Kapacitetsanalys av alternativt trafikeringsupplägg och utbyggnad av Mälarbanan

Transkript

1 TRITA-INFRA EX ISSN ISRN KTH/INFRA/EX--03/059--SE INSTITUTIONEN FÖR INFRASTRUKTUR EXAMENSARBETE Kapacitetsanalys av alternativt trafikeringsupplägg och utbyggnad av Mälarbanan Torleif Jansson Avdelningen för Trafik och logistik

2

3 KUNGL. TEKNISKA HÖGSKOLAN TRITA-INFRA EX Royal Institute of Technology ISSN ISRN KTH/INFRA/EX--03/059--SE INSTITUTIONEN FÖR INFRASTRUKTUR EXAMENSARBETE Kapacitetsanalys av alternativt trafikeringsupplägg och utbyggnad av Mälarbanan Torleif Jansson Avdelningen för Trafik och logistik

4

5 ) URUG Detta examensarbete utfördes vid Kungliga Tekniska Högskolan (KTH), institutionen för Infrastruktur, avdelningen för Trafik och logistik. Examensarbetet studerar med hjälp av datorsimuleringar vilka lösningar det finns för att erhålla ökad kapacitet på östra delen av Mälarbanan. Jag vill särskilt tacka mina handledare Bo-Lennart Nelldal och Anders Lindahl samt Olov Lindfeldt (kontaktperson på Banverket) för den hjälp och det stöd de gett mig. Ett tack riktas även till samtliga personer inom Järnvägsgruppen på avdelningen för Trafik och logistik, samt alla andra personer som bidragit med råd och synpunkter under arbetets gång. Stockholm juli 2003 Torleif Jansson

6 ,QQHKnOO $%675$&7 6$00$1)$771,1*,1/('1,1* %$.*581' 6<)7( 0(72' 20)$771,1*2&+$9*5b161,1*$5.$3$&,7(767(25, '$*(1675$),.833/b** 3(1'(/7c*675$),.(1672&.+2/0±%c/67$ 5(*,21$/7c*75$),.672&.+2/0±9b67(5c Tåglägen relativt pendeltågen Undervägsuppehåll och anslutningar med pendeltåg Tilläggstid %<**1$'$90b/$5%$1$1 &,7<%$1$1 3$57,(//7)<563c5 )<563c57207(%2'$g95(.$//+b// 6,08/(5,1* 205$,/6<6,1)5$ ,'7$%(// Uppehållstider g51,1*$ Startfördelningar Uppehållsfördelningar $),.(5,1*6833/b**)g56,08/(5,1* '$*(1675$),.(5,1* Förutsättningar Resultat simulering T02.1 västerut Resultat simulering T02.1 österut Simulering jämfört med verkligheten <$75$),.(5,1*6)g56/$*)g5%(),17/,*,1)5$ Tidtabellsförslag Resultat simulering förslag Tidtabellsförslag Resultat simulering förslag $57,(//7)<563c563c1*$±.$//+b//0('&,7<%$1$ Förutsättningar Tidtabellsförslag Resultat simulering förslag

7 6.3.4 Tidtabellsförslag Resultat simulering förslag )<563c57207(%2'$g95(±.$//+b// Förutsättningar Tidtabellsförslag Resultat simulering /876$76(5 '$*(16,1)5$ $57,(//7)<563c5.203/(77)<563c5.b//)g57(&.1,1* 75<&.7$.b//25,17(59-8.b//252&++$1'/('1,1* %,/$*25 %,/$*$%(5b.1,1*$5$9/b1*'(1)g53$57,(//$)<563c5 %,/$*$)25'216'$7$ %,/$*$)g5'(/1,1*$5)g5)g56(1,1*$5,6,08/(5,1* %,/$*$6,08/(5,1*-b0)g570('7)g5 %,/$*$*5$),6.7,'7$%(//7 %,/$*$*5$),6.7,'7$%(//)g56/$*'$*(16,1)5$ %,/$*$*5$),6.7,'7$%(//)g56/$*'$*(16,1)5$ %,/$*$*5$),6.7,'7$%(//)g56/$*3$57,(//7)<563c5 %,/$*$*5$),6.7,'7$%(//)g56/$*3$57,(//7)<563c5 %,/$*$$*5$),6.7,'7$%(//)<563c5)-b552&+5(*,21$/7c* %,/$*$%*5$),6.7,'7$%(//)<563c53(1'(/7c* -5-

8 -6-

9 $EVWUDFW The passenger train traffic on the railway line of Mälarbanan is built on commuter traffic between Stockholm and Bålsta, as well as regional and long distance traffic between Stockholm and Västerås and further. Mixing these different operating methods makes it difficult to run the trains on time. This leads to capacity problems on the Kungsängen Stockholm line, where the train services run with the greatest frequency. Due to the capacity problems that already exist today, it is difficult to increase the frequency of train services in the future with the operating methods that are used today. Increased capacity on the line can be achieved with new operating methods. Simulations in the program RailSys show that a higher capacity than today on the line is possible without increasing the delays. This is possible when using fast commuter trains that only stop at the larger stations. These fast commuter trains will complement the ordinary regional and commuter traffic on the line. An extension to a quadruple of tracks on the Stockholm Kallhäll line will make it possible to increase the frequency of train services. The extension can be made as a partial quadruple of tracks between Spånga and Kallhäll, or as a complete quadruple of tracks between Stockholm (Tomteboda) and Kallhäll. A partial quadruple of tracks between Spånga and Kallhäll will make it possible to operate the commuter trains in intervals of ten minutes between Stockholm and Kungsängen, and twenty minutes between Kungsängen and Bålsta. Long distance and regional trains can operate between Stockholm and Västerås at twenty minute intervals. Additional trains can operate in both regional and commuter traffic. With a complete quadruple of tracks it is also possible to operate the commuter traffic in intervals of five minutes between Stockholm and Jakobsberg. Long distance and regional trains can operate in intervals of ten minutes between Stockholm and Västerås. Simulations indicate that a complete quadruple of tracks between Stockholm and Kallhäll gives a more reliable traffic than what a partial quadruple of tracks between Spånga and Kallhäll would give. The reason for this indication is that there is only one place where the quadruple of tracks goes into a double track, where there can be a conflict between the fast long distance and regional trains and the slower commuter trains. This should be compared to a partial quadruple of tracks where there are two places where a conflict between the different trains could arise. -7-

10 -8-

11 6DPPDQIDWWQLQJ Detta examensarbete behandlar persontrafiken på Mälarbanan. Syftet är att studera alternativa trafikeringsupplägg och utbyggnader av banan, som kan skapa högre kapacitet och kortare restider med lägre förseningsnivåer än dagens trafik. På östra delen av Mälarbanan går pendeltåg mellan Stockholm och Bålsta, samt regional- och fjärrtågstrafik mellan Stockholm via Västerås till Hallsberg. Genom att blanda dessa olika trafikupplägg uppstår störningar mellan de snabba regional- och fjärrtågen och de långsammare pendeltågen, vilket leder till dålig punktlighet. Detta innebär att det uppstår förseningar, främst på sträckan mellan Kungsängen och Stockholm där trafiken är som intensivast, och att det därmed är svårt att köra tätare trafik. Ökad kapacitet på dagens infrastruktur kan fås av nya trafikeringsupplägg, genom att införa snabbpendeltåg som stannar på de större stationerna och knutpunkterna längs banan. Simuleringar av sådana alternativa trafikupplägg som utförts i programmet RailSys, visar att det går att öka kapaciteten utan att öka förseningarna. Ett partiellt fyrspår kan lämpligtvis anläggas mellan Spånga och Kallhäll. Det medför att pendeltågen gör fyra uppehåll längs det partiella fyrspåret, vilket krävs för att regional- och fjärrtågen ska kunna göra tidtabellslagda förbigångar utan störningar. Om både pendeltåg, regional- och fjärrtåg fortsättningsvis ska göra uppehåll i Sundbyberg krävs det att stationen byggs ut till fyra plattformsspår. Ett partiellt fyrspår mellan Spånga och Kallhäll ger utrymme för 10-minuters pendeltågstrafik till Kungsängen och 20-minuters trafik till Bålsta. Samtidigt kan regionaloch fjärrtågstrafiken öka turtätheten till fasta 20-minutersintervaller. Även fler insatståg för både pendel- och regionaltågstrafiken kan läggas in. Problemet med tät trafikering på det partiella fyrspåret är att risken för konflikter mellan de olika tågslagen uppstår vid de två punkter där fyrspåret övergår till dubbelspår. Även vid Sundbybergs station uppstår det störningar vid tät trafik då samtliga tåg ska göra uppehåll på stationen, även om stationen utökas till fyra spår. En utbyggnad till ett komplett fyrspår från Tomteboda Övre mot Kallhäll tillsammans med Citybanan genom Stockholm innebär att pendeltågstrafiken längs Mälarbanan separeras från regional- och fjärrtågstrafiken mellan Stockholm och Kallhäll. Simuleringarna visar att ett komplett fyrspår ger stabilare trafikering då det endast finns en konfliktpunkt, där fyrspåret går ihop till dubbelspår. Med ett komplett fyrspår finns det utrymme att för pendeltågstrafik med 5-minuters mellanrum till och från Jakobsberg, 10-minuters mellanrum till och från Kungsängen och 20-minuters mellanrum till och från Bålsta. Regional- och fjärrtågstrafiken mellan Stockholm och Västerås har möjlighet att tillämpa 10-minuterstrafik. Sträckan mellan Kallhäll, Kungsängen och Bålsta riskerar vid mycket tät trafik att bli en flaskhals då pendeltåg, regionaltåg och fjärrtåg ska trafikera samma spår. Detta kan delvis lösas med ett integrerat trafikeringsupplägg med snabbpendeltåg. -9-

12 -10-

13 ,QOHGQLQJ %DNJUXQG Nästan tre miljoner människor bor i Mälardalsregionen. I denna region finns universitet, högskolor och en växande arbetsmarknad, som ger goda förutsättningar för en snabb ökning av befolkningen i området. Enligt de befolkningsprognoser som har utförts 1, kommer befolkningen och sysselsättningen i Stockholms och Uppsala län att öka i snabb takt. Tillväxten är som störst i Stockholms läns perifera delar. Ambitionen för de omkringliggande länen, Södermanland, Västmanland och Örebro län, är att den tillväxt som sker i Stockholms län även ska ge effekt på utvecklingen i hela Mälardalsregionen. Tågtrafiken i Mälardalen är en viktig del i denna utveckling, snabba och täta tågförbindelser kan bidra till en regionförstoring och vidgad arbetsmarknad och blir samtidigt ett nödvändigt villkor för att det skall ske. En viktig järnvägsförbindelse inom Mälardalsregionen är Mälarbanan. Den är 193 km lång och sträcker sig från Stockholm i öst, via Västerås, till Hallsberg i väst. Mälarbanan är idag dubbelspårig på sträckan mellan Stockholm och Kolbäck. Den har till stora delar en hög standard med största tillåtna hastighet 200 km/h för alla tåg, sträckorna Stockholm Kallhäll och Kolbäck Arboga har dock en något lägre hastighetsstandard. Mälardalen med omgivningar Järnvägar år 2002 Virsbo Ramnäs Heby Morgongåva Surahammar Sala Ransta Tillberga Uppsala Knivsta N km Köping Hallstahammar Kolbäck Dingtuna Västerås Enköping Bålsta Bro Märsta Upplands Väsby Arlanda Frövi Hovsta Valskog Arboga Kungsör Kvicksund Torshälla Eskilstuna Strängnäs Sundbyberg STOCK- HOLM central Mariefred Älvsjö Örebro Kumla Hallsberg Vingåker Hälleforsnäs Mellösa Flen Katrineholm Åkers styckebruk Läggesta Nykvarn Gnesta Vagnhärad Järna Mölnbo Södertälje Trosa Tumba Nynäshamn Flemingsberg Västerhaninge Bild 1.1: Mälarbanan är markerad med en tjockare linje. Källa: Fröidh (2003) Trafikvolymen längs Mälarbanan är hög och varierar mycket beroende på vilken del av banan som studeras. Trafiken består av godstrafik, regional och långväga person- 1 Nelldal, Troche (2001) -11-

14 trafik. På sträckan mellan Stockholm och Bålsta tillkommer även pendeltågstrafik, denna pendeltågstrafik i samverkan med tät regionaltrafik mellan Stockholm och Västerås leder till ett högt kapacitetsutnyttjande på denna del av banan. Mellan Västerås och Kolbäck tillkommer dels regionaltågen på Bergslagspendeln upp till Fagersta och Ludvika, samt tågtrafiken på stråket Sala Flen Oxelösund. Nere vid Valskog ansluter även trafiken längs Svealandsbanan mot Örebro och Hallsberg. Sett till östra delen av Mälarbanan, d.v.s. sträckan Stockholm Västerås, bygger trafikeringen för såväl regionaltågen, fjärrtågen och pendeltågen på styv trafikering med fasta minuttal. I regional- och pendeltågstrafiken förekommer även insatståg. Godstrafiken är än så länge begränsad till tre eller fyra fasta lägen per dag och riktning. Ett problem ur tågföringsteknisk synvinkel, med att blanda dessa olika trafikupplägg, är att punktligheten för persontrafiken på Mälarbanan är alldeles för låg, generellt överstiger tågförseningarna en nivå som är acceptabel med % 2. Dessa punktlighetsproblem gör att placeringen av tåglägen för regional- och fjärrtåg gentemot pendeltågen, måste ske med god tidslucka. Detta medför att det blir svårt att planera in ännu tätare trafik i dagens tidtabell. Kombinationen av fjärrtåg, regionaltåg, pendeltåg och godståg, med olika gångtider och uppehållsmönster, konsumerar mycket kapacitet. Kapacitetsbrist föreligger främst på sträckan Kungsängen Stockholm, där det ofta händer att snabba regionaltåg från Västerås mot Stockholm hamnar bakom pendeltågen och därmed blir försenade. För att ytterligare kunna utveckla både godstrafiken och persontrafiken, i form av tätare och snabbare förbindelser, är det nödvändigt att åstadkomma en kapacitetsökning på denna del av banan. 6\IWH Syftet med detta arbete är att, med hjälp av simuleringar undersöka vilka alternativ det finns för att öka kapaciteten på Mälarbanan mellan Stockholm och Västerås. Den snabbaste och minst kostnadskrävande åtgärden för ökad kapacitet på Mälarbanan, är att konstruera ett nytt trafikeringsupplägg. Går det att med dagens bana och fordon öka kapaciteten ytterligare, eller är maxkapaciteten redan nådd? Nya persontåg, med bättre prestanda än dagens fordon, är beställda för både regionaltågtrafik och pendeltågstrafik. Hur kommer de att påverka kapaciteten i framtiden när de tas i trafik? En annan åtgärd för att höja kapaciteten är att bygga ut banan. Det kan göras på flera sätt, de alternativ som kommer att undersökas är utbyggnad till partiellt fyrspår, samt en utbyggnad till fyra spår från Stockholm mot Kallhäll som vore det mest optimala men samtidigt är det mest kostnadskrävande alternativet. 0HWRG För att öka kapaciteten ytterligare måste befintlig tidtabell optimeras eller så måste nya tidtabeller konstrueras. Denna utveckling av trafikeringsvarianter genomförs med manuell konstruktion av olika tidtabellsförslag. Med manuell konstruktion menas att grafiska tidtabeller produceras med hjälp av papper, penna och linjal. Gångtider, d.v.s. restider, för tågen som används i förslagen, erhålls från befintliga tidtabeller samt från 2 Framtidsplan för järnvägen, Banverket -12-

15 gångtidsverket i programmet RailSys. På detta sätt går det att få en överblick av vilka trafikeringslösningar som är möjliga att använda i en tidtabell där trafikeringen sker utan störningar, för att uppnå högre kapacitet. För att undersöka hur störningskänsliga dessa nya tidtabellslösningar är, så utförs datorsimuleringar (med programmet RailSys) där tågtrafiken störs med hjälp av primära förseningsfördelningar som tilldelas olika tågtyper på olika stationer. Resultaten erhålls som ankomst- och avgångsförseningar för olika tågtyper på utvalda stationer eller som förseningsfördelningar per station. Resultaten kan sedan användas för att se vilka effekter störningarna har på ett trafiksystem och hur god återhämtningsförmågan är för att hämta in en försening. Störningsfördelningarna som används i simuleringarna utgår från statistik som inhämtas från Banverkets förseningsdatabas TFÖR, samt från manuella tidtagningar på Sundbybergs station. 2PIDWWQLQJRFKDYJUlQVQLQJDU I detta arbete studeras persontågstrafikeringen och dess kapacitetsutnyttjande på Mälarbanan mellan Stockholm C och Västerås C. Vändningsrörelser på stationer samt tomtågstransporter ute på banan ingår inte i studien, godståg tas ej heller hänsyn till i studien. Trafikeringen studeras enskilt i varje riktning, d.v.s. inga trafikeringar med växlingsrörelser mellan uppspår och nedspår studeras. I samtliga scenarier som beskriver en utbyggnad av Mälarbanan förutsätts det att Citybanan genom Stockholm är färdigbyggd. -13-

16 -14-

17 .DSDFLWHWVWHRUL Kapacitet är ett mått på det antal tåg per timme som kan trafikera en bana. Maximalt antal tåg per timme bestäms av det nödvändiga tidsintervallet i medeltal mellan tågen. Tidsintervallet 3 bestäms huvudsakligen av: Säkerhetsmässiga aspekter (tågs bromssträckor, signal- och säkerhetssystem) Tåguppehåll vid stationer (vilket medför att bakomliggande tåg kanske inte kommer fram eller att det försenas vid förbigång på flerspårsstation). Tidsmarginal mot att tågen ska hindra eller störa varandra. Mötande trafik på enkelspårssträckor, med vartannat tåg i vardera riktningen blir tidsintervallet lika med den tid det tar att köra ett tåg i varje riktning, mellan ett stationsavstånd. Ett generellt sätt att se på kapacitetsutnyttjandet är att jämföra trafikflödet med den teoretiskt maximala kapaciteten på en bana. Den teoretiska kapaciteten kan beräknas om alla tidsmarginaler för alla tåg sätts till noll, d.v.s. om tågen pressas in så tätt som det är tekniskt möjligt och det finns därmed inte någon marginal för återhämtning vid eventuella störningar, samt ingen tilläggstid vid stationer och mötesplatser. I verkligheten bör det dock finnas tidsmarginaler, för att systemet ska kunna återhämta sig från eventuella störningar..dsdflwhwvxwq\wwmdqgh 0 MOLJWXWQ\WWMDQGH 0 40 % Utrymme finns för fler tåg % Balans mellan antal tåg och återhämtning % Problem att återhämta förseningar % Kapacitetsbrist Tabell 2.1: Samband mellan teoretiskt kapacitetsutnyttjande och möjligt kapacitetsutnyttjande. Källa: Lindahl (2002) I Sverige anses det att kapacitetsutnyttjandet helst inte bör överstiga 60 % av teoretisk kapacitet. Kapacitetsutnyttjande som kraftigt överstiger 60 % ger ofta problem med återhämtningen i ett tågsystem, men det beror i det enskilda fallet på hur anläggningarna (signal- och spårsystem) är utformade. En dålig återhämtningsförmåga kan i vissa fall accepteras om sannolikheten för störningar (ingångsförseningar) är liten. Ett exempel på sådan trafikering är Arlanda express. Vid trafikering med tågslag med stora hastighetsskillnader och olika uppehållsmönster, går det inte att ha konstant tidsavstånd mellan de olika tågen, då de snabbare tågen kommer att hinna ifatt de långsammare tågen i vissa punkter längs banan. Det skapas då luckor, s.k. skugglägen i tidtabellen, som kan vara svåra att utnyttja i styva tidtabellsupplägg. I dessa skugglägen går det dock att lägga in insatståg, d.v.s. extra tåg som avlastar ordinarie tåg längs en del av sträckan vid tidpunkter då det är väldigt många resande. Dessa insatståg behöver inte gå i fasta intervaller utan kan läggas in i tidtabellen där det finns utrymme. Insatståg förekommer bl.a. inom pendeltågstrafiken på Mälarbanan under morgon- och eftermiddagstrafiken då det är många resenärer som ska till och från sina arbetsplatser. Trafikering med tågslag med 3 Andersson, Berg (2000) -15-

18 stora hastighetsskillnader leder till att det totala antalet tåg som kan framföras per timme eller per dygn blir lägre än om alla tåg hade kört med samma tidsintervall och uppehållsmönster. Ett exempel på detta är just Mälarbanan, där de snabbare regionaltågen framförs på samma spår som de långsammare pendeltågen. Resultatet för hur många tåg som får plats i ett sådant trafiksystem beror på hur mycket det skiljer i gångtider mellan de olika tågslagen. Den praktiska kapaciteten på ett dubbelspår ligger i regel omkring 100 tåg/dygn 4 i vardera riktning, något högre vid en likformig trafik när alla tåg går lika fort, och lägre vid en mycket blandad trafik med stora hastighetsskillnader mellan de olika tågslagen. Tiden det tar för ett trafiksystem att återställa en försening beror på hur nära den teoretiska kapacitetsgränsen antalet faktiska tåg per tidsenhet ligger. Ju närmare den teoretiska kapacitetsgränsen, desto längre tid för återhämtning. Vid ett högt kapacitetsutnyttjande blir systemet väldigt störningskänsligt. Då kan förseningar hos ett enstaka tåg leda till förseningar för många andra tåg. Detta beroende på t ex hastighetsskillnader, uppehållsmönster, förbigångar, uppehåll på station, anslutningsförbindelser (tågbyten) etc. Ett sätt att beräkna tågsystemets återhämtingsförmåga är att simulera ett visst antal tåg, som vid en viss tidpunkt kommer in i ett system med en ingångsförsening. Under trafikeringens gång kan förseningarna helt eller delvis återställas, eller så kan ytterligare förseningar uppstå p.g.a. ingångsförseningarna (bortser här från att ytterligare förseningar uppstår som inte beror på tidigare förseningar). Vid någon vald tidpunkt slutar simuleringen. Då registreras en slutförsening, totalt eller i medeltal per tåg. Vilket ger följande samband: cwhuklpwqlqjvi UPnJD =,QJnQJVI UVHQLQJ 6OXWI UVHQLQJ,QJnQJVI UVHQLQJ En hög återhämtningsförmåga är naturligtvis önskvärd. I vissa fall kan återhämtningsförmågan vara negativ, vilket kan vara ett tecken på att kapacitetsbelastningen är för hög. Hur mycket det går att belasta ett trafiksystem beror på de krav på tillförlitlighet och punktlighet som ställs på systemet. För att uppnå maximal kapacitet i ett trafiksystem bör den snabbare trafiken separeras från den långsammare, d.v.s. de olika tågslagen ska framföras på skilda spår. 4 Fröidh (2000) -16-

19 'DJHQVWUDILNXSSOlJJ Trafiken på Mälarbanan består av godstrafik, regional- och långväga persontrafik längs hela banan mellan Stockholm och Hallsberg, samt pendeltågstrafik mellan Stockholm och Bålsta. Mellan Västerås och Kolbäck tillkommer dels regionaltågen på Bergslagspendeln upp till Fagersta och Ludvika, samt tågtrafiken på stråket Sala Flen - Oxelösund. Nere vid Valskog ansluter även trafiken längs Svealandsbanan mot Örebro och Hallsberg. Pendeltågstrafiken mellan Stockholm och Bålsta bedrivs av Citypendeln på uppdrag av AB Storstockholms Lokaltrafik (SL). Regionaltrafiken på Mälarbanan bedrivs av Trafik i Mälardalen (TiM) som är ett biljettsamarbete mellan SJ, SL, samt läns- och lokaltrafiken i Sörmland, Uppland, Västmanland och Örebro län. 3HQGHOWnJVWUDILNHQ6WRFNKROP±%nOVWD Mellan Stockholm C och Bålsta (45 km) är pendeltågstrafiken uppbyggd med styv trafikering. På sträckan Stockholm Kungsängen (26 km) går det fyra tåg i timmen under dagtid, med 15 minuters mellanrum, i båda riktningarna. Vartannat tåg fortsätter till eller kommer ifrån Bålsta, d.v.s. tågen på sträckan Kungsängen Bålsta (19 km) går med 30 minuters mellanrum. Insatståg mellan Stockholm och Jakobsberg förekommer under rusningstrafiken på morgon och kväll. Den styva trafikeringen motiveras 5 framförallt av att: Efterfrågan är så stor att en ojämn trafik ger oönskade ojämnheter i belastning, med avseende på resenärer mellan tågen, vilket direkt leder till försämrad tågföring och punktlighet. Så länge turtätheten inte kan ökas är det därför lämpligt att tågen går så jämnt som möjligt. Det är enklare att pendla när tågtiderna är lätta att memorera. Resenärerna värderar en styv trafikering högre där alla avgångar sker på fasta minuttal, än en trafikering med ojämna avgångstider. Den stora nackdelen med det styva pendeltågsupplägget är att det konsumerar mycket kapacitet. Sträckan där alla pendeltåg och regionaltåg måste samsas om utrymmet är lång (45 km), samtidigt som skillnaden i gångtider är stor mellan de olika tågslagen, vilket gör det svårt att i en tidtabell placera in de snabbare regionaltågen i luckorna mellan de långsammare pendeltågen. På sträckan mellan Stockholm C och Bålsta gör pendeltågen åtta undervägsuppehåll. Varje uppehåll ger en tidsåtgång på sekunder för bromsning, passagerarutbyte och acceleration. Uppehållstiden för passagerarutbyten är i dagens tidtabell 42 sekunder. Varje uppehåll innebär ökad risk för förseningar, detta p.g.a. att passagerarutbytena många gånger tar längre tid än planerat. Pendeltågens tidtabell är lagd med avseende på prestandan hos motorvagnståg av typen X1. Denna fordonstyp har bra acceleration och insteg som medger ganska korta uppehåll. Topphastigheten (sth) är dock ganska låg, 120 km/h. I pendeltågstrafiken 5 Lindfeldt (2002) -17-

20 förekommer det även en modernare typ av motorvagnståg X10, med likvärdig accelerationsprestanda som X1, men med högre topphastighet 140 km/h. Anledningen till den relativt låga topphastigheten hos denna typ av tåg är att det inte lönar sig att i förortstrafik, med relativt korta stationsavstånd (normalt 2-4 km), accelerera upp tågen till en hög hastighet, eftersom tågen strax därefter måste börja bromsa igen. Bild 3.1: Dagens fordon inom pendeltågstrafiken i Stockholm, till vänster X1 och till höger X10. Källa: Ett av problemen med pendeltågstrafiken mellan Stockholm och Bålsta är att avståndet mellan stationerna längst ut på linjen, Kungsängen Bro - Bålsta, är cirka 10 km mellan varje station. Dessa långa avstånd i kombination med den relativt låga topphastigheten hos pendeltågen, gör att gångtiderna blir mycket längre för pendeltågen jämfört med de snabbare regionaltågen. Dessa långa sträckor längst ut på linjen i kombination med de många uppehållen längst in på linjen, gör att den totala restiden för pendeltågen mellan Stockholm och Bålsta blir betydande. I använd tidtabell (T02.1) är restiden med ett pendeltåg från Bålsta till Stockholm C 39 minuter. Från Kungsängen in till Stockholm C tar det 27 minuter. Nedanstående figur visar hur tidtabellstiden för X1 respektive X10 fördelas på restider, uppehållstid och tillägg. 45 0LQXWHU Tillägg Tid för uppehåll Restid Kän - Cst Restid Bål - Kän ; ; Figur 3.1: Tidtabellslagda tiden fördelat på restider, uppehållstid och tillägg för X1 respektive X10 mellan Bålsta och Stockholm. Källa: Lindfeldt (2002) -18-

21 Denna jämförelse mellan X1 och X10 visar att gångtiden för X10 är 1,5 minuter kortare från Bålsta till Stockholm C. Framför allt är det mellan Bålsta och Kungsängen som gångtiden kortas då X10 kan utnyttja den högre topphastigheten. Från Kungsängen in till Stockholm C finns det många sträckor där banans största tillåtna hastighet är 120 km/h eller lägre, dessutom blir det tätare mellan uppehållen, vilket gör att gångtidsskillnaden mellan fordonen inte blir så stor på denna del av sträckan. Trafikeringen mellan Stockholm C och Bålsta sker med halvtimmes mellanrum från klockan fem på morgonen till klockan ett på natten. Kvartstrafiken mellan Stockholm C och Kungsängen upprätthålls från klockan sex på morgonen till tio på kvällen. Insatståg trafikerar sträckan mellan Stockholm C och Jakobsberg under högtrafiktimmarna på morgonen och kvällen. 7LOOIUnQ )UnQ6WRFNKROPWnJG\JQ 7LOO6WRFNKROPWnJG\JQ %novwd XQJVlQJHQ DNREVEHUJ Tabell 3.1: Antalet turer till och från respektive station i vardera riktningen per dygn. 5HJLRQDOWnJWUDILN6WRFNKROP±9lVWHUnV Regionaltågen på Mälarbanan går också i styv trafik. Trafikeringen mellan Stockholm C och Västerås C sker, från trafikstart halv sex på morgonen till halv nio på kvällen, med 30 minuters mellanrum. Därefter sker trafikeringen med 60 minuters mellanrum resten av kvällen. Undervägsuppehåll görs i Sundbyberg, Bålsta och Enköping. På morgonen går det ett insatståg från Västerås till Stockholm utan uppehåll, och på eftermiddagen går det ett insatståg åt andra hållet med uppehåll i Enköping. Majoriteten av tågen vänder i Västerås, medan övriga tåg fortsätter mot Arboga, Hallsberg och Göteborg. 7LOOIUnQ &VW±9nWnJG\JQ 9n±&VWWnJG\JQ 9lVWHUnV $UERJD 4 6 +DOOVEHUJ 2 2 * WHERUJ 9 7 7RWDOW Tabell 3.2: Antalet regionaltåganslutningar i vardera riktningen per dygn. Regionaltrafiken mellan Stockholm, Västerås, Arboga och Hallsberg sker med motorvagnståg av typen Reginatåg (X52), denna fordonstyp har för regionaltåg goda accelerationsegenskaper och en hög topphastighet 200 km/h. Den tidtabellslagda gångtiden för ett Reginatåg mellan Stockholm och Västerås är 53 minuter. Tågen som fortsätter hela vägen ner till Göteborg kan betecknas som fjärrtåg, fast det egentligen är två regionaltrafikeringar som har kopplats ihop, nämligen Stockholm - Hallsberg och Hallsberg - Göteborg. Istället för att låta de resande till Göteborg byta tåg i Hallsberg, då byten i allmänhet uppfattas som negativt av passagerarna enligt -19-

22 reseundersökningar som utförts 6 så fortsätter tåget vidare på nästa linje. Alla tåg som trafikerar sträckan mellan Stockholm och Göteborg via Mälarbanan är så kallade loktåg med ett RC-lok och sex till åtta vagnar beroende på hur många resande det brukar vara på de olika avgångarna. Dessa tåg har ett turintervall på två timmars mellanrum över hela dagen. Den tidtabellslagda gångtiden för loktågen mellan Stockholm och Västerås är 59 minuter i båda riktningarna. Denna trafikering tillsammans med regionaltågen från Arboga och Hallsberg ingår i stomtrafikeringen för regionaltågen mellan Stockholm och Västerås. Men samtidigt som dessa genomgående tåg öppnar för ett antal relationer sydväst om Västerås, ger de också betydande osäkerheter i trafiksystemet. Risken för att tågen anländer försenade till Västerås är stor. Detta har i hög grad påverkat tåglägets placering i förhållande till pendeltågens mellan Bålsta och Stockholm. Ur tågföringsteknisk synpunkt är det därför mindre lämpligt att blanda regionaltåg, med en typ av tågföringsmönster, med fjärrtåg som har ett helt annat punktlighetsmönster, i samma styva tidtabell. Fjärrtågen blir då dimensionerande för hela upplägget och korta restider regionalt blir svårare att erhålla. Bild 3.2: Till vänster ett regionaltåg av typen Regina (X52), till höger ett loktåg (Rc6). Källa: 7nJOlJHQUHODWLYWSHQGHOWnJHQ Sträckan Stockholm C Bålsta är den mest kritiska eftersom regionaltågen här måste samsas med SL-trafiken. I dagens tidtabell avgår regionaltåget precis före pendeltåget mot Bålsta från Stockholms C, detta eftersom Bålstapendeln har mycket längre gångtid än regionaltågen. På motsvarande sätt går regionaltågen mot Stockholm före pendeltåget från Kungsängen för att få en så stor lucka som möjligt. På grund av punktlighetsproblem har man dock valt att lägga regionaltågen mot Stockholm sju minuter före pendeltågen i Kungsängen. Därmed undviks oftast svåra konfliktsituationer när regionaltåget är så pass försenat att pendeltåget måste släppas före. Denna tidtabellslösning medför dock att regionaltåget hinner upp framförvarande pendeltåg med förlängd tidtabellsenlig restid som följd. Det styva pendeltågsupplägget i kombination med punktlighetsproblematiken ger alltså i dagsläget drygt en minuts förlängd restid för regionaltågen. 6.RWWHQKRII -20-

23 För tåg mot Västerås är situationen annorlunda. Eftersom utgångspunktligheten från Stockholm C är betydligt bättre än passagepunktligheten i Kungsängen har en bättre tidtabellslösning kunnat väljas. Från Stockholm C går regionaltågen endast tre minuter före pendeltågen. Därmed blir avståndet till framförvarande pendeltåg maximalt och tidtabellen kan läggas utan extra tilläggstid. Dessa tre minuter är dock något kortare tid än vad som egentligen behövs för att efterföljande pendeltåg inte ska påverkas av regionaltåget i Sundbyberg. I dagsläget utnyttjas dock inte det faktum att tågen till Västerås kan ges kortare tidtabellstid. 8QGHUYlJVXSSHKnOORFKDQVOXWQLQJDUPHGSHQGHOWnJ I dagsläget gör regionaltågen mellan Stockholm och Västerås uppehåll på stationerna i Sundbyberg, Bålsta och Enköping. Stationerna i Sundbyberg och Bålsta trafikeras även av pendeltågen, vilket ger bytesmöjligheter mellan regionaltåg och pendeltåg på dessa stationer. Uppehållet i Sundbyberg är tänkt att täcka de västra närförorterna till Stockholm. Dess roll som direkt bytesstation till och från pendeltåg är dock begränsad eftersom stationen ligger så pass nära Stockholm C. Det handlar därför framförallt om byten där resenären kommer norrifrån med endera regionaltåg eller pendeltåg för att byta och åka tillbaka norrut. Med dagens tidtabell är detta förmånligt för alla som tar pendeltåget till eller från Spånga, Barkarby eller Jakobsberg. Bytestiden i Sundbyberg är cirka tre minuter i båda relationerna. Uppehållet i Bålsta borde vara mer betydelsefullt, förutsatt att bytestiden inte är för lång. Här byter resande till och från Stockholms yttre västra förorter. I dagsläget är väntetiden cirka 16 minuter i båda relationerna. Denna långa bytestid begränsar dels trafikuppläggets kombinerande attraktivitet, dels antalet relationer där Bålsta är lämpligaste bytesstation. Det är med dagens trafik endast resande till Bro, Kungsängen och Kalhäll som tjänar på att byta i Bålsta istället för att göra ett byte i Sundbyberg. Undervägsuppehållen mellan Stockholm och Västerås är alla på en minut. Detta motiveras av att trafikeringen är av pendelkaraktär, samt att det inte förekommer anslutningar med resandeutbyten från andra regionaltåglinjer på dessa stationer. 7LOOlJJVWLG På östra delen av Mälarbanan finns i tidtabellen inlagt extra tillägg för icke planlagda störningar med tre minuter. Utöver detta tillägg har ytterligare en minut lagts till som infasningstillägg för att kompensera för den tid som förloras när framförvarande pendeltåg hinns upp. Det totala tillägget är fördelat enligt följande i tabell

24 6WUlFND 7RWDOWWLOOlJJ 9lVWHUnV±(QN SLQJ 0,0 (QN SLQJ±%nOVWD 1,0 %novwd6xqge\ehuj 1,5 6XQGE\EHUJ±6WRFNKROP& 1,5 7RWDOW 4,0 Tabell 3.3: Tilläggstid för regionaltåg mellan Västerås och Stockholm Källa: Lindfeldt (2002) Större delen av tilläggen har lagts mellan Bålsta och Stockholm, ett sätt att minska regionaltågens hastighet för att ta hänsyn till de långsammare pendeltågen. På sträckan före Bålsta ligger endast en fjärdedel av tilläggen. I övrigt är det tidsluckan på sju minuter till efterföljande pendeltåg i Kungsängen som fungerar som en tidsbuffert för att inte få ändrad tågföljd och ytterligare merförseningar. Lämpligt är dock att, precis som i dagens tidtabell, låta tilläggen ligga efter undervägsuppehållen eftersom dessa är extra störningskänsliga med bland annat variationer i passagerarutbyten m.m. -22-

25 8WE\JJQDGDY0lODUEDQDQ För att öka kapaciteten på Mälarbanan, och samtidigt hålla god punktlighet i trafikeringen både för pendeltåg, regional- och fjärrtåg, kan en utbyggnad med ytterligare två spår längs den befintliga banan vara en lösning på problemet. I Banverkets remissversion för infrastruktursatsningar per stråk förutsätts en utbyggnad av Mälarbanan mellan Stockholm och Kallhäll, detta för att det anses vara på denna del av banan det råder störst kapacitetsbrist i dagsläget. En sådan utbyggnad skulle kunna utföras som ett partiellt fyrspår någonstans längs banan mellan Tomteboda Övre och Kallhäll, eller som ett komplett fyrspår hela vägen ut mot Kallhäll. Även på sträckan mellan Kallhäll och Kungsängen, som nyligen har blivit utbyggd till två spår, föreligger det risk för kapacitetsbrist. Beroende på den täta pendeltågstrafiken, idag fyra tåg i timmen till och från Kungsängen, men vid en utbyggnad av banan är det troligt att denna trafik utökas till sex tåg i timmen till och från Kungsängen. Detta gör att det tillsammans med utökad regionaltågstrafik kan bli trångt om utrymme med endast två spår. Men då det skulle bli väldigt dyrt att bygga ut denna sträcka till fyra spår, p.g.a. stora massor av berg som måste forceras, att nya broar måste anläggas på några ställen och att ytterligare fastigheter vid Stäket skulle behöva tvångsinlösas, så bör andra alternativ utredas först. De utbyggnadsförslagen av Mälarbanan som ges i denna rapport förutsätter att Citybanan genom Stockholm är färdigbyggd. Då kommer pendeltågstrafiken att få egna spår genom centrala Stockholm, som ansluter till befintliga spår i Tomteboda. &LW\EDQDQ Citybanan är en tågtunnel under centrala Stockholm mellan Tomteboda och Årstabrons norra fäste. Tunneln ska byggas för att öka kapaciteten på den södra anslutningen till och från centrala Stockholm, som idag begränsas av de två spåren mellan Stockholm Central och Årsta. När Citybanan öppnas för trafik ska den huvudsakligen trafikeras av pendeltåg. Övriga tåg ska använda nuvarande spår till och från Centralstationen. Regional- och fjärrtågen får därmed tillgång till fler spår och plattformar på Centralstationen. En ny station Station City byggs i cityområdet vid T-centralen, stationen får förbindelser med Centralstationen samt med alla tunnelbanelinjerna på T-centralen.Pendeltågsstationen i Karlberg ersätts av en ny station vid Odenplan som byggs cirka 30 meter under marken. Stationen får en förbindelse till Odenplans tunnelbanestation. En ny station kommer även att byggas på Södermalm, för dagen finns det två alternativ, antingen vid nuvarande Stockholms södra eller en ny station vid Slussen. Beräknad byggstart för Citybanan är år 2006, den beräknas vara färdigbyggd och öppnad för trafikering år

26 Bild 3.3: Citybanans sträckning genom Stockholm. Källa: 3DUWLHOOWI\UVSnU Ett partiellt fyrspår måste vara tillräckligt långt så att ett regionaltåg ska kunna göra en förbigång av ett pendeltåg utan att pendeltåget tvingas sakta ned och därmed får en förlängd gångtid på sträckan. En annan lösning med ett partiellt fyrspår är att de extra spåren endast används som förbigång för regionaltåget, då det på grund av försening hamnar bakom ett pendeltåg. Detta alternativ utreds dock inte i denna rapport då det är en lösning som är svår att simulera med tillgängliga tågledningsalgoritmer. Förutsättningarna för utbyggnaden av partiella fyrspår i simuleringen är att de nya spåren får största tillåtna hastigheten 200 km/h, samt att befintlig bana uppgraderas till största tillåtna hastighet 160 km/h. Den mest naturliga lösningen vid en utbyggnad till fyrspår är att de två nya spåren byggs utmed den befintliga banan, med ett nytt spår på varje sida. Anslutningen mellan nya och befintliga spår utformas så att de nya förbigångsspåren utgör rakspårsläge, och att inväxling sker till de befintliga spåren. Figur 3.2: Anslutning mellan nya och gamla spår. De nya spåren utgör rakspårsläge. -24-

27 Anslutningarna ska ligga på ett sådant avstånd att ett pendeltåg ska kunna växla in på det befintliga inre spåret i hög hastighet och därefter fortsätta inbromsningen med normalbroms, inför uppehållet på den första stationen. Dessutom ska det mellan växelsignal och stationsuppehållssignal ligga två blocksträckor. Detta för att skapa så liten störning som möjligt för efterkommande regionaltåg som ska påbörja en förbigång. Vid en tidtabellslagd förbigång måste det vara en tillräckligt stor lucka, cirka tre minuter, från det att pendeltåget har växlat in på det inre spåret till att regionaltåget anländer till blocksträckan där växeln är placerad. Detta för att regionaltåget inte ska behöva bromsa in på grund av att det ligger för nära framförvarande pendeltåg. I andra änden av förbigångssträckan är rollerna ombytta, när regionaltåget passerar blocksträckan där växeln ut från innerspåret är placerad, då ska det dröja cirka två minuter innan pendeltåget anländer dit för att undvika störningar. Regionaltågens gångtid ska därmed vara cirka fem minuter kortare än pendeltågens på denna sträcka. En viss del av denna tid kan regionaltåget plocka in genom att utnyttja den högre hastighet som råder på de nybyggda spåren, men det går inte att utnyttja denna högre hastighet fullt ut längs hela förbigångssträckan då det går åt en viss tid för acceleration och retardation där banans sth höjs respektive sänks vid anslutningen mellan de befintliga spåren (sth 160 km/h) och de nya förbigångsspåren (sth 200 km/h). Därför måste förbigångssträckan vara så lång att pendeltågen gör ett visst antal planerade undervägsuppehåll med resandeutbyte, som ger pendeltågen tillräckligt lång gångtid, så att regionaltågen kan göra en förbigång utan störningar. Med en höjd största tillåtna hastighet på den befintliga banan, som beskrivs ovan, i kombination med de nya pendeltågen X60 (sth 160 km/h), så visar beräkningar att tidsmarginalen för en förbigång med ett regionaltåg av typen X52 inte är tillräckligt stor på en sträcka med tre pendeltågsuppehåll för att undvika störningar mellan regionaltåg och pendeltåg. Formler och beräkningar av gångtider för pendeltåg respektive regionaltåg redovisas i bilaga 1. 6WUlFND /lqjg>p@ $QWDOXSSHKnOO 6NLOOQDGLJnQJWLG 6SnQJD±.DOOKlOO min 45 s 6SnQJD-DNREVEHUJ min 28 s %DUNDUE\.DOOKlOO min 03 s 6XQGE\EHUJ±%DUNDUE\ min 25 s 6XQGE\EHUJ±-DNREVEHUJ min 12 s Tabell 3.4: Den tid som ett regionaltåg tillgodogör sig gentemot ett pendeltåg på respektive sträcka, vid utbyggnad till partiellt fyrspår. För att få en förbigång med tilläggstid som motverkar eventuella mindre störningar för respektive trafikslag bör pendeltågen göra fyra uppehåll. Därför är huvudalternativet för det partiella fyrspåret i simuleringarna sträckan Spånga - Kallhäll. Den totala längden på förbigångsspåret blir meter. Alternativet med ett förbigångsspår från Sundbyberg till Jakobsberg skulle också kunna fungera, men då kan inte regional- och fjärrtågtrafiken göra uppehåll i Sundbyberg. Därför utreds inte det förslaget. -25-

28 Då Citybanans anslutning vid Tomteboda till Mälarbanan och Ostkustbanan inte var bestämd vid utförandet av detta arbete, så har ett förslag till anslutning gjorts, som används i simuleringarna. Detta förslag bygger på att Mälarbanan har ett partiellt fyrspår på sträckan Spånga Kallhäll, vilket innebär att banan är tvåspårig från Tomteboda ut till Spånga. Citybanan är i detta förslag trespårig, dessa spår kommer upp ur tunneln vid Tomtebodas södra ände mellan upp- och nedspåren på befintliga banan. Vid den s.k. SWB viadukten ansluter de yttre spåren från Citybanan till Mälarbanan. Figur 3.3: Anslutning mellan Citybanan och Mälarbanan. Då Mälarbanan är tvåspårig. )\UVSnU7RPWHERGDgYUH.DOOKlOO Vid utbyggnad av ett komplett fyrspår från Tomteboda Övre till Kallhäll får nya spåren hastighetsstandarden 200 km/h, samt att befintlig bana uppgraderas till hastighetsstandarden 160 km/h. Regional- och fjärrtågstrafiken skiljs från pendeltågstrafiken från Stockholm upp till Kallhäll. Efter Kallhäll där fyrspåret går ihop till två spår ligger de yttre spåren i rakspårsläge, medan in- och utväxling sker till och från de inre spåren. Citybanan ansluter Mälarbanan, genom en dubbelspårstunnel under Tomteboda, bortanför den s.k. SWB viadukten, nästan vid Sundbyberg. -26-

29 Figur 3.4: Anslutning mellan Citybanan och Mälarbanan, då den senare är fyrspårig. Citybanans fyra spår går ihop till dubbelspår norr om Odenplan. Detta enligt utbyggnad alternativ ett i järnvägsutredningen av Citybanan i Stockholm. -27-

30 -28-

31 6LPXOHULQJ 2P5DLO6\V RailSys är ett simuleringsprogram för järnvägstrafik utvecklat av Institutet för trafikplanering, järnvägsbyggnad och järnvägsdrift vid universitetet i Hannover (IVE). På KTH används programmet som ett verktyg för forskning. Programmet består av tre delar: Infrastrukturhanterare Tidtabellskonstruktion och simulering Statistisk utvärderare av simulering Infrastrukturen byggs upp motsvarande det järnvägssystem som skall studeras, med spår, växlar, stationer och signalsystem. Spåren och växlarna i modellen byggs upp av noder och länkar, där länkarna definieras med längd, största tillåtna hastighet i båda riktningarna för olika sorters tåg (vanlig boggi eller korglutningståg), samt länkens gradient (vertikallutning). Signalsystemet läggs sedan in genom att blocksträckor bildas av en eller flera på varandra följande länkar. Mellan signalerna skapas blocksträckor som ingår i signaloch säkerhetssystemet. På stationerna längs banan finns det stopp- och startlägen för tågen, där mäts även tågens passage, stopp- och starttider. På dessa ställen går det dessutom att skapa nya tåg som införs i systemet och att beordra uppehåll för möten och passagerar- eller godsutbyte. För att få tågen att framföras på rätt spår, definieras huvudtågvägar utifrån de skapade blocksträckorna. På stationer kan dock andra spår än huvudtågvägens användas. Det är en förutsättning för att tågen ska kunna angöra olika plattformar. Trafiken skapas i en grafisk tidtabell, som åskådliggörs som ett väg tid - diagram, för den inlagda infrastrukturen. Detta sker genom att en startplats och en starttid skapas för varje tåg och därefter specificeras stationsuppehåll och spårpassager på samtliga stationer som tågen passerar på sin väg. Fordonen som används i simuleringen definieras med längd, vikt, sth, acceleration och retardation. Simulering av tidtabellen kan ske antingen utan störningar (nominell tidtabell) eller med störningar (störd tidtabell). Vid simulering med nominell tidtabell uppkommer endast de konflikter som finns inbyggda i tidtabellen. Med denna typ av simulering går det att följa trafikeringen visuellt på banan, detta genom att se vilka blocksträckor som är belagda av tågen. Varje eventuell trafikeringskonflikt och fördröjning redovisas för varje enskilt tåg. Simulering med störd tidtabell används för att kunna studera hur robust trafikeringen är mot störningar i trafiken, som förseningar på ett tåg och vilka effekter det får på övriga tåg. Två typer av störningar används, dels ankomststörningar som läggs på tiden då tågen kommer in i systemet, dels uppehållsöverskridande på stationer med -29-

32 uppehåll. Störningarna fördelas över tågen enligt de fördelningar som läggs in i programmet. Olika tågsammansättningar och stationer kan ges olika fördelningar. Innan en simulering av en störd tidtabell kan göras slumpar programmet ut förseningar på tågen enligt de definierade fördelningarna. För att få statistisk signifikanta resultat måste flera trafikdygn simuleras, t.ex Det innebär att programmet slumpar fördelningarna på samtliga enskilda tåg i en trafikering över 1000 dygn, därmed fås de önskade fördelningarna på störningarna. Resultaten från simuleringen med den störda tidtabellen visas i den statistiska utvärderingen. För varje riktning och station med eller utan planerat uppehåll visas: Ankomstförseningar medelförsening och fördelning Avgångsförseningar medelförsening och fördelning Storleken på merförseningar som orsakats av andra tåg Styrkan med simuleringsprogrammet ligger just i möjligheten att kombinera förseningar till följd av uppehållsöverskridande med följdverkningar av övriga tåg som också kommer och går med större eller mindre störningar.,qiudvwuxnwxu Infrastrukturen har lagts in i detalj utifrån Banverkets instruktionsritningar samt från de data som finns att tillgå i linjeboken. Spår från det kapillära nätet som inte innefattas i signalsystemet finns inte med i modellen. Infrastrukturen har byggts upp från Stockholm C till Valskog (8 km öster om Arboga) där Mälarbanan sammanbinds med Svealandsbanan. Sträckan Stockholm Västerås Kolbäck är dubbelspårig, från Kolbäck blir det enkelspår ner till Valskog med mötesstationer i Munktorp och Köping. Spår som inte är inlagda i simuleringen men som påverkar trafiken på Mälarbanan är Bergslagspendeln som ansluter i Kolbäck samt banan mellan Sala Eskilstuna Oxelösund som ansluter i Västerås Norra och i Kolbäck. Dessa spår påverkar nästan enbart kapaciteten på Västerås C och vidare västerut. I simuleringen läggs därför störningsfördelningar in på Västerås C som motsvarar den påverkan som dessa trafikeringar har på Mälarbanetågen. För sträckan Stockholm C Tomteboda, där Mälarbanetågen samsas om spårutrymmet med tågen som färdas upp mot Märsta, Arlanda och Uppsala, finns det ingen påverkan från dessa tåg längs banan inlagd i simuleringen. Effekten blir att störningarna för tågen österut från Karlberg in till Stockholm C inte kommer att bli lika stora som i verkligheten. En generell förenkling som gjorts är att inga banlutningar har lagts in. Effekten på tågens gångtider av denna förenkling borde vara försumbar då Mälarbanans lutningar är relativt små, samtidigt som tågen är lätta och har relativt hög effekt. Signalsystemet motsvarar ett tyskt ATC-system med kontinuerlig informationsöverföring via en antennkabel i spåret. Signalsystemet i simuleringen är därför något effektivare än verklighetens som bygger på punktvis informationsöverföring genom baliser. Ställverket är inställt på 10 s för att lägga en tågväg och 5 s för att lösa ut. Dessa värden överensstämmer ungefär med verkliga tider. Om möjligt läggs tågväg 2 minuter före tåget, undantaget utfart som läggs precis före avgång från station med tidtabellsenligt uppehåll. -30-

33 -31- Figur 5.1: Mälarbanan uppbyggd i programmet RailSys. I den uppförstorade rutan ses Sundbybergs stationsområde. De ljusare trianglarna på spåren markerar var signalerna är placerade.

34 7LGWDEHOO I simuleringsmodellen används dubbelspåren som enkelspår i varje riktning, d.v.s. det är tåg österut på det ena spåret och tåg västerut på det andra. Det sker inga växlingar för tågen mellan spåren. Gångtiderna i RailSys tidtabell bygger både på infrastrukturens standard (banans sth och lutning), samt på fordonsdata. För varje fordonskonstellation har uppgift om sth, längd, massa, accelerationskurva och bromsförmåga definierats, se bilaga 2. Tidstillägget på gångtiderna när tågen rullar i simuleringsmodellen är satt till 5 %. 8SSHKnOOVWLGHU Utöver den normala uppehållstiden som anges i tidtabellen för varje station har en minsta uppehållstid definierats. Denna tid måste tåget stå stilla även om det är försenat. Om avgångstiden har passerats när denna tid förflutit avgår tåget, förutsatt att utfart kan erhållas. De uppehållstider som används i simuleringarna är följande: 7nJVODJ 6WDWLRQHU 1RUPDOXSSHKnOOVWLG 0LQVWDXSSHKnOOVWLG Pendeltåg Samtliga 40 s 40 s Regionaltåg/fjärrtåg Sub, Bål, Ep 60 s 60 s Regionaltåg/fjärrtåg Köping 120 s 60 s Regionaltåg/fjärrtåg Västerås C 240 s 120 s Tabell 5.1: Uppehållstider för respektive tågslag och station. 6W UQLQJDU I RailSys genereras primärförseningar i en simulering på två sätt, dels genom att vissa tåg påläggs en startförsening, och dels genom att vissa tåg på uppehållsstationerna påläggs en uppehållsförsening, d.v.s. de överskrider den tidtabellslagda uppehållstiden. Startförseningen och uppehållsförseningen läggs in som förseningsfördelningar på varje enskild station, förseningsfördelningarna ska motsvara de förseningar som finns i dagens trafiksystem. 6WDUWI UGHOQLQJDU Fördelningarna för startförseningar som används i simuleringarna utgår från mätdata som har hämtats från Banverkets databas TFÖR under perioden För regionaltåg och fjärrtåg kommer fördelningarna att vara desamma, beroende på att antalet registrerade fjärrtågsavgångar i tillgängliga mätdata är för lågt för att skapa en separat fördelning för fjärrtågen. Startförseningsfördelningar, se bilaga 3, har gjorts för Stockholm C norrut, Västerås C, samt för Valskog där tågen kommer in i simuleringarna söderifrån. Startförseningsfördelningen för Västerås har modifierats något till större förseningar än vad mätdata i TFÖR visade. Detta för att öka följdförseningarna för tåg som startar i Västerås, då dessa annars blev väldigt små. Pendeltågen har en startförseningsfördelning för Stockholm C och en fördelning för övriga stationer, d.v.s. Jakobsberg, Kungsängen och Bålsta. Dessa tre stationers mätdata över startförseningar har bearbetats till en fördelning som sedan använts på de tre stationerna. Detta för att få en bredare grund, fler antal avgångar till -32-