session 50 stefan myhrberg
TRANSCRIPT
1
ITS-stöd för miljövänlig körningStefan Myhrberg
Januari 2011
2
ITS-stöd för miljövänlig körning
Hur kan man spara bränsle/energi med hjälp av ITS?
Hur bra är dagens stödsystem för bränslesnål körning?
Hur kommer framtidens stödsystem se ut?
Kartläggning av ITS-tillämpningar som sparar bränsle
Fältförsök, mätningar, modell, beräkningar
Analys, slutsatser och förslag
Projektets frågeställningar och etapper
• FUD-projekt finansierat av
Trafikverket
• Utförs av SWECO och VTI
under 2009 – 2010
• Slutrapport i februari 2011
3
Kartläggning
Kartläggning av ITS-tillämpningar för miljövänlig körning
1. Bred kartläggning av system och tjänster som kan bidra till minskad
bränsleförbrukning
2. Närmare kartläggning av system och tjänster som stödjer förare och
företag kring bränslesnål körning
Fokus på stödsystem för:
• Resor som ska genomföras
• Som påverkar föraren
4
Miljövänliga transporters ”fyrstegsprincip”
Behöver resan/transporten genomföras?
Välj miljövänligt färdsätt/fordon
Välj miljövänlig rutt (och avresetid)
Kör med miljövänlig körstil
Systemeffekter tillkommer:
- Möjlighet till samåkning/samlastning/optimering (”bra val tillsammans”)
- Risk för köer, störningar (”de andra gör dåliga val”)
5
Kartläggning – Miljövänlig ITS
Kategori Exempel
Trafikinformation • Trafikinformation realtid
• Parkeringsinformation
Trafikstyrning • Intelligent trafiksignalstyrning
• Körfältstyrning, kövarning
Fordonsrelaterat • Information om däckstryck
• Fordonsdiagnos, serviceinformation
Transportplanering • Fleet Management
• Samåkning
Hastighetspåverkande system • Hastighetskameror
• ISA – Intelligent hastighetsanpassning
Ruttplanering och navigation • Internetbaserad reseplanering
• Navigationssystem i fordon
Stödsystem för sparsam körning • Informationssystem i fordon
• Uppkopplade system (till ledningscentral)
• Återkopplande system
Störst* potential: Stödsystem för sparsam körning
*TNO-report for EC, Sept 2009: Impact of Information and Communication Technologies on Energy Efficiency in Road Transport- Final Report
0,0% 2,5% 5,0% 7,5% 10,0% 12,5% 15,0% 17,5%
Congestion charging
Tyre pressure indicator
Trip-departure planning (freight)
Automatic engine shutdown
Dynamic traffic light synchronization
Fuel-efficient route choice
CC/ACC
Platooning
PAYD
Eco-driver Assistance
Eco-driver Coaching
Kan man
verkligen spara
15 procent ?
Effekten beror på införandegraden
TNO-report for EC, Sept 2009: Impact
of Information and Communication
Technologies on Energy Efficiency in
Road Transport- Final Report
System Potential CO2
effect EU27
Estimated
penetration
rate in 2020
CO2
reduction
Eco-driver Coaching 15% 20% 3%
Eco-driver Assistance 10% 25% 2,5%
CC/ACC 3% 70% 2,1%
PAYD 7% 20% 1,4%
Trip-departure planning (freight) 2% 70% 1,4%
Dynamic traffic light synchronization 2% 50% 1%
Automatic engine shutdown 2% 50% 1%
Tyre pressure indicator 1% 70% 0,7%
Fuel-efficient route choice 2% 25% 0,5%
Platooning 6% 2% 0,12%
Beror alltså på:
- Hur många fordon som har respektive system
Men även: (vilket ofta glöms bort)
- I vilken utsträckning systemet används.
- Och i praktiken: hur mycket förarna bryr sig.
8
Kartläggning – Stödsystem för sparsam körning
Stödsystem
för sparsam
körning
För
yrkestrafik
För
privatbilister
Bränsleuppföljning till ledningscentral
Återkoppling till förare
Detaljerad analys av orsaker
Interaktiva inlärningsfunktioner
Bilens färddator
Utökade ”färddator” funktioner (OBD)
GPS-baserade system
Uppkopplade system
9
Kartläggning – Stödsystem för yrkestrafik
System för bränsleuppföljning på svenska marknaden 2009
Scania
10
Kartläggning – Stödsystem för yrkestrafik
System för bränsleuppföljning på svenska marknaden 2009Vägverket Publ 20009:63
Klicka för att se fler företag
Dessa system finns i
begränsad omfattning
och i princip endast i
yrkesfordon
11
Kartläggning – Stödsystem för privatbilister
Frågeställningar:
• Vilka system finns?
• Hur bra är olika typer av system?
• Trender och framtid
12
Kartläggning – Stödsystem för privatbilister
Bilens färddator
Utökade
”färddator”
funktioner
(OBD)
GPS-baserade
system
Uppkopplade
system
Fabriks-
monterade
Efter-
monterade
Fristående
I navigations-
system
App i
mobiltelefon
13
Mäta och beräkna bränsleförbrukning
Bränsle- och energiförbrukning kan beräknas på flera olika sätt.
De på marknaden förekommande systemen använder olika sensorer och
olika beräkningsmetoder.
Resultaten och precisionen varierar ibland kraftigt!
För att kunna göra egna mätningar, beräkningar och värderingar behövs:
1. Mätutrustning för datainsamling
2. Beräkningsmodell
14
Modeller för beräkning av bränsleförbrukning
Inte så enkelt som man kan tro…
Huvudspår:
1. Motormodell – använd data om luftintag, varvtal, gaspedalens läge mm
2. Mekanistisk modell – utgå från hastighet, krafter och motstånd
3. Kombinationer av dessa
Användbara datakällor:
1. OBD (On Board Diagnostics)
2. GPS
3. Accelerometer
4. Kartdata (höjd, lutning mm)
5. Fordonsdata
Datakällor
Modelltyp Indata GPS OBD Annan
Mekanistisk
Vägens lutning JA NEJ
Hastighet JA JA
Växelläge NEJ JA
Fordonsparametrar NEJ (JA) JA
(Fordonsregister)
Flödesmodell Luftinflöde, STFT, LTFT NEJ JA
15
Modeller för beräkning av bränsleförbrukning
• OBD-data ger motordata + hastighet.
Räcker för att beräkna bränsleförbrukning
med hyfsad precision.
Så fungerar färddatorer i dagens bilar
• GPS ger hastighet, acceleration, höjd mm
Används i navigatorer mm för att uppskatta
bränsleförbrukning och körstil.
• MEN, för att kunna ge stöd för ekonomisk körning
räcker det inte att mäta bränsle/energiförbrukning.
Måste även ställa i proportion till vilket
transportarbete som utförts!
• GPS och OBD kan komplettera och kalibrera
varandra!
16
GPS räcker inte om …
System baserade enbart på GPS kan mäta körstil,
men kan inte känna av:
• Ökad last
• Däck och däckstryck
• Takbox, släp
• Kallstart
OBD data behövs för att kunna mäta bränsleförbrukningen
tillräcklig korrekt!
Kan öka
förbrukningen
markant!
17
Program för beräkning av bränsleförbrukning
• Programvara framtagen
av VTI
• Beräknar
bränsleförbrukning utifrån
• OBD
• GPS
• OBD + GPS
• Används för mätningar och
fältförsök
18
Mätutrustning för fältförsök
Inför fältförsöken inventerades lämplig mätutrustning.
Urvalskriterier:
• Loggar GPS och OBD
• Billig
• Samma datakällor och datakvalitet som i kommersiella system
Följande system användes i huvudsak:
• OBD-anslutning OBDKey
• GPS Qstarz
• Programvara RaceChrono
• GPS + OBD loggas i samma fil
19
Fältförsök
Följande fältförsök har genomförts:
• Snabbtester av kommersiella system
för sparsam körning
• Test av ISA + EcoDriving(Under införande i Stockholms stads fordon)
• Test av mätmetod och modell
• Betydelsen av olika indata
• GPS
• OBD
• Höjddata
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
17:1
6:0
017:1
6:3
117:1
6:5
617:1
7:2
117:1
7:4
617:1
8:1
117:1
8:3
617:1
9:0
117:1
9:2
617:1
9:5
117:2
0:1
817:2
0:4
317:2
1:3
717:2
2:0
217:2
2:3
117:2
3:3
317:3
9:3
317:3
9:5
917:4
0:2
417:4
0:4
917:4
1:1
417:4
1:3
917:4
2:4
217:4
3:0
717:4
3:3
217:4
3:5
717:4
4:2
717:4
4:5
217:4
5:1
717:4
5:4
217:4
6:0
717:4
6:3
2
Hö
jd (
mete
r)
Klockslag
GPS höjd vs Matchad höjd
Altitu…SW9…
Fältförsök – GPS/OBD
Jämförelser mellan system baserade på:
• Enbart GPS
• Garmin EcoRoute
• Innova ISA+Eco
• Enbart OBD
• Bilens färddator
• GPS + OBD
• Garmin EcoRoute HD
Mer och bättre resultat i slutrapport
Stor variation mellan olika system
System med enbart GPS bättre än väntat
GPS + OBD system borde vara bättre än det testade
Fältförsök – GPS/OBD
Skillnad vid sparsam
respektive slösaktig körning
Jämförelse mellan systemen
samt med beräkningar med
VTIs modell
Alla system kan urskilja slösaktig körning
Flera system behöver kalibreras bättre
Mätmetoden och modellen fungerar
Mer data/körningar behövs!
Preliminära
beräkningar
22
Parametrar för att mäta miljövänlig körning
• Momentan förbrukning, medelförbrukning, överförbrukning
• Poäng
• ”Gröna löv”
• Tomgångskörning
• Acceleration/bromsning
• Fart/Fortkörning
Olika system premierar och bestraffar olika saker
Garmin gillar t ex hög jämn fart
Många system är överbelastade med
komplicerade diagram av Gadget-karaktär!
24
EcoISA – Stockholms stads fordon
http://svtplay.se/v/2110493/gps_hjal
per_stadens_forare_bli_foredomen
• EcoDriving funktion i 430 fordon
• Uppgradering av ISA-system
• Enbart GPS för att mäta körstil
• Uppkoppling till server för statistik mm
EcoISA Stockholms stads fordon
Uppföljning – Totalt (429 fordon) samt per gruppEcoIndex
Uppföljning – Per fordon
27
Eco
ServerFunktioner och dataflöden
Behöver det perfekta systemet alla dessa funktioner?
För att kunna spara alla 15%. I alla fordon. Oavsett förare?
Så länge föraren avgör bör system och organisation anpassas till detta!
!
28
Eco
Enkla system utan uppkoppling och återkoppling har troligen
mycket liten effekt på de flesta förare.
?
29
Nya förutsättningar i framtiden
• Uppkopplade, sammankopplade system.
• Bättre tillgång på data
• Styrmedel ger incitament att göra rätt.
”Pay as you drive”
• Möjlighet att styra fordonet
• Elfordon
• återvinner energi vid bromsning
• drar ”inget” vid tomgång/låg fart
30
Tips till köpare av ”Ecodriving” system
• Många system är inte tillräckligt bra.
• System med både GPS och OBD ger bättre precision, om
systemet använder data på rätt sätt.
• För yrkestrafik duger bara fast installerade system som
startar när bilen startas. (Dvs inte appar i någons mobil)
• Köp bara system som omfattar uppkoppling, loggning,
återkoppling, motivation!
• Jobba med återkoppling och motivation
(räcker inte med att köpa prylar)
• Det är fortfarande föraren som avgör bränsleförbrukningen!
31
ITS-stöd för miljövänlig körning
Hur kan man spara bränsle/energi med hjälp av ITS?
Hur bra är dagens stödsystem för bränslesnål körning?
Hur kommer framtidens stödsystem se ut?
Många tillämpningar, stor potential
Ecodriving/coaching har störst potential
Stor skillnad mellan olika system
GPS kan mäta körstil. OBD behövs för att mäta förbrukning.
Föraren avgör hur snålt det körs
Motivation, uppkoppling och återkoppling avgörande
På sikt: Fordonet påverkas, fordonen samverkar
Frågeställningar och övergripande slutsatser
32
ITS-stöd för miljövänlig körning
Fortsättningsprojekt:
Beräkna potentialen att spara energi
när fordon samverkar
Nytt FUD-projekt finansierat av Trafikverket, leds av VTI
