
Ин таҳқиқот барои мошинҳои барқии гибридии гидрогенӣ, ки ҳуҷайраи сӯзишворӣ (FC), батарея (Bat) ва суперконденсаторро (SC) якҷо истифода мебаранд, системаи EMS–FDI–FTC-ро пешниҳод мекунад, ки идоракунии энергия, ошкор ва ҷудокунии носозӣ ва назорати таҳаммулпазир ба носозиро дар як меъмории ҳалқаи пӯшида муттаҳид менамояд. Фарқи асосии система дар он аст, ки танҳо бо ошкор кардани носозӣ маҳдуд намешавад. Пас аз таснифи носозӣ, натиҷа ба системаи идоракунии энергия дода мешавад ва бо кам кардани бори манбаи барқи носоз қувваи кашиши талабшуда ба манбаъҳои солим аз нав тақсим мешавад.
Дар таҳқиқот ба ҷои давраҳои стандартии синтетикии ронандагӣ се масири гуногуни ронандагӣ истифода шудаанд, ки дар роҳи воқеӣ дар Тунис тавассути GPS сабт шудаанд. Маълумоти масир, аз ҷумла суръати мошин ва нишебии роҳ, барои ҳисоб кардани талаботи қувваи кашиш истифода шудааст; рафтори электрикии ҳуҷайраи сӯзишворӣ, батарея ва суперконденсатор бошад бо моделҳои содакардашудаи мувофиқ барои назорати вақти воқеӣ ифода шудааст.
Қабати ташхиси носозӣ се механизми ҳамдигарро пуркунанда муттаҳид мекунад: мониторинги боқимонда/инноватсия дар асоси EKF, ошкоркунии тағйирот бо CUSUM ва таснифи зеҳни сунъӣ дар асоси CNN–LSTM. Қабатҳои CNN намунаҳои маҳаллии кӯтоҳмуддати носозиро истихроҷ мекунанд, дар ҳоле ки қабати LSTM рушди ин сигналҳоро дар тӯли вақт арзёбӣ мекунад. Барои чен кардани қобилияти умумисозии модел ба шароити гуногуни масир, тасдиқи leave-one-route-out (LORO) истифода шудааст; яъне модел бо ду масир омӯзонида шуда, дар масири сеюме, ки ҳангоми омӯзиш надида буд, санҷида шудааст.
Дақиқии таснифи LORO дар сатҳи равзана барои Route 1 %87,04, барои Route 2 %74,78 ва барои Route 3 %68,52 гузориш шудааст. Route 2-и динамикитар қуллаҳои баландтари қувва ва талаботи бештари бозтақсимкунии энергияро ба вуҷуд овард, дар ҳоле ки Route 3-и ҳамвортар камбуди пасттари энергия ва истеъмоли камтари гидроген нишон дод. Ин натиҷа инчунин ба як хулосаи муҳими муҳандисӣ ишора мекунад: профилҳои динамикии ронандагӣ метавонанд носозиро аз ҷиҳати ташхис намоёнтар кунанд, аммо системаи идоракунии энергияро дар шароити вазнинтар кор мефармоянд.
Дар тарафи татбиқи дарунсохт, контроллери EMS–FDI–FTC дар STM32F407VG бо протсессори ARM Cortex-M4 168 MHz дар processor-in-the-loop (PIL) иҷро шудааст. Давраи назорат дар 10 Hz, яъне бо фосилаи намунагирии 100 ms иҷро шуда, вақти миёнаи ҳисоб 1,6 ms ва вақти ҳисоб дар бадтарин ҳолат камтар аз 6,2 ms чен шудааст. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки меъмории назоратии истифодашуда метавонад давраи сатҳи болоии 100 ms-ро дар ин протсессори дарунсохт сари вақт анҷом диҳад.
Аз нуқтаи назари Туркия: Таҳқиқот масирҳои ронандагии Туркия ё платформаи муайяни мошини гидрогении дар Туркия таҳияшударо намеомӯзад. Бо вуҷуди ин, усул барои гурӯҳҳои тадқиқотӣ ва муҳандисие, ки дар соҳаи мошинҳои ҳуҷайраи сӯзишвории гидрогенӣ, системаҳои интиқоли қувваи барқӣ, нигоҳдории гибридии батарея–суперконденсатор, ташхиси носозии дохили мошин ва электроникаи автомобилии дарунсохт кор мекунанд, намунаи меъмории қобили татбиқ пешниҳод мекунад. Барои интиқол ба мошин дар Туркия маълумоти маҳаллии ронандагӣ, хусусиятҳои воқеии FC–Bat–SC, таъсири ҳарорат, рафтори пиршавӣ, талафоти табдилдиҳанда ва маълумоти воқеии носозӣ бояд аз нав муайян карда шаванд. Қиматҳои энергияи манбаъ набояд ҳамчун истеъмоли таҷрибавии мошини тиҷоратии муайян истифода шаванд.
Чаро ташхиси носозии бо масир огоҳ зарур аст?
Дар мошини барқии гибридии гидрогенӣ қувва аз як манбаъ намеояд. Дар меъмории таҳқиқшуда, ҳуҷайраи сӯзишвории мембранаи мубодилаи протон манбаи асосии энергия аст, батарея тағйироти миёнамӯҳлати қувваро мепӯшонад ва суперконденсатор талаботи зудгузари қувва ва импулсҳои тормозгирии регенеративиро мегирад.
Ин сохтор бартарии муҳим медиҳад, вале ҳамзамон байни манбаъҳои энергия, табдилдиҳандаҳои DC/DC ва сенсорҳо масъалаи мураккабтари назорат ба вуҷуд меорад. Агар шиддати ҳуҷайраи сӯзишворӣ паст шавад, муқовимати дохилии батарея баланд гардад ё иқтидори суперконденсатор кам шавад, идома додани стратегияи номиналии тақсимоти энергия бе тағйир метавонад тавозуни қувва, дастрасӣ ва шароити кори ҷузъҳоро вайрон кунад.
Аз ин рӯ, равиши асосии муҳаққиқон сохтани занҷири зерин аст:
Масири воқеӣ → талаботи қувваи кашиш → ченкуниҳои сенсор → сигналҳои боқимонда → EKF/CUSUM → таснифи CNN–LSTM → қарори носозӣ → бозконфигуратсияи EMS → интиқоли қувва ба манбаъҳои солим.
Нуқтаи муҳим ин аст, ки ташхис ва назорат ҳамчун ду модули ҷудогона боқӣ намемонанд. Қарори носозӣ мустақиман режими кори системаи идоракунии энергияро тағйир медиҳад.
Меъмории чорқабатаи система
Сохтори пешниҳодшуда дар чор қабати асосӣ муайян шудааст:
- Ҳискунӣ ва ҷамъоварии маълумот: шиддатҳо, ҷараёнҳо, SOC-и батарея, ҳароратҳо, ҷараёни гидроген ва каналҳои дахлдори ченкунӣ назорат мешаванд.
- Пешгӯии талаботи бо масир огоҳ: суръат ва нишебии роҳ аз GPS барои ҳисоб кардани талаботи қувваи кашиш истифода мешаванд.
- Ошкор ва ҷудокунии носозӣ: боқимондаҳои моделӣ, CUSUM, нишондиҳандаҳои инноватсияи EKF ва таснифи CNN–LSTM якҷо истифода мешаванд.
- Идоракунии энергия ва назорати таҳаммулпазир ба носозӣ: мувофиқи натиҷаи ташхис тақсимоти қувва байни FC, батарея ва суперконденсатор аз нав танзим мешавад.
Қувваи кашиш аз маълумоти масир чӣ гуна ҳисоб мешавад?
Бо истифода аз суръати \(v(t)\), шитоб ва нишебии роҳ, ки аз GPS гирифта шудаанд, талаботи қувваи кашиши мошин ҳисоб карда мешавад. Модели тӯлии мошин дар манбаъ:
\[ P_{Load}(t)= \left[ m\dot{v} +mg\sin\theta +\frac{1}{2}\rho C_d A v^2 +mgC_r\cos\theta \right]v(t) \]
аст.
Ин муодила қувваи барои шитоб зарур, ҷузъи вазнинии вобаста ба нишебӣ, муқовимати аэродинамикӣ ва муқовимати ғелишро дар як талаботи қувваи кашиш муттаҳид мекунад. Ҳамин тавр, як системаи идоракунии энергия дар профилҳои гуногуни роҳ ба ҳаяҷонҳои гуногуни бор дучор мешавад.
Модели ҳуҷайраи сӯзишворӣ
Шиддати терминалии ҳуҷайраи сӯзишворӣ бо занҷири эквивалентии ҷамъбастӣ барои мақсадҳои назорат:
\[ V_{FC}=E_N-R_{FC}I_{FC} \]
ва қувваи баромад:
\[ P_{FC}=V_{FC}I_{FC} \]
моделсозӣ шудааст.
Истеъмоли гидроген аз муносибати байни баромади электрикии ҳуҷайраи сӯзишворӣ, арзиши гармии поёнии гидроген ва самаранокии фарзшудаи ҳуҷайраи сӯзишворӣ ҳисоб мешавад:
\[ \Delta m_{H_2}= \frac{\max(P_{FC},0)\Delta t} {\eta_{FC}\cdot LHV_{H_2}} \]
Аз ин рӯ, истеъмоли гидроген дар мақола ченаки таҷрибавии мустақим аз ҳисобкунаки сӯзишвории мошини тиҷоратӣ нест; нишондиҳандаи моделӣ аст.
Модели батарея
Шиддати терминалии батарея:
\[ V_{Bat}=E_0-R_{Bat}I_{Bat} \]
ва қувваи батарея:
\[ P_{Bat}=V_{Bat}I_{Bat} \]
ҳисоб мешавад.
Ҳолати заряд бо ҳисобкунии Coulomb нав карда мешавад:
\[ SOC_{Bat}(t+\Delta t) = SOC_{Bat}(t) - \frac{I_{Bat}\Delta t}{C_{Bat}} \]
Модели суперконденсатор
Шиддати суперконденсатор:
\[ V_{SC}(t)=V_{SC0}+\frac{1}{C_{SC}}\int I_{SC}(t)\,dt \]
ифода шудааст. Вазифаи асосии суперконденсатор буфер кардани тағйироти тези қувва мебошад, ки намехоҳанд ба ҳуҷайраи сӯзишворӣ ва батарея бор карда шаванд.
Тавозуни қувва дар пайванди DC
Се манбаи энергия тавассути DC-link-и умумӣ ба системаи кашиш пайваст шудаанд. Давомнокии асосии қувва:
\[ P_{dem}=P_{FC}+P_{Bat}+P_{SC}-P_{loss} \]
муайян шудааст.
Ҳудудҳои болоии қувва дар таҳқиқот барои ҳуҷайраи сӯзишворӣ 35 kW, батарея 30 kW ва суперконденсатор 15 kW мебошанд. Шиддатҳои номиналӣ барои FC 60 V, барои батарея ва SC 48 V дода шудаанд. Иқтидори энергияи батарея 500 Wh ва иқтидори эквивалентии суперконденсатор 120 F аст.
Носозӣ чӣ гуна ошкор мешавад?
Дар марҳилаи аввалини ташхиси моделӣ фарқи байни сигнали ченшуда ва сигнали пешгӯишудаи модел ҳисоб мешавад:
\[ r_i(t)=y_i(t)-\hat{y}_i(t) \]
Ҳангоми кори муқаррарӣ сигналҳои боқимонда бояд ба сифр наздик бошанд. Тағйироти ногаҳонии бор метавонанд инҳирофҳои кӯтоҳмуддат ба вуҷуд оранд; дар сенарияҳои воқеии носозии таҳқиқот бошад тағйироти доимии боқимонда ба вуҷуд меоянд.
Чаро CUSUM истифода шуд?
CUSUM ҷамъшавии тағйироти хурд, вале доимии миёнаро дар тӯли вақт пайгирӣ мекунад. Дар манбаъ оморҳои мусбат ва манфии CUSUM:
\[ g^+(k)=\max\{0,g^+(k-1)+r(k)-k_d\} \]
\[ g^-(k)=\max\{0,g^-(k-1)-r(k)-k_d\} \]
истифода шудаанд. Параметри drift-и CUSUM 0,3 ва остонаи қарор 3,5 дода шудааст.
Вазифаи EKF чист?
Extended Kalman Filter (EKF) ҳамчун нозири сабуки онлайн барои пайгирии рафтори номиналии электрикӣ истифода шудааст. Вектори ҳолати EKF:
\[ x=[V_{FC},V_{Bat},SOC_{Bat},V_{SC}]^T \]
ва вектори ченкунӣ:
\[ y=[V_{FC},V_{Bat},V_{SC},V_{dc}]^T \]
таъриф шудаанд.
Муқовимати эквивалентии ҳуҷайраи сӯзишворӣ, муқовимати дохилии батарея ё иқтидори суперконденсатор дар ҳар қадам мустақиман арзёбӣ намешаванд. Инъикоси тағйироти воридшуда ба ин параметрҳо дар сигналҳои боқимонда ва инноватсияи EKF барои ташхис истифода мешавад.
Қабати зеҳни сунъии CNN–LSTM чӣ гуна кор мекунад?
Шаш канали вуруди таснифгари зеҳни сунъӣ дар ҳар қадами вақт:
\[ x(t)= [r_{FC},r_{Bat},r_{SC},I_{FC},I_{Bat},P_{NS}]^T \]
мебошанд.
Сигналҳо дар 10 Hz намунагирӣ шудаанд. Гарчанде давомнокии номиналии равзана 2 сония ва қадами ҳаракати равзана 0,5 сония муайян шудааст, бинобар шарти вуруди шабака ҳадди ақал 32 намуна истифода шудааст; ҳамин тавр дарозии самараноки равзана тақрибан 3,2 сония шудааст.
Ҳар равзана дар сатҳи канал бо z-score нормализатсия шудааст:
\[ X_w= \frac{X_w-\mu_w}{\sigma_w+\varepsilon} \]
Шабакаи CNN–LSTM аз ду блоки конволютсионии якандоза, пас аз он LSTM ва таснифгари SoftMax иборат аст. Дар блокҳои конволютсионӣ андозаи kernel 3 ва шумораи филтрҳо мутаносибан 16 ва 32 аст. Пас аз онҳо batch normalization, ReLU ва stride 2 max pooling меоянд. Дар қабати LSTM 64 воҳиди пинҳонӣ ва баъдан 0,3 dropout истифода шудааст.
Дар омӯзиш Adam optimization, суръати ибтидоии омӯзиши \(10^{-3}\), 32 mini-batch ва ҳадди аксар 30 epoch нишон дода шудаанд. Функсияи талафот categorical cross entropy мебошад.
Чаро барои пешгирии ихроҷи маълумот LORO истифода шуд?
Дар маълумоти роҳ равзанаҳои пайдарпайи вақт метавонанд ба ҳам хеле монанд бошанд. Агар равзанаҳои ҳамсоя аз як масир ҳам дар гурӯҳи омӯзиш ва ҳам дар гурӯҳи санҷиш бошанд, муваффақияти воқеии умумисозии модел метавонад аз ҳақиқӣ баландтар нишон дода шавад.
Барои пешгирии ин ҳолат, таҳқиқот равиши leave-one-route-out-ро истифода кардааст. Модел бо маълумоти ду масир омӯзонида шуда, масири боқимонда ҳамчун масири санҷишии тамоман надида нигоҳ дошта шудааст. Раванд барои се масири гуногуни санҷишӣ такрор шудааст.
Ин усул нисбат ба тақсимоти тасодуфии равзана душвортар аст, зеро ҳангоми санҷиш модел бо динамикаи нави ронандагӣ ва тақсимоти дигари боқимонда рӯ ба рӯ мешавад.
Қарори носозӣ ба як тасниф вобаста гузошта нашудааст
Баромади CNN–LSTM вектори эҳтимолият истеҳсол мекунад. Дар манбаъ барои қабул кардани синфи носозӣ шарт гузошта шудааст, ки эҳтимолияти максималӣ ҳадди ақал 0,80 бошад ва ҳамон синф дар се равзанаи пайдарпайи ҳампӯш нигоҳ дошта шавад.
Бо сабаби қадами ҳаракати равзанаи 0,5 сония, ин механизми қарор тақрибан 1,5 сония давомнокиро талаб мекунад. Ҳадаф пешгирӣ аз он аст, ки тағйироти кӯтоҳмуддати бор ё лаппишҳои ченкунӣ мустақим ҳамчун носозии доимӣ ишора шаванд.
Вақте носозӣ ошкор мешавад, идоракунии энергия чӣ мекунад?
Пас аз тасдиқи носозӣ система аз режими кори муқаррарӣ ба режими кори вайроншуда мегузарад. Талаби қувва аз манбаи носози энергия кам шуда, талаботи боқимонда ба манбаъҳои солим интиқол дода мешавад:
\[ \begin{bmatrix} P^*_{FC}\\ P^*_{Bat}\\ P^*_{SC} \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} \alpha_{FC}\\ \alpha_{Bat}\\ \alpha_{SC} \end{bmatrix} P_{dem} \]
Коэффициентҳои \(\alpha\) мувофиқи навъи носозии ташхисшуда, шиддати он ва дастрасии манбаъҳо тағйир дода мешаванд.
Дар функсияи хароҷоти бисёрмақсадии идоракунии энергия истеъмоли гидроген, тағйири SOC-и батарея, истифодаи қувваи суперконденсатор ва ҷаримаи носозӣ якҷо ба назар гирифта мешаванд:
\[ J= \int_0^T \left( w_1\dot{m}_{H_2} +w_2(\Delta SOC_{Bat})^2 +w_3(P_{SC})^2 +w_4F_{fault} \right)dt \]
Оптимизатсия дар доираи ҳудуди SOC-и батарея, шиддати DC-link ва ҳудудҳои қувваи FC, Bat ва SC иҷро мешавад.
Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот
Маълумоти воқеии масир
Дар таҳқиқот маълумоти суръати GPS аз ронандагиҳои воқеӣ байни Faculty of Sciences of Tunis (FST) ва National School of Engineers of Tunis (ENSIT) дар Тунис истифода шудааст.
| Масир | Масофа (km) | Давомнокӣ | Суръати миёна (km/h) |
|---|---|---|---|
| Route 1 | 7,8 | 10:08 | 30,06 |
| Route 2 | 11,0 | 26:01 | 50,27 |
| Route 3 | 8,9 | 16:58 | 27,41 |
Маълумоти GPS ба 10 Hz аз нав намунагирӣ шуда, холигиҳои кӯтоҳи маълумот бо интерполятсияи хаттӣ пур гардида ва филтри миёнаи ҳаракаткунандаи 0,5 сония татбиқ шудааст. Нишебии роҳ аз маълумоти филтршудаи баландӣ бо фарқҳои ниҳоӣ гирифта шуда, барои кам кардани лаппишҳои аз квантизатсияи GPS баамаломада аз филтри пастгузар гузаронида шудааст.
Носозиҳои воридшуда
Се сенарияи асосии носозӣ ҳамчун тағйири параметр ба система ворид шудааст. Ҳар носозӣ алоҳида татбиқ шуда ва баъд аз фаъолшавӣ то охири давраи ронандагӣ доимӣ нигоҳ дошта шудааст.
| Носозӣ | Параметри тағйирёфта | Андозаи носозӣ | Оғоз |
|---|---|---|---|
| Пастшавии шиддати ҳуҷайраи сӯзишворӣ | Шиддати занҷири кушода \(E_N\) | %25 камшавӣ: \(E_N^f=0,75E_N\) | %35-и масир |
| Деградатсияи батарея | Муқовимати дохилӣ \(R_{Bat}\) | %100 афзоиш: \(R_{Bat}^f=2R_{Bat}\) | %55-и масир |
| Деградатсияи суперконденсатор | Иқтидор \(C_{SC}\) | %50 камшавӣ: \(C_{SC}^f=0,50C_{SC}\) | %80-и масир |
Ин равиш санҷиши назоратшаванда ва такроршавандаи носозӣ фароҳам меорад; аммо пиршавии воқеӣ ё носозии саҳроӣ дар ҷузъи физикӣ нест.
Натиҷаҳои CNN–LSTM ва энергия аз рӯи масир
| Масир | Дақиқии LORO (%) | Энергияи пешниҳодшуда ES (kWh) | ENS (kWh) | Миёнаи PNS (kW) | SOC-и ниҳоии батарея | Истеъмоли H₂ (g) | Пайдарпаии омӯзиш |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Route 1 | 87,04 | 0,0150 | 0,00505 | 0,6014 | 0,7850 | 0,7695 | 169 |
| Route 2 | 74,78 | 0,0526 | 0,01883 | 1,1222 | 0,7512 | 3,2274 | 108 |
| Route 3 | 68,52 | 0,0118 | 0,00366 | 0,4364 | 0,7880 | 0,6071 | 169 |
Route 1 баландтарин дақиқии таснифро дод. Route 2 бо сабаби тағйироти баландтари суръат ва қуллаҳои қувваи кашиш мушкилтарин сенарияи идоракунии энергияро ба вуҷуд овард; баландтарин ENS, миёнаи PNS ва истеъмоли гидроген дар ҳамин масир гузориш шуданд. Route 3 бо профили ҳамвортари ронандагӣ пасттарин ENS, миёнаи PNS ва истеъмоли гидрогенро дод; дар айни замон Route 3 масире буд, ки пасттарин дақиқии таснифи LORO дошт.
Чаро масири ҳамвортар метавонад дақиқии пасттари AI диҳад?
Муҳаққиқон дақиқии пасттари Route 3-ро танҳо нокомии модел намешуморанд. Гарчанде суръат ва талаботи қувваи ҳамвортар вариатсияи муқаррарии сигналҳои боқимондаро кам карда, ташхиси остонавиро осон мекунад, гуногунии маълумотро дар бораи чӣ гуна намоён шудани носозиҳо дар нуқтаҳои гуногуни кор низ кам мекунад. Ба ибораи дигар, ҳаяҷони камтари динамикӣ метавонад гуногунии имзоҳои носозиро, ки CNN–LSTM омӯхта метавонад, коҳиш диҳад.
Route 2 бошад, бо шитобҳои қавитар ва қуллаҳои қувва намоёнии носозиҳоро зиёд мекунад, вале ҳамзамон ҷуброн кардани манбаи носоз аз ҷониби манбаъҳои солимро душвортар мегардонад. Яке аз бозёфтҳои муҳими муҳандисии таҳқиқот ҳамин тавозуни мушоҳидашавии носозӣ–бори идоракунии энергия мебошад.
Бозтақсимкунии қувваи таҳаммулпазир ба носозӣ
Дар расмҳои манбаъ пас аз тасдиқи носозӣ саҳми қувваи манбаи марбутаи энергия кам ва саҳми Bat/SC ё дигар манбаъҳои солим зиёд мешавад. Махсусан ҳангоми деградатсияи FC батарея ва суперконденсатор бо додани қувваи бештар кӯшиш мекунанд талаботи кашишро қонеъ намоянд.
Дар Route 2 бинобар қуллаҳои баландтари қувва бозтақсимкунӣ равшантар ва тағйироти SOC калонтаранд. Дар Route 3 интиқоли қувва ҳамвортар ва тағйироти SOC-и манбаъҳои нигоҳдорӣ маҳдудтаранд.
Тасдиқи SIL ва PIL
Дар муҳити SIL системаи ҳалқаи пӯшида дар MATLAB/Simulink 2022b иҷро шудааст. Дар марҳилаи PIL бошад, контроллери сатҳи боло, ки FDI, мантиқи идоракунии энергия ва бозконфигуратсияи FTC-ро дар бар мегирад, ба протсессори STM32F407VG интиқол дода шуд; модели объекти физикӣ дар муҳити симулятсияи компютери асосӣ нигоҳ дошта шуд.
| Параметри татбиқи дарунсохт | Қимат |
|---|---|
| Протсессор | STM32F407VG |
| Меъморӣ | ARM Cortex-M4 + FPU |
| Басомади соат | 168 MHz |
| Басомади намунагирии назорат | 10 Hz |
| Давраи назорат | 100 ms |
| Вақти миёнаи ҳисоб | 1,6 ms |
| Вақти ҳисоб дар бадтарин ҳолат | < 6,2 ms |
Камтар аз 6,2 ms будани вақти ҳисоб дар бадтарин ҳолат нисбат ба давраи дастраси 100 ms нишон медиҳад, ки алгоритми сатҳи болоии ташхис ва идоракунии энергия дар ин сахтафзор аз ҷиҳати вақти ҳисоб захираи муҳим дорад. Аммо ин маънои тасдиқ шудани назорати вақти воқеии дарунсохти тамоми мошинро надорад; дар озмоиши PIL худи объекти физикии FC–Bat–SC сахтафзори воқеӣ нест.
Натиҷаҳое, ки манбаъ дастгирӣ мекунад
- Истифодаи профилҳои воқеии ронандагии GPS имкон дод, ки талаботи энергия ва боқимондаҳои ташхис дар динамикаҳои гуногуни масир санҷида шаванд.
- Сохторе, ки EKF/CUSUM ва CNN–LSTM-ро якҷо истифода мекунад, ташхиси моделӣ ва маълумотиро дар як занҷири назорат муттаҳид кардааст.
- Дар тасдиқи LORO дақиқии тасниф дар сатҳи равзана вобаста ба масир аз %68,52 то %87,04 тағйир ёфтааст.
- Пас аз ташхиси носозӣ бозтақсим кардани истинодҳои қувваи FC, батарея ва суперконденсатор дар муҳити SIL нишон дода шудааст.
- Татбиқи PIL дар STM32F407VG барои давраи сатҳи болоии 10 Hz аз ҷиҳати вақти ҳисоб захираи кофӣ нишон дод.
- Нишон дода шудааст, ки динамикаи масир ҳам ба дақиқии ташхис ва ҳам ба бори бозтақсимкунии энергия таъсир мерасонад.
Натиҷаҳое, ки таҳқиқот исбот намекунад
- Система дар мошини воқеии барқии гидрогенӣ аз санҷиши пурраи мошин нагузаштааст.
- Носозиҳои физикии ҳуҷайраи сӯзишворӣ, батарея ва суперконденсатор дар ҷузъҳои воқеӣ ба вуҷуд оварда ва чен нашудаанд; носозиҳо ба параметрҳои модел ворид шудаанд.
- Рафтори электрохимиявӣ ва гармӣ бо моделҳои физикии дақиқи баланд ифода нашудаанд.
- Пиршавии дарозмуддати батарея, ҳуҷайраи сӯзишворӣ ё суперконденсатор мустақим моделсозӣ нашудааст.
- Истеъмоли гидрогени гузоришшуда ҳамчун истеъмоли саҳроии мошини тиҷоратии муайян тафсир шуда наметавонад.
- Таҳқиқот муқоисаи систематикии benchmark-и ҳалқаи пӯшида бо меъмориҳои алтернативии EMS/FTC пешниҳод намекунад.
- Нишон дода нашудааст, ки дар трафик, нишебии роҳ, иқлим ва параметрҳои мошин дар Туркия ҳамон натиҷаҳо гирифта мешаванд.
Мушкилоти мутобиқати ададӣ дар манбаъ
Дар таърифи худи энергия дар таҳқиқот:
\[ E_{dem}=E_{served}+E_{ENS} \]
ва:
\[ \eta_{service}= \frac{E_{served}}{E_{dem}} \]
муносибатҳо дода шудаанд.
Бо вуҷуди ин, дар хулоса гуфта мешавад, ки дар ҳамаи масирҳо беш аз %94-и энергияи талабшуда хизматрасонӣ шудааст. Вақте қиматҳои ES ва ENS-и Ҷадвали 4 мустақим дар ин формулаҳо истифода мешаванд, таносубҳои тахминии хизматрасонӣ барои Route 1 %74,81, Route 2 %73,64 ва Route 3 %76,33 мешаванд. Бинобар ин, баёни хулоса ва қиматҳои равшани ададии Ҷадвали 4 зери як тафсир бо ҳам мувофиқ ба назар намерасанд.
Ба ҳамин монанд, дар шарҳи Ҷадвали 5 гуфта мешавад, ки фарқҳои нисбии нишондиҳандаҳои энергетикии SIL ва PIL аз %5 камтаранд. Аммо дар ҳамон ҷадвал Energy Not Served барои Route 1 SIL = 0,02410 ва PIL = 0,00505; Route 2 SIL = 0,07208 ва PIL = 0,01878; Route 3 SIL = 0,02283 ва PIL = 0,00362 дода шудааст. Ин ҷуфтҳои ENS аз %5 хеле бештар фарқ мекунанд.
Илова бар ин, дар Ҷадвали 5 зери “Average Speed” қиматҳои бо аломати фоиз 30,338%, 50,699% ва 27,489% дида мешаванд; дар ҷадвали қаблии масир суръати миёна бо km/h муайян шуда буд. Аз ин рӯ, дар ин ҷо низ эҳтимоли номувофиқии тамғагузорӣ ё форматкунии ҷадвал вуҷуд дорад.
Дар ин шарҳи Verianla ин қиматҳо бо тафсири нав ё тахмин ислоҳ нашудаанд; номувофиқии дохили манбаъ ошкоро нигоҳ дошта шудааст.
Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул
Сарлавҳаи пурраи аслӣ: Route-Aware AI-Assisted Fault Diagnosis and Fault-Tolerant Energy Management for Hybrid Hydrogen Electric Vehicles: SIL and PIL Validation
Тартиби муаллифон: Sihem Nasri; Aymen Mnassri; Nouha Mansouri; Abderezak Lashab; Juan C. Vasquez; Adnane Cherif.
Муаллифи масъул: Juan C. Vasquez.
Муассисаҳо: Analyze and Process Electrical and Energy Signals (ATSSEE) Research Laboratory, University of Tunis Manar, Tunisia; Higher School of Engineering Technologies, ESPRIT, Tunisia; Center for Research on Microgrids (CROM), Department of Energy Technology, Aalborg University, Denmark.
Маҷалла: Actuators.
Ношир: MDPI.
Нашр: 2026, Ҷилд 15, Мақола 126.
Санаи ирсол: 15 December 2025.
Санаи бозбинӣ: 29 January 2026.
Санаи қабул: 4 February 2026.
Санаи нашр: 16 February 2026.
Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии рецензияшуда.
DOI: 10.3390/act15020126.
Пайванди расмӣ:https://doi.org/10.3390/act15020126
Иҷозатнома: Creative Commons Attribution (CC BY).
Маблағгузорӣ: Муаллифон гузориш додаанд, ки таҳқиқот маблағгузории беруна нагирифтааст ва ҳаққи коркарди мақола низ аз ҷониби ташкилоти беруна пардохт нашудааст.
Патент: Муаллифон гузориш додаанд, ки аз ин кор патент ба вуҷуд наомадааст.
Дастрасии додаҳо: Профилҳои ронандагии таҳқиқот аз маълумоти суръат ва баландии GPS гирифта шудаанд. Азбаски маълумоти хоми масир иттилои вобаста ба ҷойгиршавӣ дорад, бо сабаби махфият ва маҳдудиятҳои маҳаллии мубодилаи додаҳо оммавӣ нашр нашудааст. Гуфта шудааст, ки моделҳои симулятсия, маҷмӯаҳои маълумоти коркардшуда ва моделҳои омӯзонидашудаи AI бо дархости оқилона аз муаллифи масъул дастрас мешаванд.
Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон набудани бархӯрди манфиатҳоро эълон кардаанд.
Ҳадди далели илмӣ: Унсури ҷаҳони воқеӣ дар таҳқиқот профилҳои ронандагии GPS мебошанд. Системаи қувваи FC–Bat–SC, воридкунии носозиҳо ва нишондиҳандаҳои энергия тавассути моделҳои математикӣ барои мақсадҳои назорат истеҳсол шудаанд. Марҳилаи PIL бо иҷро кардани контроллер дар STM32F407VG вақти ҳисоб ва мутобиқати рафториро бо SIL месанҷад; ин тасдиқи пурраи физикии мошин нест.
Ёддошти мутобиқати дохилии додаҳои манбаъ: Байни баёни хулоса дар бораи “хизматрасонии беш аз %94-и энергияи талабшуда” ва натиҷаҳое, ки аз қиматҳои ES/ENS-и Ҷадвали 4 бо муодилаи худи таҳқиқот ҳисоб мешаванд, номувофиқии ададӣ мавҷуд аст. Шарҳи Ҷадвали 5, ки фарқҳои SIL–PIL аз %5 камтаранд, низ бо қиматҳои равшани сутуни ENS-и ҳамон ҷадвал мувофиқ ба назар намерасад. Ин номувофиқиҳо бо илова кардани маълумоти беруна ислоҳ нашудаанд.
Хулосаи усул: Таҳқиқот истеҳсоли талаботи кашиш аз маълумоти воқеии GPS, моделсозии электрикии FC–Bat–SC барои назорат, таҳлили боқимонда/инноватсияи EKF, ошкоркунии тағйироти CUSUM, таснифи силсилаи вақти CNN–LSTM, санҷиши умумисозии масирии LORO, воридкунии синтетикии носозӣ дар асоси параметр, бозтақсимкунии энергияи аз ташхис идорашаванда ва тасдиқи PIL дар STM32F407VG-ро дар як занҷири кори ҳалқаи пӯшида муттаҳид мекунад.

Шарҳ гузоред
Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд