Archives of Transport - Archiwum Transportu - No 3-4/2013 vol. 27-28
‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾
Contents
Karol Bagiński, Danuta Jasińska-Choromańska
Effect of user’s individual features on energy consumption of the orthotic robot
Iwona Balke
Business situation in the freight road transport in Poland
Jacek Brdulak, Bartosz Zakrzewski
Methods for Calculating the Efficiency of Logistics Centres
Piotr Biernat, Piotr Rumniak, Marek Michalczuk, Andrzej Gałecki, Lech Grzesiak, Bartłomiej Ufnalski, Arkadiusz Kaszewski
Powertrain system with the ultracapacitor-based auxiliary energy storage for an urban battery electric vehicle
Włodzimierz Choromański, Krzysztof Fiok, Andrzej Potyński, Grzegorz Dobrzyński
Mechatronik simulator of lever driven wheelchairs
Włodzimierz Choromański, Jerzy Kowara
Personal rapid transit vehicle with polyurethane wheels – modelling and simulation issues
Bartłomiej Kamiński, Marcin Nikoniuk, Łukasz Drązikowski
A concept of propulsion and power supply systems for PRT vehicles
Maciej Kozłowski, Włodzimierz Choromański
PRT simulation research
Maciej Kozłowski, Włodzimierz Choromański
Simulation research of driveability of the ECO electric car
Vincenzo P. Giofrè, Michał Maciejewski, Agnieszka Merkisz Góranowska, Bartłomiej Piątkowski, Vittorio Astarita
Real Road network application of a new microsimulation tool: TRITONE
Jerzy Mieścicki, Wiktor B. Daszczuk
Proposed benchmarks for PRT networks simulation
Summaries
Effect of user’s individual features on energy consumption of the orthotic robot
Karol Bagiński, Danuta Jasińska - Choromańska
While working on a system for verticalization and aiding the motion of the disabled, the problem emerged related to evaluation of the effect of individual traits of the users of the system on the obtained characteristics of the actuators. Studies that have been carried out so far, were limited strictly to a case of an ordinary male. The traits of the user will significantly influence operation of the robot, therefore it was decided to carry out studies within a wide range of variability of the basic anthropometric traits. The paper presents a way of determining parameters, which were being changed during the studies, as well as a general structure of the simulation model. Then, a method of computing the energy consumed by the actuators is described, and results of the realized simulation experiments are presented.
Business situation in the freight road transport in Poland
Iwona Balke
The article covers characteristics of the methodology of studying business activity in the freight road transport in Poland. Such studies have been conducted at the Motor Transport Institute in Warsaw, every quarter of a year, for over 16 years now. Studying business activity forms one of the essential methods of the systematic monitoring and analysing current situation in the selected branch of the economy. Its objective is also to anticipate the directions of changes with respect to the nearest future. The article contains evaluation of the economic condition of the road transport enterprises, conducting domestic and international haulage of goods.
Methods for calculating the efficiency of logistics centres
Jacek Brdulak, Bartosz Zakrzewski,
Changes in the organization of the transport system, such as building a logistics centre, bring them uncertainties linked with the risk of investments failure. One of the first steps of creating such a logistics centre is carrying out a thorough economic analysis. Localization and organizational analysis and then the assessment of the functioning of the future centre is possible mainly thanks to the economic effectiveness calculation, which takes into account the expenditure, the operating costs, and benefits of creating a logistics centre in a selected place and gives the answer concerning the reasonableness of organizing such a centre. The article describes various types of the economic effectiveness calculations. As a result of the analysis performed a formula has been suggested, which can be used in the case of estimating the rationality of organizing a sample Logistic Centre consisting of four infrastructural elements.All of the described above simple and complex methods for calculating economic efficiency are the starting point for a discussion on the use of REE calculation for Logistic Centre in Southern Podlasie.
Powertrain system with the ultracapacitor-based auxiliary energy storage for an urban battery electric vehicle
Piotr Biernat, Piotr Rumniak, Marek Michalczuk, Andrzej Gałecki, Lech Grzesiak, Bartłomiej Ufnalski Arkadiusz Kaszewski
This paper presents a powertrain system for an urban electric vehicle. The powertrain system consists of a hybrid energy source (battery storage and ultracapacitors) and drivetrain system (two in-wheel outer-rotor PMSM motors). Battery performance improvement, has been achieved by supporting it with ultracapacitor energy storage. Power flow control using fuzzy logic controller is presented in detail. An electronic differential algorithms have been implemented and tested.
Mechatronic simulator of lever driven wheelchairs
Włodzimierz Choromański, Krzysztof Fiok Andrzej Potyński Grzegorz Dobrzyński
Development of the lever-driven wheelchairs by different authors resulted in creating various lever-human work conditions in which disabled people propel their wheelchairs. This fact implies varying efficiency of human’s work during lever wheelchair propulsion. In order to assess which of the world-wide proposed lever propulsion systems is the most efficient from the humans’ work point of view a proper simulator was designed. Here described test stand offers the possibility to perform various ergonomic tests, it can also become a training station for the lever wheelchair users. Since the main differences in world known lever propelling system designs concern the lever length and levers axis of rotation position on the wheelchair, the wide regulation of these two parameters, was a decisive factor in designing the mechatronic simulator.
Personal rapid transit vehicle with polyurethane wheels – modelling and simulation issues
Włodzimierz Choromański, Jerzy Kowara
The article focuses special attention to the dynamic response of wheels – track interaction in Personal Rapid Transit (PRT) vehicle’s application. The main issue is the wheels/ track contact model for polyurethane treaded wheels. The contact model has been defined using the available UA-Tire analytical model (University of Arizona Tire Model) initially worked out in the paper [1], The model is available in ADAMS simulation environment. To obtain the necessary parameters a simulation model in FEM environment as well as the polyurethane treaded wheels have been constructed. The model has undergone quasistatic load tests in order to find indispensable characteristics. The paper includes the description of simulation model of the PRT vehicle and presents selected outcomes of kinematic and dynamic analyses.
A concept of propulsion and power supply systems for PRT vehicles
Bartłomiej Kamiński, Marcin Nikoniuk, Łukasz Drązikowski
An innovative propulsion and power supply topology for Personal Rapid Transit is presented. The concept is based on application of linear induction motor for propulsion and hybrid power supply using Contactless Energy Transfer supported by a supercapacitor energy storage. Proposed solution is based on the application of linear induction motor as a propulsion and inductive contactless energy transfer.
PRT simulation research
Maciej Kozłowski, Włodzimierz Choromański
The paper presents analyses results of PRT vehicle driveability in a ¼ scale conducted with the application of a simulation model for a straight line driving conditions and when driving on a curve. The results of the present work will be used in the analysis of a physical motion model in a laboratory stand reflecting a railway system of the stand. The paper discusses the first stage of research in the process of virtual pre-prototyping which is to be finalized with the construction of a non-commercial vehicle prototype. In the construction of the simulation model, particular attention has been paid to three issues. First of all, a correct description of design features connected with the lack of so called centring mechanism – and not profiled tyred wheels independently embedded in the axes of the set. Secondly, a proper description of a turning mechanism with the use of a leading rollers system alongside the rail edge. Thirdly, the use of linear motor for the vehicle drive. The simulation model has been developed within MBS environment. For the description of tyred wheels, the library of TNO Delft Tyre has been used. Vehicle motion stability has been tested on the straight and curved track sections. The research has been financed within the framework of ECO mobility project.
Simulation research of driveability of the ECO electric car
Maciej Kozłowski, Włodzimierz Choromański
The paper presents simulation research results of electric car motion processes with special functionality and construction facilitating its use by the disabled. The model of the structure: motor car – human being – environment has been used in the research. Special attention has been paid to the issue of the, so called, driveability of the car driven by a driver with a lower limb disability who is performing this activity from the wheelchair and not the driver seat. The driveability of the car has been assessed based on the technical stability analyses for the conditions of the ”moose test” manoeuvre. The research results have been used in the process of virtual pre-prototyping finalized with the construction of a non-commercial pre-prototype of a car created within the framework of ECO Mobility project. Simulation model of a motor car mechanical systems has been constructed in MBS technology. For description of the tyred wheel, TNO Delft Tyre model has been used. In the model of a control system, the description of programmable systems of the rear wheel drive electronic differential has been included. The model of a driver and the conditions for conducting the “moose test” manoeuvre have been presented.
Real road network application of a new microsimulation tool: TRITONE
Vincenzo P. Giofrè, Michał Maciejewski, Agnieszka Merkisz-Guranowska Bartłomiej Piątkowski, Vittorio Astarita
The aim of the paper is to carry out a comparative study of 13 different traffic flow models available in TRITONE, a new road traffic simulator that specializes particularly in quantitative road safety assessment. After a short introduction on a traffic flow modelling, a description of the TRITONE functionality is given and various types of behavioural models available in this tool are presented in brief. Then a part of Poznan (Poland) network that served as the study area, was illustrated. The following section lists all the models used in the research and provides a comparison of the results obtained with these models. The article ends with conclusions on the results’ quality of individual models.
Proposed benchmarks for PRT networks simulation
Jerzy Mieścicki, Wiktor B. Daszczuk
Personal Rapid Transit (PRT) is a promising form of urban transport. Its operation relies on the use of small unmanned vehicles which carry the passengers between the stations within a dedicated network. Various aspects of the PRT network performance are frequently evaluated using the discrete-event simulation. The paper supports the need of establishing some reference models for the simulation of PRT networks, targeted mainly at the needs of the research on the network management algorithms. Three models of such PRT network models are proposed and discussed. The presented models can play the role of benchmarks which would be very useful for comparative evaluation of heuristic control algorithms, developed by different research groups.
**************************************************************************************************
Spis treści
Karol Bagiński, Danuta Jasińska-Choromańska
Wpływ poszczególnych cech użytkownika na zużycie energii przez ortetycznego robota
Iwona Balke
Koniunktura w drogowym transporcie towarów w Polsce
Jacek Brdulak, Bartosz Zakrzewski
Metody obliczania efektywności Centrów Logistycznych
Piotr Biernat, Piotr Rumniak, Marek Michalczuk, Andrzej Gałecki, Lech Grzesiak, Bartłomiej Ufnalski, Arkadiusz Kaszewski
System napędowy z magazynowaniem energii pomocniczej oparty na ultrakondensatorze dla miejskiego akumulatorowego pojazdu elektrycznego
Włodzimierz Choromański, Krzysztof Fiok, Andrzej Potyński, Grzegorz Dobrzyński
Mechatroniczny symulator wózka inwalidzkiego napędzanego dźwigniami
Włodzimierz Choromański, Jerzy Kowara
Indywidualny pojazd szybkiego tranzytu z poliuretanowymi kołami - zagadnienia modelowania i symulacji
Bartłomiej Kamiński, Marcin Nikoniuk, Łukasz Drązikowski
Koncepcja systemów napędowych i zasilania dla pojazdów PRT
Maciej Kozłowski, Włodzimierz Choromański
Badania symulacyjne PRT
Maciej Kozłowski, Włodzimierz Choromański
Badania symulacyjne właściwości jezdnych elektrycznego samochodu ECO
Vincenzo P. Giofrè, Michał Maciejewski, Agnieszka Merkisz Góranowska, Bartłomiej Piątkowski, Vittorio Astarita
Zastosowanie dla prawdziwej sieci dróg nowego narzędzia mikrosymulacji: TRITONE
Jerzy Mieścicki, Wiktor B. Daszczuk
Proponowane punkty odniesienia do symulacji sieci PRT
Streszczenia
Wpływ poszczególnych cech użytkownika na zużycie energii przez ortetycznego robota
Karol Bagiński, Danuta Jasińska - Choromańska
Podczas pracy nad systemem pionizacji i wspomagania ruchu osób niepełnosprawnych, pojawił się problem związany z oceną wpływu poszczególnych cech użytkowników systemu na uzyskane charakterystyki siłowników. Badania, które zostały przeprowadzone do tej pory były ściśle ograniczone do przypadku zwykłego mężczyzny. Cechy użytkownika znacząco wpływają na działania robota, dlatego zdecydowano się przeprowadzić badania w szerokim przedziale zmienności podstawowych cech antropometrycznych. Przedstawiono sposób określania parametrów, które były zmieniane w trakcie badań, a także ogólną strukturę modelu symulacyjnego. Następnie opisano metodę obliczania energii zużywanej przez siłowniki i przedstawiono wyniki zrealizowanych eksperymentów symulacji.
Koniunktura w drogowym transporcie towarów w Polsc
Iwona Balke
Artykuł obejmuje charakterystykę metodologii badań działalności komercyjnej w drogowym transporcie towarów w Polsce. Badania te są prowadzone w Instytucie Transportu Samochodowego w Warszawie, co kwartał, już od ponad 16 lat. Badania działalności gospodarczej stanowią jedną z podstawowych metod systematycznego monitorowania i analizy obecnej sytuacji w wybranych gałęziach gospodarki. Ich celem jest również przewidywanie kierunków zmian w odniesieniu do najbliższej przyszłości. Artykuł zawiera ocenę sytuacji ekonomicznej przedsiębiorstw transportu drogowego, prowadzących przewozy krajowe i międzynarodowe towarów.
Metody obliczania efektywności Centrów Logistycznych
Jacek Brdulak, Bartosz Zakrzewski,
Zmiany w organizacji systemu transportowego, takie jak budowa centrum logistycznego, powodują niepewności związane z ryzykiem niepowodzenia inwestycji. Jednym z pierwszych etapów tworzenia takiego centrum logistycznego jest przeprowadzenie dogłębnej analizy ekonomicznej. Lokalizacja i analiza organizacyjna, a następnie ocena funkcjonowania przyszłego centrum jest możliwa głównie dzięki obliczaniu efektywności ekonomicznej, która uwzględnia wydatki, koszty eksploatacji i korzyści z utworzenia centrum logistycznego w wybranym miejscu i daje odpowiedź dotyczącą zasadności organizowania takiego centrum. W artykule opisano różne rodzaje obliczeń efektywności ekonomicznej. Jako wynik przeprowadzonej analizy sugerowano wzorzec, który może być stosowany w przypadku szacowania racjonalność organizowania próbnego Centrum Logistycznego składającego się z czterech elementów infrastruktury. Wszystkie opisane powyżej proste i złożone metody obliczania efektywności ekonomicznej są punktem wyjścia do dyskusji na temat stosowania obliczeń REE dla Centrum Logistycznego na Południowym Podlasiu.
System napędowy z magazynowaniem energii pomocniczej oparty na ultrakondensatorze dla miejskiego akumulatorowego pojazdu elektrycznego
Piotr Biernat, Piotr Rumniak, Marek Michalczuk, Andrzej Gałecki, Lech Grzesiak, Bartłomiej Ufnalski Arkadiusz Kaszewski
W artykule przedstawiono układ napędowy dla miejskiego pojazdu elektrycznego. Układ napędowy składa się z hybrydowego źródła energii (akumulatory i ultrakondensatory) i systemu napędowego (dwa silniki w-kołach o zewnętrznym wirniku PMSM). Osiągnięto poprawę wydajności akumulatora poprzez wspieranie go magazynowaniem energii przez ultrakondensator. Przedstawiono w szczegółach sterowanie przepływem mocy z wykorzystaniem regulatora logiki rozmytej. Elektroniczne algorytmy różnicowe zostały wdrożone i przetestowane
Mechatroniczny symulator wózka inwalidzkiego napędzanego dźwigniami
Włodzimierz Choromański, Krzysztof Fiok Andrzej Potyński Grzegorz Dobrzyński
Rozwijanie wózków inwalidzkich napędzanych dźwigniami przez różnych autorów spowodowało tworzenie różnych warunków pracy dźwigni i człowieka, w których osoby niepełnosprawne napędzają swoje wózki inwalidzkie. Fakt ten oznacza zmienną wydajność pracy człowieka na wózku inwalidzkim podczas napędzania dźwigniami. W celu oceny, które z proponowanych światowych systemów napędu dźwigniowego jest najbardziej efektywny z punktu widzenia pracy ludzkiej skonstruowano właściwy symulator. Opisane tutaj stanowisko badawcze oferuje możliwość wykonywania różnych testów ergonomicznych, może też stać się stacją szkolenie dla użytkowników wózków dźwigniowych. Ponieważ główne różnice w znanym światowym projekcie systemu napędzanego dźwigniami dotyczą długości dźwigni i pozycji osi rotacji dźwigni na wózku, szeroka regulacja tych dwóch parametrów, była decydującym czynnikiem w projektowaniu mechatronicznego symulatora
Indywidualny pojazd szybkiego tranzytu z poliuretanowymi kołami - zagadnienia modelowania i symulacji
Włodzimierz Choromański, Jerzy Kowara
Artykuł skupia szczególną uwagę na dynamicznej reakcji interakcji koła - tor w zastosowaniu na Indywidualnym pojeździe szybkiego tranzytu (PRT).Głównym problemem jest model kontaktu koło/ tor dla poliuretanowo bieżnikowanych kół. Model kontaktu został zdefiniowany przy użyciu dostępnego modelu analitycznego UA-Tire (model opony Uniwersytetu w Arizonie), początkowo opisany w opracowaniu [1]. Model jest dostępny w środowisku symulacji ADAMS. W celu uzyskania niezbędnych parametrów został zbudowany model symulacyjny w środowisku FEM, jak również model poliuretanowych kół bieżnikowanych. Model został poddany quasistatycznym testom obciążenia, aby wybrać niezbędne charakterystyki. Praca zawiera opis modelu symulacyjnego pojazdu PRT i przedstawia wybrane wyniki analiz kinematycznych i dynamicznych.
Koncepcja systemów napędowych i zasilania dla pojazdów PRT
Bartłomiej Kamiński, Marcin Nikoniuk, Łukasz Drązikowski
Zaprezentowano topologię innowacyjnego napędu i zasilania Personal Rapid Transit. Koncepcja opiera się na zastosowaniu liniowego silnika indukcyjnego do napędu i hybrydowego zasilania z użyciem bezstykowego przenoszenia energii wspieranego przez kondensator magazynowania energii. Zaproponowane rozwiązanie polega na zastosowaniu liniowego silnika indukcyjnego, jako napędu i indukcyjnym bezstykowym przekazie energii.
Badania symulacyjne PRT
Maciej Kozłowski, Włodzimierz Choromański
W artykule przedstawiono wyniki analizy właściwości jezdnych pojazdu PRT w skali ¼ przeprowadzonej z zastosowaniem modelu symulacyjnego dla prostej linii jazdy i warunków podczas jazdy po łuku. Wyniki tej pracy będą wykorzystywane w analizie fizycznego modelu ruchu na stanowisku laboratoryjnym odpowiadającym systemowi kolejowemu. Omówiono pierwszy etap badań w procesie wirtualnego prototypowania wstępnego, która ma być sfinalizowany budową niekomercyjnego prototypu pojazdu. W konstrukcji modelu symulacyjnego, szczególną uwagę zwrócono na trzy kwestie. Przede wszystkim, poprawny opis cech konstrukcyjnych związanych z brakiem tzw. mechanizmu centrowania - i nieprofilowanymi kołami z oponami niezależnie osadzonymi na osiach zestawu. Po drugie, właściwy opis mechanizmu zwrotnego z wykorzystaniem systemu prowadzącego rolki po krawędzi toru. Po trzecie, stosowanie silnika liniowego do napędu pojazdu. Model symulacyjny został opracowany w środowisku MBS. Dla opisu kół z oponami została wykorzystana biblioteka TNO Delft Tyre. Stabilność ruchu pojazdu została poddana badaniu na prostych i zakrzywionych odcinkach toru. Badania zostały sfinansowane w ramach projektu mobilności ECO.
Badania symulacyjne właściwości jezdnych elektrycznego samochodu ECO
Maciej Kozłowski, Włodzimierz Choromański
Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych procesów ruchu samochodów elektrycznych, ze szczególnym uwzględnieniem funkcjonalności i konstrukcji ułatwiającej jego wykorzystanie przez osoby niepełnosprawne. Model struktury: samochód - człowiek - środowisko został wykorzystane w badaniu. Szczególną uwagę zwrócono na kwestię tzw. właściwości jezdnych samochodu kierowanego przez kierowcę o niepełnosprawność kończyn dolnych wykonującego tę czynność z wózka, a nie siedzenia kierowcy. Właściwości jezdne samochodu zostały ocenione na podstawie analiz stabilności technicznej dla warunków manewru "testu łosia". Wyniki badań były zastosowane w procesie wirtualnego wstępnego prototypowania zakończonego budową niekomercyjnego przed-prototypu samochodu w ramach projektu ECO Mobility. Symulacyjny model układów mechanicznych samochodu został wykonany w technologii MBS. Do opisu koła z oponami został wykorzystany model opony TNO Delft. W modelu systemu kontroli został wykorzystany opis programowalnych systemów dla elektronicznego mechanizmu różnicowego napędu tylnych kół. Został przedstawiony model kierowcy i warunków przeprowadzenia manewru „testu łosia".
Zastosowanie dla prawdziwej sieci dróg nowego narzędzia mikrosymulacji: TRITONE
Vincenzo P. Giofrè, Michał Maciejewski, Agnieszka Merkisz-Guranowska Bartłomiej Piątkowski, Vittorio Astarita
Celem pracy jest przeprowadzenie analizy porównawczej 13 różnych modeli przepływu ruchu dostępnych w TRITONE, nowym symulatorze ruchu drogowego, który specjalizuje się w szczególności w ilościowej ocenie bezpieczeństwa ruchu drogowego. Po krótkim wprowadzeniu na temat modelowania przepływu ruchu, podano opis funkcjonalności TRITONEi w skrócie różne typy modeli behawioralnych dostępnych w tym narzędziu. Następnie została zilustrowana część sieci Poznania, która służyła, jako obszar badań. Poniższy rozdział zawiera listę wszystkich modeli stosowanych w badaniach i przedstawia porównanie wyników uzyskanych z tych modeli. Artykuł kończy się wnioskami odnośnie, jakości wyników poszczególnych modeli.
Proponowane punkty odniesienia do symulacji sieci PRT
Jerzy Mieścicki, Wiktor B. Daszczuk
Personal Rapid Transit (PRT) jest obiecującą formą transportu miejskiego. Jego działanie opiera się na wykorzystaniu małych bezzałogowych pojazdów, które przewożą pasażerów między stacjami w sieci dedykowanej. Różne aspekty wydajności sieci PRT są często oceniane przy użyciu symulacji dyskretnego zdarzenia. Artykuł popiera potrzebę ustanowienia kilku modeli referencyjnych do symulacji sieci PRT, ukierunkowanych głównie na potrzeby badań nad algorytmami zarządzania siecią. Proponowane i omawiane są trzy modele takich sieci PRT. Prezentowane modele mogą pełnić rolę wzorców, które byłyby bardzo przydatne do oceny porównawczej heurystycznych algorytmów sterowania, opracowanych przez różne grupy badawcze.