Meteobasierte Vorbereitungsdauer von Zügen

• Forschungsstelle: BAV
• Projektnummer: 162

Projektziele (Deutsch)

- Optimierung der Vorbereitungsdauer der HLK Anlage von Zugwagen mit lokalen Meteodaten vor kommerziellen Einsätzen.
- Entwicklung von Spezifikationen und thermischer Fahrzeugmodelle.
- Anpassungen der Fahrzeugplattform. - Tests und Probebetrieb auf Prototypen.

Abstract (Deutsch)

Das Ziel des Projekts meteobasierte Vorbereitungsdauer von Zügen war, den Energieverbrauch von SBB-Personenverkehrszügen während der Abstellperioden zu reduzieren, ohne den Kundenkomfort zu beeinträchtigen.

Dabei sollte die bisher statische Vorbereitungsdauer vor dem nächsten Einsatz fahrzeugspezifisch mittels thermischer Modelle und lokaler Meteodaten optimiert werden. Dieses Vorgehen erwies sich jedoch als wirtschaftlich nicht umsetzbar. Eine Validierung über lange Abstellzeiten war schwierig und eine Anbindung an externe Wetterdienste problematisch. Deshalb wurde der Ansatz auf eine saisonale, monatsabhängige Vorbereitungsdauer umgestellt.

Die Vorbereitungsdauer wurden anhand gemessener Aufheiz- und Abkühlverhalten je Flotte und Monat festgelegt. Die optimierte Vorbereitungsdauer reicht je nach Flotte und Monat von 30 bis 90 Minuten. Die saisonale Vorbereitungsdauer wurde im Sommer 2024 für die Flotten GTW und HVZ ausgerollt. Für die DPZ-Flotte ist die Integration zusammen mit dem Rollout der fahrplanbasierten Bereitstellung seit März 2025 im Probebetrieb.

Die Wirkung der Massnahmen wurde mit Energieverrechnungsdaten validiert. Die jährlichen Einsparungen betragen rund 1’076 MWh für die DPZ-Flotte, 158 MWh für die GTW-Flotte und 229 MWh für die HVZ-Flotte, etwa 30% höhere Einsparungen als für die komplexere, ursprünglich geplante meteobasierte Lösung prognostiziert war.

Die saisonale Vorbereitungsdauer konnte als kosteneffiziente Alternative zur ursprünglich geplanten meteobasierten Lösung eingeführt werden. Sie reduziert die Komplexität deutlich und erzielt sogar höhere Energieeinsparungen. Damit empfiehlt sie sich auch für den Rollout auf weiteren Flotten der SBB.

Abstract (Englisch)

The aim of the project weather-based preparation time for trains was to reduce the energy consumption of SBB passenger trains during stabling periods without compromising customer comfort.

The previous static preparation time was to be optimised on a vehicle-specific basis by means of thermal models and local meteorological data before the next use. However, this procedure proved not to be economically feasible. Validation over long stabling times was difficult and connection to external weather services was problematic. The approach was therefore changed to a seasonal, monthly preparation time.

The preparation time was determined based on measured heating-up and cooling-down behaviour for each fleet and month. The optimised preparation time ranges from 30 to 90 minutes, depending on the fleet and month. The seasonal preparation time was rolled out in summer 2024 for the GTW and HVZ fleets. For the DPZ fleet, integration together with the rollout of timetable-based provisioning time has been in trial operation since March 2025.

The impact of the measures was evaluated with energy billing data. The annual savings amount to around 1,076 MWh for the DPZ fleet, 158 MWh for the GTW fleet and 229 MWh for the HVZ fleet, which proved to be around 30% higher than what was forecasted for the (more complex) weather-based solution originally planned.

The seasonal preparation time was introduced as a cost-effective alternative to the weather-based solution originally planned. It significantly reduces complexity and even achieves greater energy savings. This makes it also recommended for rollout on other SBB fleets.

Abstract (Französisch)

L’objectif du projet relatif au temps de préparation des trains basé sur la météo était de réduire la consommation d’énergie des trains de voyageurs CFF pendant les périodes de remisage, sans nuire au confort de la clientèle.

À cet égard, la durée de préparation statique, en vigueur jusqu’à présent, devait être optimisée en fonction du véhicule avant la prochaine utilisation à l’aide de modèles thermiques et de données météorologiques locales. Cette procédure s’est toutefois avérée peu réaliste sur le plan économique. Une validation sur de longues durées de remisage s’est avérée difficile et une connexion à des services météorologiques externes posait problème. C’est pourquoi l’approche a été adaptée à une durée de préparation saisonnière et mensuelle.

La durée de préparation a été déterminée sur la base de mesures du comportement en chauffage et en refroidissement, par flotte et par mois. La durée de préparation optimisée varie de 30 à 90 minutes en fonction de la flotte et du mois. La durée de préparation saisonnière a été déployée à l’été 2024 pour les flottes GTW et HVZ. Pour la flotte DPZ, l’intégration est à l’essai d’exploitation en même temps que le déploiement de la mise à disposition basée sur l’horaire depuis mars 2025.

L’efficacité des mesures a été vérifiée sur la base des données de facturation de l’énergie. Les économies annuelles s’élèvent à environ 1076 MWh pour la flotte DPZ, 158 MWh pour la flotte GTW et 229 MWh pour la flotte HVZ, soit environ 30% supérieures aux économies prévues pour la solution basée sur la météo - plus complexe - prévue initialement.

La période de préparation saisonnière a pu être introduite en tant qu’alternative rentable à la solution basée sur la météo initialement prévue. Elle réduit considérablement la complexité et permet de réaliser des économies d’énergie plus importantes. Elle est donc également recommandée pour le déploiement sur d’autres flottes des CFF.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• P-162: Schlussbericht [PDF] 745 kB