CN115620423A - 交叉口车队能耗和排放估算方法、装置、介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种交叉口车队能耗和排放估算方法,包括:获取交叉口区域内的车队信息;根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型和每一台车辆的车辆能源类型;其中所述车辆能源类型包括电动车和燃油车;若是电动车,则根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗;若是燃油车,则根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗;根据估算得到的每一台电动车的电能消耗以及每一台燃油车的尾气排放和油耗,获得所述车队信息中所有车辆的总能耗和排放。本发明实施例通过考虑交叉口区域车队内每一台车辆的速度模型,实现对车队能耗和排放的更精准估算。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域,尤其涉及一种交叉口车队能耗和排放估算方法、装置、介质及设备。
背景技术
在现有技术中,估算车辆通过交叉口区域的能耗和排放时,一般根据交叉口区域内车队整体的平均车速来估算燃油车的油耗、尾气排放以及电动车的电能消耗。
可见,现有技术中在估算车辆的能耗和排放时,不能精准地根据交叉口区域内每一台车的速度与加速度来估算出每一台车辆的能耗和排放,从而无法更精准地估算出交叉口区域内车队整体的能耗和排放。
发明内容
本发明实施例提出了一种交叉口车队能耗和排放估算方法、装置、介质及设备,根据获取到的交叉口区域内的车队信息对每一台车辆建立速度模型,并基于所述速度模型估算出车队整体的能耗和排放,使得估算出来的车队整体的能耗和排放更精准。
本发明实施例提供了一种交叉口车队能耗和排放估算方法,包括:
获取交叉口区域内的车队信息;
根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型和每一台车辆的车辆能源类型;其中所述车辆能源类型包括电动车和燃油车;
若是电动车,则根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗;
若是燃油车,则根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗;
根据估算得到的每一台电动车的电能消耗以及每一台燃油车的尾气排放和油耗,获得所述车队信息中所有车辆的总能耗和排放。
进一步的,所述根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,具体为:根据所述车队信息获取每一台车辆的前方预设距离内是否存在其他车辆,若是,则确定这一台车辆是前导车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型;否则确定这一台车辆是跟驰车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型。
进一步的,所述车队信息还包括:车队进入交叉口后的红绿灯信息、交叉口区域内的车流密度,其中,所述红绿灯信息包括红绿灯周期时长和各相位红绿灯开始时刻。
进一步的,所述确定这一台车辆是前导车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,具体为:确定这一台车辆是前导车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,其中,所述速度模型包括所述前导车的速度和加速度,计算公式如下:
at=a
其中,vt为所述前导车在t时刻的速度,at为所述前导车在t时刻的加速度,v为所述前导车正常速度,a为所述前导车正常加速度,为第z个周期第k个相位红灯开始的时刻,为第z个周期第k个相位绿灯开始的时刻,为第k个相位的绿灯时长,C为周期时长。
进一步的,所述确定这一台车辆是跟驰车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,具体为:确定这一台车辆是跟驰车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,其中,所述速度模型包括所述跟驰车的速度和加速度,计算公式如下:
其中,at为所述跟驰车在t时刻的加速度,vt为所述跟驰车在t时刻的速度,vf为所述跟驰车在前方预设距离内没有其他车辆时的正常速度,x1(t)为所述跟驰车前方最近的车辆在t时刻的位置,x(t)为所述跟驰车在t时刻的位置,kjam(t)为t时刻的交叉口区域内车流密度,v1(t)为所述跟驰车前方最近的车辆在t时刻的速度。
进一步的,所述根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗,具体为:根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗,其中所述尾气排放包括一氧化碳尾气排放、碳氢化合物尾气排放、氮氧化合物尾气排放,估算公式如下:
其中,为所述燃油车在t时刻的速度的i次幂,为所述燃油车在t时刻的加速度的j次幂,和为回归系数;当m分别取1、2、3、4时,为所述燃油车在t时刻的油耗,为所述燃油车在t时刻的一氧化碳尾气排放,为所述燃油车在t时刻的碳氢化合物尾气排放,为所述燃油车在t时刻的氮氧化合物尾气排放。
进一步的,所述根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗,具体为:根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗,估算公式如下:
其中,r(e,t)为所述电动车在t时刻的电能消耗,为所述电动车在t时刻的速度的i次幂,为所述电动车在t时刻的加速度的j次幂,ηi,j为所述电动车加速时的回归系数,μi,j为所述电动车减速时的回归系数,为所述电动车匀速时的回归系数,为所述电动车怠速时的电能消耗。
本发明实施例提供了一种交叉口车队能耗和排放估算装置,包括:
信息获取模块,用于获取交叉口区域内的车队信息;
信息处理模块,用于根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型和每一台车辆的车辆能源类型;其中所述车辆能源类型包括电动车和燃油车;
第一估算模块,用于若是电动车,则根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗;
第二估算模块,用于若是燃油车,则根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗;
第三估算模块,用于根据估算得到的每一台电动车的电能消耗以及每一台燃油车的尾气排放和油耗,获得所述车队信息中所有车辆的总能耗和排放。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述交叉口车队能耗和排放估算方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述交叉口车队能耗和排放估算方法的步骤。
本发明具有以下有益效果:
采用本发明实施例,根据获取到的交叉口区域内的车队信息建立每一台车辆的速度模型,再根据每一台车辆的速度模型和对应的车辆能源类型,来估算每一台燃油车的油耗和尾气排放以及每一台电动车的电能消耗,最后将所有燃油车的油耗、尾气排放以及电动车的电能消耗累加,得到交叉口区域内车队整体的总能耗和排放。本发明实施例通过对每一台车辆构建速度模型,使得对交叉口区域内每一台车辆的启停、速度和加速度的变化都考虑在内,从而更精准地估算得到每一台车辆的能耗和排放,进而实现更精准的交叉口区域内车队整体的总能耗和排放的估算。
附图说明
图1是本发明提供的交叉口车队能耗和排放估算方法的一个实施例的流程示意图;
图2是本发明提供的交叉口车队能耗和排放估算装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1,是本发明提供的交叉口车队能耗和排放估算方法的一个实施例的流程示意图,该方法包括步骤S11至S15,具体如下。
S11,获取交叉口区域内的车队信息;
进一步的,所述车队信息还包括:车队进入交叉口后的红绿灯信息、交叉口区域内的车流密度,其中,所述红绿灯信息包括红绿灯周期时长和各相位红绿灯开始时刻。
具体的,红绿灯周期代表的是一个交叉口内每个方向的红绿灯均依次完成一次红绿灯转换的周期、相位代表的是交叉口内某个红绿灯的某个允许前进的方向;以东南西北向的十字路口为例,其中南向红绿灯的直行、右转、左转分别代表一个对应的编好号的相位,以某个相位的绿灯亮起为起始、同相位红绿灯的下一次绿灯亮起为结束表示一个相位的转换,东南西北四个方向红绿灯各自的直行、右转、左转均完成一次转换即为一个红绿灯周期。
S12,根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型和每一台车辆的车辆能源类型;其中所述车辆能源类型包括电动车和燃油车;
进一步的,所述根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,具体为:根据所述车队信息获取每一台车辆的前方预设距离内是否存在其他车辆,若是,则确定这一台车辆是前导车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型;否则确定这一台车辆是跟驰车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型。
具体的,跟驰车与前导车的不同之处在于跟驰车的速度模型会受到所述跟驰车的前方最接近的那台车辆的影响。
进一步的,所述确定这一台车辆是前导车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,具体为:确定这一台车辆是前导车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,其中,所述速度模型包括所述前导车的速度和加速度,计算公式如下:
at=a
其中,vt为所述前导车在t时刻的速度,at为所述前导车在t时刻的加速度,v为所述前导车正常速度,a为所述前导车正常加速度,为第z个周期第k个相位红灯开始的时刻,为第z个周期第k个相位绿灯开始的时刻,为第k个相位的绿灯时长,C为周期时长。
进一步的,所述确定这一台车辆是跟驰车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,具体为:确定这一台车辆是跟驰车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,其中,所述速度模型包括所述跟驰车的速度和加速度,计算公式如下:
其中,at为所述跟驰车在t时刻的加速度,vt为所述跟驰车在t时刻的速度,vf为所述跟驰车在前方预设距离内没有其他车辆时的正常速度,x1(t)为所述跟驰车前方最近的车辆在t时刻的位置,x(t)为所述跟驰车在t时刻的位置,kjam(t)为t时刻的交叉口区域内车流密度,v1(t)为所述跟驰车前方最近的车辆在t时刻的速度。
S13,若是电动车,则根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗;
进一步的,所述根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗,具体为:根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗,估算公式如下:
其中,r(e,t)为所述电动车在t时刻的电能消耗,为所述电动车在t时刻的速度的i次幂,为所述电动车在t时刻的加速度的j次幂,ηi,j为所述电动车加速时的回归系数,μi,j为所述电动车减速时的回归系数,为所述电动车匀速时的回归系数,为所述电动车怠速时的电能消耗。
S14,若是燃油车,则根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗;
进一步的,所述根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗,具体为:根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗,其中所述尾气排放包括一氧化碳尾气排放、碳氢化合物尾气排放、氮氧化合物尾气排放,估算公式如下:
其中,为所述燃油车在t时刻的速度的i次幂,为所述燃油车在t时刻的加速度的j次幂,和为回归系数;当m分别取1、2、3、4时,为所述燃油车在t时刻的油耗,为所述燃油车在t时刻的一氧化碳尾气排放,为所述燃油车在t时刻的碳氢化合物尾气排放,为所述燃油车在t时刻的氮氧化合物尾气排放。
S15,根据估算得到的每一台电动车的电能消耗以及每一台燃油车的尾气排放和油耗,获得所述车队信息中所有车辆的总能耗和排放。
具体的,在另一种实施例中,为了便于对不同能耗和排放的统一衡量,在本实施例中将尾气排放、油耗和电能消耗统一转化为价格因素考虑运行成本,计算公式如下:
其中,Ceco为某一台车辆通过交叉口区域时的运行成本,TO为所述车辆进入交叉口区域时的起始时间,TD为所述车辆离开交叉口区域时的结束时间,α1为尾气排放的权重系数,Cp为电价,θ代表车辆能源类型,θ=1即为燃油车,θ=0即为电动车;当m分别取1、2、3、4时,C1为油价,C2为一氧化碳尾气排放税,C3为碳氢化合物尾气排放税,C4为氮氧化合物尾气排放税。
相应地,本发明的实施例还提供一种交叉口车队能耗和排放估算装置,能够实现上述实施例提供的交叉口车队能耗和排放估算方法的所有流程。
参见图2,是本发明提供的交叉口车队能耗和排放估算装置的一个实施例的结构示意图。
本发明实施例提供的一种交叉口车队能耗和排放估算装置,包括:
信息获取模块101,用于获取交叉口区域内的车队信息;
信息处理模块102,用于根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型和每一台车辆的车辆能源类型;其中所述车辆能源类型包括电动车和燃油车;
第一估算模块103,用于若是电动车,则根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗;
第二估算模块104,用于若是燃油车,则根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗;
第三估算模块105,用于根据估算得到的每一台电动车的电能消耗以及每一台燃油车的尾气排放和油耗,获得所述车队信息中所有车辆的总能耗和排放。
此外,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述交叉口车队能耗和排放估算方法的步骤。
进一步的,本发明实施例还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述交叉口车队能耗和排放估算方法的步骤。
本发明具有以下有益效果:
采用本发明实施例,根据获取到的交叉口区域内的车队信息建立每一台车辆的速度模型,再根据每一台车辆的速度模型和对应的车辆能源类型,来估算每一台燃油车的油耗和尾气排放以及每一台电动车的电能消耗,最后将所有燃油车的油耗、尾气排放以及电动车的电能消耗累加,得到交叉口区域内车队整体的总能耗和排放。本发明实施例通过对每一台车辆构建速度模型,使得对交叉口区域内每一台车辆的启停、速度和加速度的变化都考虑在内,从而更精准地估算得到每一台车辆的能耗和排放,进而实现更精准的交叉口区域内车队整体的总能耗和排放的估算。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现,当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解,本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种交叉口车队能耗和排放估算方法,其特征在于,包括:
获取交叉口区域内的车队信息;
根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型和每一台车辆的车辆能源类型;其中所述车辆能源类型包括电动车和燃油车;
若是电动车,则根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗;
若是燃油车,则根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗;
根据估算得到的每一台电动车的电能消耗以及每一台燃油车的尾气排放和油耗,获得所述车队信息中所有车辆的总能耗和排放。
2.如权利要求1所述的交叉口车队能耗和排放估算方法,其特征在于,所述根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型,具体为:
根据所述车队信息获取每一台车辆的前方预设距离内是否存在其他车辆,若是,则确定这一台车辆是前导车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型;否则确定这一台车辆是跟驰车,并获取这一台车辆通过交叉口区域时的速度模型。
3.如权利要求2所述的交叉口车队能耗和排放估算方法,其特征在于,所述车队信息还包括:车队进入交叉口后的红绿灯信息、交叉口区域内的车流密度,其中,所述红绿灯信息包括红绿灯周期时长和各相位红绿灯开始时刻。
6.如权利要求4与5所述的交叉口车队能耗和排放估算方法,其特征在于,所述根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗,具体为:
根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗,其中所述尾气排放包括一氧化碳尾气排放、碳氢化合物尾气排放、氮氧化合物尾气排放,估算公式如下:
8.一种交叉口车队能耗和排放估算装置,其特征在于,包括:
信息获取模块,用于获取交叉口区域内的车队信息;
信息处理模块,用于根据所述车队信息获取每一台车辆通过交叉口区域时的速度模型和每一台车辆的车辆能源类型;其中所述车辆能源类型包括电动车和燃油车;
第一估算模块,用于若是电动车,则根据这一台电动车对应的速度模型估算这一台电动车通过交叉口区域时的电能消耗;
第二估算模块,用于若是燃油车,则根据这一台燃油车对应的速度模型估算这一台燃油车通过交叉口区域时的尾气排放和油耗;
第三估算模块,用于根据估算得到的每一台电动车的电能消耗以及每一台燃油车的尾气排放和油耗,获得所述车队信息中所有车辆的总能耗和排放。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的交叉口车队能耗和排放估算方法的步骤。
10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至7任一项所述的交叉口车队能耗和排放估算方法的步骤。
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