[01227856]基于车联网的道路车辆行驶节能技术

1.课题来源与背景： 中国的能源形势日益严峻,就天津市而言,其石油和电能消耗量极大,能源系统的优化促使新技术的发展,而基于无线网、传感器和大数据等关键技术的道路车辆节能监控分析平台的发展成为解决问题的最佳出路,该平台可从车辆、司机和道路多个角度对司机群体行为进行驾驶优化,并充分利用天津市网络通讯、汽车技术、电子信息方面的资源优势,发展车联网技术,实现车联网在节能领域的应用,培育新的经济增长点,具有重要的战略意义。 2.技术原理及性能指标： 首先开发基于WIFI、3G/4G、CAN的车辆通讯终端, 并将其安装至不同用途的车辆之上,以采集天津市典型路况典型车辆的数据;然后搭建大规模数据监控中心, 采集了31万公里的高精度车辆运行数据,开发车辆状态重构、司机操作重构及环境信息重构等多个算法,可全面还原人、车、路三者的状态;最后分别对司机驾驶风格和汽车运行工况提出相应的分析方法,利用采集的数据,搭建仿真和实验系统的验证平台,验证天津市车辆网络的行驶节油算法。 3.技术的创造性和先进性： （1） 采用信息重构技术代替传感器采集车辆信息,降低车载信息终端的硬件成本; （2） 采用GPRS网络通讯管理状态机提高通信可靠性,开发通信质量管理算法和存储管理模块,实现安全可靠的网络传输; （3） 提出了驾驶行为节油能力的评价方法,建立了具有自学习能力的工况预测模型,实现了驾驶风格与行驶工况匹配的新方法。 4.技术的成熟程度、适用范围和安全性： 目前来讲该技术处于世界领先地位,且相关技术已经在天津清源、少林客车、济南电动汽车运营公司、潍柴动力集团等公司成熟运用,其节能效果显著。同时该项技术无需对在用车辆的机械和电气系统进行改造,因此其适用性较广,安全性较高,适宜推广应用。 5.应用情况及存在问题： 该技术先后在天津市“十五”电动汽车示范运行,郑州和济南“十一五”电动汽车示范运行中投入使用,节能效果显著,但是其也存在一定问题：目前单个硬件设备成本高,需要进一步优化硬件成本,优化成产流程,提高终端可靠性和经济性;另外用户群体还需要进一步的资金培育。 6.项目成果简介： 1.该项目对学科建设、行业技术进步、新兴产业培育及社会进步等具有重要意义： （1） 本项目所使用技术为天津大学自主研发,具有独立的知识产权; （2） 采用校企合作方式,高校主要负责技术平台开发,企业主要负责产品及技术平台的应用和推广,有效地促进高校技术及时转化走向市场; （3） 加快移动互联网、物联网、大数据等技术在节能领域的应用,建立大数据监控中心,了解天津市整体车辆运行状况。开发完成的车辆远程监控统计分析系统,支持了天津市车辆运行数据远程收集、网络传输和综合处理等服务,更重要的是改善司机驾驶习惯、提高整个道路交通系统的能源利用效率,实现行驶节油; （4） 基于司机驾驶风格,提出司机驾驶风格综合评价模型,开发了用于司机节油驾驶辅助的提示算法,可有效改善司机驾驶行为,降低车辆油耗,减少环境污染。同时对混合动力的公交车辆提出基于工况预测模型自学习的混合动力全局能量规划策略并验证其节油潜力。该项目在司机驾驶风格和车辆运行工况方面都实现了节油技术方面的突破,在降低油耗、节省能源方面,创造了其社会价值。 2.该项目获得了巨大的经济、社会效益： 在全球能源危机、 国内燃油消耗量持续增长、国内空气质量持续下降、 新能源汽车市场尚未成熟、个人汽车限购限行等多重压力下,该项目以公交车作为一个突破口,通过合理优化车辆特性、驾驶行为与行驶工况之间的匹配关系,促进了道路节油技术的快速发展; 项目所提供的节油技术的节油潜力相比于其它公交车辆的节能技术来说是十分可观的。且该项技术无需对在用车辆的机械和电气系统进行改造,所以相对于其它优化技术来说成本较低且易于实施。这意味着该技术手段可应用于国内巨大的公交车市场,对降低公交车运营成本将具有积极的意义; 对传统燃油车辆提出了司机驾驶风格综合评价模型, 并开发了用于司机节油驾驶辅助的提示算法,可有效改善司机驾驶行为,降低车辆油耗,减少环境污染。对混合动力车辆提出了基于工况预测模型自学习的混合动力全局能量规划策略并验证其节油潜力。 该项目在司机驾驶风格和车辆运行工况方面都实现了节油技术方面的突破,在降低油耗、节省能源方面,创造了其社会价值。 申请发明专利3项;申请软件著作权1项;发表论文4篇,其中国内发表2篇,SCI收录1篇;培养研究生5人,博士后1人,博士2人,硕士3人;样品样机142套,新装置1个。