Reichweitenoptimierte Navigation für Elektrofahrzeuge. - Smart Mobility City Erfurt -

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1 Reichweitenoptimierte Navigation für Elektrofahrzeuge - Smart Mobility City Erfurt -

2 Agenda Problematik Effiziente Nutzung Elektromobilität generelle und spezielle Anforderungen Zielstellung Anwendungsgebiet Verkehrsmanagementplattform Verkehrsauskunft Verkehrssteuerung und -information Ergebnisse Demonstrator smobility City Erfurt Fazit 2

3 Problematik 3

4 Problematik derzeitiger Stand der Technik Elektrofahrzeuge haben wesentlich geringere Reichweite als Fahrzeuge mit konventionellen Antrieben Betankung ist mit zeitlichem Aufwand verbunden Ladeinfrastruktur nicht flächendeckend Schlussfolgerungen stark eingeschränkter Aktionsradius Ladevorgang geht in Parkvorgang über Maßnahmen zur Erhöhung der Attraktivität mittel- bis langfristige Steigerung der Reichweiten von Elektrofahrzeugen durch technische Weiterentwicklung Ausbau der Ladeinfrastruktur innovative Informations- und Kommunikationstechnologien 4

5 Problematik derzeitiger Stand der Technik: Elektrofahrzeuge haben wesentlich geringere Reichweite als Fahrzeuge mit konventionellen Antrieben Betankung ist mit zeitlichem Aufwand verbunden Ladeinfrastruktur nicht flächendeckend Schlussfolgerungen: stark eingeschränkter Aktionsradius Ladevorgang geht in Parkvorgang über Maßnahmen zur Erhöhung der Attraktivität: mittel- bis langfristige Steigerung der Reichweiten von Elektrofahrzeugen durch technische Weiterentwicklung Ausbau der Ladeinfrastruktur innovative Informations- und Kommunikationstechnologien Forschungsschwerpunkt im Rahmen von smobility Reichweitenoptimierte Navigation für Elektrofahrzeuge 5

6 Anwendungsfall: Krämerbrückenfest 2013 CO 2 ineffiziente Nutzung Elektromobilität 6

7 Anwendungsfall: Krämerbrückenfest 2015 CO 2 effiziente Nutzung Elektromobilität 7

8 Effiziente Nutzung Elektromobilität 8

9 Effiziente Nutzung E-Mobilität Anforderungen Generell: Vernetzung von bestehenden Systemen für effizientere Nutzung der Elektromobilität Energiewirtschaft (Smart Grid) / Intelligentes Last- und Lademanagement E-Fahrzeug (Smart Car) / Intelligentes Navigationssystem Verkehrsinfrastruktur (Smart Traffic) / Intelligentes Verkehrsmanagement 9

10 Effiziente Nutzung E-Mobilität Anforderungen Reichweitenoptimierte Navigation für Elektrofahrzeuge im Speziellen: Weiterführung der Entwicklungen in den Bereichen Verkehrsmanagement und Sensorik Fahrzeugkommunikation, Fahrerinformationssystem, Vernetzung dieser Bereiche durch Erweiterung um Schnittstellen zum Datenaustausch Feldtest Demonstrator Smart Mobility City Erfurt 10

11 Zielstellung 11

12 Anwendungsgebiet 12

13 Anwendungsgebiet 13

14 Verkehrsmanagementplattform Basisfunktionen Verkehrslageberechnung auf Grundlage eines mathematischen Modells sowie flächendeckende und hochaufgelöste Verkehrsdatenerfassung Analyse und Prognose (15, 30, 45 und 60 ) Berechnungsintervall: 5 Kenngrößen: Verkehrsstärke Reisegeschwindigkeit Fahrzeit Rückstaulänge Verkehrsdichte Analysefunktionen Generierung von Ganglinien 14

15 Verkehrsmanagement und Sensorik Anforderungen Schwerpunkte Generierung lokaler hochaufgelöster Verkehrsinformationen Zusammenführung verschiedenster Datenquellen Verwendung vorhandener und neuer Sensorik (Detektion) 15

16 Verkehrsmanagement und Sensorik Zusätzliche, neue Sensorik Sensorplattform Taktile Straße Verkehrsdetektion Verkehrsmengen (Klassifikation) Belegungsgrad Geschwindigkeit Bodentemperatur Umweltdetektion Temperatur Luftfeuchtigkeit CO₂ CO NO₂ 16

17 Verkehrsauskunft Navigationsanwendung smobility-app Fahrerinformationssystem multimodales Routing auf Basis: aktueller Verkehrsinformationen Verkehrslage Baustellen Belegungszustand Parkeinrichtungen ÖPNV E-Ladestationen aktueller Fahrzeuginformationen Akku-Ladezustand Reichweite aktueller Umfeldinformationen Wetter Geländeprofil 17

18 Verkehrsauskunft smobility-app, Darstellung 18

19 Verkehrssteuerung und -information Strategische Verkehrssteuerung Parkraummanagement Innenstadt Bedarfsumleitungen BAB A4 / A71 Umweltorientiertes Verkehrsmanagement 19

20 Verkehrssteuerung und -information Verkehrsinformation mittels Stadtinformationstafeln Grundlage für Steuerung sind verschiedene Situationen Kategorien: 17 Verkehrs-, 11 Parkraum-, 6 Baustellen- und 2 Umweltsituationen Zustände: normal, gestört und undefiniert Anzeige auf Displays Situationsbeschreibung Handlungsempfehlungen virtuelle Stadtinformationstafeln Bereitstellung mobiler Verkehrsinformationen für smobility-app Erweiterung des Netzes der physischen Stadtinformationstafeln um zusätzliche virtuelle Informationspunkte 20 Standorte vorzugsweise im Bereich der Anschlussstellen auf Schnellstraßenring 20

21 Ergebnisse Demonstrator smobility City Erfurt 21

22 Ergebnisse Demonstrator smobility City Erfurt Voraussetzungen für Datenimport (Datennutzung) und Datenexport (Datenbereitstellung) über neu geschaffene Schnittstellen vollständig und voll funktionstüchtig SENSORPLATTFORM (SP) VM-PLATTFORM Teilsystem Siemens SITRAFFIC Scala VM-PLATTFORM (VMP) Teilsystem pwptmplatform VM-PLATTFORM Teilsystem PTV Optima SP.VD SP.GW SP.UD Nur projektrelevante Module d. Verkehrsrechners (VSR) dargestellt. Umsetzung Steuerungsstrategien VMP.SMS Generierung Steuerungsparameter Generierung Basisdaten pwptm-gui Aufbereitung Ortsfeste Detektion Aufbereitung Mobile Detektion VMP.VLS Datenaustausch Verkehrsdaten Optima-GUI Generierung Verkehrslage SP.DK pwptm-db Optima-DB BAUSTELLEN- INFORMATIONS- SYSTEM (BIS) AUSKUNFTSSYSTEM VERKEHRSVERBUND MITTELTHÜRINGEN Bereitstellung Verkehrs- und Umweltdaten Import Umweltdaten Ortsfeste Detektion Import Verkehrsdaten Baustelleninformationen Import Verkehrsdaten Ortsfeste Detektion Import Verkehrsdaten Mobile Detektion VMP.DMS Export Verkehrsdaten Verkehrslage / -information SUB CLOUD SMART TRAFFIC SP.VD - Verkehrsdetektor SP.GW - Gateway SP.UD - Umweltdetektor SP.DK - Datenkonzentrator VMP.VLS - Verkehrslagesystem VMP.SMS - Strategiemanagementsystem VMP.DMS - Datenmanagementsystem abgeschlossen in Bearbeitung in Vorbereitung 22

23 Ergebnisse Demonstrator smobility City Erfurt Verknüpfung verkehrstechnische u. Informationssysteme Bereitstellung flächendeckende Verkehrslage Integration mobile Detektion E-Fahrzeuge Anbindung Sensorplattform Taktile Straße Kollektive und individuelle Verkehrsinformation basierend auf VM-Strategien 23

24 Ergebnisse Demonstrator smobility City Erfurt Evaluation Demonstrator smobility City Erfurt aufgrund umfassender Datenmenge endgültige Bewertung noch nicht abgeschlossen Auswertung der Ergebnisse aus Projekt-begleitender Umfrage befragte Personen sind Feldtestteilnehmer als Nutzer von E-Fahrzeugen und Ladeboxen aber auch Nutzer des Fahrerinformationssystems (smobility-app) Gegenüberstellung aus Erwartungen vor dem Feldtest und Erfahrungen während des Feldtests daraus resultierende Wirkungsermittlung und -bewertung des verkehrsseitigen Nutzens, des umweltseitigen Nutzens und des individuellen Nutzens der und reichweitenoptimierten Navigation für Elektrofahrzeuge bzw. E-Mobiltäts-relevanter Informationen 24

25 Fazit 25

26 Fazit (1) Lokale, individuelle und kollektive Verkehrsinformationen bilden eine essenzielle Grundlage für ein verkehrslageorientiertes, reisezeiten- und reichweitenoptimierten Navigations- und Informationssystem. (2) Das Zusammenspiel zwischen integrierter Verkehrsmanagementplattform sowie intelligentem Navigations- und Informationssystem kann bidirektional über die im Gesamtprojekt konzipierte Cloud-basierte System- und Serviceplattform störungsarm realisiert werden. (3) Die Integration verschiedenster externer Informationen (Detektion, MIV und ÖPNV, Baustelleninformationen, Umweltinformationen etc.) ist in einer zentralen VM-Plattform sowie deren Aspekte-übergreifenden Nutzung für Verkehrssteuerungsstrategien und anreizgesteuerten Verhaltensempfehlungen der Verkehrsteilnehmer möglich. 26

27 Prof. Dr.-Ing. Uwe Plank-Wiedenbeck Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Bauhaus-Universität Weimar Fakultät Bauingenieurwesen Professur Verkehrssystemplanung Marienstraße 13 d Weimar uwe.plank-wiedenbeck@uni-weimar.de 27