Research on the maneuvrability of an articulated bus on a physical model

Abstract

У статті розглянуто використання причіпного автобусного поїзда для перевезень пасажирів у великих містах. Доцільність застосування такого виду транспорту зумовлена характерними коливаннями пасажиропотоку: у години пік може працювати автобус разом із причепом, що забезпечує більшу місткість та дає змогу уникати необхідності додаткових рейсів або збільшення парку рухомого складу, а у міжпіковий період – використовуватися лише один автобус, що зменшує витрати на паливо, обслуговування та заробітну плату персоналу. Отже, автобусний поїзд є ефективним інструментом адаптивного управління пасажироперевезеннями, який поєднує високу продуктивність у періоди максимального навантаження та експлуатаційну економічність у години спаду. Проте використання таких автопоїздів потребує глибоких досліджень їхніх техніко-експлуатаційних властивостей, зокрема маневреності, що забезпечує можливість руху в складній вуличній мережі сучасних мегаполісів. Маневреність визначається здатністю автобусного поїзда рухатися вузькими вулицями, долати перехрестя із малим радіусом повороту та виконувати маневри без перевищення габаритної смуги руху. Показники маневреності автомобілів і автопоїздів можна визначати як за динамічними, так і за кінематичними моделями; останні дають змогу розрахувати траєкторії характерних точок транспортного засобу за різних режимів повороту та оцінити вплив параметрів конструкції на поведінку поїзда. Результати досліджень маневреності за кінематичними моделями потребують експериментальної перевірки. Така перевірка автобусного поїзда у складі двох автобусів ЛАЗ A183D1 виконана на фізичній моделі, обладнаній контрольно-вимірювальною апаратурою. Програмне забезпечення моделі реалізує алгоритм керування віссю причіпного автобуса, в основу якого покладено принцип збігу траєкторій характерних точок основного та причіпного модулів. Показано, що за комбінованого способу керування причіпним автобусом габаритна смуга руху автопоїзда зменшується на 18–20 % порівняно із варіантом некерованого причепа. Такий підхід перспективний для гібридних автобусів із активним причепом та здатний істотно підвищити придатність автопоїздів до міських умов. Максимальні відхилення траєкторії причіпного автобуса відносно основного під час аналітичних та експериментальних досліджень не перевищували 5 % у всіх розглянутих режимах повороту.The article discusses the use of articulated buses for passenger transport in large cities. The efficiency of such buses is due to the fact that during peak hours, an articulated bus operates, while during off-peak hours, only one bus is in operation. However, the use of such articulated buses requires in-depth research into their technical and operational characteristics, particularly their maneuverability, which ensures that articulated buses can navigate complex street networks effectively. The maneuverability of cars and articulated buses can be determined using both dynamic and kinematic models. The results of maneuverability studies based on kinematic models require experimental verification. Such testing of an articulated bus consisting of two LAZ A183D1 buses was performed on a physical model. The model is equipped with the necessary control and measuring equipment. The model software enables the implementation of a control algorithm for the axle of the attached bus, which is based on the coincidence of the trajectories of characteristic points of the main bus and the attached bus. At the same time, it has been shown that with a combined method of controlling an articulated bus, the overall traffic lane of an articulated bus is reduced by 18–20 % compared to an articulated bus with an uncontrolled second bus. This method of controlling an articulated bus is promising for hybrid buses with an active attached bus. The maximum deviations of the attached bus trajectory relative to the main trajectory in analytical studies and model studies do not exceed 5 % in all considered turning modes.