Electrification of public transport bus fleets with battery electric buses : development of a software toolchain for the changeover planning of entire bus fleets with consideration of technical and operational constraints

Rogge, Matthias; Larsen, Allan; Sauer, Dirk Uwe

doi:HT020863824

Electrification of public transport bus fleets with battery electric buses : development of a software toolchain for the changeover planning of entire bus fleets with consideration of technical and operational constraints = Elektrifizierung von ÖPNV-Busflotten mit batterieelektrischen Bussen : Entwicklung einer Software-Toolchain für die Umstellungsplanung ganzer Busflotten unter Berücksichtigung von technischen und betrieblichen Randbedingungen

Rogge, Matthias^RWTH*

2021 & 2020

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Diplom-Ingenieur Matthias Rogge

ImpressumAachen : ISEA 2021

Umfang1 Online-Ressource (xi, 161 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

ReiheAachener Beiträge des ISEA ; 148

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2020

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2021

Genehmigende Fakultät
Fak06

Hauptberichter/Gutachter
Sauer, Dirk Uwe (Thesis advisor)^RWTH* ; Larsen, Allan (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2020-07-16

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2021-02146
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/814282/files/814282.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
electric bus (frei) ; electrification concept (frei) ; energy based vehicle scheduling (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 621.3

Kurzfassung
Elektrobusse drängen in die Busflotten des öffentlichen Personennahverkehrs und bringen eine neue Dimension der Komplexität in die strategische Planung der Betreiber. Obwohl sich zahlreiche Forschungsaktivitäten auf den Bereich der Elektrifizierungsplanung konzentrieren, gibt es für den öffentlichen Verkehr bisher keinen umfassenden Planungsansatz, der alle Themenbereiche von der technischen Planung über die Betriebsplanung bis zur Bestimmung der Lebenszykluskosten abdeckt. Die vorliegende Arbeit schließt diese Lücke durch die Bereitstellung eines softwarebasierten Planungsansatzes, dessen Anwendbarkeit in verschiedenen Fallstudien nachgewiesen wurde. Neuheit des Planungsansatzes ist der hohe Detaillierungsgrad in allen Planungsphasen, der durch die entwickelte Software-Toolchain unter Einsatz modernster Simulations- und Optimierungsmethoden sowie durch Schnittstellen zu vorhandener Planungssoftware und externen Datenquellen ermöglicht wird. Effiziente Berechnungsmethoden erlauben die Analyse von großen Szenarien und einer Vielzahl von technischen Alternativen. Die Folgen einer Elektrifizierung mit batteriebetriebenen Elektrobussen werden für alle am Elektrifizierungsprozess beteiligten Akteure, wie zum Beispiel die Betriebsplanung und die Infrastrukturabteilung eines Verkehrsbetriebs, transparent gemacht. Darüber hinaus werden aggregierte und normalisierte Zahlen bereitgestellt, die einen neutralen Vergleich technischer Alternativen ermöglichen.

Electric buses are entering public transport bus fleets and introduce a new level of complexity in the strategic planning of public transport operators. Although numerous research activities focus on the field of electrification planning, there is thus far an absence of a comprehensive planning approach for the public transport domain covering all thematic areas, from technical design over operational planning to the assessment of lifecycle costs. The present thesis closes this gap by providing a software-based planning approach whose applicability has been proven through various case studies. The novelty of this approach regards the high level of detail for all planning phases, which is enabled by the developed software toolchain utilizing state-of-the-art simulation and optimization methods as well as interfaces with existing planning software and third-party data. Efficient calculation methods facilitate analysis of large scenarios and a wide range of technical alternatives. The consequences of electrification with battery electric buses are elucidated for all stakeholders involved in the electrification process, such as operational planning and infrastructure departments. Furthermore, aggregated and normalized figures are provided to allow a neutral comparison of technical alternatives.

OpenAccess:
PDF
(zusätzliche Dateien)