Введение
Слово «транспорт» происходит от латинского transporto - перемещаю. Пассажирский транспорт служит для перемещения в пространстве пассажиров, их ручной клади и багажа. Задача дизайнера создать объект, позволяющий делать это в максимально короткий срок и с максимально возможным комфортом.
Появившись с появлением первых гужевых повозок, общественный транспорт прочно вошел в жизнь людей. Сегодня проблема создания комфортного общественного транспорта особенно актуальна, так как в ближайшее время перед людьми встанет проблема абсолютной переполненности улиц личным транспортом. Этого можно избежать, введя в эксплуатацию удобный и скоростной вид транспорта.

Анализ предпроектной ситуации
Общественный транспорт в современных городах можно разделить, по основным качествам, на два ключевых вида.
Наиболее распространенный – это транспорт, движущийся по дорогам общего пользования, и не наделенный никакими преимуществами перед частным транспортом. К подобным видам транспорта относятся все автобусы, маршрутные такси, троллейбусы (за исключением транспорта, маршрут которого п
роложен по выделенной полосе, отделенной от основного дорожного полотна дорожной разметкой, либо бортовым камнем). Преимущества данного вида транспорта, это относительная дешевизна прокладки и обслуживания маршрута, возможность быстрого изменения маршрута в случае каких-либо обстоятельств (ремонт дороги, пожелания пассажиров и т.д.), возможность проложить маршрут в непосредственной близости к зонам проживания и работы горожан. Основными недостатками является усугубляющаяся год от года перегруженность дорожной инфраструктуры крупных городов, относительно малая пассажировместимость, невозможность точно следовать графику (в силу дорожных условий), низкие экологические показатели.
Ко второму виду относится транспорт, движущийся по выделенной полосе (полностью отделенной от основного потока транспорта). Эти виды транспорта разделяются на подземные (метрополитен, метротрам), наземные (трамваи, электрички), надземные (монорельс, эстакадные трамваи и электрички). Преимуществами этих видов транспорта, является независимость от загруженности городских улиц, высокая скорость движения, большая пассажировместимость, регулярность сообщения, экологичность (как правило, эти виды транспорта в качестве топлива используют электричество). Недостатки – высокая стоимость прокладки путей, зависимость прокладки маршрута от ландшафта и существующей инфраструктуры, вследствие этого удаленность остановок, в случае возникновения поломок путей или подвижного состава, останавливается вся ветка.
Проанализировав данную ситуацию, нами было принято решение использовать преимущества обоих, перечисленных выше, видов городского пассажирского транспорта и создать гибридный транспорт, способный двигаться как по выделенной эстакаде, так и по дорогам общего пользования.
“BIWAY”
“BIWAY” – это городской общественный транспорт, способный двигаться по струнной эстакаде, используя преимуществ выделенной полосы, а так же по дорогам общего пользования, в режиме маршрутного такси (автобусы среднего класса).
Маршрут предполагается прокладывать таким образом, чтобы связать места проживания горожан с местами работы. Другими словами, «спальные» районы с промышленной и ком
мерческой зонами, а так же историческим центром города.

В начале следования автобусы движутся по маршруту автономно, управляемые водителями (подобно маршрутным такси). Проблемы, связанные с перегруженностью улиц в данный момент не существенны, т.к. основные транспортные заторы случаются на магистралях, соединяющих районы города. Внутри самого района, как правило, движение достаточно свободно.
В это время используется энергия, накопленная в аккумуляторах. Завершением наземной части пути, является заезд на эстакаду и сцепление с формируемым составом (в один состав могут входить автобусы с разных маршрутов).
После сцепки состава с автоматическим локомотивом, водители покидают вагоны, принимают управление прибывших автобусов и вновь отправляются на рейс.
С этого момента состав движется полностью автоматически (в локомотиве нет машиниста), контролируемый при помощи видеокамер и датчиков диспетчером. Во время движения в составе пассажиры получают возможность совершить пересадку, т.е. перейти из вагона в вагон и дальше следовать по новому маршруту.
Во время движения в составе происходит подзарядка батарей автобусов.
Движение состава по надземной эстакаде, позволяет развить высокую скорость и без проблем преодолеть транспортные заторы.
Приехав в конечную станцию эстакадной части пути, автобусы вновь съезжают на дорогу, управляемые водителями.



Применение гибридной схемы движения дает “BIWAY” ряд преимуществ, недоступных ни одному, ни другому из описанных выше, существующих видов транспорта.

Преимущества, доставшиеся “BIWAY” от наземных видов транспорта:

 
- Возможность проложить маршрут в непосредственной близости  к зонам проживания и работы горожан
- Невысокая стоимость прокладки и обслуживания наземной части маршрута
- Возможность быстрого изменения маршрута.
Преимущества, доставшиеся “BIWAY” от эстакадных видов транспорта:
- Независимость от дорожных условий
- Высокая скорость движения
- Большая пассажировместимость (60 человек в одном вагоне (из расчета 5 человек на м2), в том числе 20 посадочных мест, 420 пассажиров в составе, в том числе 140 посадочных мест)
- Регулярность сообщения
- Экологичность

Преимущества, приобретенные “BIWAY” благодаря использованию двух типов дорог:


- Экономия времени пассажиров, благодаря возможности совершения пересадки во время движения по эстакаде
- Экономичность системы (во время движения в составе отдельные автобусы обходятся без водителя, состав движется при помощи локомотива, также отключены двигатели отдельных автобусов)
- Экологичность (автобусы используют электродвигатели, аккумуляторы подзаряжаются во время движения в составе)


Технические характеристики

                                                          Автобус                         Локомотив               

Длина, мм                                            6950                              2300                     


Ширина, мм                                          2470                             2460                      

Высота, мм                                           2800                              2670                      

Колесная база, мм                                4250                             1300                       

Колесная формула                                 8х8                               8х8                        

Колесные диски                                      13'                                                            

Двигатель                                      электрический                электрический            

Максимальная скорость                      70 км/ч                                                        

Ширина дверных проемов       
передний                                            1270                                                             

боковой                                              1550                                                            

задний                                                1050                                                            

Число мест (для сидения/общее)       20/60+1                                                        

                                                         интерьер                                                     

Высота, мм                                        2350                                                             

Ширина прохода, мм   
сидения сложены/разложены          1600/1000                                                      

Высота поручня, мм                          2000                                                             

Высота до держателя, мм                 1650                                                             

Высота подножки, мм                        320                                                              

Сидения. Высота. Глубина, мм          20 складных. 480. 400                                   

Автобус



Интерьер автобуса

 
Локомотив

 

Движение по дорогам общего пользования и по струнной эстакаде возможно благодаря двойным колесам. Они представляют собой обычные дисковые пневматические колеса, но внутренняя сторона диска имеет металлическую выпуклость, являющуюся колесом, для движения по струне.  
Внутрь диска встроен двигатель и вариатор (вариоколесо). Применение вариоколес может обеспечить существенные компоновочные преимущества даже в сравнении с мотор-колесами. Рассмотрим, например, наиболее перспективную схему компоновки автобуса, имеющего низкий уровень пола – всего 320 мм, с мотор-колесами и независимой подвеской фирмы ZF. Ширина прохода 900 мм – это все, что может обеспечить схема с мотор-колесами. В схеме с вариоколесами благодаря малым осевым размерам, не выходящим за осевые габариты колеса, при той же высоте пола обеспечивается увеличенная примерно на 300 мм ширина прохода.
 
Схема компоновки автобуса с мотор-колесами и независимой подвеской (слева)
Схема компоновки автобуса с вариоколесами и независимой подвеской (справа)

Расположенная в полу аккумуляторные батареи (см. схему вверху страницы) значительно снижает центр тяжести, что делает автобус более устойчивым и безопасным.
Сцепка между автобусами в составе осуществляется благодаря выдвижному элементу, оснащенному электрическим магнитом. Подобная сцепка обеспечивает жесткую сцепляемость автобусов между собой, снижение ударных нагрузок на раму автобуса и сцепку при движении состава.
Также, магнитная сцепка страхуется механическим штифтом.

 

Очистка лобового стекла осуществляется при помощи одной щетки стеклоочистителя (очистка стекла происходит за счет движения щетки в вертикальной плоскости, по направляющим), который в нерабочем состоянии находится в козырьке над передней дверью. Таким образом, он не мешает открытию дверей при соединении автобусов в состав.
Также рассматривалась возможность использования самоочищающихся материалов (фотокаталитических панелей). Подобные материалы существуют и используются в архитектуре. Например, в Японии откроется новый международный аэропорт Тюбу, где будут применены подобные технологии. Очистка происходит под действием природного или искусственного ультрафиолета. 



В случае возникновения аварийной ситуации при движении по эстакаде, предусмотрены встроенные надувные трапы, позволяющие безопасно спустить пассажиров на землю. Трапы расположены у каждого из трех выходов. В случае необходимости состав может быстро разделиться на отдельные вагоны, таким образом, появляется возможность использования всех трех дверей в случае необходимости экстренной эвакуации.
При отстутвии необходимости  срочно покинуть автобус, пассажиры эвакуируются при помощи службы спасения. Либо спускаются самостоятельно по эвакуационным лестницам, имеющимся на опорах эстакады.






ХУДОЖЕСТВЕННО-КОНСТРУКТОРСКОЕ РЕШЕНИЕ
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ


Автобус. Экстерьер.
Форма автобуса продиктована необходимостью создать образ, который органично смотрелся бы как в городском потоке, так и над ним. Было необходимо учитывать то, что автобусы соединяются в состав. Поэтому при поиске образа создавались как эскизы отдельно стоящего автобуса, так и в сочетании с соседними вагонами. Стояла задача создать выразительный и цельный силуэт всего состава. В то же время, отдельный автобус не должен был выглядеть как часть целого, но смотреться как законченный объект. 

Необходимость плотной стыковки находит отражение на форме автобуса  –  передняя  часть  слегка выпуклая, задняя в той же степени вогнута. 
На задней части автобуса расположен спойлер, призванный нивелировать возникающие завихрения при движении с высокой скоростью.
Колеса закрыты декоративными кожухами. Эти кожухи защищают корпус и порог от попадания грязи.  Вследствие того, что вагон движется по струнам-рельсам, его днище открывается глазам прохожих. Это дает возможность использовать днище в качестве рекламоносителя.
Очистка днища происходит либо механически (мягкие щетки с водным раствором) при въезде на эстакаду, либо использование в материалах самоочищающихся (фотокаталитических) панелей.
Конструкция представляет собой металлическую раму, на которую навешаны прозрачные и непрозрачные панели.
Прозрачная часть корпуса выполнена из тонированного поликарбоната. По степени прозрачности (89% светопропускания) монолитный поликарбонат ничем не отличается от обычных стекол, прозрачных вариантов полистирола, ПВХ, САН, ПЭТ и уступает, как и прочие материалы, лишь органическому (93%) и кварцевому (100%) стеклу. Ударопрочность поликарбоната в 250 раз превышает ударопрочность обычного стекла и почти в 10 раз ударопрочность органического (акрилового) стекла. 
Поликарбонат используется в качестве защитного антивандального остекления – самолетов, катеров, яхт, мотоциклов, поездов, общественного транспорта, переходов на МКАД, автобусных остановок и телефонных будок и т.д. Изделия, выполненные из монолитного поликарбоната, надежно защищены от любых проявлений вандализма. 
Также это самый морозостойкий среди пластиков. Он может применяться при температурах до –50°С без нагрузки и до –40°С с нагрузкой, в том числе и ударной (что особенно важно). Поликарбонат пожаробезопасен, т.к. это - трудновоспламеняемый самозатухающий материал. Поликарбонат - самый теплостойкий среди прозрачных пластиков, максимальная температура его эксплуатации +120°С.
Специальный УФ-стабилизирующий слой, защищает поликарбонат от разрушительного воздействия солнечных лучей, вызывающих деградацию листов (помутнение, пожелтение, снижение прочностных характеристик). 
Крепление листов осуществляется “плавающим способом”. Листы закреплены в раме при помощи специальных соединительных профилей.
Непрозрачные элементы, представляют собой декоративные пластиковые панели, окрашенные в массе, которые навешаны на раму.


Локомотив. 
Форма локомотива представляет собой обтекатель. Изменение скорости автобусов с низкой (до 60 км/ч) на дорогах общего пользования, до достаточно высокой (до 150 км/ч) при движении по эстакаде, вынуждает увеличить обтекаемость. Для этого локомотив, который мог бы представлять собой небольшую тележку с двигателем и колесами, приобрел форму обтекателя.
Конструкция локомотива представляет собой рамную тележку, с закреплеными на ней четырьмя ведущими колесными парами. В задней части установлен механизм автоматической магнитной сцепки.
Корпус - окрашеный в массе пластик. Светодиодные габаритные огни и датчики располагаются за прозрачной поликарбонатовой вставкой.

Автобус. Интерьер.
Автобус вмещает в себя 60 пассажиров (из расчета 5 человек на м.кв), в том числе 20 посадочных мест. В составе из семи вагонов сможет уехать 420 пассажиров в составе, в том числе 140 посадочных мест.
Для сравнения – автобус среднего класса ПАЗ 32053 имеет 25 посадочных мест, а вмещает в общей сложности 41 пассажир, при габаритах 6925х2480 мм. Вагон метро «Яуза» - при плотности 10 чел./м2 - 330/350 человек, число мест для сидения — 40/44 при длине вагона 20000 мм и ширине 2700 мм.
 
Высота пола позволяет называть автобус «низкопольным». Отсутствие ступеней при входе упрощает посадку и высадку пассажиров. В особенности пассажиров с ограниченной подвижностью, которые в настоящее время, практически лишены возможности пользования общественным транспортом.
Совершенно ровный пол в салоне, лишен даже выступающих колесных арок. Это было достигнуто благодаря оригинальному компоновочному решению с применением вариоколес со встроенными электродвигателями и независимой подвески. Также были использованы колеса малого диаметра (13 дюймовые колесные диски).
Предполагается, что интерьер автобус лишен цвета, но имеет скрытую светодиодную подсветку. Светодиоды различных цветов подсвечивают полупрозрачные сидения, придавая интерьеру определенный цвет. Таким образом, цвет интерьера может изменяться водителем в зависимости от номера маршрута или других условий (например, фирменные цвета фирмы-перевозчика).
Светодиоды дают яркий ровный свет с малым энергопотреблением. Срок службы светодиодов 100000 часов. Это позволяет, при непрерывной подсветке 24 часа в сутки использовать их на протяжении более чем 11 лет.

Пассажирские сидения выполнены из прозрачного силикона с вплавленной внутрь ячеистой пластиковой рамой с механизмом складывания. Прозрачность материала, позволяет пропускать и рассеивать свет, что делает возможным подсветку салона различными цветами (цветовое кодирование).
Силикон обладает рядом качеств, которые позволяют его использовать в подобных условиях:
- устойчивость к температурным колебаниям;
- низкая остаточная деформация;
- износостойкость;
- длительный срок эксплуатации;
- огнеупорность;
- высокая эластичность;
- устойчивость к старению даже в экстремальных условиях;
- стойкость в агрессивных средах;
- прекрасные электрические/диэлектрические характеристики;
- экологическая чистота;
- легкая и экономичная переработка;
- доступность пигментов широкой цветовой гаммы и т.д.

Сидения имеют возможность складывания. Это позволяет быть салону значительно вариабельнее по отношению к аналогам. При большом количестве пассажиров, есть возможность сложить часть сидений, освободив, таким образом, пространство для стоячих пассажиров. Также на место сложного сидения можно, не загромождая прохода, поставить объемный багаж, тележку, коляску. Либо на освободившемся месте может разместиться человек в инвалидном кресле.
В сложенном состоянии обратная сторона сидения может использоваться стоячими пассажирами, как высокий стул, т.е. пассажир имеет возможность присесть.
Кресло водителя выполнено таким образом, чтобы психологически отделить рабочую зону водителя от пассажирского салона. 
Кресло спроектировано складывающимся, а также на поворотном шарнире. Это позволяет убрать рабочее место вбок, освободив доступ к передней двери (проход между вагонами). Складываясь, кресло образует закрытую жесткую структуру, скрывая органы управления.
Каждый водитель имеет персональный ключ, который несет в себе информацию о персональных настройках. Перейдя из одного автобуса в другой, водитель вставляет ключ и происходит автоматическая настройка эргономических параметров кресла, настройка органов управления, подсветки приборов и т.д. Благодаря этому, водителям нет необходимости каждый раз настраивать рабочее место под себя.
Для оплаты проезда используются смарт-карты. Установленные при входе датчики автоматически считывают информацию со смарт-карты, лежащей в кармане или сумке пассажира. Также информация считывается при пересадке. Оплата снимается с карты автоматически при выходе пассажира.


Выводы.
Biway - это проект нового вида пассажирского транспорта, особенностью которого является инновационная схема организации перевозок и новый тип подвижного состава, что позволяет улучшить транспортную доступность и качество обслуживания населения.
Была найдена наиболее оптимальная схема перемещения дорога/эстакада. Был проведен анализ существующих систем и выбрана система струнных эстакад Юницкого, т.к. на данный момент она является наиболее выгодной с экономической точки зрения. Также структура струнной эстакады органично вписывается в городскую транспортную сеть.

В проекте совмещена возможность скоростного движения по струнной эстакаде, с охватом пригородов и отдаленных от центра районов, лишенных скоростных видов общественного транспорта,  с точечным охватом микрорайонов.
Было найдено оптимальное сочетание пассажировместимости и габаритных размеров транспортного модуля (единичного автобуса). Решена проблема размещения в салоне негабаритных объектов (объемного багажа, инвалидного кресла, детской коляски). Предусмотрена возможность перехода пассажиров из автобуса в автобус во время движения состава. 

Был спроектирован объект, позволяющий улучшить комфорт пассажироперевозок, уменьшить время в пути за счет повышения скорости и минимизации пересадок, повысить коэффициент полезного действия транспортной единицы.