市政环卫洒水车辆运行工况构建

杨平龙 陈韬

汉阳专用汽车研究所 湖北武汉 430056

市政环卫洒水车辆运行工况构建

杨平龙 陈韬

汉阳专用汽车研究所 湖北武汉 430056

针对典型市政环卫洒水车辆的实际运行工况进行试验研究，通过采集洒水车实际作业过程中大量的行驶工况数据，利用行驶片段分割、特征值选取、候选工况合成、候选工况筛选等方法对试验数据进行分析，建立了市政环卫车辆的实际行驶工况循环。与商用车C-WTVC循环工况相比，洒水车辆的工况循环存在很大区别，洒水车辆的工况循环能为市政环卫车辆进行燃料消耗量检测提供理论指导和管理依据。

洒水车 运行工况 行程划分

1 前言

市政环卫车辆作为一种重要的作业类车辆，与市民的日常生活息息相关。其主要行驶在城市区域，使用频繁，其燃料消耗和污染物排放水平直接影响着城市的环境状况，而车辆燃料消耗和污染物排放水平则与车辆的实际行驶工况紧密相关。

目前，世界范围内市政环卫车辆的排放和燃料测试规程均采用商用车的测试规程，而市政环卫车辆的实际运行工况与测试规程规定的行驶工况差别很大，其大部分情况下在市区内行驶，且因为作业类别的不同，其作业时的行驶工况也会出现差异。为了真实地反映我国市政环卫车辆的实际燃料消耗量，有必要针对市政环卫专用汽车的实际运行工况展开研究。基于此，本文针对典型市政环卫车辆（洒水车）的实际运行工况进行试验研究，首先采集洒水车辆实际作业过程中大量的行驶工况数据，并通过行驶片段分割、特征值选取、候选工况合成、候选工况筛选4个步骤对试验数据进行分析，并建立市政环卫车辆的实际行驶工况循环，此研究成果能为环卫作业类车辆以及其他作业类车辆的燃料消耗量试验手段及限值标准提供理论帮助。

2 运行工况构建方法

2.1 行驶工况建立方法选取

行驶工况建立流程主要包括4个基本步骤，分别是行驶片段分割、特征值选取、候选工况合成和候选工况筛选[1-3]。目前国内学者在建立行驶工况时基本上都是按照上述4个步骤进行，区别在于各步骤所采用的方法有所不同，不同方法的具体分析详见表1。考虑到市政环卫洒水车辆一般行驶速度较慢，且在运行过程中经常怠速停车，因此选取短行程划分法对连续能在试验检测过程中具有较好的操作性，需要对车辆的实际行驶工况进行修正。

同时，为了很好地对比环卫洒水车辆的工况与商用车CWTVC工况循环，还需要在工况总循环时间上进行缩减。环卫洒水车辆的洒水时间一般为固定的15 min左右，但回程时间会因为加载水地点的不同而出现不同，而且从图5可以看出回程行驶工况为典型的城市行驶工况，因此在行驶工况修正时，对回程工况进行适当的缩减以满足总循环的工况时间与商用车CWTVC工况循环的一样为1 800 s。

图7为市政环卫洒水车辆行驶工况的总循环，从图中可以明显看出，循环的前半段，除在个别时段有波动外，车辆的车速基本保持稳定在10～15 km/h的范围，这个时段为车辆的洒水工作时段，其中波动的时段为红绿灯路口或者有其他车辆干涉的情况下的行驶；循环的后半段为典型的城市工况，这段为车辆洒水作业完成后的回程加水行驶循环。修正后环卫洒水车辆的循环工况其运行时间为1 800 s，怠速运行时间为83 s，最大车速为39.03 km/h，平均车速为16.36 km/h，最大加速度0.88 m/s2，最大减速度-1.64 m/s2，运行距离8.18 km。

图7 洒水车辆行驶工况总循环

为了验证修正工循环工况的合理性，将修正后的总循环工况的特征值与实际道路行驶工况的原始数据进行了对比，表3为实际行驶工况与修正工况的误差范围，从中可以看出，除了减速度时间比例和怠速时间比例的误差超出5%外，其他特征值的误差都保持在5%的误差范围内，而减速度时间比例和怠速时间比例超出误差范围主要是因为在实际道路行驶过程中，其他车辆的干涉和红绿灯的等待导致实际工况中出现大量的急刹车和怠速等待，这也是加减速度的误差比例较大的原因。总体来看，修正后的总循环工况的特征值与实际道路的循环工况基本吻合，修正后的循环工况能很好的代表市政环卫车辆的实际道路行驶工况。

3.3 行驶工况对比分析

将构建的环卫洒水车辆的综合行驶工况与其他工况进行对比，比较对象为《GB/T 27840-2011重型商用车辆燃料消耗量测量方法》中的C-WTVC循环工况，C-WTVC循环工况由市区、公路和高速三部分组成。表4为C-WTVC循环的工况数据统计特征，由表3～5可见，C-WTVC工况总循环的平均速度为41 km/h，怠速时间186 s，比例为10.33%，最高车速为87.8 km，最大加减速度约为1.0 m/s2。

表3 实际行驶工况与修正工况误差范围

表4 C-WTVC循环工况数据统计特征

表5 环卫洒水车实际循环工况数据统计特征

表5为环卫洒水车的循环工况数据统计特征，环卫洒水车的循环工况包括作业工况循环和空载回程循环两部分，对比CWTVC循环工况和洒水车循环工况可以发现，洒水车循环工况的怠速时间比较短，这主要是因为环卫洒水车辆的运行时间基本避开了城市道路的车辆高峰出行时段，道路路况一般比较良好，所以车辆怠速时间较少；而洒水车的最高车速和平均车速都比较低，这是因为洒水车的洒水工作车速要求稳定在10～15 km/h，而且为了行车安全考虑，即使在空车回程阶段，市政环卫部门也要求环卫车辆的车速不能太高；洒水车辆最大减速度较大，这主要是因为洒水作业过程中，经常需要规避其他车辆和行人，导致车辆需要急停，因此其减速度会比较大。

综上所述，市政环卫车辆的循环工况因为其作业状态的特殊性要求，其工况循环与国家现行油耗检测标准中的CWTVC循环工况存在着很大的区别，即使是洒水车辆的回程工况与C-WTVC的市区工况也存在着较大的差异。

4 结语

通过采集洒水车辆实际作业过程中大量的行驶工况数据，构建了市政环卫洒水车辆的实际行驶工况循环，洒水车辆循环工况与车辆实际道路行驶工况的特征值误差基本都在5%范围内，能很好地代表车辆实际道路的行驶循环工况。

相比C-WTVC循环工况，洒水车辆的工况循环存在着很大的区别，即使是洒水车辆的回程工况与C-WTVC的市区工况也存在着较大的差异，因此如果使用C-WTVC循环对市政环卫车辆进行燃油消耗量的检测，其试验结果将因循环工况不合理而与实际油耗值出现较大的差异。

[1] 王矗,韩秀坤,葛蕴珊,王猛,谭建伟,刘志华.北京市公交车典型行驶工况的构建[J].汽车工程,2010,32(8):703-706

[2] 杨小娟,王建.北京市重型客车行驶工况的构建与研究[J].环境工程技术学报.2015,5(6):455-463

[3] 杜勇,相臣,马洪龙.基于FCM聚类法对行驶工况的构建[J].农业装备与车辆工程,2014,9(11):42-45

[4] 郝艳召,张洁,王生昌,邱兆文.武汉市公交车典型行驶工况的构建[J].交通信息与安全,2014,32(2):139-145

[5] 杨良坤,沈亚楠.长春市冬季公共汽车主干路典型行驶工况研究[J].汽车节能,2015,5(6):29-36

[6] 李孟良,张建伟,张富兴,赵春明.中国城市乘用车实际行驶工况的研究[J].汽车工程,2006,28(6):554-557

[7] 曾小荣,孔令文,杨学易,李朋,汪勇.主成分分析在车辆行驶工况中的应用[J].汽车实用技术,2014,5(5):5-9.

Construction of Running Conditions of Street Sprinkler

YANG Ping-long et al

Aiming at the actual running condition of the street sprinkler, the data of running conditions was collected during the actual operation of the sprinkler vehicle. The data was analyzed by using methods of the driving segmentation, the feature selection, the candidate condition synthesis and the candidate condition selection. The actual driving cycle of sprinkler vehicles was established. Compared with the C-WTVC cycle, there is a big difference between the cycle of sprinkler vehicles, and the working cycle of sprinkler can provide theoretical guidance and management basis for the fuel consumption of municipal sanitation vehicles.

Street sprinklers; running condition; travel division

U469.6+91.01

A

1004-0226(2016)12-0113-05

杨平龙，男，1980年生，工程师，主要从事汽车整车节能排放研究工作。

2016-11-07