广西师范大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 40 ›› Issue (2): 27-36.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2021042106

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基于改进符号回归算法和XGBoost算法的剩余续驶里程预测

田晟*, 甘志恒, 吕清   

  1. 华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510641
  • 收稿日期:2021-04-21 修回日期:2021-05-18 发布日期:2022-05-31
  • 通讯作者: 田晟(1969—),男,江西九江人,华南理工大学副教授,博士。E-mail:shitian1@scut.edu.cn
  • 基金资助:
    广东省自然科学基金(2021A1515011587,2020A1515010382)

Remaining Driving Range Prediction Based on Symbol Conversion and XGBoost Algorithm

TIAN Sheng*, GAN Zhiheng, LÜ Qing   

  1. School of Civil and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou Guangdong 510641, China
  • Received:2021-04-21 Revised:2021-05-18 Published:2022-05-31

PDF (PC)

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摘要： 提高剩余续驶里程预测精度可以缓解驾驶人的“续航焦虑”,帮助车厂开发精细的电池管理系统,提高纯电动汽车的接受度。基于改进符号回归算法自动生成与标签字段高度相关的新数据特征字段,实现数据维度扩充。再将维度扩充后的数据传入经过超参数调优的XGBoost模型预测剩余续驶里程。对比仅使用经典特征字段的原始数据,维度扩充后的数据在预测精度上最大相对绝对误差下降4.9%,平均绝对误差和均方根误差下降超过20%,且随着时间的增加,使用维度扩充后的数据进行预测的误差下降更快。结果证明提出的方法可以优化数据集质量,提高预测结果的精确度并减小误差,为纯电动汽车剩余续驶里程预测提供了新的思路。

关键词: 纯电动汽车, 剩余续驶里程预测, 改进符号回归, 特征构造, XGBoost算法

Abstract: Improving the prediction accuracy of remaining driving range can alleviate the “driving anxiety” of drivers, help vehicle manufacturers develop fine battery management system and improve the acceptance of pure electric vehicles. Based on the improved symbolic regression algorithm, a new data feature field closely related to the label field is automatically generated to expand the data dimension. Then the dimension expanded data is transmitted to the xgboost model optimized by super parameters to predict the remaining driving range. Compared with the original data using only classical feature fields, the maximum relative absolute error of the dimension expanded data in the prediction accuracy decreases by 4.9%, and the average absolute error and root mean square error decrease by more than 20%. With the increase of time, the error of prediction using the dimension expanded data decreases faster. The results show that the proposed method can optimize the quality of the data set, improve the accuracy of the prediction results and reduce the error, which provides a new idea for the prediction of the remaining driving range of pure electric vehicles.

Key words: electric vehicle, remaining driving range prediction, improved symbolic regression, feature construction, XGBoost

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