Es sind viele Definitionen notwendig, um realistische Simulationen laufen zu lassen:
- Topografie:
Lage der Haltestellen, Steigungen, Kurven, Tunnel, Brücken, Geschwindigkeitsbegrenzungen …
- Topologie:
Zusammenschaltung der elektrischen Komponenten des Bahnstromversorgungsnetzes
- Fahrzeugdaten:
Gewichte, rotierende Massen, Fahrwiderstände, elektrische Kenngrößen, Wirkungsgrade
- Fahrpläne (Abb.1)
- Varianten
Es wird das Verhalten ohne Ausfall und mit Ausfall von je einer von bis zu 30 Unterstationen berechnet.
Die Berechnung wird in Zeitschritten durchgeführt. Zu jedem Zeitpunkt wird das elektrische Netzwerk berechnet, das vom Standort der Fahrzeuge abhängig ist. Für dieses Netzwerk werden in Abhängigkeit des Energiebedarfes der Fahrzeuge alle Spannungen und Ströme berechnet. Ergebnis der Berechnungen sind Datendateien ähnlich Messfiles. Einige hundert „Messgrößen“ liegen in ihrem Zeitverlauf vor: Ströme, Spannungen, Potentiale, Leistungen, Orte … Von diesen Größen werden Mittelwerte, Effektivwerte, Maxima und Minima benötigt. Weiterhin sind abgeleitete Größen gefragt wie Leistungen, Energien, Schieflasten im speisenden Drehstromnetz, Verluste und Phasenwinkel.
Die Ausgabe der Größen soll nicht nur zeit-, sondern teilweise ortsbezogen erfolgen, z. B. höchstes und niedrigstes Potential entlang der Strecke, höchste und niedrigste Spannung entlang der Strecke, mittlere und effektive Ströme in der Oberleitung und den Schienen. Die Eingabeparameter sollen ebenfalls ausgegeben werden: Steigungen über dem Weg, Höhe über dem Weg, Stromgrenzen der Fahrzeuge über der Spannung in Abhängigkeit vom Betriebszustand, Fahrwiderstände über der Geschwindigkeit und Fahrpläne als Ort der Züge über der Zeit. Nach Abschluss der Berechnungen soll ein Variantenvergleich erfolgen. Wunsch: Möglichst weitgehende automatisierte Erstellung einer HTML-Dokumentation der berechneten Simulationsergebnisse, die dem Kunden überreicht wird. Die HTML Dokumentation besteht aus Tabellen und Grafiken. Zur Reduktion des Entwicklungsaufwandes für die Auswertung und Präsentation der Simulationsergebnisse sollte auf eine Standard-Software zurückgegriffen werden.
Erste Version
Vorwiegend aus folgenden Gründen fiel die Wahl auf die Auswertesoftware FlexPro von Weisang:
- Die hierarchisch organisierte Objektdatenbank, deren Größe nur durch die Festplattengröße beschränkt ist, ermöglicht die optimale Strukturierung der Simulationsergebnisse.
- FlexPro verfügt über eine leistungsfähige Script-Sprache (FPScript), mit der reelle und komplexe Zeitsignale direkt verrechnet werden können.
- Die frei parametrierbaren Diagramme und Tabellen erlauben auch spezifische Darstellungen, wie z. B. Fahrplandiagramme.
In einem ersten Ansatz wurde für FlexPro 5 ein spezieller Importfilter für die von der Simulationssoftware erzeugten Text-Ergebnisdateien realisiert, der nach manuell ausgelöstem Import die hierarchischen Berechnungsergebnisse in einen Unterbaum einer FlexPro-Objektdatenbank ablegt. Die Erstellung der Dokumentation erfolgte semi-automatisch ohne eine HTML-Ausgabe. Dabei wurde ein hoher Grad an Automation bereits durch extensive Verwendung der Formelsprache FPScript erreicht.