實(shí)現(xiàn)公共交通電氣化，被視為富有前景的節(jié)能減排方式。通常情況下，電動(dòng)公交車(chē)的續(xù)航里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)，容易使運(yùn)營(yíng)商和駕駛員產(chǎn)生“續(xù)航焦慮”。對(duì)電動(dòng)公交車(chē)進(jìn)行準(zhǔn)確的能耗估算，有益于車(chē)輛規(guī)劃和使用，可以有效減少“里程焦慮”。

據(jù)外媒報(bào)道，中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所林名強(qiáng)博士的團(tuán)隊(duì)提出一種基于隨機(jī)森林回歸(RFR)的全新能耗評(píng)估方法，可用于估算電動(dòng)公交車(chē)的瞬時(shí)能耗。

RFR是一種基于決策樹(shù)的Bagging模型，基本思想是訓(xùn)練多棵樹(shù)對(duì)同一數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后把這些樹(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果做一個(gè)投票，投票加總進(jìn)行分類(lèi)，而這些樹(shù)模型彼此之間不會(huì)有任何影響。RFR的主要特征是對(duì)偶隨機(jī)性，即數(shù)據(jù)抽樣隨機(jī)性和特征抽樣隨機(jī)性。

研究人員從駕駛行為、車(chē)輛狀態(tài)和外部環(huán)境等多個(gè)來(lái)源，選取影響電動(dòng)公交車(chē)能耗的若干因素。其中，駕駛行為特征包括速度、加速度、檔位、油門(mén)踏板和減速踏板狀態(tài);車(chē)輛狀態(tài)特征包括電池、電機(jī)和電機(jī)控制器的狀態(tài)參數(shù);外部環(huán)境特征主要包括天氣特征。

研究人員提出RFR整體學(xué)習(xí)模型，以預(yù)測(cè)電動(dòng)公交車(chē)的瞬時(shí)能耗。受雙隨機(jī)性影響，每棵樹(shù)都用不同的數(shù)據(jù)和特征進(jìn)行訓(xùn)練，賦予每棵樹(shù)個(gè)性。取所有樹(shù)模型預(yù)測(cè)結(jié)果的平均值，即為RFR的預(yù)測(cè)結(jié)果。

此外，研究人員通過(guò)計(jì)算基尼系數(shù)，分析各種特征的重要性。結(jié)果表明，電機(jī)控制器和電池的狀態(tài)特征，能對(duì)電動(dòng)公交車(chē)的瞬時(shí)能耗產(chǎn)生明顯的影響。在駕駛行為特征中，油門(mén)踏板狀態(tài)和速度是兩個(gè)較為重要的因素。在外部環(huán)境特征中，只有環(huán)境溫度對(duì)瞬時(shí)能耗的影響較大。

研究人員使用整體學(xué)習(xí)模型來(lái)預(yù)測(cè)電動(dòng)公交車(chē)的瞬時(shí)能耗，獲得了良好的預(yù)測(cè)結(jié)果。通過(guò)特征重要性分析，確定了不同特征對(duì)電動(dòng)公交車(chē)瞬時(shí)能耗的影響程度。