Umweltfolgenabschätzungen durchführen

Umweltfolgenabschätzungen können Daten über die Emissionen von Fahrzeugen benötigen. Sie haben in Vissim folgende Möglichkeiten, die Abgas-Emissionen von Fahrzeugen zu berechnen.

Hinweis: Für Emissionsberechnungen benötigen Sie Zusatzmodule (Übersicht Zusatzmodule). Für ein Zusatzmodul müssen Sie über eine Lizenz verfügen.

Die wichtigsten Handlungsschritte, die Sie für die Emissionsberechnung in Vissim durchführen müssen, fasst der Schnellstart zusammen (Schnellstart Emissionen auf Basis von Emissionsklassen berechnen).

Das Zusatzmodul Emissionen ohne das Zusatzmodul Bosch ermöglicht, Vissim-Netze zu öffnen, die Ergebnisse von Bosch-Emissionsberechnungen enthalten, und diese Ergebnisse anzuzeigen. Zudem können die definierten Emissionsklassen-Verteilungen und die vordefinierten Emissionsklassen angezeigt werden.

Emissionsklassen kategorisieren Fahrzeuge

Bosch stellt für Vissim Emissionsdaten für verschiedene Fahrzeugkategorien in einer JSON-Datei bereit. Die JSON-Datei wird im Rahmen der Installation von Vissim im Installationsverzeichnis gespeichert. Vissim greift auf diese Datei zu. In der Datei sind die Emissionsdaten nach Emissionsklassen gegliedert. Diese unterscheiden sich durch die Werte ihrer Elemente Emissions-Fahrzeugkategorie, Emissions-Fahrzeugklasse, Emissionsstufe, Kraftstofftyp, Fahrzeuggröße, Verwendungsklasse. Auf Basis dieser sechs Elemente ergeben sich viele verschiedene Emissionsklassen, die ermöglichen, Fahrzeuge hinsichtlich ihrer Emissionen zu unterscheiden.

Für die folgenden Emissionsklassen gilt:

• Nutzfahrzeuge (HDV, LCV) mit Emissionsklassen der Emissionsstufen EUIV oder neuer verfügen über einen Dieselpartikelfilter (DPF).
• PKW-Dieselfahrzeuge der Abgasnorm EU5 verfügen über einen DPF.
• Für PKW (PC) mit EU4 wird unterschieden zwischen Fahrzeugen mit DPF (Kraftstofftyp D_DPF) und Fahrzeugen ohne DPF (Kraftstofftyp D). Die Emissionsklasse für PKW-Dieselfahrzeuge mit EU4 und Kraftstofftyp D_MW berechnet Emissionen nach dem gewichteten Mittelwert basierend auf Fahrzeugzulassungen.

Anteil der Emissionsklassen für Fahrzeugtyp festlegen

Da in Vissim Fahrzeuge mit unterschiedlichen Emissionsklassen zum gleichen Fahrzeugtyp gehören können, legen Sie den relativen Anteil jeder Emissionsklasse innerhalb einer Emissionsklassen-Verteilung fest (Emissionsklassen-Verteilungen definieren). So definieren Sie für jeden Fahrzeugtyp, für den Emissionen berechnet werden sollen, eine passende Emissionsklassen-Verteilung. Anschließend weisen Sie dem Fahrzeugtyp die Emissionsklassen-Verteilung zu (Emissionsberechnung am Fahrzeugtyp konfigurieren). Wenn Sie den Simulationslauf starten und ein Fahrzeug eines Fahrzeugtyps, dem eine Emissionsklassen-Verteilung zugewiesen ist, in das Vissim-Netz eingesetzt wird, erhält es eine Emissionsklasse aus der Verteilung.

Vordefinierte Emissionsklassen-Verteilungen auf Basis von HBEFA verwenden

Die Vissim-Netzdatei HBEFA Emission Class Distributions.inpx mit vordefinierten Emissionsklassen-Verteilungen für typische Flottenzusammensetzungen auf Basis von HBEFA 4.2 finden Sie standardmäßig in Ihrer Vissim-Installation unter Examples Training\Vehicle Fleet & Settings Defaults\Emission Class Distributions. Die Datei enthält 168 Verteilungen: 28 für sechs europäische Länder. Die Verteilungen sind gegliedert nach Stadt (Urban), Land (Rural), Autobahn (Motorway) sowie Mittel (Average). Aus dieser Netzdatei können Sie die Emissionsklassen-Verteilungen in Ihr Vissim-Netz additiv einlesen (Netz additiv lesen). Das Einlesen von allen Verteilungen kann einen längeren Zeitraum dauern. Anschließend weisen Sie in Vissim den Fahrzeugtypen, für deren Fahrzeuge Emissionen berechnet werden sollen, jeweils die passende Emissionsklassen-Verteilung zu (Emissionsberechnung am Fahrzeugtyp konfigurieren).

Wenn Vissim einen in HBEFA definierten Fahrzeugtyp in der Emissionsklassen-Verteilung nicht eindeutig einer Bosch-Emmissionsklasse zuordnen kann, verteilt Vissim den Anteil dieses Fahrzeugtyps auf die andern Emissionsklassen in der Verteilung.

Emissionen berechnen und auswerten

Aktivieren Sie die Bosch-Emissionsberechnung im Fenster Auswertung-Konfiguration, bevor Sie den Simulationslauf starten (Auswertungen durchführen).

Für jedes Fahrzeug der Fahrzeugtypen, für die Emissionen berechnet werden sollen, erzeugt Vissim während des Simulationslaufs eine Trajektorie. Diese sendet Vissim nach dem Ende des vollständigen Simulationslaufs zur Berechnung der Emissionen an ESTM.

Die Trajektorie enthält Daten zur Identifikation sowie die Emissionsklasse des Fahrzeugs, zudem je Sekunde aufgezeichnete Wegpunkte mit der Geschwindigkeit (km/h) des Fahrzeugs und der Neigung (%). Rückwärts fahrende Fahrzeuge werden nicht erfasst.

Fahrzeuge, die keine Emissionen erzeugen, können in der Emissionsklasse Emission-free berücksichtigt werden. Für diese Fahrzeuge wird keine Trajektorie erzeugt und damit keine Daten an ESTM gesendet.

Für jede Strecke und Verbindungsstrecke im Vissim-Netz können Sie die Bosch-Emissionsberechnung deaktivieren oder aktivieren (Attribute von Strecken), (Attribute von Verbindungsstrecken). Die Deaktivierung kann die Berechnungsdauer reduzieren. Jedoch erzeugt Vissim keine Trajektorie für das Fahrzeug auf deaktivierten Strecken oder Verbindungsstrecken. Wenn das Fahrzeug dann wieder eine Strecke oder Verbindungsstrecke erreicht, für die die Bosch-Emissionsberechnung aktiviert ist, erzeugt Vissim ab dem Beginn dieser Strecke oder Verbindungsstrecke eine neue Trajektorie. Für den Beginn jeder Trajektorie verwendet Bosch Daten für die Emissionsberechnung, die auf der Betriebstemperatur des Abgasstrangs basieren. Somit werden die Ergebnisse der Emissionsberechnung nicht durch unterschiedliche Betriebstemperaturen des Abgasstrangs beeinflusst, wenn das Fahrzeug auf seinem Weg durch das Vissim-Netz mehrere Abschnitte mit aktivierten und deaktivierten Strecken oder Verbindungsstrecken befährt.

Die Berechnungsdauer hängt von der Datenmenge ab und kann mehrere Minuten dauern. Die berechneten Emissionen werden zurück an Vissim übertragen. Für das Senden und Empfangen der Daten ist eine Internet-Verbindung notwendig. Dafür werden die Proxyserver-Einstellungen von Windows verwendet.

Falls die Übertragung der Daten unvollständig nach einer Zeitüberschreitung abbricht, zeigt Vissim den Anteil der Trajektorien an, für die keine Emissionsdaten vorhanden sind. Die übertragenen Daten stehen in Vissim für Auswertungen zur Verfügung.

Berechnungsergebnisse werden für den Kraftstoffverbrauch sowie für folgende Emissionen übertragen: Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenstoffdioxid (CO₂), Stickoxide (NO_X), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC), Feinstaub. Diese können Sie in folgenden Auswertungen erfassen:

• aggregiert in der Streckenauswertung je Streckensegment (Daten aus Strecken in Listen anzeigen)
• aggregiert je Fahrzeugklasse für das gesamte Netz in der Fahrzeugnetzauswertung (Fahrzeugnetzauswertung: Netzauswertungsergebnisse (Fahrzeuge) in Ergebnisliste anzeigen). Die Emissionswerte werden in Gramm angegeben.

Im Netzeditor können Sie die Ergebnisse an Strecken visualisieren (Grafikparameter für die Darstellung von Streckenbalken und Fahrstreifen), (Strecken die Farbe auf Basis aggregierter Kenngrößen zuweisen). Ergebnisse können Sie auch in Diagrammen anzeigen (Diagramme anlegen).

Falls Emissionen nicht berechnet werden und nicht zurück an Vissim übertragen werden, ist deren Wert = 0.

Meldungen in Vissim zur Bosch-Emissionsberechnung können kommasepariert Werte der Attribute der Emissionsklassen enthalten. Diese werden in der folgenden Reihenfolge angezeigt: Fahrzeugkategorie, Emissions-Fahrzeugklasse, Emissionsstufe, Kraftstofftyp, Fahrzeuggröße, Verwendungsklasse. Falls für ein Attribut kein Wert gesetzt ist, zeigt die Meldung an dieser Stelle ", - ," an.

Die Emissionsberechnung berücksichtigt, dass der Abgasstrang eines Fahrzeugs bereits Betriebstemperatur erreicht hat, wenn es in das Vissim-Netz eingesetzt wird. Dies gilt auch für Fahrzeuge, die nach dem Parken vorwärts ausparken und für ÖV-Fahrzeuge, die in Haltestellen warten.

Einschränkungen der Emissionsberechnung

Emissionen werden unter folgenden Bedingungen nicht berechnet:

• das Fahrzeug ist auf dem Stellplatz eines Parkplatzes geparkt
• das Fahrzeug ist ein Platoon-Folgefahrzeug
• das Fahrzeug fährt rückwärts oder parkt rückwärts aus
• in der mesoskopischen Simulation

Vereinfachte Emissionsermittlung mit der Knotenauswertung

Die Knotenauswertung ermittelt auch Abgas-Emissionen (Knoten auswerten). Die Basis dafür bilden Standard-Formeln für Verbrauchswerte von Fahrzeugen aus TRANSYT 7-F, einem Programm zur Optimierung von Signalzeiten sowie Daten über Emissionswerte des Oak Ridge National Laboratory des U.S. Department of Energy. Die Daten beziehen sich auf eine typische nordamerikanische Fahrzeugflotte und unterscheiden nicht einzelne Fahrzeugtypen. Damit können sie die Knotenauswertung zum einfacheren Vergleich der Emissionen aus verschiedenen Szenarien benutzen.

Präzise Methode mit EnViVer Pro oder EnViVer Enterprise

EnViVer Pro ist ein Programm zur Ermittlung von Abgas-Emissionen auf Basis von detaillierten Fahrzeugprotokolldaten aus Vissim. Mit diesem Zusatzmodul können Sie die Abgas-Emissionen für einzelne Fahrzeugtypen ermitteln.

Das statistische Emissionsmodell in EnViVer Pro und EnViVer Enterprise berechnet realitätsnahe Emissionen Kohlenstoffdioxid (CO₂), Stickoxide (NO_X) und PM₁₀ für unterschiedliche Fahrzeugkategorien. Die berechneten Emissionen basieren auf Geschwindigkeit-Zeit-Profilen von Fahrzeugen. Die Emissionsmodelle werden jährlich aktualisiert und bleiben für zukünftige Berechnungen erhalten. Im Rahmen der Aktualisierung werden neue Emissionsmodelle zu den vorhandenen ergänzt und bereits vorhandene Emissionsmodelle werden gegebenenfalls aktualisiert. Damit stehen Ihnen in EnViVer Pro und EnViVer Enterprise neben den aktuellen Emissionsmodellen auch ältere Emissionsmodelle zur Verfügung, damit Sie Berechnungsergebnisse einfach vergleichen oder Werte neu berechnen können (Übersicht Zusatzmodule). Mit Fragen zum Erwerb von EnViVer Pro und EnViVer Enterprise für Vissim können Sie sich an die PTV GROUP unter folgender E-Mail-Adresse wenden: traffic.info@ptvgroup.com. Informationen zu den Produkten finden Sie auf der Internetseite des Herstellers TNO  (www.tno.nl).

API-Ansatz mit EmissionModel.dll oder die COM-Schnittstelle

Dieser Ansatz erfordert Programmierkenntnisse, da Sie die Datei EmissionModel.dll erstellen oder eigene Scripte für die Verwendung der COM-Schnittstelle schreiben müssen. Damit können Sie eigene Berechnungsalgorithmen einsetzen und Simulationsdaten für die Eingabe verwenden.

Datei EmissionModel.dll

Sie können für die Emissionsberechnung über eine Schnittstelle auf die Datei EmissionModel.dll zugreifen (Für die Emissionsberechnung auf EmissionModel.dll zugreifen). Die EmissionModel.dll müssen Sie zur Verfügung stellen, die Datei ist nicht Teil von Vissim. Folgende Daten werden für alle Fahrzeuge zu jedem Simulationszeitschritt über die Schnittstelle übergeben:

• Beschleunigungen
• Geschwindigkeiten
• Gewichte
• ID-Nummern
• Fahrzeugtypen
• Steigungen

COM-Schnittstelle

Für die Berechnung von Emissionen können Sie eigene Scripte erstellen und/oder eigene Applikationen in Vissim einbinden. Mit Hilfe der COM-Schnittstelle können Sie in jedem Zeitschritt auf alle Attribute von Vissim zugreifen, beispielsweise auf die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Fahrzeuge (COM-Schnittstelle einsetzen).

Lärmberechnung

Lärmberechnungen führen Sie mit externen Programmen durch, die darauf spezialisiert sind, beispielsweise Cadna oder SoundPLAN. Vissim kann für diese Programme bestimmte Input-Daten liefern. Alternativ können Sie die COM-Schnittstelle verwenden, ein eigenes Script schreiben oder eigene Applikationen in Vissim einbinden, mit denen die Lärmemissionen berechnet werden (COM-Schnittstelle einsetzen).

Immissionsberechnung

Immissionswerte bestimmen die Einwirkung von Störfaktoren aus der Umwelt auf Mensch und natürliche Umwelt. Immissionswerte ermitteln Sie nicht in Vissim, sondern mit externen Programmen, die auf Immissionsberechnung spezialisiert sind. Vissim kann für diese Programme bestimmte Input-Daten liefern.