Tidtabellsplanering med simulering Hans Sipilä hans.sipila@abe.kth.se
Tidigare arbete Simulering av snabbtågstrafik Stockholm Göteborg - Förändringar i tidtabellen som påverkar X2000 - Hur påverkas punktligheten? Simuleringar på sträckan Katrineholm Hässleholm - Uppskattning av nivån på primärstörningar utifrån aggregerad data om avvikelser mot tidtabell Test av metod för att modellera godstågens spridning mer realistiskt - Positiva och negativa avvikelser mot tidtabell
Generering av tidtabeller på enkelsspår Kombinatorisk ansats för definition av önskad trafik - Tåggrupper - Frekvens - Kombineras för startplatser samt riktningar Antal kombinationer behöver begränsas - Tidsupplösning, möjliga tidsluckor - Headways, låsning av tåggrupper i vissa intervall - Sampling
Generering av tidtabeller på enkelsspår Varje tågtyp har en nominell relativ tidtabell (malltåg) - Innehåller passageraruppehåll - Kan innehålla marginal i förhållande till minsta möjliga körtid Kombinationer med starttider appliceras på respektive tåg (kopior av malltåg) Simulering görs av ett antal kombinationer, en cykel motsvarar en kombination
Distance (stations) Distance (stations) Time Time Requested departure time Stn_K Stn_J Stn_I Stn_H Stn_G Stn_F Stn_E Stn_D HP RP FR 1200 1000 800 Group 1 Group 2 Group 3 Stn_C Stn_B Stn_A 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 600 400 200 0 0 10 20 30 40 50 60 Time (min)
Generering av tidtabeller på enkelsspår Hur många kombinationer är meningsfullt att simulera? - Storlek på nätverk - Tid innan full trafik erhålls + tid vid full trafik tills inga tåg finns existerar (tåg i de perioderna utvärderas inte) - Antal repetitioner av perioder för att få ett tillräckligt tidspann för tidtabellslösning Innan simulering innehåller varje tidtabell varierande antal konflikter - RailSys försöker köra tågen/lösa uppkomna konflikter - Prioriteter ej dynamiska
Fallstudie, exempel Infrastruktur - Drygt 100 km enkelspår av hög standard - Huvudspår 200 km/h, sidospår 100 km/h - 9 mellanstationer + 2 yttre stationer - Linjeblock, ca 5 km Tåggrupper - 200 km/h, ett planerat uppehåll - 180 km/h, tre planerade uppehåll - Snabbare tåget har viss prioritet över det långsammare
Utfall simulering Procentuell skillnad mot nominell (ostörd) körtid Utfall simulering, medelvärde för alla tåg (grupper) - 0, 10 och 20% körtidsmarginal relativt minsta möjliga - Del av marginal kan användas i simuleringar med störningar Gräns för tidtabeller som kan vara intressanta? Mean increase in RT (%) 35 30 25 20 15 10 5 0% sample 500 0% 13230 Mean increase in RT (%) 50 40 30 20 10 0% 10% 20% 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Uppdelning i väntetid på stationer och förlängning av körtid mellan stationer Låg nivå på stationsdel: väl planerade möten (och förbigångar) Linjedel: bidrag från acceleration och bromsning 40 35 Station Line Mean increase in RT (%) 30 25 20 15 10 5 0 0 100 200 300 400 500
Simulering med störningar av valda tidtabeller, exempel Ur en mängd på knappt 500 väljs tidtabeller för fortsatta simuleringar 100 lägsta avseende medelvärden på procentuell körtidsförlängning, gemensamt värde för 4 grupper (2 grupper båda riktningar) Simuleringarna delas upp i ett antal set - Ökad tålighet mot deadlocks - Ordningen slumpas innan tidtabells- och störningsfiler skrivs (XML) Start- och uppehållsstörningar används (ej linje här) - Start: andel 50%, exp, µ = 180s, max = 600s - Uppehåll: tidigare använda lognormal fördelningar
Exempel nominell tidtabell Efterfrågade starttider (kombinationer) EJ konflikthanterad K J I H G F E D C B A T T+1 T+2 T+3
Simulering, resultat för en nominell tidtabell Efterfrågade starttider kan ej nödvändigtvis uppfyllas Konflikthanterad K J I H G F E D C B A T T+1 T+2 T+3
Simulering av tidtabellsförslag med störningar (exempel) Tillräckligt antal repetitioner Utvärderas mot ett eller flera prestationsmått K J I H G F E D C B A T T+1 T+2 T+3
Resultat, exempel Normerade mot nominell körtid Sorterade mot ursprunglig kurva (100 tidtabeller) - 70% av körtidsmarginal kan användas för att köra ikapp - Fall med 0% respektive 10% inbyggd marginal Mean increase in RT (%) 20 15 10 5 timetable simulation 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Mean increase in RT (%) 20 15 10 5 timetable simulation 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Ökning av störningar, fall 10% Vänster - Start: andel 50%, exp, µ = 180s, max = 600s Höger - Start: andel 70%, exp, µ = 300s, max = 600s Mean increase in RT (%) 20 15 10 5 timetable simulation Mean increase in RT (%) 20 15 10 5 timetable simulation 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Några slutsatser från fallstudie Kan fungera för att utvärdera ett större antal tidtabeller med liknande egenskaper avseende trafikvolym Ingen metod för att hitta alla eller den bästa tidtabellen Kan ge ett tillräckligt urval av tidtabeller, både bra och dåliga Sampling nödvändig för realistiska problem med flera startstationer och många tåggrupper Flertal tidtabeller blir ej perfekt cykliska, kan användas som ett utvärderingsmått Utvärdering av subgrupper i förhållande till varandra
Några slutsatser från fallstudie Stora trafikvolymer och/eller mer komplexa konfliktsituationer på enkelspår känsliga för deadlocks i RailSys Tidtabeller med ofta förekommande deadlocks kan tas bort i simuleringar med störningar Simulering och utvärdering på flera tidtabeller kan ge en mer rättvisande bild av t.ex. kapacitetssituationen på en linje jämfört med att simulera en tidtabell