基于交通信息物理系統(tǒng)的重型車輛能耗優(yōu)化問題研究
發(fā)布時間：2021-03-31 16:50
運輸成本及溫室氣體的排放是衡量智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System,ITS）的重要指標,有效的運輸調(diào)度可以降低運輸成本和環(huán)境損害。針對路網(wǎng)中集成環(huán)保型貨運車輛的運輸問題,本文研究一種基于交通信息物理系統(tǒng)（Transportation Cyber Physical Systems,TCPS）的大規(guī)模車輛協(xié)同調(diào)度及合并方案,以最大限度降低運輸成本和碳排放量。首先,針對單個重型車輛的能耗優(yōu)化問題,提出了一種基于生態(tài)路徑的車輛調(diào)度方案。該方案結(jié)合高速公路車速-流量實用關(guān)系模型與交通流量的預測結(jié)果,反推得到車輛能耗,對車輛通過擁堵路段的行駛過程量化分析。根據(jù)車輛到達擁堵路段的車流波,提出避免擁堵的優(yōu)化策略。將避免擁堵的優(yōu)化策略與初始運輸方案的能耗異同進行比較,得到車輛能耗最優(yōu)化的路徑與速度,完成車輛調(diào)度。并規(guī)劃出前N條最短生態(tài)路徑,為大范圍車輛的合并調(diào)度提供備選路線。仿真表明,通過本文方案完成車輛的調(diào)度可有效減少能耗。其次,針對分散在道路上的貨運車輛如何形成車隊的問題,提出了一種以速度和整體能耗為基礎(chǔ)的車輛最優(yōu)合并決策策略及對應(yīng)的合并控制方法。通過兩輛...
【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．２空氣阻力與車間距??Ｆｉｇ．?２．２?Ａｉｒ?ｄｒａｇ?ａｎｄ?ｉｎｔｅｒ－ｖｅｈｉｃｌｅ?ｄｉｓｔａｎｃｅ??２．１．２車輛能耗模型??
?基于交通信息物理系統(tǒng)的重型車輛能耗優(yōu)化問題研宄???暢通：車輛可以以任意速度自由行駛，〇＜＼＜〇．６。??擁堵：車輛以較低的速度勻速前進，０．６Ｓ＆＜１．０。??重度擁堵：車輛在低速前進與排隊等待兩種行駛模式中交替，＼?２１．０。??２．?２．?３車輛擁堵狀態(tài)的確定??交通擁堵不一定會對所有車輛造成影響。例如：目標車輛到達擁堵路段時，由于流??入車流量較低，擁堵消散，則目標車輛無需排隊等待，仍可自由行駛。所以計算車輛油??耗時，首先需要預測前方道路的交通狀況，文獻［７３］通過微波數(shù)據(jù)檢測得到道路的擁堵??位置與預測旅行時間，認為預測旅行時間擁堵區(qū)間的位置＼和擁堵路段的長度４??可以確定，則車輛通過擁堵路段的時間＾與平均速度Ｒ可表示為：??Ｉ??＼?ｉ－■＿－Ｉ?＾＾??＜???Ｘｃ?Ｖ〇??４??Ｌ?？??圖２．３擁堵路段示意圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃｏｎｇｅｓｔｅｄ?ｒｏａｄ?ｓｅｃｔｉｏｎ??Ｌ－Ｌ??ｔｃ＝ｔｐｒｅ?＾?（２．８）??ｖｏ??ｖｃ?＝——＾——?（２．９）??ｖ〇Ｖｅ－Ｌ?＋?Ｌｃ??由于擁堵狀態(tài)是以道路飽和度劃分，需要將擁堵路段的平均速度轉(zhuǎn)化為飽和度。文??獻［７４］提出了一種高速公路車速－流量實用關(guān)系模型，根據(jù)該模型可將速度與道路飽和度??進行相互轉(zhuǎn)化，模型如下：??ｖ?＝?＾??（２?１０）??１＋（Ｗ??々二?ａ２＋ａ３（＃）３?（２．１１）??ｐ??將（２．７），?（２．１０），（２．１１）合并后可表示為：??（＝５２ｉ＿ｉ?（２．１２）??ｐ?Ｖ??－１４?－??
?２．?３．?１主路路段車輛油耗的量化??暢通狀態(tài)?，例車輛?高速公路??＊ｆｉ，?？５：．?，?ｖ??＇?ｉｌｕｗ＃＾?ｖｉＳｔｔｉｉ—？?．？膨■，一??輕度擁堵狀態(tài)?，—擁堵路段￣？高速公路??＊??？＞?＜？｜?胃?＿??，，ｕ?？？ｊ??…１．：．：??重度擁堵路段?？—擁堵路段１＾￣？高速公路??？Ｖ＊＞Ｖｒ?＾＊？＊？ｒ＊＂?＊＇?？?＊??？？?＼?響?ｗ?■?＊｜｜１＿?＿?＂ｌｌ?．?？■?＊??圖２．４車輛行駛狀態(tài)劃分??Ｆｉｇ．?２．４?Ｖｅｈｉｃｌｅ?ｄｒｉｖｉｎｇ?ｓｔａｔｅ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ??車輛經(jīng)過道路所需的能耗與車輛的速度、道路長度及道路交通狀況有關(guān)。其中，道??路交通狀況和車輛速度均為可變因素，需要結(jié)合實際交通狀況進行估計。結(jié)合上文研究，??可將車輛在道路行駛劃分為圖２．４所示的三種情況。??暢通狀態(tài)：車輛可以以任意速度自由行駛，如圖２．５，車輛以速度％通過路段；７所??需要的時間為：??，⑷沖＋?（Ｈ）Ｚ（＃］）?（２．１４）??ｖ／?＜??－１５?－??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]以降低油耗為目標的車輛路徑問題研究[J]. 蔡虹,吳斌,殷南晨. 實驗科學與技術(shù). 2015(03)
[2]交通信息物理系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 孫棣華,李永福,劉衛(wèi)寧,趙敏,廖孝勇. 中國公路學報. 2013(01)
[3]公路交通流車速-流量實用關(guān)系模型[J]. 王煒. 東南大學學報(自然科學版). 2003(04)
碩士論文
[1]基于微波數(shù)據(jù)的高速公路交通擁擠檢測及旅行時間預測[D]. 徐菲菲.北京交通大學 2016
本文編號：3111759
【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．２空氣阻力與車間距??Ｆｉｇ．?２．２?Ａｉｒ?ｄｒａｇ?ａｎｄ?ｉｎｔｅｒ－ｖｅｈｉｃｌｅ?ｄｉｓｔａｎｃｅ??２．１．２車輛能耗模型??
?基于交通信息物理系統(tǒng)的重型車輛能耗優(yōu)化問題研宄???暢通：車輛可以以任意速度自由行駛，〇＜＼＜〇．６。??擁堵：車輛以較低的速度勻速前進，０．６Ｓ＆＜１．０。??重度擁堵：車輛在低速前進與排隊等待兩種行駛模式中交替，＼?２１．０。??２．?２．?３車輛擁堵狀態(tài)的確定??交通擁堵不一定會對所有車輛造成影響。例如：目標車輛到達擁堵路段時，由于流??入車流量較低，擁堵消散，則目標車輛無需排隊等待，仍可自由行駛。所以計算車輛油??耗時，首先需要預測前方道路的交通狀況，文獻［７３］通過微波數(shù)據(jù)檢測得到道路的擁堵??位置與預測旅行時間，認為預測旅行時間擁堵區(qū)間的位置＼和擁堵路段的長度４??可以確定，則車輛通過擁堵路段的時間＾與平均速度Ｒ可表示為：??Ｉ??＼?ｉ－■＿－Ｉ?＾＾??＜???Ｘｃ?Ｖ〇??４??Ｌ?？??圖２．３擁堵路段示意圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃｏｎｇｅｓｔｅｄ?ｒｏａｄ?ｓｅｃｔｉｏｎ??Ｌ－Ｌ??ｔｃ＝ｔｐｒｅ?＾?（２．８）??ｖｏ??ｖｃ?＝——＾——?（２．９）??ｖ〇Ｖｅ－Ｌ?＋?Ｌｃ??由于擁堵狀態(tài)是以道路飽和度劃分，需要將擁堵路段的平均速度轉(zhuǎn)化為飽和度。文??獻［７４］提出了一種高速公路車速－流量實用關(guān)系模型，根據(jù)該模型可將速度與道路飽和度??進行相互轉(zhuǎn)化，模型如下：??ｖ?＝?＾??（２?１０）??１＋（Ｗ??々二?ａ２＋ａ３（＃）３?（２．１１）??ｐ??將（２．７），?（２．１０），（２．１１）合并后可表示為：??（＝５２ｉ＿ｉ?（２．１２）??ｐ?Ｖ??－１４?－??
?２．?３．?１主路路段車輛油耗的量化??暢通狀態(tài)?，例車輛?高速公路??＊ｆｉ，?？５：．?，?ｖ??＇?ｉｌｕｗ＃＾?ｖｉＳｔｔｉｉ—？?．？膨■，一??輕度擁堵狀態(tài)?，—擁堵路段￣？高速公路??＊??？＞?＜？｜?胃?＿??，，ｕ?？？ｊ??…１．：．：??重度擁堵路段?？—擁堵路段１＾￣？高速公路??？Ｖ＊＞Ｖｒ?＾＊？＊？ｒ＊＂?＊＇?？?＊??？？?＼?響?ｗ?■?＊｜｜１＿?＿?＂ｌｌ?．?？■?＊??圖２．４車輛行駛狀態(tài)劃分??Ｆｉｇ．?２．４?Ｖｅｈｉｃｌｅ?ｄｒｉｖｉｎｇ?ｓｔａｔｅ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ??車輛經(jīng)過道路所需的能耗與車輛的速度、道路長度及道路交通狀況有關(guān)。其中，道??路交通狀況和車輛速度均為可變因素，需要結(jié)合實際交通狀況進行估計。結(jié)合上文研究，??可將車輛在道路行駛劃分為圖２．４所示的三種情況。??暢通狀態(tài)：車輛可以以任意速度自由行駛，如圖２．５，車輛以速度％通過路段；７所??需要的時間為：??，⑷沖＋?（Ｈ）Ｚ（＃］）?（２．１４）??ｖ／?＜??－１５?－??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]以降低油耗為目標的車輛路徑問題研究[J]. 蔡虹,吳斌,殷南晨. 實驗科學與技術(shù). 2015(03)
[2]交通信息物理系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 孫棣華,李永福,劉衛(wèi)寧,趙敏,廖孝勇. 中國公路學報. 2013(01)
[3]公路交通流車速-流量實用關(guān)系模型[J]. 王煒. 東南大學學報(自然科學版). 2003(04)
碩士論文
[1]基于微波數(shù)據(jù)的高速公路交通擁擠檢測及旅行時間預測[D]. 徐菲菲.北京交通大學 2016
本文編號：3111759
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/daoluqiaoliang/3111759.html
