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专利号: 2021102829349
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于效用函数的限高线路选取方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:获取起点位置、终点位置之间的限高信息、路径信息;

S2:对位置信息和路径信息进行抽象表示,假设车辆位置抽象表达式为P(xi,yi),行驶过程通过限高点划分为不同的行驶路段表示式为Path=(w0,w1,w2,…,wn,wE),w0表示起点位置,wi(xi,yi)表示行驶过程中各个限高架所在位置(i=1,2,…,n),wE表示终点位置,n表示行驶过程中遇到的限高架总个数,起点到终点被划分为n+1条线路;

S3:设计多目标效用函数,选取6个优化指标,包括高度约束(HC)、重量约束(WC)、禁行区域(FC)、车辆能耗情况(EC)、车辆停走情况(FG)、驾驶员熟悉程度(RF);

S4:优化指标分类,第一类为约束条件,包括高度约束、重量约束、禁行区域;第二类为目标条件,包括车辆能耗情况、车辆停走情况、驾驶员熟练程度;

S5:定义效用函数,效用函数Futility定义为:Futility=Fo+HC+WC+FZ,Fo为车辆能耗、车辆停走情况与驾驶员熟悉程度的加权函数,其余为约束条件;

S6:建立各个约束条件的模型,根据模型来判断生成路径是否可行;当约束条件满足时,其值则设为0;当约束条件无法满足时,其值取为Pu,Pu设为处罚常数因子;

S7:评估生成路径优势,生成路径可行后,将目标函数定义为车辆能耗、车辆停走情况与驾驶员熟悉程度的加权和,表示为Fo=‑ω1FEC‑ω2FSG+ω3FRF,式中,FEC表示车辆能耗、FSG表示车辆停走情况、FRF表示驾驶员对路线熟悉程度,ωi(i=1,2,3)表示各个目标函数的权重,建立各个目标函数模型,根据模型所得加权和评估生成路径优势;

S8:计算最大化效用函数值,获得最优路径。

2.根据权利要求1所述的基于效用函数的限高线路选取方法,其特征在于,所述S6中约束条件模型如下:

1)高度约束条件模型:

式中,h为车辆高度, 为限高架高度, 则表示所有限高架中最低限制高度,确保车辆可通行;

2)重量约束条件模型:

式中,G为车辆重量,Gi为线路中每一点处道路承重能力,min{Gi}则表示路线中最小承重处,确保车辆可通行;

3)禁行区域约束条件模型:

3.根据权利要求1所述的基于效用函数的限高线路选取方法,其特征在于,所述S7中目标函数模型包括:

1)车辆能耗情况模型:

ECi=Cec×ti,i+1

式中,ECi表示车辆从第i个限高点到第个i+1限高点的能耗,ti,i+1表示车辆从第i个限高点到第个i+1限高点的行驶时间,di,i+1表示车辆从第i个限高点到第个i+1限高点的行驶距离,Cec表示车辆以速度v行驶时的能耗;

2)车辆停走情况模型:

a

式中,SGi表示车辆从第i个限高点与第i+1个限高点之间停走情况值,Ri,i+1定义为第ib

个限高点与第i+1个限高点之间的路线停走波值的和,Ri,i+1定义为第i个限高点与第i+1个限高点之间的路况停走波值的和, 和 分别表示路线导致停走波值和路况导致停走波值的权重;

3)驾驶员熟悉程度模型:

式中,RFi表示驾驶员对第i个限高点与第i+1个限高点之间路线的熟悉程度,ufrx(t)表示驾驶员在此区域内行驶次数,n(i)表示驾驶员熟悉的路线集。

4.根据权利要求3所述的基于效用函数的限高线路选取方法,其特征在于,对3个目标函数的值均进行归一化处理,即FEC,FSG,FRF∈[0,1];归一化常量定义为:式中,nN和Umax分别表示为n(i)中的路线数和最大的路线熟悉程度。