kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Assessment of the energy efficiency of train regulations while considering the limitations of the power supply system: A methodical approach
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Bedömning av energieffektiviteten hos tågregleringar med beaktande av begränsningarna i strömförsörjningssystemet : Ett metodiskt tillvägagångssätt (Swedish)
Abstract [en]

Reducing energy consumption and thus CO2 emissions is a declared goal of the United Nations. To achieve this, numerous efforts have already been made in the rail transport. Nevertheless, there is still considerable potential for energy savings in rail transport, particularly in operations. This thesis presents a new method for forecasting energy consumption in rail transport, which takes into account not only planned operations, but also restrictions in the energy supply network. An efficiency indicator newly introduced in this work can also be used to compare the efficiency of train regulations with different transport qualities. This work was developed in co-operation with Siemens Mobility GmbH and Hacon Ingenieurgesellschaft mbH and is based on their software products. In Hacon TPS.plan, realistic timetables are created for a rail network, which are then analysed with the help of Siemens Sitras Sidytrac with regard to their energy consumption using various environmental variables. The subsequent evaluation and comparison of the train schedules is based on the newly created efficiency indicator. As part of this work, the method was successfully tested on exemplary train regulations of a realistic network. Three construction projects, each with two different train control options, were compared. The analysis of efficiency was carried out for all train regulations, taking into account various auxiliary services and substation outages. The results of the exemplary evaluation do not allow any generally valid statements to be made. They show, that the auxiliary loads have only a negligible influence on the efficiency of the analysed train regulations. Although the sensitivity of energy efficiency to substation failures is comparatively greater, it is still of minor importance in absolute terms. The decision on the most energy-efficient train regulation was only influenced by substation outages in one of the three sample construction measures.

Abstract [sv]

Att minska energiförbrukningen och därmed CO2-utsläppen är ett uttalat mål för Förenta Nationerna. För att nå målet har många insatser redan gjorts inom järnvägstransporter. Trots detta finns det fortfarande en betydande potential för energibesparingar inom järnvägstransporter, särskilt inom drift. I denna avhandling presenteras en ny metod för att prognostisera energiförbrukningen inom järnvägstransporter, som inte bara tar hänsyn till planerade operationer utan också till begränsningar i energiförsörjningsnätet. En effektivitetsindikator som nyligen introducerats i denna uppsats kan också användas för att jämföra effektiviteten i tidtabellsanpassningar med olika transportkvaliteter. Detta arbete har utvecklats i samarbete med Siemens Mobility GmbH och Hacon Ingenieurgesellschaft mbH och baseras på deras mjukvaruprodukter. I Hacon TPS.plan skapas realistiska tidtabeller för ett järnvägsnät och därefter analyseras energiförbrukning med hjälp av olika miljövariabler i Siemens Sitras Sidytrac. Den efterföljande utvärderingen och jämförelsen av tågplanerna baseras på den implementerade effektivitetsindikatorn. Som en del av detta arbete testades metoden framgångsrikt på några tidtabellsanpassningar vid banarbeten. Tre olika banarbeten jämfördes under två tidtabellsanpassningsalternativ. Effektivitetsanalysen utfördes för alla tidtabellsanpassningar, med hänsyn till olika hjälpsystem och fel i understationer. Resultaten av den exemplifierande utvärderingen tillåter inte att några generellt giltiga slutsatser dras. De visar att hjälplasterna endast har en försumbar inverkan på effektiviteten hos de analyserade tidtabellsanpassningarna. Även om energieffektiviteten är jämförelsevis mer känslig för fel i transformatorstationer, är den fortfarande av mindre betydelse i absoluta termer. Beslutet om den mest energieffektiva tågordningen påverkades endast av fel i understationer i ett av de tre exemplen på konstruktionsåtgärder.

Abstract [de]

Die Reduzierung des Energieverbrauches und damit der CO2-Emissionen stellt ein erklärtes Ziel der Vereinten Nationen dar. Auch im Schienenverkehr wurden in der Vergangenheit bereits zahlreiche Anstrengungen in diese Richtung unternommen. Dennoch besteht insbesondere im operativen Betrieb weiterhin ein beträchtliches Potenzial für Energieeinsparungen im Bahnverkehr. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine neue Methode zur Prognose des Energieverbrauches im Bahnverkehr vorgestellt, welche neben dem geplanten Fahrbetrieb auch Einschränkungen des Energieversorgungsnetzes berücksichtigt. Anhand eines neu eingeführten Effizienzindikators können außerdem Zugregelungen mit verschiedenen verkehrlichen Leistungen hinsichtlich ihrer Effizienz verglichen werden. Die vorliegende Arbeit ist in Kooperation mit den Firmen Siemens Mobility GmbH und Hacon Ingenieurgesellschaft mbH entstanden und basiert auf deren Softwareprodukten. In Hacon TPS.plan werden realistische Fahrpläne für ein Streckennetz erstellt, welche anschließend mit Hilfe von Siemens Sitras Sidytrac hinsichtlich ihres Energieverbrauches mit verschiedenen Umgebungsvariablen analysiert werden. Die nachfolgende Auswertung sowie der Vergleich der Zugregelungen erfolgt auf Basis des neu implementierten Effizienzindikators. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Methode erfolgreich an beispielhaften Zugregelungen getestet. Hierbei wurden drei Bauprojekte mit jeweils zwei verschiedenen Optionen für die Zugregelung verglichen. Die Analyse der Effizienz erfolgte für alle Zugregelungen unter Berücksichtigung verschiedener Hilfsbetriebeleistungen sowie Unterwerksausfälle. Die Ergebnisse der exemplarischen Auswertung lassen keine allgemeingültigen Aussagen zu. Deutlich wird jedoch, dass die Hilfsbetriebe nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Effizienz der untersuchten Zugregelungen haben. Die Sensitivität der Energieeffizienz gegenüber Unterwerksausfällen ist zwar vergleichsweise größer, absolut jedoch dennoch von untergeordneter Bedeutung. Die Entscheidung über die energieeffizienteste Zugregelung wurde lediglich bei einer der drei Beispiel-Baumaßnahmen von Unterwerksausfällen beeinflusst.

Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 62
Series
TRITA-EECS-EX ; 2024:905
Keywords [en]
Rail, Planning, Traction Power Supply, Disposition, Simulation, Energy efficiency, Statistical modelling
Keywords [de]
Eisenbahn, Planung, Disposition, Bahnstromversorgung, Simulation, Energieeffizienz, Statistische Modellierung
Keywords [sv]
Järnväg, Planering, Kraftförsörjning för dragfordon, Disposition, Simulering, Energieffektivitet, Statistisk modellering
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-361125OAI: oai:DiVA.org:kth-361125DiVA, id: diva2:1943914
External cooperation
Siemens Mobility GmbH & Hacon Ingenieurgesellschaft mbH
Supervisors
Examiners
Available from: 2025-03-13 Created: 2025-03-12 Last updated: 2025-03-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 26 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf