mirtrМир транспортаWorld of Transport and Transportation1992-3252Russian University of Transport (RUT)10.30932/1992-3252-2024-22-5-10mirtr-2774Research ArticleУПРАВЛЕНИЕ И ЭКОНОМИКАMANAGEMENT, CONTROL AND ECONOMICSАпробация методики назначения электробусов на муниципальные маршруты регулярных перевозокTesting the Methodology for Assigning Electric Buses to Municipal Regular Transportation RoutesКудряшовМ. А.KudryashovM. A.

Кудряшов Максим Александрович – старший преподаватель базовой кафедры «Городской пассажирский транспорт» на базе ГУП «Мосгортранс» 

РИНЦ Author ID: 890537.

Москва

Kudryashov, Maxim A., Senior Lecturer at the Industrial Department of Mosgortrans State Unitary Enterprise 

Russian Science Citation Index Author ID: 890537.

Moscow

sparky5@yandex.ruСкоркинМ. В.SkorkinM. V.

Скоркин Максим Валерьевич – бакалавр кафедры автомобильных перевозок 

Москва

Skorkin, Maxim V., Bachelor at the Department of Automobile Transportation

Moscow 

xzelution@yandex.ruМосковский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)РоссияMoscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI)Russian Federation2024250620262257987Copyright © Кудряшов М.А., Скоркин М.В., 20262026Кудряшов М.А., Скоркин М.В.Kudryashov M.A., Skorkin M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2774

Статья посвящена вопросу поиска оптимального назначения электробусов на заданный набор маршрутов. По результатам выполненного анализа научных исследований определены четыре ключевых технико-эксплуатационных параметра, определяющих эффективность использования электробусов: длина маршрута (Lm), эксплуатационная скорость (Vэ ), количество остановочных пунктов (Nост) и суточный объем перевозок (Q). В качестве объекта исследования выбраны маршруты, обслуживаемые ГУП «Мосгортранс» – оператором, управляющим крупнейшим парком электробусов в Европе. Проведен статистический и кластерный анализ автобусных и электробусных маршрутов ГУП «Мосгортранс» по выбранным параметрам. Применение кластерного анализа позволило классифицировать маршруты по схожести техникоэксплуатационных параметров. Выполнена оценка соответствия автобусных маршрутов электробусным путем сопоставления средних значений нормированных показателей в каждом из кластеров. Определены приоритетный кластер маршрутов для эксплуатации электробусов, основные статистические параметры технико-эксплуатационных показателей маршрутов, входящих в его состав. Для апробации предложенной методики и решения технологических задач организации работы подвижного состава, с учетом однородности параметров маршрутов в кластере, выбран типовой автобусный маршрут и решены основные технологические задачи организации работы электробуса на выбранном маршруте.

The article is devoted to the issue of finding the optimal assignment of electric buses to a given set of routes. Based on the results of the analysis of scientific research, four key technical and operational parameters determining the efficiency of using electric buses were identified: route length (Lm), operating speed (Ve ), number of stopping points (Nstop) and daily traffic volume (Q). The objects of the study were the routes serviced by State Unitary Enterprise «Mosgortrans», the operator managing the largest fleet of electric buses in Europe. A statistical and cluster analysis of bus and electric bus routes of SUE «Mosgortrans» was conducted based on the selected parameters. The use of cluster analysis made it possible to classify the routes by the similarity of technical and operational parameters. The assessment of the conformity of bus routes with electric bus routes was made by comparing the average values of the standardised indicators in each of the clusters. A priority cluster of routes for operation of electric buses has been determined, and the main statistical parameters of the technical and operational indicators of the routes included in it have been determined. To test the proposed methodology and solve the technological problems of organising the operation of rolling stock, taking into account the homogeneity of the route parameters in the cluster, a typical bus route has been selected and the main technological problems of the operation of an electric bus on the selected route have been solved.

электробусмуниципальные маршруты регулярных перевозоктехнико-эксплуатационные показатели маршрутаelectric busmunicipal routes of regular transportationtechnical and operational indicators of the routeReferencesBorghetti, F., Longo, M., Bonera, M., Libretti, M., Somaschini, C., Martinelli, V., Medeghini, M., Mazzoncini, R. Battery Electric Buses or Fuel Cell Electric Buses? A Decarbonization Case Study in the City of Brescia, Italy. Infrastructures, 2023, 8 (12), 178. DOI: 10.3390/infrastructures8120178.Borghetti, F., Longo, M., Bonera, M., Libretti, M., Somaschini, C., Martinelli, V., Medeghini, M., Mazzoncini, R. Battery Electric Buses of Fuel Cell Electric Buses? A Decarbonization Case Study in the City of Brescia, Italy. Infrastructures, 2023, 8 (12), 178. DOI: 10.3390/infrastructures8120178.Szumska, E. M, Pawełczyk, M., Jurecki, R. Total Cost of Ownership analysis and energy efficiency of electric, hybrid and conventional urban buses. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability, 2022, Vol. 24, Iss. 1, pp. 7–14. DOI: 10.17531/ein.2022.1.2.Szumska, E. M, Pawełczyk, M., Jurecki, R. Total Cost of Ownership analysis and energy efficiency of electric, hybrid and conventional urban buses. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability, 2022, Vol. 24, Iss. 1, pp. 7–14. DOI: 10.17531/ein.2022.1.2.Осипов А. Г., Лебедева М. Е., Зенин К. П. Перспективы применения транспортных средств с водородными энергоустановками и электрической тягой // Молодежный вестник ИРГТУ. – 2022. – № 2 (12). – С. 252–259. Электронный ресурс: http://мвестник.рф/journals/2022/02/articles/03?view=0. Доступ 17.01.2024.Osipov, A. G., Lebedeva, M. E., Zenin, K. P. Prospects for the use of vehicles with hydrogen power plants and electric traction [Perspektivy primeneniya transportnykh sredstv s vodorodnymi ustanovkami i elektricheskoi tyagoi]. Youth Bulletin of IRSTU, 2022, Iss. 2 (12), pp. 252–259. Electronic resource: http://мвестник.рф/journals/2022/02/articles/03?view=0. Last accessed 17.01.2024.Muhith, T., Behara, S., Reddy, M. A. An Investigation into the Viability of Battery Technologies for Electric Buses in the UK. Batteries, 2024, 10 (3), 91. DOI: 10.3390/batteries10030091.Muhith, T., Behara, S., Reddy, M. A. An Investigation into the Viability of Battery Technologies for Electric Buses in the UK. Batteries, 2024, 10 (3), 91. DOI: 10.3390/batteries10030091.Айриев Р. С., Кудряшов М. А. Перспективы экологической транспортной системы в мегаполисе // Мир транспорта. – 2018. – Т. 16. – № 2 (75). – С. 220–232. EDN: XSMVXN.Ayriev, R.S., Kudryashov, M. A. Ootlook on Development of Ecological Transport System in a Megalopolis. World of Transport and Transportation, 2018, Vol. 16, Iss. 2 (75), pp. 220–232. EDN: XSMVXN.Самарец А. В., Егоров В. А., Максимов В. А. Опыт анализа работы зарядных станций электробусов на маршрутной сети города Москвы // Актуальные вопросы технической эксплуатации и автосервиса подвижного состава автомобильного транспорта (МАДИ 2024). – 2024. – С. 28–33. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_61881700_95276925.pdf [полный текст выпуска]. Доступ 10.03.2024.Samarets, A. V., Egorov, V. A., Maksimov, V. A. Experience in analyzing the operation of charging stations for electric buses on the route network of the city of Moscow [Opyt analiza raboty zaryadnykh stantsii elektrobusov na marshrutnoi seti goroda Moskvy]. Current issues of technical operation and car service of rolling stock of automobile transport (MADI 2024), 2024, pp. 28–33. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_61881700_95276925.pdf [full text of the issue]. Last accessed 10.03.2024.Коротков В. С., Лежнев Л. Ю., Папкин Б. А., Шустров Ф. А. Анализ способов электроснабжения транспортных средств на базе тягового электропривода // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6. – С. 16–24. EDN: RVCNYH.Korotkov, V. S., Lezhnev, L. Yu., Papkin, B. A., Shustrov, F. A. Analysis of power supply of vehicles on the basis of the electric traction. Modern problems of science and education, 2013, Iss. 6, pp. 16–24. EDN: RVCNYH.Жевак А. С., Курбанов Х. Х., Жевак С. В. Сравнительный анализ энергетической эффективности различных способов зарядки электробусов // Актуальные проблемы современного транспорта. – 2023. – № 4 (14). – С. 6–11. EDN: FMOZZC.Zhevak, A. S., Kurbanov, Kh.Kh., Zhevak, S.V. Comparative analysis of energy efficiency of different methods of charging electric buses [Sravnitelniy analiz energeticheskoi effektivnosti razlichnykh sposobov zaryadki elektrobusov]. Current problems of modern transport, 2023, Iss. 4 (14), pp. 6–11. EDN: FMOZZC.Розин Б. М., Шатерник И. А. Об оптимизации смешанной зарядной инфраструктуры электробусов для городских маршрутов // Информатика. – 2022. – Т. 19. – № 2. – С. 68–84. DOI: 10.37661/1816-0301-2022-19-2-6884.Rozin, B. M., Shaternik, I. A. On optimization of the mixed charging infrastructure of electric buses for urban routes. Informatics, 2022, Vol. 19, Iss. 2, pp. 68–84. DOI: 10.37661/1816-0301-2022-19-2-68-84.Голубчик Т. В. Определение характеристик зарядных станций для электротранспорта // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6. – С. 86. EDN: TGQCND.Golubchik, T. V. Determine the characteristics of charging stations for electric vehicle. Modern problems of science and education, 2014, Iss. 6, pp. 86. EDN: TGQCND.Jing, Wang; Heqi, Wang; Chunguang, Wang. Optimal Charging Pile Configuration and Charging Scheduling for Electric Bus Routes Considering the Impact of Ambient Temperature on Charging Power. Sustainability, 2023, Iss. 15 (9), pp. 7375. DOI: 10.3390/su15097375.Jing, Wang; Heqi, Wang; Chunguang, Wang. Optimal Charging Pile Configuration and Charging Scheduling for Electric Bus Routes Considering the Impact of Ambient Temperature on Charging Power. Sustainability, 2023, Iss. 15 (9), pp. 7375. DOI: 10.3390/su15097375.Bhandari, A. M., Neupane, S., Adhikari, U., Risal, S. Finite element analysis of Epoxy/E-Glass composite material based mono leaf spring for light weight vehicle. Journal of Innovations in Engineering Education, 2021, Vol. 4, Iss. 2, pp. 138–145. DOI: 10.3126/jiee.v4i2.39627.Bhandari A. M., Neupane S., Adhikari U., & Risal, S. Finite element analysis of Epoxy/E-Glass composite material based mono leaf spring for light weight vehicle. Journal of Innovations in Engineering Education, 2021, Vol. 4, Iss. 2, pp. 138–145. DOI: 10.3126/jiee.v4i2.39627.Феофанов С. А., Лайко Е. М., Феофанова Л. С. Электробусы и зарядная инфраструктура в условиях мегаполисов // Автомобильная промышленность. – 2019. – Т. 19. – № 2. – С. 31–35. DOI: 10.37661/1816-03012022-19-2-68-84.Feofanov, S. A., Laiko, E. M., Feofanova, L. S. Electric buses and charging infrastructure in megacities [Elektrobusy i zaryadnaya infrastruktura v usloviyakh megapolisa]. Automobile industry, 2019, Vol. 19, Iss. 2, pp. 31–35. DOI: 10.37661/1816-0301-2022-19-2-68-84.Olsen, N., Kliewer, N. Location Planning of Charging Stations for Electric Buses in Public Transport Considering Vehicle Scheduling: AVariable Neighborhood Search Based Approach. Applied Sciences, 2022, 12 (8), 3855. DOI:10.3390/app12083855.Olsen, N., Kliewer, N. Location Planning of Charging Stations for Electric Buses in Public Transport Considering Vehicle Scheduling: AVariable Neighborhood Search Based Approach. Applied Sciences, 2022, 12 (8), 3855. DOI:10.3390/app12083855.Xiaomei, Wu; Qijin, Feng; Chenchen, Bai; Chun, Sing Lai; Youwei, Jia; Loi Lei Lai. A novel fast-charging stations locational planning model for electric bus transit system. Energy, 2021, Vol. 224 (1), 120106. DOI:10.1016/j.energy.2021.120106.Xiaomei, Wu; Qijin, Feng; Chenchen, Bai; Chun, Sing Lai; Youwei, Jia; Loi Lei Lai. A novel fast-charging stations locational planning model for electric bus transit system. Energy, 2021, Vol. 224 (1), 120106. DOI:10.1016/j.energy.2021.120106.Чикишев Е. М., Капский Д. В., Семченков С. С. Оценка влияния транспортных и природно-климатических факторов на уровень расхода электроэнергии электробусов в условиях городской среды // Наука и техника. – 2023. – Т. 22. – № 1. – С. 48–59. DOI: 10.21122/2227-1031-2023-23-1-48-59.Chikishev, E. M., Kapskiy, D. V., Semchenkov, S. S. Assessment of Transport, Natural and Climatic Factors Influence on the Level of Electric Buses Energy Consumption in Urban Environment. Science & Technique, 2023, Vol. 22, Iss. 1, pp. 48–59. DOI: 10.21122/2227-1031-2023-231-48-59.Горбунова A. Д., Смирнова O. Ю. Модель влияния скорости сообщения и температуры окружающего воздуха на расход электроэнергии электробусом // Интеллект. Инновации. Инвестиции. – 2022. – № 1. – С. 84–92. DOI: 10.25198/2077-7175-2022-1-84.Gorbunova, A. D., Smirnova, O. Yu. Model of the influence of the speed of communication and ambient temperature of the electric power consumption of an electric bus. Intellect. Innovations. Investments, 2022, Iss. 1, pp. 84–92. DOI: 10.25198/2077-7175-2022-1-84.Андрусенко С. I., Будниченко В. Б., Подпіснов В. С. Методика оцінки споживання енергії електробусом та параметрів тягової акумуляторної батареї в умовах експлуатації. Vehicle and Electronics Innovative Technologies. – 2022. – № 22. – С. 64–71. DOI: 10.30977/VEIT.2022.22.0.8.Andrusenko, S. I., Budnichenko, V. B., Podpisnov, V. S. Methodology for estimating energy consumption for an electric bus and traction battery parameters in operating conditions. Vehicle and Electronics Innovative Technologies, 2022, Iss. 22, pp. 64–71. DOI: 10.30977/VEIT.2022.22.0.8.Алгин В. Б., Гоман А. М., Скороходов А. С. Основные оперативные факторы, определяющие энергопотребление городского электробуса: схематизация и моделирование // Актуальные вопросы машиноведения. – 2019. – № 8. – С. 185–194. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41801775. EDN: SGBPAK. Доступ 14.03.2024.Algin, V. B., Goman, A. M., Skorokhodov, A. S. Main operational factors determining the energy consumption of the urban electric bus: schematization and modelling. Current issues in mechanical engineering, 2019, Iss. 8, pp. 185–194. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41801775. EDN: SGBPAK. Last accessed 14.03.2024.Ekici, Y. E., Akdağ, O., Aydin, A. A., Karadağ, A. T. A Novel Energy Consumption Prediction Model of Electric Buses Using Real-Time Big Data From Route, Environment, and Vehicle Parameters. IEEE Access, 2023, Iss. 11, pp. 104305–104322. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3316362.Ekici, Y. E., Akdağ, O., Aydin, A. A., Karadağ, A. T. A Novel Energy Consumption Prediction Model of Electric Buses Using Real-Time Big Data From Route, Environment, and Vehicle Parameters. IEEE Access., 2023, Iss. 11, pp. 104305–104322. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3316362.Yan Xing, Yachao Li, Weidong Liu, Wenqing Li, Lingxuan Meng. Operation Energy Consumption Estimation Method of Electric Bus Based on CNN Time Series Prediction. Mathematical Problems in Engineering, 2022, Iss. 01. DOI: 10.1155/2022/6904387.Yan Xing, Yachao Li, Weidong Liu, Wenqing Li, Lingxuan Meng. Operation Energy Consumption Estimation Method of Electric Bus Based on CNN Time Series Prediction. Mathematical Problems in Engineering, 2022, Iss. 01. DOI: 10.1155/2022/6904387.Войтків С. В. Методика оптимізації основних технічних параметрів перспективних міських електробусів типу ONC. Vehicle and electronics. Innovative technologies. – 2021. – Вип. 20. – С. 6–16. DOI: 10.30977/VEIT.2021.20.0.01.Voytkiv, S. V. The method of optimizing the main technical parameters of the promising city electric buses of ONC Type. Vehicle and electronics. Innovative technologies, 2021, Iss. 20, pp. 6–16. DOI: 10.30977/VEIT.2021.20.0.01.Wenz, K.-Р., Serrano-Guerrero, X., Barragán-Escandón, A., González, L. G., Clairand, J.-M. Route prioritization of urban public transportation from conventional to electric buses: A new methodology and a study of case in an intermediate city of Ecuador. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, Vol. 148 (3), 111215. DOI: 10.1016/j.rser.2021.111215.Wenz, K.-Р., Serrano-Guerrero, X., Barragán-Escandón, A., González, L. G., Clairand, J.-M. Route prioritization of urban public transportation from conventional to electric buses: A new methodology and a study of case in an intermediate city of Ecuador. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, Vol. 148 (3), 111215. DOI: 10.1016/j.rser.2021.111215.Горбунова А. Д., Смирнова О. Ю. Разработка алгоритма выбора рационального регулярного городского маршрута для эксплуатации электробуса // Транспорт. – 2021. – Т. 18. – № 4 (80). – С. 378–389. DOI:10.26518/2071-7296-2021-18-4-378-389.Gorbunova, A. D., Smirnova, O. Yu. Development of the algorithm for selecting a rational regular urban route for electric bus operation. The Russian Automobile and Highway Industry Journal, 2021, Vol. 18, Iss. 4 (80), pp. 378–389. DOI:10.26518/2071-7296-2021-18-4-378-389.Горбунова А. Д. Анализ факторов, влияющих на выбор городского регулярного маршрута для ввода электробуса // Вестник гражданских инженеров. – 2021. – № 4 (87). – С. 127–133. DOI: 10.23968/1999-5571-2021-18-4127-133.Gorbunova, A. D. Analysis of the factors influencing the choice of the urban regular route for the electric bus. Bulletin of civil engineers, 2021, Iss. 4 (87), pp. 127–133. DOI: 10.23968/1999-5571-2021-18-4-127-133.Кудряшов М. А., Прокопенков А. В., Айриев Р. С. Методический подход к организации перевозок на электробусных маршрутах // Мир транспорта. – 2020. – Т. 18. – № 5 (90). – С. 152–170. DOI: 10.30932/1992-32522020-18-152-170.Kudryshov, M. A., Prokopenkov, A. V., Ayriev, R. S. Methodical Approach to Organisation of Transportation on Electric Bus Routes. World of Transport and Transportation, 2020, Vol. 18, Iss. 5 (90), pp. 152–170. DOI: 10.30932/19923252-2020-18-152-170.Еварестов В. М., Максимов В. А., Поживилов Н. В. Исследование данных по изменению степени заряженности тяговых аккумуляторных батарей электробусов на маршрутах города Москвы // Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. – 2021. – № 2 (58). – С. 31–36. EDN: TDOLKA.Evarestov, V. M., Maksimov, V. A., Pozhivilov, N. V. Study of data on changes in the degree of charge of traction batteries of electric buses on Moscow city routes. Bulletin of the Kyrgyz State Technical University named after I. Razzakov, 2021, Iss. 2 (58), pp. 31–36. EDN: TDOLKA.Кудряшов М. А., Айриев Р. С., Овнанян Г. М. Кластерный анализ маршрутов новой модели управления наземным городским пассажирским транспортом общего пользования // Мир транспорта. – 2019. – Т. 17. – № 4 (83). – С. 182–195. DOI: 10.30932/1992-3252-2019-17-4-182-195.Kudryashov, M. A., Ayriev, R. S., Ovnanyan, G. M. Cluster Analysis of the Routes of the New Management Model for Surface Urban Passenger Mass Transit. World of Transport and Transportation, 2019, Vol. 17, Iss.4 (83), pp. 182–195. DOI: 10.30932/1992-3252-2019-17-4-182-195.Moroz, D. G., Zhukov, A. I., Makurina, V. M., Akopov, Ph. V., Kudryshov, M. A. Methodology for Determining the Minimum Capacity of Traction Batteries of Electric Buses Based on the Operational Characteristics of Routes Using Artificial Intelligence Tools. 2023 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications, Moscow, Russian Federation, 2023, pp. 1-6. DOI: 10.1109/IEEECONF56737.2023.10092121. [Ограниченный доступ].Moroz, D. G., Zhukov, A. I., Makurina, V. M., Akopov, Ph. V., Kudryshov, M. A. Methodology for Determining the Minimum Capacity of Traction Batteries of Electric Buses Based on the Operational Characteristics of Routes Using Artificial Intelligence Tools. 2023 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications, Vol. 6, Iss. 1, pp. 322–327. DOI: 10.1109/IEEECONF56737.2023.10092121 [Limited access].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.