[发明专利]一种含道路坡度的汽车运行工况马尔可夫链设计方法

权利要求书

1.一种含道路坡度的汽车运行工况马尔可夫链设计方法，包括以下步骤：

步骤1，对数据库中速度、加速度和道路坡度三个数据进行编码，得到各个时刻的状态编码；

步骤2，根据状态编码统计状态转移频数矩阵，使用稀疏矩阵格式存储、计算状态转移频数矩阵；

步骤3，根据状态转移频数矩阵计算状态转移频率矩阵，使用稀疏矩阵格式存储、计算状态转移频率矩阵；

步骤4，选择怠速状态的状态编码作为初始编码，按照设计要求时长，使用马尔可夫链蒙特卡洛模拟方法生成新的状态序列；

步骤5，对新生成状态序列进行解码，以区间中点值代表区间值，将状态编码还原为常规数值，作为候选工况；

步骤6，判断候选工况结束时刻是否为怠速状态，结束时刻是怠速时进行步骤7，否则返回步骤4；

步骤7，对候选工况进行后处理，使用5点线平滑的方法是对候选结果平滑处理；

步骤8，对候选工况进行校核，满足校核要求时输出代表性工况，否则返回步骤4。

2.根据权利要求1所述的一种含道路坡度的汽车运行工况马尔可夫链设计方法，其特征在于所述步骤1的具体过程为：

1.1)将数据库中时间同步的车辆速度(V)、加速度(A)和道路坡度(G)进行单位转换，使得速度单位为m/s，加速度单位为m/s²，道路坡度单位为％；所述车辆速度包括但不限于GPS车速、CAN线采集车速、OBD接口采集车速或各种传感器采集的车速；所述加速度包括但不限于有速度求导数得到的加速度、传感器测量的加速度；所述道路坡度包括但不限于传感器测量值、基于传感器信号计算的道路坡度、基于GPS信号计算的道路坡度；

1.2)根据数据库内数据，设定速度最小值为0，计算车速最大值V_max、加速度最小值A_min和最大值A_max、道路坡度最小值G_min和最大值G_max，设定速度编码步长gap_v、加速度编码步长gap_A、道路坡度编码步长gap_G，速度编码步长属于区间[0.1,1]m/s，加速度编码步长属于区间[0.05,0.5]m/s²，道路坡度编码步长区间[0.1,1]％；速度步长取为0.1m/s，加速度步长取为0.05m/s²，道路坡度步长取为0.1％；

1.3)将某个区间内的数值使用一个区间码进行表示，使用公式(1)计算t时刻速度V_t的区间码m_t，使用公式(2)计算t时刻加速度A_t的区间码n_t，使用公式(3)计算t时刻道路坡度G_t的区间码p_t，

式中floor代表向下取整；

m_t＝floor((V_t)/gap_v)+1 (1)

n_t＝floor((A_t-A_min)/gap_A)+1 (2)

p_t＝floor((G_t-G_min)/gap_G)+1 (3)

1.4)使用公式(4)，由速度区间码m_t、加速度区间码n_t和道路坡度区间码p_t计算当前时刻状态编码S_t，公式(4)中M和N的计算方法如公式(5)和公式(6)所示

S_t＝m_t+(n_t-1)×M+(p_t-1)×M×N (4)

M＝floor(V_max/gap_v)+1 (5)

N＝floor((A_max-A_min)/gap_A)+1 (6)。