Implementierung eines auf FCD basierten energieeffizienten / reisezeitoptimierten Strategiemanagements in Düsseldorf

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1 VV Regionales Netz Implementierung eines auf FCD basierten energieeffizienten / reisezeitoptimierten Strategiemanagements in Düsseldorf Dr. Peter Maier UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 1

2 Verbrauchs- / Reisezeitoptimale Routen Ziel B Start A Gibt es unterschiedliche optimale Routen? Statisch oder auch verkehrsabhängig? Lassen sich die optimalen Routen online bestimmen? Wie? Kann man ein praxistaugliches multikriterielles Strategiemanagement implementieren? Wie kann das aussehen? UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 2

3 Partner im Regionalen-Netz UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 3

4 Empirische Verkehrsanalyse Stauwellen Synchronisierter Verkehr Analyse von Verkehrsmustern mit Hilfe anonymisierter GPS Daten (TomTom) Unterschiedliches Beschleunigungsmuster unterschiedlicher Verbrauch UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 4

5 Mikroskopische Verbrauchsermittlung Simulation (Kerner-Klenov Modell) Relative Verbrauchsmatrix für Verbrenner Pro Fahrzeug: Sekundenfeine Werte für Geschwindigkeit und Beschleunigung Auf Sekunden normierte relative Verbrauchswert aus Feldversuchen (über CAN) Relativer Mehrverbrauch für eine mikroskopisch simulierte Verkehrssituation UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 5

6 Verbrauchsbestimmung im Online-System Einführung aggregierter Kennwerte: Mittlere Geschwindigkeit pro Kante: Kumulierte Beschleunigung pro Kante: Einteilung in Verbrauchsklassen basierend auf den makroskopischen Kennwerten und den in der Simulation ermittelten Verbrauchswerten UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 6

7 Makroskopische Kennwerte aus FCD Strategiemanagement Stadt Düsseldorf Kum. Beschleunigung A Geschwindigkeit V pro Kante Zuordnung zum städtischen Netz Aggregation auf vordefinierte Routen Verbrauchsberechnung (A, V) Datensammlung basierend auf anonymisierten Online-Positionsdaten Positionsmeldungen alle 5 Sekunden Berechnung der makroskopischen Kennwerte Reisezeit /Verbrauch pro Route UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 7

8 Verbrauch E-Fahrzeuge Verbrauch wurde im Rahmen von Feldversuchen gemessen (420 Testfahrten, Spannung & Strom über CAN Bus) Basierend auf der Verbrauchsmatrix wurden Verbrauchsklassen analog zu Verbrenner bestimmt UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 8

9 Strategiemanagement in Düsseldorf Multikriterielles Strategiemanagement Stadt Düsseldorf Bewertung Alternativrouten Zugriff auf die Infrastruktur Publikation Strategien (MDM, WEB, ) Service Provider Minimaler Verbrauch Verbrenner Minimaler Verbrauch E-Fahrzeug Radio Landesmeldestelle Navigationsdienste Ve rke h r Sta d t Dü sse l d o rf Schnellste Route UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 9

10 Verbrauchs-Strategien Kontinuierlicher Vergleich des Verbrauchs für vordefinierte Alternativrouten Empfehlung der verbrauchsärmsten Route je Antriebsart über den MDM Keine Tafelschaltung Sind für beliebige Routen umsetzbar keine Vorbedingungen an die Infrastruktur Minimaler Verbrauch Verbrenner Minimaler Verbrauch E-Fahrzeug UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 10

11 Tafelschaltungen mit Reisezeit-Strategien Alternativroute A Freie Detektion Verkeh r Stad t Düsse l d o rf Start Hauptroute H Stau auf Straße X zwischen Y und Z Ziel Stau auf einer Teilroute von Hauptroute H UND Alternativroute A ist zu empfehlen <LOS Det. > 5min 5 LOS A Det. < 4 UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 11

12 Tafelschaltungen mit Reisezeit-Strategien Alternativroute A Freie Detektion Verkeh r Stad t Düsse l d o rf Start Hauptroute H Stau auf Straße X zwischen Y und Z Ziel Stau auf einer Teilroute von Hauptroute H UND Alternativroute A ist zu empfehlen ODER T TomTom vorhanden für 70% UND <Güte(T TomTom ) > 5min 0.7 Ja <LOS TomTom > 5min 5 UND Länge der gestauten Kanten in Teilroute >=0.35 <LOS Det. > 5min 5 LOS A Det. < 4 Nein T TomTom vorhanden UND <Güte(T TomTom ) 0.7 Ja (T A TomTom < <T H TomTom *1.1) AND (LOS A TomTom < 2) AND (LOS A Det. < 4) ODER (T A TomTom < <T H TomTom * 0.95) UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 12

13 Alternativrouten Messe / Arena Alternativrouten von Düsseldorf-Süd zu Messe/Arena Starke Schwankungen in den Reisezeiten Potential einer Alternativrouten-Empfehlung Rote Route: Im allgemeinen höhere Reisezeit, bei kritischen Verkehrssituationen aber oft schneller Reisezeit von Mo So UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 13

14 Alternativrouten Messe / Arena Der Verbrenner reagiert stärker auf Verkehrsstörungen als das E-Fahrzeug Verbrauch Verbrenner Verbrauch E-Fahrzeug Relativer Verbrauch UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 14

15 Optimale Routen Die optimalen Routen bezüglich Reisezeit und Verbrauch sind teilweise unterschiedlich. Ebenso die verbrauchsoptimalen Routen für E-Fahrzeug und Verbrenner. Verbrenner Verbrauch Do E-Fahrzeug Verbrauch Reisezeit V Mi E R V Di E R 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 15

16 Ergebnisse Online Bestimmung des Verbrauchs für Verbrenner und E-Fahrzeuge mit Hilfe FCD basierter Werte für Geschwindigkeit und kumulierte Beschleunigung Erweiterung des Düsseldorfer Strategiemanagement um die Empfehlung von verbrauchsärmsten Routen Erweiterung des Strategiemanagements der Stadt Düsseldorf um FCD basierte Reisezeiten Läuft für zwei Tafelstandorte im Realbetrieb und wird weiter ausgebaut Die Auswertung der Feldversuchsdaten im Herbst 2015 in Düsseldorf zeigt: Die verbrauchsoptimalen Routen unterscheiden sich in gewissen Verkehrssituationen von den reisezeitoptimalen Routen. Der relative Mehrverbrauch reagiert beim Verbrenner stärker auf Verkehrsstörungen als beim E-Fahrzeug. Abhängig von der Verkehrssituation gibt es unterschiedliche verbrauchsoptimale Routen für Verbrenner und E-Fahrzeug. Vielen Dank auch an die Projektpartner für die gute Zusammenarbeit! UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 16