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2019年中国研究生数学建模竞赛D题

汽车行驶工况构建

一、问题背景

汽车行驶工况（DrivingCycle）又称车辆测试循环，是描述汽车行驶的速度-时间曲线

（如图1、2，一般总时间在1800秒以内，但没有限制标准，图1总时间为1180秒，图2

总时间为1800秒），体现汽车道路行驶的运动学特征，是汽车行业的一项重要的、共性基础

技术，是车辆能耗/排放测试方法和限值标准的基础，也是汽车各项性能指标标定优化时的

主要基准。目前，欧、美、日等汽车发达国家，均采用适应于各自的汽车行驶工况标准进行

车辆性能标定优化和能耗/排放认证。

本世纪初，我国直接采用欧洲的NEDC行驶工况（如图1）对汽车产品能耗/排放的认证，

有效促进了汽车节能减排和技术的发展。近年来，随着汽车保有量的快速增长，我国道路交

通状况发生很大变化，政府、企业和民众日渐发现以NEDC工况为基准所优化标定的汽车，

实际油耗与法规认证结果偏差越来越大，影响了政府的公信力（譬如对某型号汽车，该车标

注的工信部油耗6.5升/100公里，用户体验实际油耗可能是8.5-10升/100公里）。另外，

欧洲在多年的实践中也发现NEDC工况的诸多不足，转而采用世界轻型车测试循环（WLTC，

如图2）。但该工况怠速时间比和平均速度这两个最主要的工况特征，与我国实际汽车行驶

工况的差异更大。作为车辆开发、评价的最为基础的依据，开展深入研究，制定反映我国实

际道路行驶状况的测试工况，显得越来越重要。

另一方面，我国地域辽广，各个城市的发展程度、气候条件及交通状况的不同，使得各

个城市的汽车行驶工况特征存在明显的不同。因此，基于城市自身的汽车行驶数据进行城市

汽车行驶工况的构建研究也越来越迫切，希望所构建的汽车行驶工况与该市汽车的行驶情况

尽量吻合，理想情况下是完全代表该市汽车的行驶情况（也可以理解为对实际行驶情况的浓

缩），目前北京、上海、合肥等都已经构建了各城市的汽车行驶工况。

为了更好地理解构建汽车行驶工况曲线的重要性，以某型号汽车油耗为例，简单说明标

注的工信部油耗是如何测试出来？标注的工信部油耗并不是该型号汽车在实际道路上的实

测油耗，而是基于国家标准（如《GB27840-2011重型商用车辆燃料消耗量测量方法》），在

实验室里根据汽车行驶工况曲线，按照一定的标准，经检测、计算得出。由此可见，标注的

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工信部油耗是否与实际油耗相吻合，与汽车行驶工况曲线有密切关系。

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