1.1 课题背景

随着城市机动车保有量和使用率的持续增长，城区环境恶化，未来城市拥堵状况日益恶化，BRT(BusRapid Transit)快速公交系统应运而生。相比于城市轨道交通系统，快速公交系统道路建设成本低，周期短，可应用于复杂的城市交通网。其载客能力一般可达到单向每小时15000至25000人次，已接近轨道交通的通行能力^[1-2]。

为提高现有城市道路基础设施利用率，国内外汽车研究人员^[3]对BRT车辆结构进行改进，一般通过增加车辆长度、采用双层车厢结构或增加车厢数量来提高单程乘客运输量。通过增加车身长度在一定程度上可以提高车辆的载客量，但是载客量的提升空间有限，且随着车身长度的增加，车辆行驶灵活度下降；若车辆采用双层车厢结构，则车辆重心位置上移，降低了其行驶稳定性。文献研究^[4-5]指出，通过增加车厢数量，可以有效提高车辆的单程载客数量，相比于传统汽车，采用多铰接式汽车列车可同时降低30%的能源消耗以及40%的道路磨损。

汽车列车由于长度尺寸较大，其曲线通过能力受到限制，相应地实现车辆稳定平稳转向的相应机构和技术也与普通的双轴汽车有一定的差别。大多数车辆采用前桥车轮偏转的阿克曼转向结合后面多节车厢间主动转盘控制的导向运动技术，不但实现车辆曲线行驶过程中不同车厢间横摆运动轨迹的控制，同时也通过导向联接杆件和关节轴承等零部件，实现了不同车厢间的俯仰、侧倾等相对运动。

为使动力传动系统结构简化，并尽量扩大车内低地板乘客空间，在样车模型开发过程中制定了分布式轮毂电机全轮驱动的技术方案，各车桥都可以通过两侧驱动电机差动控制实现转向动作，车间模块集承载、驱动和转向功能为一体。

本课题在此背景基础上，拟研究基于胎/地耦合的全轮转向汽车列车多体动力学理论，完成建模仿真，分析横向动力学动态响应特性，并进行优化。

1.2 课题目的

在了解国内外城市轨道列车、BRT客车等相关产品及研究调研的基础上，分析既有城市BRT客车实际运行状况，进一步了解相关车型的技术特点，结合符合中国城市公众出行需求和交通状况的下一代城市地面交通框架体系，即全轮转向长编组汽车列车公交运输系统。在确定动力配置、铰接方式、导向技术、驱动方式等方案后，设计相关参数，分析轮胎动力学模型，借助SIMPACK软件进行数值仿真，基于车辆操纵性及稳定性，进行汽车列车系统横向动力学的分析、论证、优化，使其具有一定的科学性、经济性和技术可行性。