تحقیقات موتور

تحقیقات موتور

استخراج چرخه رانندگی اتوبوس‌های شهری سمنان با استفاده از الگوریتم میانگین کی برای خوشه بندی و هموارسازی داده‌های ناوگان شهری با فیلتر ساویتزکی - گولای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
3 دانشجوی کارشناسی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
4 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
10.22034/er.2026.2079799.1122
چکیده
در این مطالعه، با استفاده از داده ‌های ثبت ‌شده از ناوگان اتوبوسرانی شهری سمنان، چرخه رانندگی این شهر بر پایه تحلیل داده‌ های عملیاتی استخراج و بررسی شد. داده‌ ها در طول ۷۵۰ کیلومتر مسیر شهری جمع‌آوری و پس از پیش ‌پردازش، به ریز سفرهای مجزا تقسیم شدند. برای شناسایی الگوهای رفتاری رانندگی، ریزسفرها با الگوریتم خوشه‌بندی K-means گروه‌بندی شدند و تعداد خوشه‌ های بهینه با روش elbow به‌صورت خودکار تعیین شد. سپس با ترکیب هدفمند ریز سفرهای منتخب، چرخه‌ای ۱۸۰۰ ثانیه‌ای شکل گرفت که نمایانگر الگوی تغییرات سرعت، شتاب‌گیری، ترمزگیری و توقف‌های ناوگان است. نتایج نشان داد که رفتار رانندگی اتوبوس‌های سمنان عمدتاً با سرعت‌های متوسط پایین، شتاب‌گیری‌های ملایم و توقف‌های پرتکرار همراه است که ماهیت ترافیکی شبکه حمل‌ونقل عمومی این شهر را بازتاب می‌دهد. همچنین مقایسه چرخه استخراج‌شده با چرخه‌های سایر شهرها، تفاوت‌های معناداری را ناشی از شرایط جغرافیایی و ترافیکی آشکار کرد. در نهایت، هموارسازی چرخه نهایی با فیلتر Savitzky–Golay موجب کاهش نویز های لحظه‌ای و بهبود پایداری پروفایل سرعت شد. چرخه پیشنهادی می‌تواند برای شبیه‌ سازی مصرف سوخت، برآورد انتشار آلاینده‌ها و تحلیل عملکرد ناوگان اتوبوسرانی مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Extraction of the Driving Cycle of Semnan Urban Buses Using the K‑Means Clustering Algorithm and Data Smoothing of Urban Fleet Data with the Savitzky–Golay Filter

نویسندگان English

Mohammad Hossein Khalesi 1
Alireza Hajialimohammadi 2
Mohammad Parsa Shahabiniya 3
Hadi Kamalzadeh 4
Alireza Davari dolatabadi 3
1 Mechanical Engineering Department, Semnan University, Semnan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
3 Bachelor’s Student, Department of Mechanical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
4 Master’s Student, Department of Mechanical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده English

In this study, the driving cycle of Semnan urban buses was extracted and analyzed based on operational data recorded from the city bus fleet. The data were collected over a total distance of 750 km in urban routes and, after preprocessing, were divided into individual micro-trips. To identify driving behavior patterns, the micro-trips were grouped using the K-means clustering algorithm, and the optimal number of clusters was determined automatically using the elbow method. Then, by a targeted combination of selected micro-trips, an 1800-second cycle was formed that represents the variations in speed, acceleration, braking, and stopping behavior of the fleet. The results showed that the driving behavior of Semnan buses is mainly characterized by relatively low average speeds, mild accelerations, and frequent stops, reflecting the traffic conditions of the city’s public transport network. Moreover, comparison of the extracted cycle with those of other cities revealed significant differences due to geographical and traffic conditions. Finally, smoothing of the final cycle using the Savitzky–Golay filter reduced instantaneous noise and improved the stability of the speed profile. The proposed cycle can be used for fuel consumption simulation, emission estimation, and performance analysis of the bus fleet.

کلیدواژه‌ها English

Driving Cycle
Urban Bus Fleet
Clustering. Micro-trip. Semnan

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 17 مرداد 1405

  • تاریخ دریافت 27 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 29 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 17 مرداد 1405