城市混合道路行驶工况的构建研究

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1、合肥工业大学博士学位论文城市混合道路行驶工况的构建研究姓名：姜平申请学位级别：博士专业：车辆工程指导教师：陈无畏2011-04摘要随着国民经济的飞速发展和人们生活水平的提高，汽车在我们国家应用越来越广泛，但由汽车引起的一系列问题也随之产生。比如在用车使用年限较长，新车排放达标率低，交通管理、道路设施等方面还不完善，汽车排放污染状况日益严重。为了有效地控制城市汽车排放污染物，必须掌握汽车在实际路况上的排放量。研究行驶工况是汽车排放和燃油消耗的基础工作，也是确定汽车排放总量及其环境影响的重要依据。研究我国城市道路实际的行驶工况，不能硬套国外

2、的行驶工况标准。目前，国内外对汽车行驶工况的研究多处于理论和实验中，在具体城市上的应用并不多见，特别是我们国家虽然对某些城市的汽车行驶工况进行了研究，但应用于实际的很少，只是局限在某些理论分析上，且理论分析往往采用传统的多元统计分析方法。主要是因为在汽车实际行驶工况研究中存在着大量不确定因素，每个城市每种车型的行驶工况都不一样。自20世纪90年代末以来，研究机构和高校都从理论方面对汽车行驶工况进行了大量的研究。本文在借鉴国内外汽车行驶工况构建方法的同时，采用短行程方法、马尔科夫方法、小波变换方法和聚类方法对汽车行驶工况进行了整体构建和分

3、类构建，为我国混合交通行驶工况的研究提供了新的思路，提高了行驶工况的构建精度。本文主要包括以下内容：（1）以合肥市为例，对典型道路行驶工况进行了实验数据的整理。（2）建立了短行程特征参数的数学模型，分析了合肥市行驶工况的特点。采用传统的短行程方法对城市道路的行驶工况进行了构建，提取了反映汽车行驶工况的特征参数,把构建好的代表性行驶工况与实验数据进行了对比分析。（3）考虑我国混合交通的特点，采用小波变换方法对汽车行驶工况实验数据进行了压缩和重构，对重构后的行驶工况数据进行了工况构建。（4）汽车行驶工况可以看作一个随机过程，利用极大似然估计

4、法和马尔科夫方法对汽车行驶工况进行了构建，构建的代表性行驶工况与传统方法、小波变换方法进行了比较，并同国外标准行驶工况进行了对比分析。（5）采用主成分分析和聚类分析方法把汽车行驶工况分成拥挤行驶工况和畅通行驶工况，并分别构建了两类代表性行驶工况。（6）采用因子分析法得到与燃油消耗相关的两个因子，对整个行驶工况进行聚类分析，得到与燃油消耗相关的低速、中速和高速行驶工况。每类分别按照马尔科夫方法和新的分类准则把行驶工况分成不同片段，根据转移概率和比功率构建候选工况，根据综合加权测试法选取代表性行驶工况。（7）总结了全文的研究内容，对下一步的

5、研究提出一些建议。关键词：行驶工况；构建；马尔科夫方法；因子；聚类分析；小波变换ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofthenationaleconomyandtheimprovementofpeople'slivingstandards,thecarsaremoreandmorewidelyusedinourcountry,butaseriesofproblemsthattheautomobilescausedhaveappeared.Forexample,thecarsinusehavelongerliv

6、es,theemissionstandard-reachingrateofnewcarsislow,trafficmanagementandroadinfrastructure,etc,arenotperfect,automobileemissionpollutionsaregettingworse.Inordertoeffectivelycontrolemissionpollutantsofurbanvehicles,thevehicleemissionsonreal-roaddrivingconditionsmustbemaster

7、ed.Theresearchofthedrivingcycleisbasicworkofvehicleemissionsandfuelconsumptionandisalsoanimportantbasistodeterminevehicleemissionsandenvironmentalimpactsofvehicleemissions.Standardsofforeigndrivingcyclescannotbemechanicallytransplantedfortherealdrivingcycleresearchofciti

8、esofourcountry.Thepresentresearchonthevehicledrivingcycleisonlytheoreticalandexperimentalathomeandabroa