轮式装载机卡车装载与运输场景是典型的工程车辆运营场景,由于该场景具有工程车辆种类繁多,数量庞大和运输环境复杂等特点,因此对运营策略进行研究是十分必要的。在运营场景中,燃油消耗以及运输效率是两个重要的指标,在燃油消耗方面,相较于路面车辆,工程车辆由于负重高且运输环境复杂,因此燃油消耗普遍较高。为了节省化石燃料的使用,解决能源短缺和环境污染问题,运营者需要通过运营策略来降低燃油消耗。而在运输效率方面,通过运营策略提高运输效率有利于降低运营场景的运营成本。然而,提高运输效率需要更强劲的工程车辆动力系统,但会使燃油消耗增大;动力较弱的工程车辆虽然燃油消耗较低,但运输效率也较低,二者之间存在矛盾。为了平衡两个互相矛盾的指标,本研究提出一种新的评价方法和运营策略,新的评价方法为车队运营成本,兼顾了车队燃油消耗以及车队运输效率;运营策略为通过最小化车队运营成本,实现车队燃油消耗和车队运输效率的平衡。针对轮式装载机卡车装载与运输场景,本研究以工程车辆配置参数(卡车数量以及装载机数量)和运行参数(卡车装载时间)为运营场景中的变量,分析了其对车队燃油消耗、车队运输效率以及车队运营成本的影响;为了在运营场景中获得工程车辆的时间和位置信息,本研究制定了一种工程车辆调度管理策略;通过工程车辆动力学建模和仿真获得燃油消耗,并制定了量化车队燃油消耗、车队运输效率以及车队运营成本的方法;最后给出了运营决策方法,通过给出最佳配置运行参数使车队运营成本达到最小化,实现车队燃油消耗和车队运输效率的平衡。本论文具体安排如下:第一章介绍了论文的研究背景,回顾了工程车辆燃油消耗、运输效率以及运营成本研究的国内外研究现状,说明了工程车辆运营策略的重要性,并阐明了论文研究的重要意义,最后说明了本论文的研究内容。第二章介绍了轮式装载机卡车装载与运输场景,并对工程车辆运营策略展开研究,介绍了运营策略流程,包括配置运行参数研究、调度管理研究、运营量化研究和运营决策研究。阐述了工程车辆调度管理的具体方案,并给出了运营中车队燃油消耗、车队运输效率以及车队运营成本的量化方法,其中车队燃油消耗通过建模与仿真的手段获得。第三章对工程车辆动力系统进行了建模并完成了其控制器的设计,目的在于通过仿真获得工程车辆的燃油消耗。建立了主要元件的数学模型,基于发动机最佳工作点制定了控制策略,并在此基础上设计了发动机转速控制器和工程车辆速度控制器。第四章进行了工程车辆燃油消耗的仿真研究,在MATLAB/Simulink中搭建了工程车辆动力系统仿真模型,给出了工况设置方法,包括工程车辆速度曲线设置以及装载机作业系统压力、流量设置,明确了运营场景中工程车辆的动力学参数,获得了在不同卡车数量和卡车装载时间下的工程车辆燃油消耗。第五章进行了运营量化研究,根据第二章讲述的运营量化方法,计算出了工程车辆在所有配置运行参数下的车队燃油消耗、车队运输效率以及车队运营成本,并进行分析。运营决策研究通过对运营量化结果的分析和对比,给出使车队运营成本最小化的最佳配置运行参数,实现车队燃油消耗和车队运输效率的平衡。第六章总结了论文的主要研究成果,指出了研究过程中的不足之处,对未来的研究工作进行了展望。