吉林大学学报(工学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (12): 3452-3457.doi: 10.1329/j.cnki.jdxbgxb.20230186

• 交通运输工程·土木工程 • 上一篇    

车路协同背景下高速公路货车车队的能耗仿真

杨志发1(),孙勃1,樊贤俊1,孙文财1(),田晶晶2,孙宁2   

  1. 1.吉林大学 交通学院，长春 130022
    2.中国标准化研究院，北京 102200
  • 收稿日期:2023-03-02 出版日期:2023-12-01 发布日期:2024-01-12
  • 通讯作者: 孙文财 E-mail:yangzf@jlu.edu.cn;swcai@163.com
  • 作者简介:杨志发（1976-），男，教授，博士.研究方向：智能网联车辆运用技术，交通运输系统综合节能技术.E-mail：yangzf@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51978310)

Simulation on energy consumption of truck fleet on expressway under background of vehicle⁃infrastructure cooperative environment

Zhi-fa YANG1(),Bo SUN1,Xian-jun FAN1,Wen-cai SUN1(),Jing-jing TIAN2,Ning SUN2   

  1. 1.College of Transportation，Jilin University，Changchun 130022，China
    2.China Institute of Standardization，Beijing 102200，China
  • Received:2023-03-02 Online:2023-12-01 Published:2024-01-12
  • Contact: Wen-cai SUN E-mail:yangzf@jlu.edu.cn;swcai@163.com

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133

摘要：

为研究在车路协同背景下载货汽车如何组成车队能更加节能的问题，选取3种经典货车模型为研究对象，设定行驶速度为22 m/s、车间距为4.4 m，分别进行了单车、两车及三车的单一车型（同构）和多种车型（异构）队列仿真。建立了较为理想的仿真计算域，并通过XFlow软件分析了整体车队能耗情况及节能效果。结果表明：在两车队列中，节能率最高和最低的车队分别为2-2z车队和6-2z车队，节能率分别为20.67%和3.12%；在三车队列中，节能率最高和最低的车队分别为2-2-2z车队和6-6-2z车队，节能率分别为31.08%和3.22%。

关键词: 交通运输系统工程, 车路协同, 同构车队, 异构车队, 节能率, 流体仿真

Abstract:

In order to study the issue of how to form a more energy-efficient platoon of trucks under the background of vehicle road collaboration， three classic truck models were selected as the research objects and simulation parameters were set with driving speed of 22 m/s and spacing of 4.4 m. Single vehicle （homogeneous） and multiple vehicle （heterogeneous） queues of single， two， and three vehicles were simulated， an ideal simulation calculation domain to analyze the overall energy consumption and energy-saving effect of platoon through XFlow was established. The results showed that the platoon with the highest and lowest energy efficiency rates among the two platoon were the 2-2z and 6-2z fleets， with queue energy efficiency rates of 20.67% and 3.12%， respectively. The teams with the highest and lowest energy efficiency rates among the three platoon are the 2-2z and 6-6-2z fleets， respectively， with queue energy efficiency rates of 31.08% and 3.22%.

Key words: engineering of communications and transportation system, vehicle-infrastructure cooperative, homogenous platoon, heterogeneous platoon, energy saving rate, fluid dynamics simulation

中图分类号: 

  • U491

图1

三种货车模型"

表1

三种货车模型的基本参数"

参数车辆名称
2z3z6z
总长/m69.5515
总宽/m2.442.552.55
总高/m33.954
迎风面积/m26.398.547.98
额定载货质量/t4.52549

图2

车间距的确定"

表2

车辆单独行驶时的CdA值"

车辆类型行驶状态CdA/m2
2z单独行驶4.20
3z单独行驶5.17
6z单独行驶4.52

表3

两车队列节能率"

排布

方式

队列节能率/%

排布

方式

队列节能率/%

排布

方式

队列节能率/%
2-2z20.673-3z9.926-6z7.21
3-2z14.052-6z7.416-3z4.14
2-3z11.793-6z7.276-2z3.12

图3

2-2z和6-2z车队在纵向中央对称面上速度场矢量图"

图4

2-2z和6-2z车队在纵向中央对称面上静压力场图"

表4

三车队列节能率"

排布方式节能率/%排布方式节能率/%排布方式节能率/%
2-2-2z31.083-2-6z12.606-3-3z7.84
3-2-2z22.696-2-2z11.876-6-3z7.48
2-2-3z21.373-3-6z11.283-6-3z7.13
2-3-2z20.052-3-6z11.083-6-6z6.44
2-3-3z17.412-6-2z10.426-2-6z6.42
3-3-2z15.792-6-3z9.982-6-6z6.35
3-2-3z14.156-3-2z9.706-3-6z4.19
3-3-3z14.026-2-3z9.466-6-6z4.07
2-2-6z13.403-6-2z9.396-6-2z3.22

图5

3-2-6z和3-6-2z车队在纵向中央对称面上静压力场图"

图6

3-2-6z和3-6-2z车队在纵向中央对称面上速度场矢量图"

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