2019 年中国研究生数学建模竞赛 D 题
汽车行驶工况构建
一、问题背景
汽车行驶工况（Driving Cycle）又称车辆测试循环，是描述汽车行驶的速度-时间曲
线（如图 1、2，一般总时间在 1800 秒以内，但没有限制标准，图 1 总时间为 1180 秒，
图 2 总时间为 1800 秒），体现汽车道路行驶的运动学特征，是汽车行业的一项重要的、
共性基础技术，是车辆能耗/排放测试方法和限值标准的基础，也是汽车各项性能指标标定
优化时的主要基准。目前，欧、美、日等汽车发达国家，均采用适应于各自的汽车行驶工
况标准进行车辆性能标定优化和能耗/排放认证。
本世纪初，我国直接采用欧洲的 NEDC 行驶工况（如图 1）对汽车产品能耗/排放的认
证，有效促进了汽车节能减排和技术的发展。近年来，随着汽车保有量的快速增长，我国
道路交通状况发生很大变化，政府、企业和民众日渐发现以 NEDC 工况为基准所优化标定
的汽车，实际油耗与法规认证结果偏差越来越大，影响了政府的公信力（譬如对某型号汽
车，该车标注的工信部油耗 6.5 升/100 公里，用户体验实际油耗可能是 8.5-10 升/100 公
里）。另外，欧洲在多年的实践中也发现 NEDC 工况的诸多不足，转而采用世界轻型车测
试循环（WLTC，如图 2）。但该工况怠速时间比和平均速度这两个最主要的工况特征，与
我国实际汽车行驶工况的差异更大。作为车辆开发、评价的最为基础的依据，开展深入研
究，制定反映我国实际道路行驶状况的测试工况，显得越来越重要。
另一方面，我国地域辽广，各个城市的发展程度、气候条件及交通状况的不同，使得
各个城市的汽车行驶工况特征存在明显的不同。因此，基于城市自身的汽车行驶数据进行
城市汽车行驶工况的构建研究也越来越迫切，希望所构建的汽车行驶工况与该市汽车的行
驶情况尽量吻合，理想情况下是完全代表该市汽车的行驶情况（也可以理解为对实际行驶
情况的浓缩），目前北京、上海、合肥等都已经构建了各城市的汽车行驶工况。
为了更好地理解构建汽车行驶工况曲线的重要性，以某型号汽车油耗为例，简单说明
标注的工信部油耗是如何测试出来？标注的工信部油耗并不是该型号汽车在实际道路上的
实测油耗，而是基于国家标准（如《GB27840-2011 重型商用车辆燃料消耗量测量方
法》），在实验室里根据汽车行驶工况曲线，按照一定的标准，经检测、计算得出。由此
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