專利名稱：一種用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法和系統(tǒng)的制作方法
一種用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于交通運(yùn)輸環(huán)境保護(hù)和空氣質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法和系統(tǒng)，可用于量化一個(gè)城市、區(qū)域或國(guó)家的機(jī)動(dòng)車尾氣即一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物、顆粒物，溫室氣體排放總量。
背景技術(shù)：
行駛周期是指由一系列機(jī)動(dòng)車行駛速度-時(shí)間散點(diǎn)組成的連續(xù)曲線，其時(shí)間長(zhǎng)度一般為10分鐘至20分鐘，它代表一個(gè)城市、區(qū)域或國(guó)家的機(jī)動(dòng)車的典型行駛狀況或者典型交通狀況。機(jī)動(dòng)車尾氣排放污染是目前世界上許多城市和國(guó)家面臨的一個(gè)嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題。有效地控制一個(gè)地區(qū)或國(guó)家的機(jī)動(dòng)車尾氣排放的首要工作室準(zhǔn)確量化機(jī)動(dòng)車的排放量，然后才能相應(yīng)確定排放削減量和尾氣污染控制技術(shù)。排放因子是評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車排放狀況的最基本參數(shù)，也是確定機(jī)動(dòng)車排放總量及其環(huán)境影響的重要依據(jù)，而建立機(jī)動(dòng)車行駛周期是測(cè)試排放因子基礎(chǔ)工作，因此，行駛周期的質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)動(dòng)車尾氣量化的精度，進(jìn)而間接影響到尾氣污染控制技術(shù)的有效性。
在機(jī)動(dòng)車尾氣排放量化模型研究領(lǐng)域，用于總量測(cè)算的模型可以分為宏觀和微觀兩大類。其中，宏觀模型通過(guò)機(jī)動(dòng)車尾氣排放因子和道路運(yùn)輸?shù)男旭偫锍虂?lái)完成量化；微觀模型則以單個(gè)車輛為預(yù)測(cè)對(duì)象，計(jì)算某種特定駕駛模式的機(jī)動(dòng)車尾氣排放量，或者是以秒為單位計(jì)算瞬時(shí)的機(jī)動(dòng)車尾氣排放量。在針對(duì)道路交通運(yùn)輸部門的機(jī)動(dòng)車尾氣排放統(tǒng)計(jì)中，宏觀模型應(yīng)用較為廣泛。目前，該類模型中使用最為廣泛的是由美國(guó)環(huán)保局(EPA)開(kāi)放的MOBILE系列和MOVES系列模型。在這兩類模型的尾氣排放量化方法中，行駛周期是一個(gè)核心的概念。為了開(kāi)發(fā)適合本地區(qū)或者國(guó)家的行駛周期，世界各地區(qū)、各國(guó)都開(kāi)發(fā)了不同的適合本地區(qū)特點(diǎn)的行駛周期。目前，我國(guó)主要采用歐洲的ECE+EUDC行駛周期來(lái)進(jìn)行輕型車的臺(tái)駕測(cè)試法，該行駛周期不能準(zhǔn)確代表我國(guó)實(shí)際道路上機(jī)動(dòng)車的行駛狀況。
建立行駛周期的總的思路就是從實(shí)測(cè)的大量實(shí)際行車速度中提煉出一段速度變化曲線，使得這段曲線能反映整體實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。行駛周期的建立方法發(fā)展至今，主要采用拼接若干代表性微行程的辦法。微行程是行駛周期的子集，其定義為一系列起點(diǎn)和終點(diǎn)速度為零機(jī)動(dòng)車行駛速度-時(shí)間散點(diǎn)組成的連續(xù)曲線。由于不同微行程的組合可能性龐大，目前微行程的選擇一般采用隨機(jī)篩選的辦法，具有主觀隨意性，而且選擇微行程的控制指標(biāo)物理意義不準(zhǔn)確，所以，得到的行駛周期不能準(zhǔn)確反映實(shí)際道路交通狀況。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有行駛周期的建立方法存在的不足，提出一種基于SPSA 算法的評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法，其計(jì)算速度和精度均優(yōu)于現(xiàn)有算法。
一種用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)分為外場(chǎng)部分11和內(nèi)場(chǎng)部分12。所述外場(chǎng)部分11由數(shù)據(jù)采集車輛、車載GPS終端以及車載PDA發(fā)射端組成，采集設(shè)備不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何處理，主控中心發(fā)布輪巡指令，實(shí)時(shí)接收和讀取由PDA發(fā)射的 GPS數(shù)據(jù)。所述內(nèi)場(chǎng)部分12由百兆以太網(wǎng)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)121組成，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)121 包括GSP數(shù)據(jù)接受端和行程數(shù)據(jù)生成器、微行程生成器、候選微行程庫(kù)生成器、最優(yōu)微行程生成器、最終行駛周期生成器和行駛周期展示終端。所述外場(chǎng)部分11和內(nèi)場(chǎng)部分12通過(guò) GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)通信。
—種基于SPSA算法的評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法和系統(tǒng)，其建立方法包括以下步驟(如

圖1所示)
1)外場(chǎng)數(shù)據(jù)采集利用GPS技術(shù)采集各種不同車輛在所研究區(qū)域內(nèi)不同等級(jí)道路上的實(shí)時(shí)行駛速度隨時(shí)間變化的曲線；
2)數(shù)據(jù)傳輸將采集到的GPS數(shù)據(jù)由PDA通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絻?nèi)場(chǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 經(jīng)過(guò)行程數(shù)據(jù)生產(chǎn)器處理后存入行程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
3)行程數(shù)據(jù)生成將傳輸?shù)絻?nèi)場(chǎng)到的GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為行程數(shù)據(jù)，然后存入行程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
4)微行程生成根據(jù)微行程的定義將采集到的實(shí)時(shí)行駛速度曲線劃分為若干小段；
5)候選微行程庫(kù)建立按照代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)值，在生成的全部微行程中選取一部分作為候選微行程庫(kù)；
6)采用SPSA算法從候選微行程庫(kù)中自動(dòng)篩選若干最優(yōu)微行程；
7)拼接篩選得到的最優(yōu)微行程，得到目標(biāo)行駛周期。
所述的微行程其代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)為
權(quán)利要求
1.一種用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)分為外場(chǎng)部分(11)和內(nèi)場(chǎng)部分(12)。
2.如權(quán)利要求1所述用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的系統(tǒng)，其特征在于，所述外場(chǎng)部分(11)由數(shù)據(jù)采集車輛、車載GPS終端以及車載PDA發(fā)射端組成，采集設(shè)備不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何處理，主控中心發(fā)布輪巡指令，實(shí)時(shí)接收和讀取由PDA發(fā)射的GPS數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)場(chǎng)部分(1 由百兆以太網(wǎng)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(121)組成，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(121)包括 GSP數(shù)據(jù)接受端和行程數(shù)據(jù)生成器、微行程生成器、候選微行程庫(kù)生成器、最優(yōu)微行程生成器、最終行駛周期生成器和行駛周期展示終端。
4.如權(quán)利要求1所述用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的系統(tǒng)，其特征在于，所述外場(chǎng)部分(11)和內(nèi)場(chǎng)部分(1 通過(guò)GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)通信。
5.一種基于SPSA算法的用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法，其特征在于，包括以下步驟1)所述外場(chǎng)部分(11)數(shù)據(jù)采集利用GPS技術(shù)采集各種不同車輛在所研究區(qū)域內(nèi)不同等級(jí)道路上的實(shí)時(shí)行駛速度隨時(shí)間變化的曲線；2)數(shù)據(jù)傳輸將采集到的GPS數(shù)據(jù)由PDA通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿鰞?nèi)場(chǎng)部分(12)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(121)，經(jīng)過(guò)行程數(shù)據(jù)生產(chǎn)器處理后存入行程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)；3)行程數(shù)據(jù)生成將傳輸?shù)剿鰞?nèi)場(chǎng)部分(1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(121)的GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為行程數(shù)據(jù)，然后存入行程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)；4)微行程生成根據(jù)微行程的定義將采集到的實(shí)時(shí)行駛速度曲線劃分為若干小段；5)候選微行程庫(kù)建立按照微行程代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)(22)，在生成的全部微行程中選取一部分作為候選微行程庫(kù)；6)采用SPSA算法從候選微行程庫(kù)中自動(dòng)篩選若干最優(yōu)微行程；7)拼接篩選得到的最優(yōu)微行程，得到目標(biāo)行駛周期04)。
6.如權(quán)利要求5所述的基于SPSA算法的用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法，其特征在于，所述微行程代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)0 為
7.如權(quán)利要求6所述的基于SPSA算法的用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法，其特征在于，所述行駛模式0 包括減速、怠速和其他15種由VSP區(qū)間和速度范圍決定的行駛模式，劃分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1行駛模式劃分標(biāo)準(zhǔn)
8.如權(quán)利要求5所述的基于SPSA算法的用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法，其特征在于，所述候選微行程庫(kù)大小的標(biāo)準(zhǔn)為全部微行程的30%。
9.如權(quán)利要求5所述的基于SPSA算法的用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法，其特征在于，所述SPSA算法中的目標(biāo)函數(shù)為
10.如權(quán)利要求5所述的基于SPSA算法的用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法，其特征在于，所述目標(biāo)行駛周期04)由自動(dòng)篩選得到的最優(yōu)微行程首尾相連接而成，其中微行程拼接次序隨機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放的行駛周期的建立方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為外場(chǎng)部分和內(nèi)場(chǎng)部分；外場(chǎng)部分由數(shù)據(jù)采集車輛、車載GPS終端以及車載PDA發(fā)射端組成，實(shí)時(shí)接收和讀取由PDA發(fā)射的GPS數(shù)據(jù)；內(nèi)場(chǎng)部分由百兆以太網(wǎng)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，用以處理數(shù)據(jù)。該方法包括以下步驟1)數(shù)據(jù)采集；2)數(shù)據(jù)傳輸；3)行程數(shù)據(jù)生成；4)微行程生成；5)候選微行程庫(kù)建立；6)采用SPSA算法自動(dòng)篩選若干最優(yōu)微行程；7)拼接篩選得到的最優(yōu)微行程，得到目標(biāo)行駛周期。本發(fā)明選取評(píng)價(jià)指標(biāo)具有明確意義，行駛周期代表性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，適合工程實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G08G1/00GK102521974SQ201110460169
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉少文, 張翛, 申俊敏, 趙隊(duì)家 申請(qǐng)人:山西省交通科學(xué)研究院