,致使交叉口成为了城市道路交通网络中的高能耗区域。因此需要对通过信号交叉口车辆产生的累积能耗进行研究。为了对信号周期内通过交叉口的车辆进行累积能耗分析,在界定交叉口范围的基础上,分析信号周期内车辆的速度轨迹,主要考虑了周期内不同阶段(红灯阻滞阶段、绿灯阻滞阶段、绿灯延误阶段、绿灯通行阶段)的车辆减速、怠速、加速和匀速轨迹,依据不同速度状态的油耗表现,确立了车辆累积能耗估计模型。为了验证模型的准确性,与AFCM模型对比分析,结果表明此模型具有一定的合理性。进一步依据此模型分析了信号配时参数对于车辆累积能耗的影响,说明了优化配时参数对于信号交叉口车辆节能具有重要意义。

车联网环境下的上匝道车辆车道选择决策研究

驶入高速公路的车辆从匝道进入加速车道后,将尽快选择时机汇入主线,换道行为难免会对后随车造成干扰,破坏主线交通流稳定性。随着车联网技术的发展,为上匝道车辆设置统一的车道选择决策算法成为可能,目前鲜有模型能够从减小对主线系统车流影响的角度研究上匝道车辆的车道选择行为。该模型基于车联网环境分析了高速公路入口交织区的车道选择决策过程,用能耗值量化上匝道车辆造成的交通干扰,并以最小化主线系统能耗为目标建立了上匝道车辆车道分配模型。研究结果表明:模型能够从系统能耗最优的角度输出上匝道车辆的车道分配方案。

降低车辆的能量消耗

降低列车能耗,促进车辆节能的工作十分重要。文章介绍了为降低车辆能耗而取得的技术开发成果。

考虑道路坡度因素的低碳VRP问题模型与求解策略

经典车辆路径问题(vehicle routing problem,VRP)模型不考虑道路的坡度,通常以最小化车辆行驶总距离、总耗时或派送车辆数为目标函数.在考虑道路坡度因素的基础上,提出了以配送车辆总能耗最小为目标的低碳车辆路径问题模型(energy consumption minimizing low-carbon VRP,ECM-LCVRP);然后,以带能力约束的车辆路径问题(capacitated VRP,CVRP)为参照,分析了ECM-LCVRP的解空间大小及基本算法改进法则在ECM-LCVRP中的执行复杂度,发现ECMLCVRP较CVRP更加难以求解,并且分析了不同坡度下ECM-LCVRP和CVRP的区别与联系;另外,基于配送方案的能耗值与行驶距离正相关的规律,提出了求解不同道路坡度环境下ECMLCVRP的双目标策略(two objective strategy,TOS);最后,设计了40个ECM-LCVRP算例,并采用综合了算法基本改进规则的混合局部搜索算法(hybrid local search,HLS)和HLS+TOS两种方式求解,求解结果表明:在不同的运算时间内,TOS策略均能够有效地提高HLS的求解质量,且求解时间越短,TOS的效果越明显.