申请/专利权人：中国科学技术大学

申请日：2021-06-29

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN113469240B

主分类号：G06F18/22

分类号：G06F18/22;G06F18/23;G06F18/214

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2021.10.26#实质审查的生效;2021.10.01#公开

摘要：本发明的一种基于形状相似性的行驶工况构建方法及存储介质，首先对车辆OBD数据进行切割，将时间连续的OBD数据切割成不等长的短行程片段库，然后采用一种尺度不变、平移不变、移位不变的互相关距离度量方法来评估不同短行程片段的相似度，给后续不等长片段聚类提供更为精准的相似度评估标准；同时分别优化质心与短行程片段的簇标记，更先进的质心优化方法与样本分配方法，可以带来更好的聚类效果，以便得到簇内样本相似度更高，簇间样本相似度更低的典型工况划分；然后根据最小信息量AIC原则，选择使AIC最小的聚类数，最优聚类数的选择，对聚类效果至关重要，最后，本发明选择各簇中更为典型的短行程片段以构建反映整体行驶状况的行驶工况。

主权项：1.一种基于形状相似性的行驶工况构建方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤一：获取车辆的OBD数据并进行预处理，将其切割为n个不等长的短行程片段，即持续时间不超过180s的怠速段即速度为0与速度不为零的运动段组成,生成输入片段集合X＝[x1,x2,…,xn]；步骤二：将步骤一预处理后获取的时间序列集合X＝[x1,x2,…,xn]，使用z-score归一化保持尺度不变性，使用系数归一化保持平移不变性，保持分布的平均值μ为0，标准差为1以保证移位不变性；步骤二具体包括，互相关度量计算两个没有正确对齐的序列和的相似性，为了实现移位不变性，互相关使静止，并在上滑动以计算的每个位移s的内积，记一个序列的移位如下： 当考虑所有可能的位移使s∈[-m,m]，得到长度为2m-1的互相关序列 其中，依次计算如下： 计算最大的位置w，基于w的值，那么相对于的最优位移是其中s＝w-m；对所有的实际短行程片段进行归一化以归纳统一样本的统计分布性，定义如下： 归一化来消除固有的失真，首先使用z-score归一化来消除振幅的差异，再使用系数归一化时，不需要移动即可对齐两个相同长度的序列；设计一个基于形状相似性的距离度量方法，根据前面的公式，使用系数归一化，它给出的值在-1和1之间；系数归一化将互相关序列除以单个序列的自相关的几何平均值，对序列进行归一化后，检测到最大化的位置w，并推导出以下距离测量： 它的取值范围在0到2之间，0表示时间序列完全相似；为了保持缩放不变性，将转化为所以平均值μ为0，其标准差为1；根据卷积定理，两个短行程片段的卷积可计算为短行程片段的单个傅里叶变换DFT的乘积的离散傅里叶反变换IDFT，其中DFT为： IDFT为：其中如果一个短行程片段首先在时间上翻转，则互相关计算为两个短行程片段的卷积，这就等于在频域中取复共轭*；因此，对于不同长度序列可计算出：步骤三：使用步骤二的互相关距离，将一簇短行程片段的质心优化为到所有其它短行程片段的互相关距离平方之和的最小值；步骤三具体步骤如下：使用质心作为一组数据的代表，质心定义为到所有其它数据点的距离平方和最小的数据点，它取决于距离度量的选取，在给定的簇pj中，对应的质心须满足： 根据互相关距离度量，将计算出来的短行程片段表示为与所有其他短行程片段的平方相似度的最大化结合公式4及公式8，得到： 公式9要求计算每一个的最优位移，在聚类迭代中，使用前一轮计算出的质心作为参考，并对齐所有短行程片段的参考序列；使用基于形状的距离度量，它为每一个确定一个最优移位；省略公式9中的分母，并结合公式2、3，得到： 用向量表示这个方程，并假设短行程片段已经经过z-score归一化来消除振幅的差异： 在之前的公式中，仅没有经过z-sore归一化，为了处理质心即减去平均值，设置其中I是单位矩阵，O是一个全为1的矩阵；为使具有单位范数，将公式11除以最后，将S替代得到： 其中M＝QT·S·Q；步骤四：结合步骤三的质心优化与步骤四的分区聚类方法以完成基于形状的短行程片段聚类，将短行程片段划分为k类典型行驶状况，迭代更新步骤三与步骤四，直至当前质心均未更新，典型行驶状况划分结束；步骤五：对前述步骤的聚类方法，进一步确定最优聚类数，即k值，提出一种无监督的最优聚类数的挑选方法，根据最小信息量AIC原则，选择最优聚类数，即确定典型行驶状况的类别数；步骤六：采用步骤五确定的k值的聚类结果，根据各簇的时间比例，从各簇中选取质心最近的短行程片段，拼接以构建出满足时间要求的工况曲线，选择各典型行驶状况下的典型短行程片段以便构建更为全面且更能代表整体行驶数据的行驶工况。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学技术大学 一种基于形状相似性的行驶工况构建方法及存储介质

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