一种基于模糊算法的电动公交乘坐适宜度计算方法   0    0

本发明公开了一种基于模糊算法的电动公交车乘坐适宜度计算方法，该方法通过计算电动公交车拥挤度参数α、效率参数β，并加以模糊运算的方式得出电动公交车乘坐适宜度δ。本发明能让乘客提前了解车内情况，极大地方便了乘客出行。

1.一种基于模糊算法的电动公交乘坐适宜度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过测算电动公交车电动机启动时的瞬时启动转矩T，并将瞬时启动转矩T近似作为拥挤度参数α；
2)通过测算电动公交车瞬时速度v，估算到达下一站的预期时间t预期，同时根据理论到站时间t计算效率参数β，β＝(t-t预期)/t；
3)通过模糊算法，将拥挤度参数α、效率参数β转化为乘坐适宜度δ，所述的电动公交车乘坐适宜度δ的计算步骤如下：
a.构建模糊规则表和模糊化处理函数并对参数进行模糊处理
对拥挤度参数α和效率参数β按照公式 进行
归一化操作，之后建立7*7规则表,建立的规则表如下：
{PB,PB,PM,PB,PS,PS,ZO},
{PB,PB,PM,PS,PS,ZO,ZO},
{PM,PM,PM,PS,ZO,NS,NS},
{PM,PM,PS,ZO,NS,NM,NM},
{PS,PS,ZO,NS,NS,NM,NM},
{ZO,NS,NS,NM,NM,NM,NB},
{ZO,ZO,NM,NB,NM,NB,NB}；
采用等分三角形处理函数对α进行模糊化：首先建立数组es[i]，用来存储对α模糊化后的值，总共求7次，其中i∈[0 6]；当i<3时使用公式(α-a)/(b-a)；当i≥3时,使用公式(c-α)/(c-b)，i值不同时a、b、c取值不同；
es[0]＝(α-a)/(b-a)；此时a＝0，b＝1/6,c＝1/3；
es[1]＝(α-a)/(b-a)；此时a＝0b＝1/6c＝1/2；
es[2]＝(α-a)/(b-a)；此时a＝1/6b＝1/3c＝1/2；
es[3]＝(c-α)/(c-b)；此时a＝1/6b＝1/3c＝2/3；
es[4]＝(c-α)/(c-b)；此时a＝1/3b＝1/2c＝2/3；
es[5]＝(c-α)/(c-b)；此时a＝1/2b＝2/3c＝5/6；
es[6]＝(c-α)/(c-b)；此时a＝2/3b＝5/6c＝1；
采用等分三角形处理函数对β进行模糊化：首先建立数组ecs[j]，用来存储对β模糊化后的值，总共求7次，其中j∈[0 6]；当j<3时使用公式(β-a)/(b-a)；当j≥3时，使用公式(c-β)/(c-b)；j值不同时a、b、c取值不同；
ecs[0]＝(β-a)/(b-a)；此时a＝0，b＝1/6,c＝1/3；
ecs[1]＝(β-a)/(b-a)；此时a＝0b＝1/6c＝1/2；
ecs[2]＝(β-a)/(b-a)；此时a＝1/6b＝1/3c＝1/2；
ecs[3]＝(c-β)/(c-b)；此时a＝1/6b＝1/3c＝2/3；
ecs[4]＝(c-β)/(c-b)；此时a＝1/3b＝1/2c＝2/3；
ecs[5]＝(c-β)/(c-b)；此时a＝1/2b＝2/3c＝5/6；
ecs[6]＝(c-β)/(c-b)；此时a＝2/3b＝5/6c＝1；
b.使用极大-极小推理合成算法进行模糊推理
通过求交集遍历es[i],ecs[j]得出其中较小的隶属度，规则的可信度通过取小运算得到，即从j＝0开始依次把es[i]与ecs[j]依次比较，将较小的值存入对应form[i][j]中；再找出规则表中form[i][j]最大的数值，记住此时的i、j，然后根据定制的规则表rule_δ，按照第i+1行第j+1列找到位置参数kp；
根据kp在规则表中的位置，进行反模糊化，采取三角形反模糊化处理函数z＝(b-a)*lsd+a；y＝c-(c-b)*lsd；δ＝(y+z)/2
根据不同位置，a、b、c赋予不同的值，
如果kp＝NB；a＝0b＝1/6c＝1/3；
如果kp＝NM；a＝0b＝1/6c＝1/2；
如果kp＝NS；a＝1/6b＝1/3c＝1/2；
如果kp＝ZO；a＝1/6b＝1/3c＝2/3；
如果kp＝PS；a＝1/3b＝1/2c＝2/3；
如果kp＝PM；a＝1/2b＝2/3c＝5/6；
如果(kp＝＝PB)a＝2/3b＝5/6c＝1；
最终根据反模糊化结果得出适宜度δ；
根据以下适宜度标准，将结果推送给乘客，协助乘客做出乘车选择，适宜度标准为：
当适宜度δ小于0.1时，车辆过于拥挤，不建议乘坐；
当适宜度δ在0.1到0.3之间时，建议上车人数：小于5；
当适宜度δ在0.3到0.6之间，建议上车人数：小于10；
当适宜度δ在0.6到1之间时，车辆空闲。

2.根据权利要求1所述的基于模糊算法的电动公交乘坐适宜度计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中瞬时启动转矩T的测算方法如下：
当乘客在站台上车完毕，电动公交车关闭车门后，安装在公交车上的轴陀螺仪启动，感应到车身加速度，同时公交车上的电机管理系统记录此时电机的电压U、电流I，以及固定的功率因数cosφ，依照公式(1)算出电动公交瞬时功率P，
依靠安装在电机轴上的编码器，计算并输出瞬时电机转速n，由公式(2)
T＝9550P/n(KN)  (2)
实时计算启动转矩T。

3.根据权利要求1所述的基于模糊算法的电动公交乘坐适宜度计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中瞬时速度v的计算方法如下：
瞬时车速v(km/h)＝[轮胎宽度(mm)×(高宽比/100)×2+轮毂直径(吋)×25.4]×
3.14159×60/1000000/最终传动比/对应档位传动比×发动机转速n(rpm)
预期时间t预期时间的计算方法如下：
Step1：实时计算车身瞬时车速v，若v＝0，则询问gps平台公交车位置，判断车身是否处于信号灯处；如果是，则忽略此时车速影响转入step3；若v≠0或者不处于信号灯处，则转入step2；
Step2:统计前N次瞬时车速做几何平均作为平均车速V均，计算方法如公式(3)：
并按照公式(4)，计算预期到站时间：
t预期＝s/v均  (4)
其中s是两公交站距离；
Step3:停止更新动态车速，等待下一次陀螺仪信号，重新计算瞬时速度v。