CN114048639A - 利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，涉及车辆尾气检测数据处理技术领域，包括：获取车载尾气检测设备采集的车辆数据；剔除无效数据并计算非直接上传数据，得到预处理数据；根据停车时长以及车速对预处理数据进行切割；以数据片段时长阈值点为切割点对预处理数据片段进行切割，得到切割后数据片段；剔除相邻点水温不连续以及车辆载荷超出车载阈值的片段；根据车速将有效数据片段进行标记并进行抽样，得到样本有效数据片段；当样本有效数据片段满足PEMS循环重构要求，将样本有效数据片段进行拼接，并计算拼接数据的NOx排放量，以上数据处理方法可以快速识别出有效数据，并保证了NOx排放结果的可靠性和可信度。

Description

利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法
技术领域
本发明涉及车辆尾气排放检测数据处理技术领域，具体而言，涉及一种利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法。
背景技术
随着重型柴油机车排放法规的日益严格，排放测试流程也越来越复杂。柴油机的排放检测必须要经过发动机台架排放测试（GB 17691-2018）、整车转毂排放测试（GB/T27840-2011）和实车道路PEMS（portable emission measurement system）测试。然而，由于柴油机的排放控制系统无论是硬件布置，还是软件控制都十分复杂，即使新车排放检测合格，车辆在长时间使用后仍存在很高的超排放风险。2018年8月发布GB17691-2018《重型柴油车污染物排放限值及测试方法（中国第六阶段）》对柴油车远程监控平台提出明确要求，从6b阶段开始，生产企业应保证车辆在全寿命期内，要求进行排放数据发送，由生态环境主管部门和生产企业进行接收。通过对上传的数据进行清理和处理，建立车型PEMS重构方法和排放评估模型，可以实现售后车辆的NOx排放检测，解决在用重型柴油车NOx排放监管、抽测不方便的问题。由于发动机起动后，数据就开始上传，因此，数据库不仅数据量大，而且存在大量的无效数据。因此提出了一种数据处理方法，可以快速识别出有效数据，并进而给出了PEMS循环重构方法，使重构的PEMS循环逼近实际PEMS循环，保证了NOx排放结果的可靠性和可信度。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，公开了一种利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，能够快速识别出有效数据，并进而给出了PEMS循环重构方法，使重构的PEMS循环逼近实际PEMS循环，保证了NOx排放结果的可靠性和可信度。
本发明通过以下方案予以实现：一种利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，包括以下步骤：
S1,获取车载尾气检测设备采集的车辆数据；
S2,根据车辆数据剔除无效数据并计算非直接上传数据，得到预处理数据；
S3,根据停车时长以及车速对预处理数据进行切割，得到预处理数据片段；
S4,当预处理数据片段的时长大于时长阈值，以阈值点为切割点对预处理数据片段进行切割，得到切割后数据片段；
S5,剔除切割后数据片段中相邻点水温或者SCR温度不连续以及车辆载荷超出车载阈值的片段，得到有效数据片段；
S6,根据片段内车速将有效数据片段进行标记，得到带有不同路况标记的有效数据片段；
S7,将带有不同路况标记的有效数据片段进行抽样，得到样本有效数据片段；
S8,判断样本有效数据片段是否满足PEMS循环重构要求，当样本有效数据片段满足PEMS循环重构要求，将样本有效数据片段进行拼接，并计算拼接数据的NOx排放量。
根据本发明公开的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，优选地，根据停车时长以及车速对预处理数据进行切割包括：当停车时长超过预设停车时长阈值时，进行数据切割；以正序首次出现55km/h的数据点以及正序首次出现75km/h的数据点为切割点进行切割；再以倒序首次出现55km/h的数据点以及倒序首次出现75km/h的数据点为切割点进行切割。
根据本发明公开的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，优选地，时长阈值的值为30min。
根据本发明公开的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，优选地，满足PEMS循环重构要求的样本有效数据片段为符合PEMS循环的各路况时间占比要求、相邻点水温或者SCR温度连续、最大高程差不超过100m、根据WHTC循环划分功积窗口的通过率满足法规要求的样本有效数据片段。
根据本发明公开的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，优选地，根据预处理数据，提取市区冷起动数据片段，并将市区冷起动数据片段拼接到PEMS循环结构的指定位置。
根据本发明公开的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，优选地，带有不同路况标记的有效数据片段包括：带有市区路况标记的有效数据片段、带有郊区路况标记的有效数据片段以及带有高速路况标记的有效数据片段。
根据本发明公开的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，优选地，无效数据包括：环境温度低于-7°C数据、大气压力低于75kPa数据、NOx传感器露点检测未完成数据、SCR温度高于400°C数据，非直接上传数据包括：功率和NOx排放量。
根据本发明公开的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，优选地，步骤S5中相邻点水温或者SCR温度不连续具体为：当相邻工况点的水温或者SCR温度的温差大于预设温度阈值时，相邻工况点水温或者SCR温度为不连续的。
根据本发明公开的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，优选地，相邻点水温或者SCR温度连续具体为：当相邻工况点的水温或者SCR温度的温差小于或等于预设温度阈值时，相邻工况点的水温或者SCR温度为连续的。
根据本发明公开的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，优选地，预设温度阈值为50。
本发明的有益效果至少包括：本申请提供的重型柴油机车NOx排放数据处理方法能够快速识别出有效数据，并进而给出了PEMS循环重构方法，使重构的PEMS循环逼近实际PEMS循环，保证了NOx排放结果的可靠性和可信度。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法步骤框图。
图2示出了根据本发明的实施例的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法的程序流程意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明提供了一种利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，包括：
步骤S1,获取车载尾气检测设备采集的车辆数据；
步骤S2,根据车辆数据剔除无效数据并计算非直接上传数据，得到预处理数据；
步骤S3,根据停车时长以及车速对预处理数据进行切割，得到预处理数据片段；
步骤S4,当预处理数据片段的时长大于时长阈值，以阈值点为切割点对预处理数据片段进行切割，得到切割后数据片段；
步骤S5,剔除切割后数据片段中相邻点水温或者SCR温度不连续以及车辆载荷超出车载阈值（车载阈值为车辆100%负荷的值）的片段，得到有效数据片段；
步骤S6,根据片段内车速将有效数据片段进行标记，得到带有不同路况标记的有效数据片段；
步骤S7,将带有不同路况标记的有效数据片段进行抽样，得到样本有效数据片段；
步骤S8,判断样本有效数据片段是否满足PEMS循环重构要求，当样本有效数据片段满足PEMS循环重构要求，将样本有效数据片段进行拼接，并计算拼接数据的NOx排放量。
根据上述实施例，优选地，根据停车时长以及车速对预处理数据进行切割包括：当停车时长超过预设停车时长阈值时，进行数据切割；以正序首次出现55km/h的数据点以及正序首次出现75km/h的数据点为切割点进行切割；再以倒序首次出现55km/h的数据点以及倒序首次出现75km/h的数据点为切割点进行切割。
根据上述实施例，优选地，时长阈值的值为30min。
根据上述实施例，优选地，满足PEMS循环重构要求的样本有效数据片段为符合PEMS循环的各路况时间占比要求、相邻点水温或者SCR温度连续、最大高程差不超过100m、根据WHTC循环划分功积窗口的通过率满足法规要求的样本有效数据片段。
根据上述实施例，优选地，根据预处理数据，提取市区冷起动数据片段，并将市区冷起动数据片段拼接到PEMS循环结构的指定位置。
根据上述实施例，优选地，带有不同路况标记的有效数据片段包括：带有市区路况标记的有效数据片段、带有郊区路况标记的有效数据片段以及带有高速路况的有效数据片段。
根据上述实施例，优选地，无效数据包括：环境温度低于-7°C数据、大气压力低于75kPa数据、NOx传感器露点检测未完成数据、SCR温度高于400°C数据，非直接上传数据包括：功率和NOx排放量。
根据上述实施例，优选地，步骤S5中相邻点水温或者SCR温度不连续具体为：当相邻工况点的水温或者SCR温度的温差大于预设温度阈值时，相邻工况点水温或者SCR温度为不连续的。
根据上述实施例，优选地，相邻点水温或者SCR温度连续具体为：当相邻工况点的水温或者SCR温度的温差小于或等于预设温度阈值时，相邻工况点的水温或者SCR温度为连续的。
根据上述实施例，优选地，预设温度阈值为50。
如图2所示，在该实施例中，首先要导入网传的数据，比如，车速、发动机转速、扭矩、SCR温度、冷却液温度、进气流量、燃油喷射量等，如果网传数据包含多个文件，需要进行数据的合并；接下来需要剔除无效数据和计算非直接上传变量。无效数据包括
Figure 367489DEST_PATH_IMAGE001
环境温度低于-7°C、
Figure 612526DEST_PATH_IMAGE002
大气压力低于75kPa、
Figure 861104DEST_PATH_IMAGE003
NOx传感器露点检测未完成、
Figure 584210DEST_PATH_IMAGE004
SCR温度高于400°C等，其中，前两项是法规要求的可以不监控排放的区域，第三项是为了保证采集的NOx数据正常，第四项是为了排除DPF再生工况，因为再生期间SCR温度过高，效率变低，NOx排放升高是正常现象。计算排放用的到变量有些并不是法规要求上传的，比如功率和NOx排放（mg/s），但可以通过其他变量计算得到，利用转速和扭矩计算出功率，利用进气流量、燃油喷射量、NOx传感器测量到的NOx排放（ppm）计算得到NOx排放（mg/s）。
然后进行数据切割，连续长段的数据很难符合PEMS循环的路况要求，需要将长段的数据切割成多个片段，切割过程如下：
Figure 726478DEST_PATH_IMAGE001
首先判定数据中是否存在长时间停车（比如时间超过2分钟）的情况，如果停车时间过长，可能导致后处理温度变低，尿素停喷，引起NOx排放异常，如果存在长时间停车的情况，需要停车前后的数据分别提取出来，将停车的片段剔除；
Figure 17782DEST_PATH_IMAGE002
判断是否出现首次车速从低速到超过55km/h的情况，如果存在，则视为是市区路况和郊区路况的分界线，以55km/h为界切割数据；
Figure 612711DEST_PATH_IMAGE003
判断是否出现首次车速从低速到超过75km/h的情况，如果存在，则视为是郊区路况和高速路况的分界线，以75km/h为界切割数据；
Figure 139508DEST_PATH_IMAGE004
判断数据倒序时是否出现首次车速从低速到超过55km/h的情况，实际道路行驶的车辆或数据拼接过程中，可能出现先郊区路况后市区路况的情况，如果存在，则视为是郊区路况和市区路况的分界线，以55km/h为界切割数据；
Figure 136283DEST_PATH_IMAGE005
判断数据倒序时是否出现首次车速从低速到超过75km/h的情况，实际道路行驶的车辆或数据拼接过程中，可能出现先高速路况后郊区路况的情况，如果存在，则视为是高速路况和郊区路况的分界线，以75km/h为界切割数据；
Figure 598488DEST_PATH_IMAGE006
根据片段时长最长30分钟的原则切割数据，实际道路行驶可能存在长时间维持一种路况的情况，比如车辆在高速上行驶，而过长的时间会导致累计的循环功超过PEMS要求的功倍数，导致试验无效，而这段高速又是最具有代表性的路况之一，不能剔除。根据大量试验数据统计，循环累计时间较短时（不足50分钟）时也可能拼接成满足功倍数要求的PEMS循环，此时高速的时间占比大约是30分钟，因此，以30分钟为限进行切割，将一段无效数据切割成多个有效数据。
另由于最初进行了数据合并，切割后的片段可能存在无效的情况，比如片段内相邻点水温或者SCR温度温差过大，对于标准PEMS循环不可能发生，因此，需要对这些片段剔除。另外，排放法规对车辆载荷有明确要求，对于车辆超载等非法使用（车辆负载超过车辆100%负荷）的情况，也要将对应的数据剔除。片段标记的原则是排放法规，如果车速的最大值低于55km/h，并且平均车速位于15~30km/h之间，则标记为市区路况；如果车速的最大值位于55~75km/h之间，并且平均车速位于45~70km/h之间，则标记为郊区路况；如果车速的高于75km/h，并且平均车速高于70km/h，则标记为高速路况；其他不满足要求的片段则进行剔除。
从标记好片段库中随机取样，每种路况最少抽取一个片段进行拼接，首先判断是否符合PEMS循环的各路况时间占比要求，如果不符合，取样的片段放回，进行新一轮随机取样；如果时间占比满足要求，判断各片段连接点的水温和SCR温度的温差是否过大，过大则不满足要求，片段放回再重新随机取样；如果满足温差要求，则将S1中准备好的市区冷起动片段覆盖到重构的PEMS起始位置上，但要保证水温和SCR温度的温差满足要求。由于排放法规对PEMS循环的高程变化作了要求，开始点和结束点之间的高程变化不能超过100m，目前可以根据上传的大气压力变化初步估算出最大的高程变化，如果最高高程差超过100m，则试验无效，再次重新进行随机取样拼接和判断，如果高程差满足要求，再判断重构的PEMS循环是否满足法规规定的窗口通过率是否满足要求，如果不满足，则需要将所有片段放回，再次重新随机取样和判断，直到满足所有条件。当所有判断条件都满足要求时，则表明重构的PEMS循环数据有效，接下来计算该循环的NOx比排放，其结果可以视为实车PEMS排放结果，便实现了在用车辆NOx排放的在线监管。
高精度定位方法可以精确计算出车辆姿态，可以用于准确计算车辆载荷，一方面，使超载车辆的数据筛选更加高效，另一方面，可以根据车辆载荷进行数据分类，从而计算出不同载荷下发动机排放状况，使排放监管更加精细化。
再一实施例，如果可利用的数据量足够大，可能会重构出多个PEMS循环，每次数据计算后用过的数据不放回，通过对多个计算结果进行统计，能更客观地反应发动机真实排放状况。
综上所述，本发明的有益效果至少包括：
1. 利用网传数据作为计算的基础数据，数据多样更加全面，计算结果更加精确，有利于为监管部门提供更准确的参考。
2. 数据拼接方法采用了随机抽样和用后数据不放回，且数据量足够大，能客观反应发动机NOx排放，避免单次测试可靠性低的问题。
3. 本申请提供的重型柴油机车NOx排放数据处理方法能够快速识别出有效数据，并进而给出了PEMS循环重构方法，使重构的PEMS循环逼近实际PEMS循环，保证了NOx排放结果的可靠性和可信度。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，包括：
S1,获取车载尾气检测设备采集的车辆数据；
S2,根据所述车辆数据剔除无效数据并计算非直接上传数据，得到预处理数据；
S3,根据停车时长以及车速对所述预处理数据进行切割，得到预处理数据片段；
S4,当所述预处理数据片段的时长大于时长阈值，以阈值点为切割点对所述预处理数据片段进行切割，得到切割后数据片段；
S5,剔除所述切割后数据片段中相邻点水温或者SCR温度不连续以及车辆载荷超出车载阈值的片段，得到有效数据片段；
S6,根据片段内车速将所述有效数据片段进行标记，得到带有不同路况标记的所述有效数据片段；
S7,将带有不同路况标记的所述有效数据片段进行抽样，得到样本有效数据片段；
S8,判断所述样本有效数据片段是否满足PEMS循环重构要求，当所述样本有效数据片段满足PEMS循环重构要求，将所述样本有效数据片段进行拼接，并计算拼接数据的NOx排放量。
2.根据权利要求1所述的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，根据停车时长以及车速对所述预处理数据进行切割包括：当停车时长超过预设停车时长阈值时，进行数据切割；以正序首次出现55km/h的数据点以及正序首次出现75km/h的数据点为切割点进行切割；再以倒序首次出现55km/h的数据点以及倒序首次出现75km/h的数据点为切割点进行切割。
3.根据权利要求1所述的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，所述时长阈值的值为30min。
4.根据权利要求1所述的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，满足PEMS循环重构要求的所述样本有效数据片段为符合PEMS循环的各路况时间占比要求、相邻点水温或者SCR温度连续、最大高程差不超过100m以及根据WHTC循环划分功积窗口的通过率满足法规要求的所述样本有效数据片段。
5.根据权利要求4所述的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，根据所述预处理数据，提取市区冷起动数据片段，并将所述市区冷起动数据片段拼接到PEMS循环结构的指定位置。
6.根据权利要求1所述的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，带有不同路况标记的所述有效数据片段包括：带有市区路况标记的所述有效数据片段、带有郊区路况标记的所述有效数据片段以及带有高速路况标记的所述有效数据片段。
7.根据权利要求1所述的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，所述无效数据包括：环境温度低于-7°C数据、大气压力低于75kPa数据、NOx传感器露点检测未完成数据、SCR温度高于400°C数据，所述非直接上传数据包括：功率和NOx排放量。
8.根据权利要求1所述的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，步骤S5中相邻点水温或者SCR温度不连续具体为：当相邻工况点的水温或者SCR温度的温差大于预设温度阈值时，相邻工况点水温或者SCR温度为不连续的。
9.根据权利要求4所述的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，相邻点水温或者SCR温度连续具体为：当相邻工况点的水温或者SCR温度的温差小于或等于预设温度阈值时，相邻工况点的水温或者SCR温度为连续的。
10.根据权利要求8或9所述的利用网传数据监控在用车辆NOx排放的数据处理方法，其特征在于，所述预设温度阈值为50。
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