CN109932191B - 一种实际道路行驶工况库及构建方法 - Google Patents

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Abstract

将RDE试验移植至转毂试验室或动力总成试验室，形成RDE标定技术，对于企业开发标定能力的提升、降低RDE标定的成本和周期具有重要的意义。针对现有RDE测试边界条件不可控，企业达标成本高、周期长等问题，本发明基于交通量大数据、车辆实际运行数据和实际RDE试验数据，提出一种实际道路行驶工况库及构建方法，工况库用于构建测试汽车排放量的循环工况，循环工况包括基本工况、激烈驾驶工况和高排放工况三部分。构建激烈驾驶工况时，使用的参考值包括平均速度‑相对正加速度统计曲线中，95％分位点对应的相对正加速度。构建高排放工况时，使用的数据集包括RDE测试试验数据，构建高排放工况时，使用的参考值包括通过RDE测试试验数据计算出的比排放值。

Description

一种实际道路行驶工况库及构建方法
技术领域
本发明属于交通运输领域，尤其是一种实际道路行驶工况库及构建方法。
背景技术
现有的车辆能耗排放测试多在转毂上进行，由于转毂测试在模拟实际道路载荷及环境参数设置方面的局限性，导致了车辆实际道路的排放得不到有效控制，甚至有些企业利用转毂测试的漏洞进行排放作弊。针对上述问题，欧洲提出了RDE(Real DrivingEmission)测试，即在实际道路上测量车辆的排放量。鉴于RDE测试在避免企业排放作弊以及降低车辆实际运行排放等方面的重要作用，我国轻型车第六阶段排放标准也将RDE测试列入了强检要求。但是，现有RDE测试方法直接引用了欧洲的相关标准，与我国的实际道路情况不符；另外，试验复杂、周期长、受边界条件影响较大，且测试设备精度一般，测试结果的随机性较大，给企业的开发标定造成了较大困难。
标致、博世、本田、丰田等公司利用基于欧洲车辆运行工况开发的RTS95循环在转毂和动力总成台架进行RDE试验研究，减少由上述天气、交通、驾驶性等带来的试验失效。从而降低RDE标定的成本和周期。但目前我国缺乏类似RTS95的RDE标定循环，企业压力较大。
发明内容
本发明实施例中提出一种实际道路行驶工况库，采用的技术方案如下：
一种实际道路行驶工况库，工况库用于构建测试汽车排放量的循环工况，循环工况包括基本工况、激烈驾驶工况和高排放工况，通过工况库中短行程片段的组合形成基本工况、激烈驾驶工况或高排放工况。
本发明实施例的另一方面提出一种实际道路行驶工况库及构建方法，其中，确定工况库中，用于构建激烈驾驶工况的短行程片段时，使用的参考值包括平均速度-相对正加速度统计曲线中，95％分位点对应的相对正加速度。
确定工况库中，用于构建高排放工况的短行程片段时，使用的数据集包括RDE测试试验数据，使用的参考值包括通过RDE测试试验数据计算出的比排放值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：基于车辆实际的速度-加速度联立分布、PRA分布和RDE实测数据构建工况库，通过工况库中的短行程片段构建测试工况循环，利用测试工况循环可以使在转毂上测试车辆性能时，更加符合车辆在实际道路中行驶真实状况；利用测试工况循环使得测试具有较好的覆盖性和针对性。
附图说明
图1是循环工况构建流程图；
图2是基本工况曲线图；
图3是RPA分布曲线图；
图4是激烈驾驶工况曲线图；
图5是高排放工况曲线图；
图6是循环工况曲线图；
图7是短行程片段示意图。
具体实施方式
本实施例中，测试工况循环通过工况库中的短行程片段组合而成，建立的测试工况循环适用于轻型汽车，建立工况库时使用的数据包括实际道路数据和RDE(Real DrivingEmission)测试数据，采集实际道路数据时，选取指定城市的私家车，通过车辆上安装的数据采集终端(例如OBD)采集车辆行驶时的运行数据，数据采集终端将数据通过GPRS网络发送至工况数据管理平台。
本实施例中，选取5个典型城市的70辆私家车，共三个月的行驶数据(累计里程25万公里)作为构建工况库时，使用的车辆运行数据。
确定工况库中用于构建基本工况的短行程片段时，步骤包括：
S101.将车辆运行数据划分为若干短行程片段，并将短行程片段划分为低速区间、中速区间和高速区间，如图7所示，本实施例中将车辆从一次停车开始到下一次启动开始的运动过程定义为怠速片段；车辆在一次启动到下一次停车的运动过程定义为运动片段，怠速片段和运动片段组成短行程片段，以短行程片段的最大车速为指标，将车辆短行程片段分为低速区间、中速区间和高速区间。
S102.通过GIS平台获取对应城市的低频动态交通量大数据(道路每五分钟的平均速度)；建立速度-流量的交通流密度模型，计算对应城市路网上相应行驶车队的总行驶时间(VHT)，并建立VHT随平均速度的变化趋势；设定不同速度区间之间的阈值，用该速度阈值切分VHT分布，计算不同速度区间的权重。
S103.计算对应城市各速度区间的速度-加速度联立分布，利用权重因子矩阵进行加权，获取各个速度区间统一的速度-加速度联立分布。
S104.从各速度区间随机选择候选短行程片段进行组合，利用卡方检验对候选片段组合与对应区间统一的速度-加速度联立分布进行比较，将构成组合结果最优的短行程片段存入工况库。
本实施例中，从工况库中选取短行程片段组成基本工况时，首先通过测试场景确定不同速度区间的时长，例如，本实施例中取基本工况的总时长为1800秒，根据权重确定低速区间占比39％，中速区间占比34％，高速区间占比27％，因此各速度区间时长分别为702秒、612秒、486秒，再通过在工况库中抽取不同速度区间的短行程片段，组成测试时需要的基本工况循环。
本实施例中，工况库还包括备选工况库1和备选工况库2。备选工况库1用于构建激烈驾驶工况，备选工况库2用于构建高排放工况。
确定备选工况库1中用于构建激烈驾驶工况的短行程片段时，步骤包括：
S201.将短行程片段划分为低速区间、中速区间和高速区间，计算各速度区间的平均速度和相对正加速度(Relative positive acceleration，RPA)，统计各速度区间短行程片段平均速度对应的RPA95％分位值。
S202.基于车辆运行数据中各速度区间的平均速度和相对正加速度，挑选各速度区间平均速度和相对正加速度与统计曲线中，RPA95％分位点最接近的短行程片段存入备选工况库1。
本实施例中，从备选工况库1中选取短行程片段组成激烈驾驶工况时，首先确定工况总时长，例如1800秒，再根据测试场景的需求，从备选工况库1中选取指定数量的短行程片段构成激烈驾驶工况，例如本实施例中，根据短行程片段的平均速度选取3个低速区间短行程片段，2个中速区间短行程片段，1个高速区间短行程片段组成激烈驾驶工况。
确定备选工况库2中用于构建高排放工况的短行程片段时，步骤包括：
S301.进行RDE测试。
S302.利用RDE测试试验数据，将试验数据划分为若干短行程片段，并对短行程片段的排放因子进行计算。
其中排放因子定义为短行程片段内污染物排放总量与车辆在短行程片段内行驶里程的比值。
S303.挑选每组RDE测试数据中，排放因子值最大的二十个短行程片段存入备选工况库2。
本实施例中，从备选工况库2中选取短行程片段组成高排放工况时，先确定工况总时长，例如1800秒，再根据测试场景的需求，从备选工况库2中选取指定数量的短行程片段构成高排放工况，例如，本实施例中，选取3个短行程片段组成高排放工况。
本实施例中，测试工况循环可以为基本工况、激烈驾驶工况或高排放工况中的任意一种，也可以为基本工况、激烈驾驶工况和高排放工况三者之间的任意组合。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种实际道路行驶工况库，工况库用于构建测试汽车排放量的循环工况，其特征在于，循环工况包括基本工况、基于RPA分析的激烈驾驶工况和RDE测试得到的高排放工况，通过工况库中短行程片段的组合形成基本工况、激烈驾驶工况或高排放工况；
用于构建基本工况的短行程片段时，步骤包括：
S101.将车辆运行数据划分为若干短行程片段，并将短行程片段划分为低速区间、中速区间和高速区间，将车辆从一次停车开始到下一次启动开始的运动过程定义为怠速片段；车辆在一次启动到下一次停车的运动过程定义为运动片段，怠速片段和运动片段组成短行程片段，以短行程片段的最大车速为指标，将车辆短行程片段分为低速区间、中速区间和高速区间；
S102.通过GIS平台获取对应城市的低频动态交通量大数据；建立速度-流量的交通流密度模型，计算对应城市路网上相应行驶车队的总行驶时间，并建立VHT随平均速度的变化趋势；设定不同速度区间之间的阈值，用该阈值切分VHT分布，计算不同速度区间的权重；
S103.计算对应城市各速度区间的速度-加速度联立分布，利用权重因子矩阵进行加权，获取各个速度区间统一的速度-加速度联立分布；
S104.从各速度区间随机选择候选短行程片段进行组合，利用卡方检验对候选片段组合与对应区间统一的速度-加速度联立分布进行比较，将构成组合结果最优的短行程片段存入工况库；
还包括备选工况库1和备选工况库2，备选工况库1用于构建激烈驾驶工况，备选工况库2用于构建高排放工况；
确定备选工况库1中用于构建激烈驾驶工况的短行程片段时，包括以下步骤：
S201. 将短行程片段划分为低速区间、中速区间和高速区间，计算各速度区间的平均速度和相对正加速度，统计各速度区间短行程片段平均速度对应的RPA95%分位值；
S202. 基于车辆运行数据中各速度区间的平均速度和相对正加速度，挑选各速度区间平均速度和相对正加速度与统计曲线中，RPA95%分位点最接近的短行程片段存入备选工况库1；
从备选工况库1中选取短行程片段组成激烈驾驶工况时，首先确定工况总时长，再根据测试场景的需求，从备选工况库1中选取指定数量的短行程片段构成激烈驾驶工况；
确定备选工况库2中用于构建高排放工况的短行程片段时，包括以下步骤：
S301. 进行RDE测试；
S302. 利用RDE测试试验数据，将试验数据划分为若干短行程片段，并对短行程片段的排放因子进行计算，其中排放因子定义为短行程片段内污染物排放总量与车辆在短行程片段内行驶里程的比值；
S303. 挑选每组RDE测试数据中，排放因子值最大的二十个短行程片段存入备选工况库2。
2.一种实际道路行驶工况库构建方法，用于构建权利要求1所述的一种实际道路行驶工况库，其特征在于，确定工况库中，用于构建激烈驾驶工况的短行程片段时，使用的参考值包括平均速度-相对正加速度统计曲线中，95％分位点对应的相对正加速度。
3.如权利要求2所述一种实际道路行驶工况库构建方法，其特征在于，确定工况库中，用于构建高排放工况的短行程片段时，使用的数据集包括RDE测试试验数据，使用的参考值包括通过RDE测试试验数据计算出的比排放值。
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