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WeBus

WeBus hilft Ihnen bei der Umstellung ihres Bussystems vom Dieselbetrieb auf den elektrischen Betrieb. Sie können den Einfluss verschiedener Fahrzeugparameter erproben, die Elektrifizierung von Endhaltestellen testen, entscheidende Parameter ihres Fahrzeugdepots bestimmen und vieles mehr. WeBus stellt ihnen hierzu eine Weboberfläche zur Verfügung, die ihr spezifisches System in einer Simulation berechnet. Hierzu wird ein Modell erstellt welches, die beiden Open-Source-Tools SimBA und eFLIPs miteinander kombiniert. In den folgenden Abschnitten finden sie Erklärungen zu den einzelnen Schritten, die nötig sind, um eine Simulation durchzuführen, Informationen zu technischen Hintergründen, so wie Erläuterungen zu den Ergebnissen der Simulation.

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Umlaufplan

Für die Simulation von Ihrem Bussystem benötigt WeBus Eingangsdaten. Diese können in folgenden Formaten hochgeladen werden:

VDV 452

SimBA .csv

VDV 452

Die VDV Schrift 452 beschreibt eine Schnittstelle zum Austausch von verschiedenen Informationen, wie z.B. zu Sollfahrplänen, Liniennetz, Anschlussdefinitionen und Elektromobilität. Eine Vielzahl an Tools erlaubt den direkten Export Ihres Umlaufplans zu VDV 452. Eine unvollständige Liste finden sie hier. Der Dateityp für diese Schnittstelle ist .X10 Folgende Dateien müssen in dem Export enthalten sein.

MENGE_BASIS_VERSIONEN

BASIS_VER_GUELTIGKEIT

FIRMENKALENDER

MENGE_TAGESART

MENGE_ONR_TYP

MENGE_ORT_TYP

REC_HP

REC_OM

REC_ORT

FAHRZEUG

ZUL_VERKEHRSBETRIEB

MENGE_BEREICH

MENGE_FZG_TYP

REC_ANR

REC_ZNR

REC_SEL

REC_SEL_ZP

MENGE_FGR

ORT_HZTF

SEL_FZT_FELD

REC_UEB

UEB_FZT

MENGE_FAHRTART

LID_VERLAUF

REC_LID

REC_FRT

REC_FRT_HZT

REC_UMLAUF

Die Dateien müssen als .zip Datei hochgeladen werden und werden automatisch von WeBus verarbeitet. Es werden Dateigrößen bis 62 MB erlaubt.

SimBA Format

WeBus erlaubt das .csv Dateiformat nach SimBA Spezifikation. Dies ist ein spezifisches Format für SimBA. Die Formatspezifikation finden Sie hier. Für WeBus kann ein weiter reduziertes Format genutzt werden. WeBus erwartet eine .csv Datei mit Komma / ',' als Trennzeichen. Folgende Spaltennamen MÜSSEN enthalten sein.

departure_name

departure_time

arrival_name

arrival_time

distance

vehicle_type

rotation_id

line

departure_name

Der Name der Abfahrts-Station. Jeder einzigartige Name wird als Haltestelle abgebildet. Haltestellen mit gleichem Namen werden als identische Haltestelle betrachtet. Elektrifizierungen von Haltestellen sind für alle Haltestellen mit gleichem Namen identisch. Bei der Erstellung von Haltestellen für das Simulationsmodell wird nicht zwischen Abfahrts- und Zielstationen unterschieden.

departure_time

Der Zeitpunkt der Abfahrt im ISO Format. Beispiel für den 30.6.2025 um 18:30 nach MESZ - Sommerzeit: 2025-06-30T18:30:00+02:00

arrival_name

Der Name der Ziel-Station. Jeder einzigartige Name wird als Haltestelle abgebildet. Haltestellen mit gleichem Namen werden als identische Haltestelle betrachtet. Elektrifizierungen von Haltestellen sind für alle Haltestellen mit gleichem Namen identisch. Bei der Erstellung von Haltestellen für das Simulationsmodell wird nicht zwischen Abfahrts- und Ziel-Stationen unterschieden.

arrival_time

Der Zeitpunkt der Ankunft im ISO Format. Beispiel für den 30.6.2025 um 18:30 nach MESZ - Sommerzeit: 2025-06-30T18:30:00+02:00

distance

Die Distanz zwischen Abfahrts- und Ziel-Station die der Bus zurücklegen muss in Metern.

vehicle_type

Der Name des Fahrzeugtyps der diese Fahrt übernimmt. Es kann ein beliebiger Name gewählt werden. Fahrzeugtypen mit gleichem Namen werden im Modell als identisch betrachtet. Beispiel: Doppeldecker Die Fahrt wird durch den Fahrzeugtyp "Doppeldecker" bedient. Sollte es eine andere Fahrt geben die einen anderen Fahrzeugtyp erfordert, z.B. "Gelenkbus", so benötigt es hier zwangsweise ein weiteres Fahrzeug innerhalb der Simulation. Fahrten bzw. Umläufe mit gleichem Fahrzeugtyp können vom gleichen Fahrzeug bedient werden, wenn die operativen und energetischen Zustände es erlauben. Dies kann dann gegeben sein, wenn die Umläufe nicht gleichzeitig stattfinden, und die Zeit zwischen den Umläufen ausreicht, um das Fahrzeug zu laden.
Fahrten eines Umlaufes MÜSSEN durch den gleichen Fahrzeugtyp bedient werden.

rotation_id

Die ID des Umlaufs. Fahrten mit der gleichen ID gehören zu einem Umlauf und werden durch ein Fahrzeug bedient.
Ein Umlauf muss in einem Depot beginnen und enden. Start und End-Depot müssen identisch sein.

line

Die Linie zu der die Fahrt gehört. Dies ist eine optionale Angabe, die bei der Darstellung von Eingaben und Ergebnissen durch Filterung unterstützen kann.

Beispiel

Ein minimaler Umlaufplan mit einem Bustyp, der einen einzigen Umlauf einer Linie beschreibt. Der Umlauf besteht aus einer Einsetz-, Aussetz- und einer Passagierfahrt vom "Hauptbahnhof" bis zum "Rathaus".

Konsistenz

Für die erfolgreiche Simulation benötigt WeBus konsistente Daten. Ist dies nicht gegeben, kann das Hochladen der Datei fehlschlagen oder es kann zum Absturz der Simulation führen. Folgende Punkte müssen im Umlaufplan beachtet werden.

Ein Umlauf kann nicht durch mehrere Fahrzeugtypen bedient werden.

Ein Umlauf muss in einem Depot starten und Enden.

Das Depot, in dem ein Umlauf startet und endet, muss identisch sein.

Fahrten eines Umlaufes müssen nacheinander stattfinden. Fahrtzeiten dürfen sich nicht überschneiden.

Fahrten müssen von der Station abfahren bei der sie kürzlich angekommen sind.

Fahrzeuge

WeBus erkennt Fahrzeugtypen automatische aus dem Umlaufplan. Diesen Fahrzeugtypen müssen technische Eigenschaften zugeordnet werden, sodass die Simulation ausgeführt werden kann. Hierzu können sie jedem Fahrzeugtyp ihres Umlaufplans ein Fahrzeugtyp aus der Fahrzeugbibliothek von WeBus zuordnen. Die Fahrzeugtypen besitzen verschiedene Eigenschaften wie Ladekurven, Batteriekapazitäten, Gewichte, geometrische Abmessungen und Verbrauchstabellen. Ausgewählte Parameter können Sie überschreiben. WeBus optimiert ihren Umlaufplan bezogen auf die Anzahl benötigter Fahrzeuge, indem die Fahrzeugdisposition Umläufe mit dem gleichen Fahrzeug bedient, wenn operative und energetische Randbedingungen es zulassen.

Fahrzeugeeigenschaften

Temperaturen

Die Einstellungen in Temperaturen unterstüzt Sie bei der Auswahl geeigneter Verbräuche wenn Sie diese manuell auswählen möchten. Wenn aus dem hochgeladenen Umlaufplan geographische Informationen ausgelesen werden konnte, wird eine Wetterstation des DWD in der Nähe der Systemmitte gesucht und die Temperaturdaten des Jahres 2024 werden analysiert. Für die gewählten Temperaturen wird ein Verbrauchswert aus Basis des gewählten Fahrzeugtyps und der mittleren Geschwindigkeit der Fahrten abgeschätzt. Dieser Wert kann Ihnen als Indikator dienen, welchen Verbrauch die Simulation nutzen wird. Dieser Wert ist ein Schätzwert und kann sich in der nachfolgenden Simulation verändern. Wahlweise kann der Verbrauch des Fahrzeugs durch einen konstanten Wert überschrieben werden. Auf Fahrzeugtypen mit einem konstanten Verbrauch hat die Wahl der Temperaturen keinen Einfluss. ' %}

Endhaltestellen

WeBus erlaubt Ihnen die Untersuchung ihres Bussystems mit verschiedenen Elektrifizierungszuständen. In der Simulation werden Fahrzeuge mit Zwischenladefähigkeit an elektrifizierten Haltestellen geladen, wenn freie Ladesäulen verfügbar sind. Die Ladeleistung ist abhängig von der definierten Ladeleistung pro Ladesäule und der Ladekurve des Fahrzeugs, wobei der jeweils niedrigere Wert ausschlaggebend ist. Hierzu kann jeder Haltestelle eine Anzahl an Ladesäulen und eine Ladeleistung pro Ladesäule zugewiesen werden. Die Ladesäulen werden "greedy" besetzt. Ein eintreffendes Fahrzeug nutzt also stets die Möglichkeit zu laden. Bei diesen Zwischenladungen wird kein komplexer Mechanismus genutzt, um Fahrzeugen das Laden zu untersagen, oder die Ladung vorzeitig abzubrechen. Dies erscheint für den realen Betrieb als unpraktikabel. In der Benutzeroberfläche werden vorerst nur Haltestellen mit mindestens 2 Minuten Standzeit angezeigt. Stationen bei denen kein einziger Bus, mindestens einmal für mindestens 2 Minuten steht werden ausgeblendet. Dies erlaubt die gezielt Elektrifizierung von Stationen die tatsächlich eine relevante Menge an Ladeleistung ins Fahrzeug einbringen können.

Elektrifizierung

Haltestellen können manuell ausgewählt werden und im Berechnungsmodell spezifisch elektrifiziert werden. Ihnen kann eine spezifische Ladeleistung pro Ladepunkt und eine Anzahl an Ladepunkten zugeordnet werden. Bei fehlender Eingabe einer Anzahl an Ladepunkten wird die Anzahl als unbegrenzt angenommen.

Nicht-Elektrifzierung

Die Haltestelle wird als nicht elektrifiziert angenommen. Während der Simulation werde Fahrzeuge an diesen Haltestellen nicht laden. Dies ist der Standardwert für alle Haltestellen.

Automatisch

Diese Einstellung prüft, ob das zu untersuchende Bussystem fahrbar ist ohne Elektrifizierung von Haltestellen. Sollte ein Bussystem fahrbar werden, wenn Haltestellen elektrifiziert werden, nutzt die Simulation einen Optimierungsalgorithmus, um eine geringe Anzahl an Haltestellen zu elektrifizieren und so Fahrbarkeit zu erreichen.

Empfehlung

Die Auswahl der richtigen Haltestellen die elektrifiziert werden müssen, um ein fahrbares Szenario zu erstellen, kann sehr komplex sein. Daher wird empfohlen folgendermaßen vorzugehen:

• Schalten Sie Stationen, die nicht elektrifiziert werden dürfen oder können, z.B. wegen Platzgründen, auf "nicht-elektrifizieren".
• Schalten Sie Stationen, die definitiv elektrifiziert werden sollen, auf "elektrifiziert" und stellen die Parameter entsprechend ein.
• Schalten Sie alle anderen Stationen auf "automatisch".

Somit erreichen Sie optimale Startbedingungen um ein fahrbares Szenario zu erstellen. In weiteren Iterationen können sie durchs wahlweise setzen von Elektrifizierung und Nicht-Elektrifizierung von Stationen, weitere Varianten erstellen.

Erweiterte Optionen

Im Expertenmodus lässt sich über die Einstellung simba_options in der Tabelle Scenario das Ladeverhalten bei Zwischenladung beeinflussen. simba_options["min_charging_time"]: Minimale Standzeit um eine Zwischenladung durchzuführen. Wert in Minuten. Bei Standzeiten kleiner als dieser wird das Fahrzeug nicht geladen. Der Standardwert ist 0.
simba_options["buffer_time_opps"]: Die Dauer in Minuten, bis nach einer Ankunft eine Zwischenladung beginnen kann. Bei Standzeiten, die größer sind als die "min_charging_time" wird die verfügbare Ladezeit um diesen Wert reduziert. Der Wert kann z.B. den Vorgang des An- und Abkoppelns des Pantographen oder das Ein- und Ausstecken eines Steckers abbilden.

Haltestellen werden in WeBus auch als Station bezeichnet und haben folgende Attribute, die auch über den Expertenmodus verändert werden können.

Kosten

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Depots

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Optimierung

WeBus kann ihr Bussystem optimieren. Zwei Optimierungsmethoden werden standardmäßig angewandt

Stationsoptimierung

Sollte Ihr Bussystem mit den ausgewählten Fahrzeugtypen nicht fahrbar sein, so besteht die Möglichkeit das mittels Stationsoptimierung ein fahrbarer Zustand erreicht wird. Nicht fahrbar bedeutet in diesem Kontext: Ein voll geladener Bus kann einen Umlauf nicht bedienen, ohne dass der SoC des Fahrzeugs unter 0 % fällt. Wenn das Fahrzeug diesen Umlauf bedienen könnte, wenn es an Stationen die momentan nicht elektrifiziert sind, zwischenladen würde. So wird die Stationsoptimierung ausgeführt. Hierbei werden nur Stationen untersucht die als elektrifizerbar markiert wurden. Dies geschieht, indem man auf der Seite "Stationen" die Station mit "automatisch" markiert. Die Stationsoptimierung fügt sukzessive Stationen eine Elektrifizierung bei bis ein voll elektrifizierter Zustand erreicht ist. Wenn ein Umlauf selbst bei vollständiger Elektrifizierung nicht fahrbar wird, so werden für diesen Umlauf keine Stationen elektrifiziert. Die Elektrifizierung von Stationen passiert in einer Reihenfolge basierend auf einer Optimierungsheuristik. Stationen, die als besonders effektiv erkannt werden, werden zuerst elektrifiziert, weniger effektive Stationen werden danach elektrifiziert. Sobald Fahrbarkeit erreicht ist, wird die Optimierung abgebrochen. Detaillierte Informationen zur Stationsoptimierung finden sie hier.

Ergebnisse

Im Folgenden finden Sie Erläuterungen zu den Kennzahlen und Grafiken die sie auf der Ergebnis-Seite finden.

Expertenmodus

WeBus bietet einen vereinfachten Zugang für die Simulation von zu elektrifizierenden Bussystemen. Hierzu wurde der Funktionsumfang der Weboberfläche auf die wichtigsten Aspekte reduziert. Sollten Sie spezielle Anforderungen an beispielsweise technische Eigenschaften der Fahrzeuge haben, so lassen sich diese in einem Expertenmodus bearbeiten. Hierzu sind folgende drei Schritte notwendig:

1. Exportieren Sie ihr Szenario, welches Sie anpassen möchten
2. Passen Sie die Eigenschaften der verschiedenen Komponenten in der exportierten .json Datei an
3. Importieren Sie die angepasste Datei. Sie können diese nun simulieren.