[发明专利]一种基于运营监测数据的电动公交车本地工况评价方法

权利要求书

1.一种基于运营监测数据的电动公交车本地工况评价方法，具体按以下步骤执行：

S1：构建电动公交车工况评价指标，基于电动公交车的车辆监测数据、运营调度数据、外部环境数据的监测数据来源，将一辆公交车一个运营班次产生的数据作为一个完整数据单元，对该数据单元进行数据处理，计算出该数据单元对应的四个指标值，具体评价指标如下；

S1.1：行驶速度，行驶速度直接取决于公交线路的长度和行驶时间，公交车辆的行驶速度即为本班次的平均行驶速度，计算公式如式(1)所示：

式中，V为公交车辆行驶速度；S为公交线路的长度；t为公交车辆在本运营班次中的行驶时间；

S1.2：启停次数，公交车辆在本运营班次过程中单公里停车次数计为启停次数，即平均每公里瞬时速度为零的次数，计算公式如式(2)所示：

式中，P为公交车辆启停次数；S为公交线路的长度；M为公交车辆在本运营班次中瞬时速度为零的次数；

S1.3：载客强度，公交车辆在本运营班次过程中的总载客人数计为载客强度，公交车辆载客强度用C表示；

S1.4：外部气温，外部气温为本运营班次过程中车辆传感器感知的室外温度，考虑到一个运营班次的室外温度可能发生变化，将本班次出现的室外温度的中位数定为公交车辆的外部气温，公交车辆外部气温用T表示；

S2:对公交车行驶指标区段划分，公交线路工况将利用行驶速度、启停次数、载客强度、外部气温四个指标进行模块化表征，其中每项指标的值域将根据其与能耗之间的关系划分为若干区段，每项指标的每个区段共同组合成为公交线路工况的情形之一；

S2.1：对行驶速度区段划分；

基于电动公交车辆的运营监测历史数据，截取某段时间内公交车辆的行驶速度、能耗两个字段，将一个运营班次的公交车辆的行驶速度作为自变量，运营过程产生的能耗作为因变量，寻找能耗随行驶速度变化较为突出的点作为阈值之一；选取历史数据不同，阈值数量有所不同，考虑到最终公交线路工况情形数量不宜过多，阈值选取在5个以内，同理，启停次数、载客强度、外部气温指标的阈值数量也取在5个以内，下面的阈值数量仅为设定数量；设定行驶速度的阈值有两个，分别为α₁、α₂，以此来制定行驶速度的区段划分标准；

S2.2：启停次数区段划分，基于电动公交车辆的运营监测历史数据，截取某段时间内公交车辆的启停次数、能耗两个字段，将一个运营班次的公交车辆实际停车次数作为自变量，运营过程产生的能耗作为因变量，寻找能耗随启停次数变化较为突出的点作为阈值之一；设定启停次数的阈值有一个为β，以此来制定行驶速度的区段划分标准；

S2.3、载客强度区段划分，基于电动公交车辆的运营监测历史数据，截取某段时间内公交车辆的载客强度、能耗两个字段，将一个运营班次的公交车辆总载客量作为自变量，运营过程产生的能耗作为因变量，寻找能耗随载客强度变化较为突出的点作为阈值之一；设载客强度的阈值有一个为γ，制定载客强度的区段划分标准；

S2.4、外部气温区段划分，基于电动公交车辆的运营监测历史数据，截取某段时间内公交车辆的外部气温、能耗两个字段，将一个运营班次的公交车辆外部气温平均值作为自变量，运营过程产生的能耗作为因变量，寻找能耗随外部气温变化较为突出的点作为阈值之一；设外部气温的阈值有两个，分别为δ₁、δ₂，以此来制定外部气温的区段划分标准；

S3:公交线路工况模块化，公交线路工况利用行驶速度、启停次数、载客强度、外部气温的区段共同表征；

公交线路工况模块化，公交线路工况利用行驶速度、启停次数、载客强度、外部气温的区段共同表征，如式(3)所示：

L＝(V1，P1，C1，T1) 式(3)

式中，L为公交线路工况；V1为行驶速度区段；P1为启停次数区段；C1为载客强度区段；T1为外部气温区段；每一种公交线路工况的结果定义为一个工况模块，由式(3)可知，公交线路工况模块由每个指标区段的个数共同决定，根据步骤S2.1-S2.4中对于各指标区段划分的设定，公交线路工况L共包含36种工况模块；

S4:对公交线路本地工况表征，具体到公交线路的本地工况，则由该线路上所有公交车辆的历史运营数据计算得到，考虑到需要较为全面的体现公交线路的特征，数据获取范围定为一年的时间周期；

步骤S4公交线路本地工况通过如下步骤进行表征；

S4.1、本地线路指标计算，由于一辆车一个运营班次产生的数据为一个数据单元，每条数据单元均可以获取并计算出其行驶速度、启停次数、载客强度、外部气温的数值，进而对应到特定的公交线路工况模块上；

S4.2、模块权重分配，将该线路上所有公交车辆在一年时间内对应的各个工况模块计数统计，再将数据换算为百分比表示各类工况模块的权重；设定工况模块为设定的36种，各类工况模块的权重计算公式如式(4)所示：

式中，w_i为第i条工况模块的权重；n_i为由一年内所有公交车辆历史运营数据计算得到的第i个工况的数量；N为一年内的所有公交车辆的运营总班次；

其中，

S4.3，线路本地工况表征；基于各类工况模块和相应权重的值，公交线路本地工况表征如式(6)：

式中，Line为公交线路本地工况，Lⁱ为第i个工况模块，i＝1.....36；

其中，

然后，按照权重从大到小的顺序对工况模块进行排序，按需取排序靠前的几个模块，作为最终该线路本地工况的表征。