本發明涉及新能源，特別涉及一種新能源重卡節能路徑規劃方法和電子設備。

背景技術：

1、隨著智能交通，尤其是電子地圖、導航技術的不斷發展，為新能源汽車提供實時的路網和工況信息提供了可能，也為新能源汽車節能路徑與經濟車速的動態規劃，以及制定與實時工況相適應的最優管理策略提供了新的思路。

2、傳統路徑規劃方法在處理大規模、多層級的交通網絡時，計算復雜度高，難以滿足實時性要求，尤其對于新能源重卡這類需要頻繁補能的車輛，傳統方法無法高效整合路網層級和能耗約束。且當前新能源重卡受限于電池容量和補能設施分布，傳統路徑規劃未充分考慮能耗最小化和補能需求，易導致能量不足或路徑不可行。

技術實現思路

1、本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的目的在于提出一種新能源重卡節能路徑規劃方法和電子設備，以降低車輛能耗。

2、為達到上述目的，本發明第一方面實施例提出了一種新能源重卡節能路徑規劃方法，所述方法包括：

3、構建基于能耗模型的分層路網，所述分層路網通過綜合權重公式將道路劃分為多個層級，其中高層級路網包含低能耗主干道，低層級路網包含所有道路類型；

4、基于車輛實時狀態參數和目的地信息，采用雙向a*算法在所述分層路網中進行路徑搜索，所述雙向a*算法從起點和終點同步拓展，并基于動態啟發函數優化搜索方向；

5、在路徑搜索過程中，根據車輛剩余能量動態調整搜索層級和范圍，若剩余能量低于安全閾值，觸發補能決策并重新規劃路徑；

6、基于車輛載重變化或外部環境變化實時更新能耗模型，動態校正未行駛路段預測能耗，并啟動路徑重規劃以生成優化后的節能路徑。

7、在本發明的一些實施例中，所述綜合權重公式包括：

8、

9、其中，和為非線性指數，用于增強或削弱節點屬性和邊屬性的影響；

10、表示路段所在路網的等級評估值，數值越大代表路網等級越低，在路徑規劃中被選擇的優先級相對越低；反之，數值越小路網等級越高，優先級越高；

11、表示節點屬性權重，具體為節點通行能力與速度限制的權重；表示路段長度與能耗系數的權重；表示距離相關權重；表示交通狀況權重，表示能源消耗權重；：分別為各因素的權重系數，且；、、：分別為各因素的最大值。

12、在本發明的一些實施例中，所述雙向a*算法的動態啟發函數為：

13、()=（）

14、其中，為歐氏距離與能耗系數的乘積；、、為動態權重系數，分別為路網層級系數、能耗系數以及實時交通系數；

15、為當前路網層級，為總層數，為路段平均能耗，為實時交通時間，為基于歷史平均速度或理想交通條件下的時間。

16、在本發明的一些實施例中，所述動態調整搜索層級和范圍具體包括以下步驟：

17、設車輛剩余能量為，車輛到達目的地的預估能耗為，車輛的安全閾值為；

18、若剩余能量，優先在高層級路網中搜索；

19、若剩余能量，強制切換至低層級路網搜索。

20、在本發明的一些實施例中，所述動態權重系數、、的調整規則為：

21、當車輛在行駛過程中，=(1-/)更新；

22、其中，為車輛總能量，為的基準值；

23、當車輛載重增加時，按照=(1+δw/)更新；

24、其中，為載重變化量，為基準載重；

25、當檢測到交通擁堵時，按=(1+/)更新；

26、其中，為，為實時交通擁堵時間或擁堵指數。

27、在本發明的一些實施例中，所述補能決策包括以下步驟：

28、（a）根據車輛當前位置生成候選補能點集合{}；

29、（b）計算各補能點的綜合代價，其中，為當前能耗率，為補能后能耗率，為補能時間成本，為時間權重系數，為到終點的距離；

30、（c）選擇總代價最小的補能點，并規劃從當前位置至及至終點的分層路徑。

31、在本發明的一些實施例中，所述候選補能點集合的生成方式為：

32、基于剩余能量和安全閾值，篩選滿足的補能站點。

33、在本發明的一些實施例中，所述路徑重規劃過程中，若檢測到車輛載重減輕且原規劃補能點不再必要，則重新計算路徑并刪除冗余補能點。

34、在本發明的一些實施例中，在路徑執行階段，每隔預設時間間隔重新評估剩余能量與未行駛路段能耗，若滿足-∑，立即觸發局部路徑重規劃，其中，∑為未行駛路段的總預估能耗。

35、在本發明的一些實施例中，所述分層路網中各層級之間的連接規則為：低層級路網通過關鍵節點與中層級路網連接，中層級路網通過主干道樞紐與高層級路網連接。

36、為達到上述目的，本發明第二方面實施例提出了一種電子設備，包括存儲器、處理器和存儲在所述存儲器上的計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，實現上述的新能源重卡節能路徑規劃方法。

37、本發明實施例的新能源重卡節能路徑規劃方法和電子設備，通過分層路網構建、動態權重調整、雙向a*算法優化等機制，系統性解決了新能源重卡路徑規劃中的能耗約束、計算復雜度和動態適應性問題，幫助司機選擇最節能行駛路線，降低新能源車輛整體能耗水平，解決新能源重卡補能瓶頸問題，促進新能源汽車行業發展。

技術特征：

1.一種新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據權利要求1所述的新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，所述綜合權重公式包括：

3.根據權利要求1所述的新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，所述雙向a*算法的動態啟發函數為：

4.根據權利要求1所述的新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，所述動態調整搜索層級和范圍具體包括以下步驟：

5.根據權利要求3所述的新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，所述動態權重系數、、的調整規則為：

6.根據權利要求1所述的新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，所述補能決策包括以下步驟：

7.根據權利要求6所述的新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，所述候選補能點集合的生成方式為：

8.根據權利要求1所述的新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，所述路徑重規劃過程中，若檢測到車輛載重減輕且原規劃補能點不再必要，則重新計算路徑并刪除冗余補能點。

9.根據權利要求1所述的新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，在路徑執行階段，每隔預設時間間隔重新評估剩余能量與未行駛路段能耗，若滿足-∑，立即觸發局部路徑重規劃，其中，∑為未行駛路段的總預估能耗。

10.根據權利要求1所述的新能源重卡節能路徑規劃方法，其特征在于，所述分層路網中各層級之間的連接規則為：低層級路網通過關鍵節點與中層級路網連接，中層級路網通過主干道樞紐與高層級路網連接。

11.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器、處理器和存儲在所述存儲器上的計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，實現如權利要求1-10中任一項所述的新能源重卡節能路徑規劃方法。

技術總結
本發明涉及新能源技術領域，具體公開了一種新能源重卡節能路徑規劃方法和電子設備，新能源重卡節能路徑規劃方法包括：構建基于能耗模型的分層路網，所述分層路網通過綜合權重公式將道路劃分為多個層級，其中高層級路網包含低能耗主干道，低層級路網包含所有道路類型；基于車輛實時狀態參數和目的地信息，采用雙向A算法在所述分層路網中進行路徑搜索，所述雙向A算法從起點和終點同步拓展，并基于動態啟發函數優化搜索方向。本發明實施例的新能源重卡節能路徑規劃方法通過分層路網構建、動態權重調整、雙向A*算法優化等模塊，針對新能源重卡路徑規劃中能耗高、補能困難、實時性差的三大痛點進行優化解決，解決新能源重卡補能瓶頸問題。

技術研發人員：朱文超,李滿,李兵,周波,黃樹英,高鑫
受保護的技術使用者：北京氫遠質投新能源汽車有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24