CN111750948B - 车辆油耗计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆油耗计算方法及系统,包括:步骤1.通过T‑BOX端读取控制器局域网上的瞬时油耗和瞬时速度信号,每cms读取一次;步骤2.T‑BOX端将读取的数据上传至服务器;步骤3.服务器基于所接收到的瞬时油耗和瞬时速度信息计算出车辆的百公里油耗,具体为:(a)判断上传数据是否有丢失,若有丢帧情况,则补齐缺失数据,并计算出每秒总油耗f和每秒车速s;(b)根据每秒总油耗f和每秒车速s计算百公里平均油耗。本发明能够精确计算出车辆的油耗。
Description
技术领域
本发明属于汽车车辆网的技术领域,具体涉及一种车辆油耗计算方法及系统。
背景技术
随着全球能源危机的加剧,国内油价一直居高不下,使得国内用户在购车、用车过程中特别关注汽车的油耗。如何计算出用户的精准油耗,是当前国内众多整车企业不得不面对的重要问题。
因此,有必要开发一种新的车辆油耗计算方法及系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆油耗计算方法及系统,能精准计算出车辆的油耗。
第一方面,本发明所述的一种车辆油耗计算方法,
步骤1.通过T-BOX端读取控制器局域网上的瞬时油耗和瞬时速度信号,每cms读取一次;
步骤2.T-BOX端将读取的数据上传至服务器;
步骤3.服务器基于所接收到的瞬时油耗和瞬时速度信息计算出车辆的百公里油耗,具体为:
(a)判断上传数据是否有丢失,若有丢帧情况,则补齐缺失数据,并计算出每秒总油耗f和每秒车速s;
(b)根据每秒总油耗f和每秒车速s计算百公里平均油耗。
进一步,丢帧分为每秒丢失部分数据的情况和丢失整秒数据的情况;
(a-1)每秒丢失部分数据的情况:
(a-2)丢失整秒数据的情况:
根据获得数据采用插值方法,按秒补齐丢失数据。
进一步,当丢失整秒数据时,对丢帧的每秒总油耗的估算方法如下:
连续两个已知数据秒A,B之间的漏帧数量m;
其中,上传成功的信号A包括:
时间time:tA;
油耗值fuel:fA;
上传成功的信号B包括:
时间time:tB;
油耗值fuel:fB;
采用基于A,B的插值函数:
进一步,当丢失整秒数据时,对丢帧的每秒车速的估算方法如下:
连续两个已知数据秒A,B之间的漏帧数量m;
其中,上传成功的信号A包括:
时间time:tA;
车速speed:sA;
上传成功的信号B包括:
时间time:tB;
车速speed:sB;
采用基于A,B的插值函数:
带入插值函数,计算得到丢帧秒的速度数据。
进一步,根据每秒总油耗f和每秒车速s计算出百公里平均油耗,具体为:
进一步,所述T-BOX端与服务器之间将采用长连接方式进行数据交互,具体为:
T-BOX端发起TCP连接,T-BOX端和服务器连接后,T-BOX端定时心跳维持连接;当T-BOX端检测到连接断开后,将立即重新发起连接,若建立连接失败,则每隔预设时间重试;所述T-BOX端与服务器的数据交互为请求-响应模式。
第二方面,本发明所述的一种车辆油耗计算系统,包括:
T-BOX端,读取控制器局域网上的瞬时油耗和瞬时速度信号,每cms读取一次;
服务器,用于接收T-BOX端所上传的数据,所述服务器被配置为能执行如本发明所述的车辆油耗计算方法的步骤。
本发明具有以下优点:它能够精确地计算出车辆的油耗。
附图说明
图1为本发明中的T-BOX与服务器的连接管理逻辑图。
图2为本发明中的主要模块关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
一种车辆油耗计算方法,包括以下步骤:
步骤1.通过T-BOX端读取控制器局域网上的瞬时油耗和瞬时速度信号,每cms读取一次;
步骤2.T-BOX端将读取的数据上传至服务器;
步骤3.服务器基于所接收到的瞬时油耗和瞬时速度信息计算出车辆的百公里油耗,具体为:
(a)判断上传数据是否有丢失,若有丢帧情况,则补齐缺失数据,并计算出每秒总油耗f和每秒车速s;
(b)根据每秒总油耗f和每秒车速s计算百公里平均油耗。
本实施例中,将计算好的油耗在web页面进行展示,供动力研发工程师分析油耗。
丢帧分为每秒丢失部分数据的情况和丢失整秒数据的情况;
(a-1)每秒丢失部分数据的情况:
(a-2)丢失整秒数据的情况:
当丢失整秒数据时,对丢帧的每秒总油耗的估算方法如下:
连续两个已知数据秒A,B之间的漏帧数量m;
其中,上传成功的信号A包括:
时间time:tA;
油耗值fuel:fA;
上传成功的信号B包括:
时间time:tB;
油耗值fuel:fB;
采用基于A,B的插值函数:
带入插值函数,计算得到丢帧秒的油耗数据。
当丢失整秒数据时,对丢帧的每秒车速的估算方法如下:
连续两个已知数据秒A,B之间的漏帧数量m;
其中,上传成功的信号A包括:
时间time:tA;
车速speed:sA;
上传成功的信号B包括:
时间time:tB;
车速speed:sB;
采用基于A,B的插值函数:
带入插值函数,计算得到丢帧秒的速度数据。
根据获得数据采用插值方法,按秒补齐丢失数据。
根据每秒总油耗f和每秒车速s计算出百公里平均油耗,具体为:
本实施例主要通过T-BOX端和服务器协同完成。
一、T-BOX端(汽车盒子)
本实施例中,所述T-BOX端与服务器之间将采用长连接(此长连接既支持T-BOX端向服务器发送数据,也支持服务器主动向T-BOX端发送数据)方式进行数据交互,具体为:
T-BOX端发起TCP连接,T-BOX端和服务器连接后,T-BOX端定时心跳维持连接;当T-BOX端检测到连接断开后,将立即重新发起连接,若建立连接失败,则每隔预设时间(比如:10s)重试;所述T-BOX端与服务器的数据交互为请求-响应模式,即数据不管是从T-BOX端发起还是从服务器发起,必须是发起请求后,收到对应的响应。连接管理逻辑具体参见图1。
T-BOX端读取CAN总线上的油喷信号(即瞬时油耗)、瞬时速度信号,本实施例中,每100ms采集一次该信号。
T-BOX端将采集到的信号按照时间戳+信号ID+信号长度+信号内容组装后,存入T-BOX端自带的本地存储队列中。当本地信号满50条或距离上次上传10s时,将本地信号按FIFO(先进先出)取出,并依次拼接。T-BOX端与服务器保持着TCP连接,将信号通过TCP/IP协议发送到端。
二、服务器
本实施例中,服务器是指车辆网云平台,如图2所示,车联网云平台作为与T-BOX通讯的服务器,包含网关和业务处理器两部分。其中网关负责与T-BOX端通讯,包括接收T-BOX端上传的报文,也包括向T-BOX端发送数据。当收到T-BOX端的报文后,网关负责将报文重新组装,包含设备唯一标识、服务器时间、报文类型、报文内容等,组装完成后写入Kafka(即一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统),指定的Topic(如tcp-msg),供业务处理器消费以完成后续的业务逻辑处理,同时及时发送成功接收报文给T-BOX端。该机制保证了报文上传的可靠性与高效。业务处理器主要负责解析报文,根据报文类型解析成时间戳、信号ID、信号长度、信号内容、设备唯一标识、服务器时间,再将信号内容根据DBC文件进行解析。不同的车型的DBC文件通常是不同的,这里需要根据设备唯一标识来获取设备对应的车型编码,再根据车型编码找到该车型对应的DBC文件。最后,将解析后的数据写入Kafka的Topic(如can-data),通过Hadoop生态系统中的Flume组件,可以将can-data中的数据消费后落入大数据分布式文件系统(HDFS),供大数据平台分析使用。
三、大数据分析
以下以cms为100ms为例,同时以下表所示1秒内的数据为例(X为缺失数据)对本实施例进行详细的说明:
(3.1)每秒丢失部分数据的情况
不丢帧情况,1秒内应有10条数据。实际上传数据量每秒少于10条。根据已有的每秒n条车况数据,包括n条油耗数据f1,f2,…,fn,及n条车速数据s1,s,…,sn。
(3.2)丢失整秒数据的情况
通过上述方法可获取的每秒油耗及车速信息。根据获得数据采用插值方法,按秒补齐丢失数据。插值计算方案如下:
second | A | lost | lost | lost | B | C | lost | lost | lost | D |
time | t<sub>A</sub> | X | X | X | t<sub>B</sub> | t<sub>C</sub> | X | X | X | t<sub>D</sub> |
fuel | f<sub>A</sub> | X | X | X | f<sub>B</sub> | f<sub>C</sub> | X | X | X | f<sub>D</sub> |
表中second行表示连续的秒,其中lost为丢失的秒,连续两个已知数据秒A,B之间的漏帧数量m。根据A,B信息对漏帧数据进行估计。
以油耗数据为例,上传成功的信号A包括:
时间time:tA;
油耗值fuel:fA;
上传成功的信号B包括:
时间time:tB;
油耗值fuel:fB;
采用基于A,B的插值函数:
带入插值函数,计算得到丢帧秒的油耗数据。如下表,tA,tB,tC,tD是上传数据,其余为补帧数据。
second | 1 | lost | lost | lost | 5 | 6 | lost | lost | lost | 10 |
time | t<sub>A</sub> | t<sub>A</sub>+Δ | t<sub>A</sub>+2Δ | t<sub>A</sub>+3Δ | t<sub>B</sub> | t<sub>C</sub> | t<sub>C</sub>+Δ′ | t<sub>C</sub>+2Δ′ | t<sub>C</sub>+3Δ′ | t<sub>D</sub> |
fuel | f<sub>A</sub> | f(t<sub>A</sub>+Δ) | f(t<sub>A</sub>+2Δ) | f(t<sub>A</sub>+3Δ) | f<sub>B</sub> | f<sub>C</sub> | f′(t<sub>C</sub>+Δ′) | f′(t<sub>C</sub>+2Δ′) | f′(t<sub>C</sub>+3Δ′) | f<sub>D</sub> |
车速数据采用同样方法进行补帧。
(3.3)丢帧补齐方法准确性的量化指标
基于一套实车采集的完整数据集P(即无丢帧情况),计算实际的百公里油耗Freal。
采用补帧方法,对P1,P2,…,P10计算得百公里油耗为Fest1,Fest2,…,Fest10。与真实值偏差分别为δ1=|Fest1-Freal|,δ2=|Fest2-Freal|,…,δ10=|Fest10-Freal|。
随后续优化大数据分析中的补帧方法,将不同补帧方法在同一组数据上进行计算,通过对比各方法的δi评估优化效果。
本实施例中,一种车辆油耗计算系统,包括:
T-BOX端,读取控制器局域网上的瞬时油耗和瞬时速度信号,每cms读取一次;
服务器,用于接收T-BOX端所上传的数据,所述服务器被配置为能执行如本发明所述的车辆油耗计算方法的步骤。
Claims (3)
1.一种车辆油耗计算方法,其特征在于:
步骤1.通过T-BOX端读取控制器局域网上的瞬时油耗和瞬时速度信号,每cms读取一次;
步骤2.T-BOX端将读取的数据上传至服务器;
步骤3.服务器基于所接收到的瞬时油耗和瞬时速度信息计算出车辆的百公里油耗,具体为:
(a)判断上传数据是否有丢失,若有丢帧情况,则补齐缺失数据,并计算出每秒总油耗f和每秒车速s;
(b)根据每秒总油耗f和每秒车速s计算百公里平均油耗;
丢帧分为每秒丢失部分数据的情况和丢失整秒数据的情况;
(a-1)每秒丢失部分数据的情况:
(a-2)丢失整秒数据的情况:
根据获得数据采用插值方法,按秒补齐丢失数据;
当丢失整秒数据时,对丢帧的每秒总油耗的估算方法如下:
连续两个已知数据秒A,B之间的漏帧数量m;
其中,上传成功的信号A包括:
时间time:tA;
油耗值fuel:fA;
上传成功的信号B包括:
时间time:tB;
油耗值fuel:fB;
采用基于A,B的插值函数:
根据丢帧数量m,t在区间[tA,tB]内取m个等分时间点:
带入插值函数,计算得到丢帧秒的油耗数据;
当丢失整秒数据时,对丢帧的每秒车速的估算方法如下:
连续两个已知数据秒A,B之间的漏帧数量m;
其中,上传成功的信号A包括:
时间time:tA;
车速speed:sA;
上传成功的信号B包括:
时间time:tB;
车速speed:sB;
采用基于A,B的插值函数:
根据丢帧数量m,t在区间[tA,tB]内取m个等分时间点:
带入插值函数,计算得到丢帧秒的速度数据;
根据每秒总油耗f和每秒车速s计算出百公里平均油耗,具体为:
2.根据权利要求1所述的车辆油耗计算方法,其特征在于:所述T-BOX端与服务器之间将采用长连接方式进行数据交互,具体为:T-BOX端发起TCP连接,T-BOX端和服务器连接后,T-BOX端定时心跳维持连接;当T-BOX端检测到连接断开后,将立即重新发起连接,若建立连接失败,则每隔预设时间重试;所述T-BOX端与服务器的数据交互为请求-响应模式。
3.一种车辆油耗计算系统,其特征在于,包括:
T-BOX端,读取控制器局域网上的瞬时油耗和瞬时速度信号,每cms读取一次;
服务器,用于接收T-BOX端所上传的数据,所述服务器被配置为能执行如权利要求1或2所述车辆油耗计算方法的步骤。
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