[发明专利]一种高原地区上坡路段车辆的运行速度预测方法

权利要求书

1.一种高原地区上坡路段车辆的运行速度预测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取高原地区上坡路段的设计速度；

将所述设计速度输入预先构建的高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型，进行高原地区上坡路段车辆的实际运行速度进行预测，获得高原地区上坡路段车辆的实际运行速度的预测结果；

所述高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型的构建方式包括：

结合高原地区对汽车功率的影响，利用相关系数和T假设检验，分别分析不同车型对不同的纵坡坡度的敏感性；

根据实测数据对规范中的期望速度进行修订，标定高原地区不同车型期望速度；

分析车辆的受力状况，确定上坡路段的速度理想模型；

根据所述不同车型对不同的纵坡坡度的敏感性、高原地区不同车型期望速度和上坡路段的速度理想模型，对高原地区不同车型在不同坡度下的速度，进行非线性回归拟合，获取高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合高原地区对汽车功率的影响，利用相关系数和T假设检验，分别分析不同车型对不同的纵坡坡度的敏感性的步骤，包括：

将车辆的加速度作为第一变量，纵坡坡度作为第二变量，假定所述第一变量和所述第二变量之间是线性相关的，所述第一变量和所述第二变量是随机变量，分析皮尔逊相关系数r：

其中，r为皮尔逊相关系数，x_i为编号为i的第一变量的样本，y_i为编号为i的第二变量的样本，为第一变量的样本平均数，为第二变量的样本平均数；

利用T检验方法，提出假设H₀：r≠0，其中，H₀为原假设所述第一变量和所述第二变量之间不存在显著的线性关系，H₁表示备选假设所述第一变量和所述第二变量之间存在显著的线性关系；

统计量t值为：

其中，n为皮尔逊相关系数r的数量，S_r为皮尔逊相关系数r的方差，t为统计量；

若|t|≥t_α/2(n-2)，则拒绝原假设H₀，表明总体的所述第一变量和所述第二变量之间存在显著的线性关系，其中，α为显著性水平，取值为0.05；

若|t|＜t_α/2(n-2)，则同意原假设H₀，表明总体的所述第一变量和所述第二变量之间不存在显著的线性关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据实测数据对规范中的期望速度进行修订，标定高原地区不同车型期望速度的步骤，包括：

利用高原地区的实测数据，取剔除异常值后的95％分位值作为期望速度取值；

根据所述期望速度取值，标定高原地区不同车型的期望速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析车辆的受力状况，确定上坡路段的速度理想模型的步骤，包括：

根据车辆上坡受到的空气阻力、车轮的滚动阻力、底盘机械结构的摩擦阻力，得到车辆受到的总阻力；

根据所述车辆受到的总阻力，确定车辆上坡路段的加速度的理论计算公式；

所述加速度的理论计算公式为：

其中，F_drag为车辆受到的总阻力，j为纵坡坡度，g为重力加速度，取9.7815，v为实际的运行初始速度，户为车辆的功率，m为车辆的质量，a为车辆上坡路段的速度；

基于所述加速度的理论计算公式，构建上坡路段的速度理想模型；

所述上坡路段的速度理想模型为：

a＝s₁v²+s₂v+s₃v^-1+s₄-0.09781

其中，s₁为第一替代参数，s₂为第二替代参数，s₃为第三替代参数，s₄为第四替代参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型包括：车型为小型汽车且坡度为5％时的高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型、车型为大型汽车且坡度为2％时的高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型、车型为大型汽车且坡度为3％时的高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型和车型为大型汽车且坡度为4％时的高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型；

车型为小型汽车且坡度为5％时的高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型为：a＝0.000001v²-0.004949v-5.190423/v+0.831456；

车型为大型汽车且坡度为2％时的高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型为：a＝-0.000076v²+0.007176v+3.235596/v-0.737904；

车型为大型汽车且坡度为3％时的高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型为：a＝-0.000177v²+0.017149v+7.001850/v-0.638915；

车型为大型汽车且坡度为4％时的高原地区上坡路段的车辆运行速度分析模型为：a＝-0.000369v²+0.026807v+6.964679/v-0.306882。