Softwarepaket BeSystO®

BeSystO® „Bewertungsverfahren für Systeminnovationen im ÖPNV“ ist ein integriertes, dynamisches Softwaretool, das auf standardisierten Berechnungsalgorithmen und individuell an den jeweiligen Bewertungsfall anpassbaren Parametern basiert.

BeSystO® wird vorrangig bei der Erstellung und Bewertung von Elektro-Mobilitätskonzepten für den ÖPNV genutzt. Das BeSystO®-Funktionsprinzip orientiert sich an der Verfahrensanweisung zur „Standardisierten Bewertung von  Verkehrswegeinvestitionen des ÖPNV“. Es ist jedoch hinsichtlich seiner Einsatzmöglichkeiten umfassender und fokussiert differenzierte Zielsetzungen.

BeSystO® zieht zunächst für den Untersuchungsgegenstand relevante technische, technologische und betriebliche Aspekte heran. Zusätzlich wird eine betriebswirtschaftliche Analyse der betrachteten Umsetzungsvariante durchgeführt. Zudem liefert das Softwaretool ausgewählte ökologische Parameter, wie Einsparpotenziale von CO2-Ausstoß und Luftschadstoffen.

BeSystO als Verfahrensgrundlage
In BeSystO® sind zentrale Aufgaben wie die Konfiguration von Fahrzeugausrüstungen, energetische Analysen, betriebswirtschaftliche Untersuchungen, die Well-to-Wheel-Analyse von Umwelteffekten und die Erarbeitung von Umsetzungskonzepten integriert. Anhand variabler Parameter und standardisierter Algorithmen werden Umsetzungsvarianten analysiert und Empfehlungen zur Integration von Bussen mit alternativen Antrieben im öffentlichen Verkehr gegeben. Der Auftraggeber profitiert von einem bewährten Verfahren, das den Vorbereitungsaufwand auf die Kalibrierung und Parametrierung des Systems reduziert..

Ein Vorteil von BeSystO® ist seine dynamische Funktionalität, die es erlaubt, Parameteränderungen direkt auszuwerten und grafisch darzustellen, was eine anschauliche datenbasierte Diskussion ermöglicht. Der modulare Aufbau von BeSystO® bietet makroskopische Untersuchungen zur Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit des Elektrobuseinsatzes. Die dynamische Verknüpfung der Module ermöglicht den Vergleich verschiedener Bussystemkonfigurationen, wobei alle Module auf eine gemeinsame Datenbasis zugreifen und fehleranfällige Dopplungen vermeiden.

Durch eine Sensitivitätsanalyse kann der Anwender verschiedene Einflussgrößen variieren und sich so dem optimalen Betrieb annähern. BeSystO® passt sich den Anforderungen des Auftraggebers an und berücksichtigt bevorstehende Entscheidungen und Vorgaben.
BeSystO®-SOE – „State of Energy“
BeSystO®-SOE bewertet die jeweiligen Linien bzw. den jeweiligen Fahrzeugumlauf energetisch und ermittelt konkrete Energiebedarfe. Weiterhin ist in diesem Modul die Auslegung von Fahrzeugen, Energiespeichersystemen und Lade-/Tankinfrastrukturen sowie die Simulation des Energieflusses und des Lade-/Tankzustands über komplette Betriebstage angesiedelt.
Diagramm
BeSystO®-TCO – „Total Cost of Ownership“
BeSystO®-TCO liefert die gesamtwirtschaftliche Bewertung des definierten alternativen Antriebssystems auf Basis der Kapitalwertmethode, sowohl absolut als auch laufleistungsbezogen. Dabei beschränkt es sich nicht auf die Betrachtung von Investitionen, sondern betrachtet sämtliche technische und betriebliche As- pekte, wie bspw. Personalschulungen und vorgesehene Systemerneuerungsintervalle. Die Auswertung erfolgt sowohl bezogen auf das alternative Bussystem als auch vergleichend zu konventionellen Antriebssystemen. Zudem ist eine Betrachtung ökologischer Auswirkungen inklusive einer Monetarisierung des CO2-Ausstoßes in BeSystO®-TCO integriert.
BeSystO®-LIA – „Liniennetzanalysetool“
BeSystO®-LIA ist ein Softwaretool, welches zur Energiebilanzierung von Umläufen und zur Bewertung dieser hinsichtlich des Einsatzes von Bussen mit alternativen Antrieben, herangezogen wird. Dazu wird im Vorfeld für jedes zu untersuchende Antriebskonzept eine Fahrzeugkonfiguration festgelegt, die vor allem durch ihren Energiebedarf und den Energieinhalt des Energiespeichers (Batterie und/oder Wasserstofftank) bestimmt wird. Zudem werden fahrtenweise die Fahrplan- und Umlaufdaten in das Tool importiert.

Auf dieser Datenbasis erfolgt durch Gegenüberstellung von Energiebedarf und dem zur Verfügung stehenden Energiespeicherinhalt eine umlaufspezifische Energiebilanzierung. Im Ergebnis können mögliche Energiedefizite zur Abbildung des jeweiligen Umlaufs festgestellt werden. Um diese Energiedefizite auszugleichen, können für eine Zwischen- bzw. Gelegenheitsladung notwendige Ladepunkte (an Linienendpunkten) einbezogen werden. Damit kann eine automatisierte Auswertung aller Umläufe für jedes alternative Antriebskonzept erfolgen.
BeSystO®-ELMA – „Energie- und Lademanagement“
BeSystO®-ELMA ermittelt die benötigte Anschlussleistung an den Stromversorger und simuliert den Leistungsbezug in Abhängigkeit der Erfordernisse, in einer technologieoffenen Betrachtung.
Bei der Ladung von Batteriebussen im Betriebshof wird die Dimensionierung der benötigten Ladeinfrastruktur ermittelt. Unter Eingabe der Umlaufdaten sowie der Batteriekapazität und des spezifischen Energiebedarfs je Fahrzeugtyp wird für unterschiedliche Ladestrategien die jeweilige Lastkurve im Tagesverlauf ermittelt.
Durch Variation der Ladeleistung oder Verschieben von Ladevorgängen kann der maximale Leistungsbedarf, teilweise deutlich, reduziert werden. Somit lassen sich die benötigte Ladeleistung je Ladepunkt, die erforderliche Anschlussleistung am Netzübergabepunkt und die Gesamtenergiemenge kalkulieren. Hieraus lassen sich die erforderliche elektrotechnische Dimensionierung der Ladeinfrastruktur und die Energiekosten für Leistungs- und Arbeitspreis ableiten.
Bei der Versorgung von Wasserstoffbussen wird die elektrische Anschlussleistung anhand der benötigen Wasserstoffinfrastruktur abgeschätzt. Dies umfasst entweder für die reine Betankung auf dem Betriebshof oder aber eine Vor-Ort-Erzeugung und Betankung.
BeSystO®-BIF – „Bestandsaufnahme Infrastruktur und Fahrzeuge“
BeSystO®-BIF ermöglicht neben einer standardisierten Bestandsaufnahme der Fahrzeugflotte inklusive der geplanten Erst- oder Ersatzbeschaffungen, auch eine Erfassung der bereits vorhandenen und geplanten Versorgungsinfrastrukturen für konventionell und alternativ angetriebene Busse. Neben Diesel-, Erdgas-, und Wasserstoffinfrastrukturen wird auch Ladeinfrastruktur zur Nachladung von elektrifizierten Bussen in die Erfassung mit einbezogen.
Mit BeSystO®-BIF erhält das Verkehrsunternehmen eine fundierte Aussage hinsichtlich der durch die CVD vorgeschriebenen Beschaffungsquoten im Bereich der alternativen Antriebe. Gleichzeitig lässt sich die technologische Ausrichtung des Unternehmens erkennen und ggf. vorhandene Defizite in der strategischen Ausrichtung identifizieren.
BeSystO®-UAA – „Umlaufplanung alternative Antriebstechnologien“
Mit BeSystO®-UAA wird eine fundierte Umlaufplanung für alternativ angetriebene Busse mit Hilfe der Software PTV VISUM® erstellt. Zunächst werden die bestehenden „Dieselbus-Umläufe“ auf Eignung für die alternative Antriebstechnologie geprüft. Häufig stellt sich heraus, dass eine neue integrierte Gesamtumlaufplanung unter Berücksichtigung der veränderten technischen und betrieblichen Parameter notwendig ist. Dazu wird auf die Daten- und Rechenkapazitäten eines Verkehrsmodells zurückgegriffen.

Im Ergebnis können verschiedene Szenarien – bspw. in Bezug auf Antriebstechnologie, Lademöglichkeiten oder Fahrplangestaltung – miteinander verglichen werden. Anhand branchenüblicher Messgrößen (Fahrzeuganzahl, Leerkilometer, Fahrplanwirkungsgrad etc.) kann eine objektive und transparente Entscheidung zur einzusetzenden Antriebstechnologie und Versorgungsinfrastruktur getroffen werden.
BeSystO®-ÖPi – „ÖPNV Raspberry-Pi“
BeSystO®-ÖPi ist ein Hard- und Softwaremodul zur Aufzeichnung von GPS-Trajektorien und zur Verarbeitung und Auswertung der für die Machbarkeit des Einsatzes von Elektrobussen relevanten Daten. Für die Trajektorien-Analyse werden die geografische Länge und Breite, die Höhenkoordinate sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgenommen.

BeSystO®-ÖPi zeichnet die IST-Daten der ausgewählten Umläufe des Verkehrsunternehmens über die Dauer des gewünschten Erhebungszeitraums auf und ermöglicht so einen zielführenden SOLL-IST-Vergleich der Tagesumläufe. Weiterhin bestimmt das Softwaremodul die Einordnung in SORT-Zyklen (Standardised On-Road Testcycles) und TOPO-Klassen (Topografische Klassifizierung).

Die VCDB erarbeitet mit BeSystO® eine grundsätzliche Bewertung des Einsatzes von Bussen mit alternativen Antriebssystemen im jeweils definierten Bezugsraum. Die erzielten Ergebnisse werden zur Analyse möglicher Lösungsansätze hinsichtlich der Durchführbarkeit eines alternativ angetriebenen Busverkehrs herangezogen. Dabei können anwendungsspezifische Aussagen zu Aufbau und Auslegung des Elektrobussystems generiert und individuelle Umsetzungskonzepte abgeleitet werden.

BeSystO® zeigt zudem die betriebswirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen der Systemumstellung auf. Das Bewertungsverfahren durchläuft die einzelnen Prozessschritte iterativ. Dabei werden das Verkehrskonzept, das definierte technische System und die Wirtschaftlichkeit optimal aufeinander abgestimmt. Am Ende des BeSystO®-Prozesses steht die Aussage über die mögliche Umsetzungsfähigkeit der Einführung alternativer Antriebe und deren wirtschaftliche und ökologische Folgen.