一种基于燃油车-道路-环境信息的经济能耗速度引导方法

本发明涉及智能可持续交通，特别是一种基于燃油车-道路-环境信息的经济能耗速度引导方法。

背景技术：

1、智慧交通系统被认为是实现节能型道路交通系统的重要技术，速度引导算法是智慧交通系统的核心算法之一。然而，当前大部分速度引导功能需要利用交通信控信息、实时交通流信息等，不仅系统庞大且对交通信息感知及通信技术要求高，不利于在当前低智能化交通环境下应用。随着车辆智能化程度提高，尤其是端到端技术的重大进步，车辆逐渐成为信息感知与处理的综合平台，但是仍缺乏基于此的经济能耗速度引导方法。因此，为了更好适应车辆技术发展趋势，降低速度引导系统的复杂性，实现节能型可持续交通系统，需要一种基于燃油车-道路-环境信息的经济能耗速度引导方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于燃油车-道路-环境信息的经济能耗速度引导方法，克服现有技术系统繁杂且计算成本高等问题，通过综合利用基于车辆端到端技术的多源信息，获得经济能耗速度，实现经济型的节能出行目标。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、步骤1：获取所需物理量

4、获取车辆加速度、车型、车辆质量、车辆迎风面积、空气密度、重力加速度、道路坡度、道路最大限速、道路最小限速。

5、获取关键系数

6、首先，根据车辆类型与工况条件，确定车辆内部能耗强度系数、制动能耗强度系数。当车型为小型车且不减速，内部能耗强度系数为4.95，制动能耗强度系数为0；当车型为大型车且不减速，内部能耗强度系数为1.95，制动能耗强度系数为0；当车型为小型车且减速，内部能耗强度系数为23.07，制动能耗强度系数为53852；当车型为大型车且减速，内部能耗强度系数为20.20，制动能耗强度系数为186983；当车型为小型车，空气动力学系数为0.31；当车型为大型车，空气动力学系数为0.80。这些参考值可更新与补充，车型参考《城市道路工程设计规范》cjj 37-2012中“3.3 设计车辆”，小型车对应“小客车”，大型车对应“大型车”。

7、确定理论经济能耗速度

8、对于车辆最小时间能耗的优化速度，其计算方法为：当车辆减速无坡行驶，且满足小于0时，；当减速上坡或加速下坡或减速下坡且小于0时，；当匀速下坡且小于0时，；其他条件下，。对于车辆最小空间能耗的优化速度，其计算方法为：{v}_{2}=\sqrt[{3}] {\gamma /\left ( {\lambda {\rho }_{air}{c}_{d}a} \right )}。其中，为车辆重量；为加速度；为轮胎道路的摩擦系数；为重力加速度；空气密度；为空气动力学系数；：车辆迎风面积；：道路坡度；为道路最小限速；：车辆制动能耗强度系数。

9、选择出行场景

10、获取车辆出行场景。当车辆的出行时长确定，出行场景代码为1；当车辆的行程路线确定，出行场景代码为2；

11、确定实际经济能耗速度

12、当出行场景代码为1，以最小时间能耗的优化速度作为参考优化速度。当出行场景代码为2，以最小空间能耗的优化速度作为参考优化速度。对比道路限速与参考优化速度，确定经济能耗速度，计算式如下：当出行代码为1且大于最小道路限速但小于最大道路限速时，；当出行代码为1且不超过道路最小限速时，；当出行代码为1且超过最大道路限速时，；当出行代码为2且大于最小道路限速但小于最大道路限速时，；当出行代码为2且不超过最小道路限速，；当出行代码为2且超过最大道路限速时，。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、（1）该发明技术以车辆为数据感知与处理平台，系统构成简单，极大降低了对输入数据的要求及计算成本，尤其适用于近未来交通环境。然而，现有速度引导系统构成复杂，各子系统对交通信息的丰富度与实时性要求高，导致系统安装及使用成本高昂，不利于在当前智能化程度较低的交通场景下应用。

15、（2）该发明技术借助车辆端到端技术优势，融合利用了包含车路环境信息的多源数据，为不同出行需求场景提供经济能耗速度引导方法。而车辆端到端技术主要应用在自动驾驶领域，在节能出行角度拓展不够，尚未形成最优化的节能经济出行方式。

技术特征：

1.一种基于燃油车-道路-环境信息的经济能耗速度引导方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于燃油车-道路-环境信息的经济能耗速度引导方法，其特征在于，步骤2中，关键系数获取方法为：当车型为小型车且不减速，内部能耗强度系数为4.95，制动能耗强度系数为0；当车型为大型车且不减速，内部能耗强度系数为1.95，制动能耗强度系数为0；当车型为小型车且减速，内部能耗强度系数为23.07，制动能耗强度系数为53852；当车型为大型车且减速，内部能耗强度系数为20.20，制动能耗强度系数为186983；当车型为小型车，空气动力学系数为0.31；当车型为大型车，空气动力学系数为0.80。这些参考值可更新与补充，车型参考《城市道路工程设计规范》cjj 37-2012中“3.3 设计车辆”，小型车对应“小客车”，大型车对应“大型车”。

3.如权利要求1所述的一种基于燃油车-道路-环境信息的经济能耗速度引导方法，其特征在于，步骤3中，理论经济能耗速度计算方法为：对于车辆最小时间能耗的优化速度，其计算方法为：当车辆减速无坡行驶，且满足小于0时，；当减速上坡或加速下坡或减速下坡且小于0时，；当匀速下坡且小于0时，；其他条件下，。对于车辆最小空间能耗的优化速度，其计算方法为：。其中，为车辆重量；为加速度；为轮胎道路的摩擦系数；为重力加速度；空气密度；为空气动力学系数；：车辆迎风面积；：道路坡度；为道路最小限速；：车辆制动能耗强度系数。

4.如权利要求1所述的一种基于燃油车-道路-环境信息的经济能耗速度引导方法，其特征在于，步骤5中，实际经济能耗速度计算方法为：当出行代码为1且大于最小道路限速但小于最大道路限速时，；当出行代码为1且不超过道路最小限速时，；当出行代码为1且超过最大道路限速时，；当出行代码为2且大于最小道路限速但小于最大道路限速时，；当出行代码为2且不超过最小道路限速，；当出行代码为2且超过最大道路限速时，。

技术总结
本发明公开了一种基于燃油车‑道路‑环境信息的经济能耗速度引导方法，属于智能可持续交通领域。所述经济能耗速度引导方法包括：获取车辆速度、加速度、车型、车辆质量、车辆迎风面积、空气密度、重力加速度、道路路面材料、道路坡度、道路限速；根据车辆类型，确定车辆内部能耗强度系数、制动能耗强度系数。根据车辆类型、车辆迎风面积与空气密度，确定车辆空气动力学系数；根据上述物理量与系数，计算车辆最小时间能耗的优化速度；根据上述物理量与系数，计算车辆最小空间能耗的优化速度；获取车辆出行场景。当车辆的出行时长确定，出行场景代码为1；当车辆的行程路线确定，出行场景代码为2；当出行场景代码为1，以最小时间能耗的优化速度作为参考优化速度。当出行场景代码为2，以最小空间能耗的优化速度作为参考优化速度。对比道路限速与参考优化速度，确定经济能耗速度，从而引导车辆绿色节能出行。

技术研发人员：毛洪钧,孙滨,张启钧
受保护的技术使用者：南开大学
技术研发日：
技术公布日：2025/1/2