TNK098 Planering av kollektivtrafik och järnvägstrafik Kapacitet på järnväg 2011 11 01
Emma Andersson Doktorand vid ITN. Robusta tidtabeller för järnväg Tidigare på kapacitetsutredare på Vectura Studerade på KTS 2003 2008
Agenda Kapacitet på järnväg Tidtabellsoptimering Simulering i av järnvägstrafik ä Case Västra Stambana och Arlandakorridoren Demonstration av RailSys
Kapacitet Väg kontra järnväg Signalsystem fördelar resurser Tid rum Beteende teknik Bromssträcka: När föraren ser ett hinder är det försent att göra något Många fordon få fordon, små stora Många viljor en som styr Improvisation regelverk
Vad är kapacitet? Hur många tåg kan köras på en linje/station? Hur många passagerare/hur mycket gods kan transporteras? Dubbelspår/Enkelspår? p Mötesstationer? Kortare blocksträckor? Snabbare växlar?
Hur många tåg kan köras på en linje? 25 Kapacitet: Långsamma tåg (15 tåg/h) 1001 1003 1005 1007 1009 1011 1013 1015 1017 1019 1021 1023 1025 1027 1029 512 514 516 518 520 KG 5 Fur ul und FL Lomma Al nar p Ri nnebäck AL MGB 0 M 20 15 10 Sträcka Tid Röda = snabbtåg Blå = pendeltåg Bruna = godståg (Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)
Hur många tåg kan köras på en linje? 25 Kapacitet: Snabba tåg (12 tåg/h) 20 15 10 5 Fur ul und 0 Röda = snabbtåg Blå = pendeltåg Bruna = godståg (Dubbelspår, bara ena riktningen ritad) 502 504 506 508 510 512 514 516 518 520 522 524 526 528 530 512 514 516 518 520 KG FL Lomma Al nar p Ri nnebäck AL MGB M
Hur många tåg kan köras på en linje? 25 Kapacitet: Snabba och långsamma tåg (4 tåg/h) 20 15 10 5 0 Röda = snabbtåg Blå = pendeltåg Bruna = godståg (Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)
Hur många tåg kan köras på en linje? 25 Kapacitet: Snabba och långsamma tåg (8-9 tåg/h) 20 15 10 5 0 Röda = snabbtåg Blå = pendeltåg Bruna = godståg (Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)
Förseningar Hur väl följer tågen de noga planerade tidtabellerna? Exempel: Godståg på Västkustbanan, eftermiddags rusningen september 2007
Förseningar Alla godståg norrut i Kungsbacka a kl 15-19 (sept 2007) [m in] 180 150 120 90 60 30 0-30 -60-90 -120
Förseningar Alla godståg g norrut i Kungsbacka kl 15-19 (sept 2007) [m in] 180 150 120 90 60 30 0-30 -60-90 -120 Sena RT Tidiga Summa Antal 17 41 68 126 Andel 13% 33% 54% 100% Medel -26,8 1,0 42,2 19,5
Tidtabellsoptimering
Situationen idag Fördubblat resande på järnvägfrån 1990 till 2008. Kapacitetsbrister i järnvägsnätet kring storstäderna. Gods, lokal, regional och fjärrtåg på samma spår. Järnvägsnätet är mycket känsligt för mindre förseningar, som är svåra att hämta in. Förseningar fortplantas lätt till andra tåg. Större förseningar påverkar omlopp för fordon och personal. Pågående avreglering ger tydliga intressekonflikter. Förseningar skapar stora samhällsekonomiska kostnader. 14
Varför tidtabellsoptimering? Mindre förseningar kommersannolikt alltid att uppstå. Minimera följdeffekterna! Ska extra tidsmarginaler läggas in i tidtabellen? Om ja, var? Hur kan de användas i förebyggande syfte? Hur kan avgångs, bytes och mötestider justeras? Hur kan alternativa punkter för möten och förbigångar öka robustheten?
Vilka parametrar ska med? Vilka förseningar ska tas med? Indata Vad i tidtabellens konstruktion påverkar robustheten? Tidtabell Utdata Hur ska robusthet mätas?
Data över studerade tåg, T10 Southbound trains Northbound trains 201 503 521 537 539 202 524 530 534 Departure time Stockholm 08:25 17:06 06:21 14:21 15:21 Departure time Malmö 08:17 06:14 09:14 11:14 Travel time 5h 21m 4h 10m 4 h 25m 4 h 25m 4 h 25m 5h 18m 4 h 24m 4 h 25m 4 h 25m Söö, Nr, Söö, Nr, Flb, Nr, Flb, Nr, Lu, Hm, Lu, Hm, Lu, Hm, Lu, Hm, Stop Lp, N, Sä, Av, Hm, Lu Lp, Hm, Lu Lp, My, N, Av, Hm, Lu Lp, My, N, Av, Hm, Lu Lp, N, Av, Hm, Lu Av, Sä, N, Lp, Nr, Söö Av, N, Lp, Nr, Flb Av, N, My, Lp, Nr, Söö Av, N, My, Lp, Nr, Söö Margins (minutes) 20 13,1 17,9 19,5 21,2 24,6 17,4 17,5 18,9 Punctuality (test week 1 and 2) 90% 40% 60% 70% 50% 80% 70% 70% 70%
Norrgående X2000 södergående X2000 537 25 20 15 10 5 0 5 530 25 20 10 Margins mo w 1 tu w 1 th w 1 fr w 1 mo w 2 tu w 2 th w 2 15 10 5 0 5 10 Margins mo w 1 tu w 1 th w 1 fr w 1 mo w 2 tu w 2 we w 2 th w 2 fr w 2
Närmare analys av ett tåg, X2000, 537 Cst Flb Jn Sp K Åby 86445 637 2437 6457 41805 8835 Nr Lp Av 11095 8765 8655 Hm Hö Lu M 44707 1255 11093 2 4 6 8 10 12 14 16 = Trains after 537 using the same track = Trains related to 537 in connection points Time (min)
Vad påverkar tidtabellens robusthet? Tid på dygnet Går i rusningstrafik Totalt antal marginalminuter i Marginal fram till varje stopp Antal stopp, förbigångar, möten Antal smala kanaler headway Hastighet på närliggande tåg framför och efter
Kanal för tåg 530
Kanal för tåg 534
Kanal för tåg 500
Tågtrafiksimuleringar
Tågtrafiksimuleringar Varför? Komplext system svårt att förutsäga Dyra investeringar vilken effekt får man I stort makro Hur många mötesstationer krävs och var? Räcker dubbelspår eller krävs fler spår? I smått mikro Hur långa blocksträckor krävs för att klara önskat antal tåg/h? Vad ska signalerna placeras för bästa kapacitet? Kan snabbare växlar öka kapaciteten?
Tågtrafiksimuleringar Vilken effekt får olika utredningsalternativ I stort makro Kommersiella programvaror (OpenTrack, RailSys) I smått mikro Hemmasnickrade verktyg (Excel, valfri programmering) Sunt förnuft
Simuleringsverktyg OpenTrack Tekniska högskolan i Zürich RailSys Universitetet i Hannover
Idéstudie Mora 1 tåg/dag 10 15 vagnar flis 1 2 övr. vagnar Green Cargos godståg 1 tåg/dag 21 vagnar torv 4 tåg/dag 15 20 vagnar flis 10 20 övr. vagnar 2 tåg/dag 22 vagnar timmer 5 tåg/dag 25 35 vagnar flis 22 vagnar timmer 20 35 övr. vagnar 21 vagnar torv
Idéstudie Mora Oelektrifierad sträcka med för få spår i terminalen ett tåg = fyra rörelser Timmertransporter genom Mora Problem Finns inte plats för ett resecentrum För korta tågspår För få uppställningsspår med värmeposter Flistransporter låser linjen under lång tid (30 60 min, 4 ggr/dygn)
Växlingen till Siljansågen
Till Mora T44 skjuter tomma flisvagnar till Siljansågen Lastade flisvagnar står i sågen Till Borlänge
Till Mora T44 hämtar lastade vagnar Till Borlänge
Till Mora T44 hämtar lastade vagnar Till Borlänge
Till Mora T44 lämnar dem med de andra lastade vagnarna Till Borlänge
Till Mora T44 lämnar dem med de andra lastade vagnarna Till Borlänge
Till Mora T44 hämtar fler lastade vagnar Till Borlänge
Till Mora T44 hämtar fler lastade vagnar Till Borlänge
Till Mora T44 lämnar dem med de andra lastade vagnarna Till Borlänge
Till Mora T44 lämnar de tomma vagnarna Till Borlänge
Till Mora T44 lämnar de tomma vagnarna Till Borlänge
Till Mora T44 lämnar de tomma vagnarna Till Borlänge
Till Mora T44 lämnar de tomma vagnarna Till Borlänge
Till Mora T44 hämtar de lastade vagnarna Till Borlänge
Till Mora T44 hämtar de lastade vagnarna Till Borlänge
Till Mora T44 kör de lastade vagnarna till Mora Till Borlänge
Idéstudie Mora Lösningar Steg 2 Antingen person eller gods prioriteras Förbättrat samarbete i kapacitetstilldelningen sid 46
Idéstudie Mora Steg 3 Lösningar Förbättra bangården Elektrifiera och bygga ut till Lomsmyren Rusta upp Mora Noret för uppställning Utdragsspår på Siljansågen Spår mellan Mora Noret och Siljansågen sid 47
Idéstudie Mora Lösningar Steg 4 FlyttaLomsmyrenterminalen till Färnäs Flytta Lomsmyrenterminalen till Färnäs Ny bangård i Färnäs sid 48
Paus
RailSys Utvecklat vid Universitet i Hannover Ägs av Rail Management Consultants (RMCon) Programutveckling Konsult och planeringstjänster Forskning och utvecklingsprojekt
RailSys Grundprogrammet består av tre komponenter: Infrastrukturverktyg Tidtabells och simuleringsverktyg Utvärderingsverktyg
Infrastrukturverktyget Länkar = spår Längd Hastighet Lutning Noder = funktioner Signal Hastighetstavla Balis Station
Tidtabells och simuleringsverktyget Tågtyper med egenskaper Avgångstider Ankomsttider Uppehåll Marginaler Spår och plattformsanvändning Blockockupering Konflikter Gångtider Hastighetsprofiler
Tidtabells och simuleringsverktyget Störningar Trafikledningsparametrar Konfliktutveckling Aktuell Spåranvändning Utnyttjandegrad Hastighetsprofiler Gångtid
Utvärderingsverktyget Urvalsgrupper Utdata i nätverk eller diagram Punktlighet Andelförsenade tåg Antal försenade tåg Jämförelse mellan olika simuleringar
Case Västra Stambanan Göteborg Alingsås Håvare d Floda Kåhög Aspen
UA20 Fyrspår Aspen Floda Tätare signaler in in mot fyrspåret mot 4 spåret vilket vilket ger kortare ger kortare blocksträckor blocksträckor Floda Aspen Två nya spår längs den gamla banan med samma hastigheter, signaler, mm. Fyrspår 10 km
UA30 Ny sträckning Kåhög Håvared Längd ca 20 km Sth >200 km/h Floda
Tidtabell UA30 Pendeltåg blir förbigånget Snabbtåg kör om pendel och godståg Alingsås Fyrspår Håvared Floda Aspen Kåhög Göteborg
Resultat Snabbtågens gångtider +9 +4 10 14 99 11 OA JA UA10 UA20 UA30 OA JA UA10 UA20 UA30
Case Arlandakorridoren Intervju med kommuner, operatörer, intressenter, mm Önskat trafikmönster Behov av infrastruktur
Ny infrastruktur Uppsala Bergsbrunna Alsike Knivsta Märsta Brista Myrbacken Arlanda C Arlanda N Arlanda S 4 Bergsbrunna - Uppsala; ny station Bergsbrunna + 4-spår 7 Knivsta - Bergsbrunna; ny station Alsike + 4-spår 6 Myrbacken - Knivsta; 4-spår Arlanda C - Myrbacken; ingen åtgärd 2 Arlanda C; vändspår 8 Arlanda; 4-spår från förgrening inkl. Arlanda C + vändspår Rosersberg Skavstaby 1 Skavstaby - Arlanda; 4-spår till förgrening Arlanda Upplands Väsby Rotebro Stockholm Nord Solna 5 Stockholm Nord - Skavstaby; 6-spår 3 Tomteboda - Stockholm Nord; ny station Stockholm Nord + 6-spår (Stockholm Nord; Häggvik eller Solna)