[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

说明书

本发明涉及一种汽车运行工况设计方法，特别涉及一种含道路坡度的汽车运行工况马尔可夫链设计方法，本发明的方法包括以下步骤：按照编码区间、步长和公式对数据编码，创建并计算状态转移频数矩阵，创建并计算状态转移频率矩阵，使用MCMC方法生成新的状态序列，对新状态序列解码并设为候选工况，用5点线平滑处理候选工况，满足校核要求时输出代表性工况。本发明与传统的运行工况设计方法相比，能够得到显含道路坡度信息的汽车运行工况设计结果，且设计结果中道路坡度与速度是时间同步的。该方法能够处理大规模数据，适用于各种道路，适用性较强。

技术领域

本发明涉及一种汽车运行工况设计方法，特别涉及一种含道路坡度的汽车运行工况马尔可夫链方法。

背景技术

汽车运行工况(Vehicle Driving Cycle)又称为汽车运转循环、车辆行驶工况，是针对某一类型车辆(如乘用车、公交车、重型车辆等)，在特定交通环境(如高速公路，城市道路)下，用来描述车辆行驶特征的各种参数序列。汽车运行工况主要用于确定车辆污染物排放量和燃油消耗量、新车型的技术开发和评估、以及测定交通控制方面的风险等，是汽车工业一项共性核心技术。

设计汽车运行工况需要先车辆的实际行驶状况进行调查和采集，并对实验数据进行分析，运用相关数学理论方法建立起来的典型道路车辆行驶状况的定量描述，设计方法是汽车运行工况设计过程中的核心技术。

速度时间序列是汽车运行工况的必要条件，但仅有速度时间序列的运行工况是不够的，还需要在运行工况中表达道路坡度信息。道路坡度会对车辆运行造成影响，能量消耗率与污染物排放量随着坡度的增加而明显增加。

多数汽车运行工况都是以微行程划分为基础的组合优化方法设计得到的，该设计方法的设计结果中道路坡度通常有着严重失真。使用马尔可夫链模型也能设计汽车运行工况，但只能体现速度的变化，不能体现道路坡度信息。所以，目前还没有一种能够体现道路坡度的汽车运行工况马尔可夫链设计方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种含道路坡度的汽车运行工况马尔可夫链设计方法，使用该方法能够得到含速度和道路坡度的汽车运行工况，且道路坡度符合实际道路情况。

本发明的方法包括以下步骤：

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，该过程中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，该过程中使用稀疏矩阵格式存储、计算状态转移频率矩阵；

步骤4，选择怠速状态的编码作为初始编码，按照设计要求时长，使用MCMC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。

所述步骤1的具体过程为：