В настоящее время актуальной проблемой является снижение энергозатрат городского автомобильного электротранспорта. В статье предлагается способ решения данной проблемы путём разработки энергоэффективного закона управления движением электробуса по городскому маршруту. На основе анализа режимов движения городского электробуса и рассмотрения цепочки преобразований затраченной/накопленной энергии получена целевая функция для проведения оптимизации. Для решения поставленной задачи разработан алгоритм на основе метода динамического программирования. Предложенный метод позволяет учитывать ограничения, накладываемые на фазовые координаты, управляющее воздействие, а также на время прохождения маршрута. В ходе решения задачи рассмотрена модель прямолинейного движения электробуса по горизонтальной опорной поверхности, а также введены некоторые допущения, позволяющие упростить и адаптировать её для реализации метода. Для связи управляющего воздействия с уравнением динамики движения рассмотрен алгоритм изменения тягового/тормозного момента на колёсах электробуса в зависимости от положения педалей акселератора/тормоза и скорости движения. В соответствии с предложенным методом определена оптимальная фазовая траектория на выделенном участке дороги для электробуса с конкретными техническими характеристиками и проведён анализ полученного результата. Проведено сравнение затраченной энергии с энергией, необходимой на преодоление сил сопротивления движению электробуса. Апробировано применение метода для случая экстренного вмешательства водителя в управление скоростью электробуса. Проведено сравнение фазовых траекторий, полученных с учётом и без учёта вмешательства водителя. По результатам работы метода сделаны выводы о применимости предложенного метода в городской транспортной сети.
At present, the actual problem of urban motor transport is the reduction of the energy costs. The article proposes a method to solve the problem by developing an energy-efficient traffic law controlling the movement of an electric bus city routes. A target function for traffic optimization has been obtained which was based on the analysis of the urban electric bus modes and energy conversion chain of the spent/ accumulated energy. To solve this problem, an algorithm based on the dynamic programming method has been developed. The proposed method made it possible to take into account the constraints imposed on the phase coordinates, control action, and the time of the route. While solving the problem, the model of urban electric bus rectilinear motion on a horizontal support surface was considered, and some assumptions were made to simplify and adapt it for the implementation of the method. For the purpose of connection of the control action and the motion dynamics equation an algorithm for changing the tractive/braking torque of the electric bus wheels was taken into consideration depending on the accelerator/brake pedals position and the motion speed. The proposed method helped to obtain an optimal phase trajectory for the electric bus with specific technical characteristics on a selected road section and to analyze the obtained results. The energy expended and the energy necessary to overcome the resistance forces to the electric bus motion were compared. The method was approved in case of driver emergency intervention in the electric bus speed controlling. The phase trajectories obtained with and without driver intervention were compared. Based on the results of the method, conclusions were drawn concerning its application in the urban transport network.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.