Hur många tåg kan man köra? Och vad ska man göra? - Om man vill köra fler tåg Bo-Lennart Nelldal Adj. professor KTH 2011-01-13 1 Hur många tåg kan man köra över Getingmidjan? 2 1
Hur många tåg kan man köra? Engagerad ingenjör som gjort egna beräkningar: Man kan köra 80 tåg per timme och riktning över Getingmidjan Engagerad forskare som kollat ställverksloggar och gjort egna beräkningar av maximalt tågflöde förbi Karlbergs station: Man kan teoretiskt köra högst 57 tåg per timme och riktning utan hänsyn till förseningar och förarbeteende 3 Stockholms Central - Getingmidjan Stockholm C Årstabron Södra Station Antal spår 5 plattformsspår söderut och 5 norrut 2 spår över getingmidjan 4-spår från södra station 4 2
Miljoner passagerare per år 5 250 Totalt antal passagerare till/från Stockholm +38% 200 150 100 +72% +103% 108 152 Pendel och snabbpendel Regionaltåg och flygpendel 50 0 54 36 34 28 14 6 5 8 19 25 1990 2008 2030 2050 Fjärrtåg Källa: KTH Järnvägsgrupp 6 3
Prognos för persontrafik vid Sthlm C Utveckling Befolkning, ekonomi och regional fördelning Nya resmönster Infrastruktur Utbyggnad enligt BV planer och utvecklingsscenarier Efterfrågan På tågresor i relationer på banor till/ från Sthlm Prognosmodeller Utbud Fjärrtåg, regionaltåg, lokaltåg och snabbpendel Belastning I maxtimmen i maxsnitt på banor till/från Sthlm Behov av tåglägen På Sthlm Central Kontroll beläggning Behov av tåglägen För fjärrtåg, regionaltåg, lokaltåg och snabbpendel Fördelning produkter Kapacitet I maxtimmen i maxsnitt i tåg till/från Sthlm Behov av tåglägen På Sthlm City 7 Totalt behov av tåglägen vid Sthlm C Sthlm Central Behov av tåglägen För fjärrtåg, regionaltåg, lokaltåg och snabbpendel Sthlm City Behov persontåg På Sthlm Central Fördelning produkter Behov av tåglägen På Sthlm City Behov tjänstetåg T/fr depå, rundgång, mult Behov godståg På Sthlm Central Kontroll symmetri Behov av tomtåg För att få genomgående tåg Tot behov tåglägen För persontåg, tjänstetåg, godståg och reservlägen Reservlägen Tot behov tåglägen För lokaltåg och snabb- Pendel och reservlägen 8 4
Kapacitet i Getingmidjan i maxh 2010 4 Fjärrtågsystemet 10 8 24 Cst 24 24 12 10 1 9 4 Kapacitet i Getingmidjan 2017 - Med Citybanan Fjärrtågsystemet 10 8 24 Cst 24 24 12 10 1 Pendeltågsystemet 12 12 24 City 24 12 12 12 10 5
Miljoner passagerare per år Antal passagerare på Stockholm Central och Stockholm City Stockholm Central Stockholm City 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1990 2000 2008 2017 2030 2050 Källa: KTH Järnvägsgrupp KTH 11 Enkelspår R2 F6 F4 F2 M F1 F3 F5 R1 0 10 25 40 55 70 85 100 115 130 1 12 6
Minuter Avstånd [km] och stationsbeteckning Grafisk tidtabell Exempel på Enkelspår 130 R1 115 F5 100 F3 85 F1 70 M 55 F2 40 F4 25 F6 10 R2 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Tid [s] 13 Enkelt på enkelspår: Den längsta sträckan i tid bestämmer kapaciteten Ex. Botniabanan 0:15 Gångtider stationsvis godståg i 100 km/h och persontåg i 200 km/h Godståg Persontå g Ådalsbanan Botniabanan 0:10 0:05 0:00 Sundsvall Härnösand Västeraspby Örnsköldsvik Nordmaling Umeå 14 7
Antal tåg/h och riktning Antal tåg/h och riktning Maximal kapacitet Enkelspår 100 km/h med och utan samtidig infart 7 6 5 4 3 2 1 100 km/h med samtidig infart 100 km/h utan samtidig infart 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Stationsavstånd [km] 15 Maximal kapacitet Enkelspår 100-200 km/h med samtidig infart 7 6 5 4 3 2 1 200 km/h med samtidig infart 100 km/h med samtidig infart 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Stationsavstånd [km] 16 8
Godstrafik riktningsfördelning - Huvudsaklig väg för tung transittrafik Boden Vännäs Umeå Östersund Långsele Mellansel Hörnefors Nordmaling Husum Örnsköldsvik Bräcke Ånge Kramfors Härnösand Timrå Sundsvall Ljusdal Hudiksvall Bollnäs Söderhamn Gävle Hallsberg Stockholm 17 Karta: Oskar Fröidh Kapacitet för godstrafik Lok Antal tåg Max tågvikt Medeltågvikt Total tågvikt/dag Basscenario Rc4 14 1 600 ton 1 200 ton 16 800 ton Med nya lok BR185 10 2 000 ton 1 600 ton 16 000 ton Med 2 lok*) 2 Duo-lok/ 2Rc-lok 7 3 000 ton 2 600 ton 18 200 ton *)Tåglängden kan utgöra en begränsning 18 9
Enkelspår - slutsatser Avståndet mellan mötesstationer är av avgörande betydelse Samtidig infart viktigt Högre kapacitet ju fortare det går Enkelriktad trafik på två enkelspår kan ge tekniskt dubbelspår Vid nya banor: Skaffa planberedskap för dubbelspår 19 Dubbelspår 1 2 3 4 signal fsi/rfsi 20 10
Tid [s] Kapacitet Beroende på signalsystem och fordonsegenskaper 21 Maximal kapacitet På dubbelspår beroende på blocklängd och hastighet 450 400 350 300 250 200 Tid mellan tåg blocklängd 3000 blocklängd 2500 blocklängd 2000 blocklängd 1500 blocklängd 1250 blocklängd 1000 blocklängd 750 blocklängd 500 blocklängd 250 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Hastighet [km/h] 22 11
Avstånd [km] Avstånd [km] Kapacitetsutnyttjande med blandad trafik snabbtåg och godståg 0 Utan förbigångsmöjlighet 83.5 167 0 30 60 90 120 150 180 Tid [min] 23 Kapacitet med förbigång av godståg 0 Förbigångsstationen använd för att köra fler persontåg och godståg 83.5 167 0 30 60 90 120 150 180 Tid [min] 24 12
Avstånd [km] Avstånd [km] Kapacitetsutnyttjande med enbart godstrafik 0 Bara godståg 83.5 167 0 30 60 90 120 150 180 Tid [min] 25 Kapacitetsutnyttjande med enbart snabbtåg 0 Bara snabbtåg 83.5 167 0 30 60 90 120 150 180 Tid [min] 26 13
Slutsatser dubbelspår Tidtabellen är viktigare än infrastrukturen för kapaciteten vid blandad trafik Fler förbigångsstationer kan inte kompensera ökade hastighetsskillnader men ger större flexibilitet Större hastighetsskillnader mellan tågen ger större förseningar Ju högre turtäthet i persontrafiken ju större risk för förseningar På stationer där tåg vänder bör de göra det mellan spåren och inte vid sidotågvägar På stationer där olika trafiksystem blandas krävs tillräcklig bufferttid mellan tågen 27 Åtgärder på kort sikt Längre tåg Högre beläggningsgrad Tåg med högre kapacitet Trafiksamordning Minska förseningsriskerna Bättre planering och operativ ledning Tidtabellsläggning m h a simulering Stimulera till bättre banutnyttjande Bättre underhåll och felavhjälpning Mindre investeringar i infrastrukturen 28 14
Kapacitet för tåg persontrafik Sverige: Gammalt loktåg Sverige: Nytt motorvagnståg Sverige: Nytt motorvagnståg Tyskland: Loktåg med tvåvåningsv Tågtyp Rc+80-talsv Öresundståg Regina BR185+DD Tågstorlek Lok+4 normala vagnar 3 normala vagnar 3 breda vagnar Lok+3 DDvagnar Hastighet Km/h Antal sittplatser Sittplatser per m tåg (inkl lok) Max kapacitet 240m plattform 160 180 200 160 275 237 300 340 2,30 3,00 3,70 3,60 600 711 900 940 29 Trafiksamordning: Regionaltåg+Lokaltåg =snabbpendel Utnyttja gemensamma tidtabellslägen Bättre kapacitetsutnyttjande på tågen Snabbare resor i de största relationer Fler resor kan ske utan byten Mindre förseningsrisk med färre tåg och mer tid mellan tågen 30 15
Trafiksamordning - Exempel från Västerås-Stockholm Exempel på dagens trafik söderut kl 7-9 Exempel på trafik med snabbpendel -> 31 Mot Örebro Västerås Enköping Bålsta Bro Regionaltåg+Lokaltåg - Nuvarande system SJ Regionaltåg SL/SJ snabbpendel SL pendeltåg SL blåbuss Uppsala C Knivsta Kungsängen Märsta Jakobsberg Upplands Väsby Veddesta Kista Helenelund (Kista) Sundbyberg Stockholm C Solna Karlberg Stockholm C Danderyd/ Mörby Mot Södertälje Mot Västerhaninge 32 Åtgärdsplan för Mälardalen 32 2007-07-04 16
Mot Örebro Västerås Enköping Bålsta Bro Kungsängen Jakobsberg Regionaltåg+Snabbpendel+Lokaltåg - förslag SJ Regionaltåg SL/SJ snabbpendel SL pendeltåg SL blåbuss Uppsala C Knivsta Märsta Upplands Väsby Veddesta Kista Helenelund (Kista) Sundbyberg Stockholm C Solna Karlberg Stockholm C Danderyd/ Mörby Mot Södertälje Mot Västerhaninge 33 Åtgärdsplan för Mälardalen 33 2007-07-04 Åtgärder på medellång sikt - Exempel Västra stambanan Kapacitet För gods Fler förbigångsstationer Fler förbigångstati oner Fler förbigångstati oner Höj hastighet för godståg Gnesta trafiksamordning Kanalisera tåglägen Sävenäs bygg konflikt-fri tågväg Samordnad trafiklösning Alingsås bygg konfliktfri tågväg 34 17
Möjligheter att öka kapaciteten - På lång sikt Automatisk tågdrift Automatisk körning av tåg Datorstödd trafikledning Automatisk trafikstyrning Signalsystemet ERTMS ERTMS nivå 2 med ger inte någon nämnvärd kapacitetsförbättring jämfört med ATC 2 Kostar mindre vid nybyggnad men kostar mer vid förtida utbyte Den stora fördelen är interoperabiliteten Investeringar i infrastruktur Kostar mycket och ger mycket 35 Stockholm Göteborg Malmö Uppsala Gävle Ortsstorlek >1 milj invånare 0,5-1,0 milj inv. 250-500 tusen inv. 100-250 tusen inv. 50-100 tusen inv. Stora godstrafikflöden + Stora persontrafikflöden = Separering av trafik nödvändig Bergen Stavanger Trondheim Oslo Trollhättan Göteborg Ålborg Skövde Varberg Östersund Falun Borlänge Västerås Örebro Jönköping Eskils - tuna Sundsvall Gävle Uppsala Norrköping Linköping Örnsköldsvik Skellefteå Umeå Luleå Åbo Stockholm Uleåborg Tammerfors S:t Petersburg Helsingfors Tallinn Riga Bremen Helsing - borg Köpen - hamn Odense Halmstad Hamburg Lund Malmö Målstandard Blandtrafik 250 Kiev km/h Blandtrafik 200 km/h Annan viktig linje 36 18
Stockholm Göteborg Malmö Uppsala Gävle Ortsstorlek >1 milj invånare 0,5-1,0 milj inv. 250-500 tusen inv. 100-250 tusen inv. 50-100 tusen inv. Luleå Uleåborg Skellefteå Umeå Bannät för 200-250 km/h för tåg med korglutning Bergen Stavanger Trondheim Oslo Östersund Falun Borlänge Västerås Örebro Eskils - tuna Sundsvall Gävle Örnsköldsvik Uppsala Åbo Stockholm Tammerfors S:t Petersburg Helsingfors Tallinn Trollhättan Skövde Norrköping Linköping Göteborg Ålborg Varberg Jönköping Riga Bremen Helsing - borg Köpen - hamn Odense Halmstad Hamburg Lund Malmö Målstandard Blandtrafik 250 Kiev km/h Blandtrafik 200 km/h Annan viktig linje 37 Stockholm Göteborg Malmö Uppsala Gävle Ortsstorlek >1 milj invånare 0,5-1,0 milj inv. 250-500 tusen inv. 100-250 tusen inv. 50-100 tusen inv. Luleå Uleåborg Skellefteå Umeå Höghastighetsnät Götalands- och Europabanan för 300-350 km/h Bergen Stavanger Trondheim Oslo Östersund Falun Borlänge Västerås Örebro Eskils - tuna Sundsvall Gävle Örnsköldsvik Uppsala Åbo Stockholm Tammerfors S:t Petersburg Helsingfors Tallinn Trollhättan Skövde Norrköping Linköping Göteborg Ålborg Varberg Jönköping Riga Helsing - borg Köpen - hamn Odense Halmstad Lund Malmö Målstandard Persontrafik 350 km/h Blandtrafik 250 km/h Kiev Bremen Hamburg Blandtrafik 200 km/h Annan viktig linje 38 19
Tokyo Grafisk tidtabell Tokyo- Osaka Shizouki Nagoya Kyoto Osaka 39 Höghastighetståg har hög punktlighet - eftersom de går på egna banor Höghastighetståget Shinkansen mellan Tokyo och Osaka 12 tåg per timme och riktning och många förbigångar Medelförsening på endast 42 sekunder 2005 Inklusive tyfoner och snöstormar! 40 20
Mjölby Kapacitetsutnyttjande på södra stambanan med dagens trafik 2008 Sommen Tranås Frinnaryd Nässjö Grimstorp Stockaryd Grevaryd Gåvetorp Alvesta Eneryda Osby Hässleholm 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Tid [minuter] Modellen hittade 2720 tidtabellsvarianter 41 Kapacitetsutnyttjande på södra stambanan med sth 250 och fler förbigångsstationer Mantorp Mjölby Sommen Fbg 1 Frinnaryd Nässjö Grimstorp Fbg 2 Stockaryd Grevaryd Gåvetorp Alvesta Fbg 3 Eneryda Fbg 4 Osby Fbg 5 Hässleholm 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Modellen hittade 86 700 tidtabellsvarianter 42 21
Godståglägen/timme/riktning under dagtid Kapacitetsutnyttjande på södra stambanan med Europabanan 2020 Mjölby Sommen Tranås Frinnaryd Nässjö Grimstorp Stockaryd Grevaryd Gåvetorp Alvesta Eneryda Osby Hässleholm 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Tid [minuter] Modellen hittade 4 700 tidtabellsvarianter 43 Antalet godstågslägen dagtid blir 2-3 gånger fler med höghastighetsbanor 8 Kapacitet för godståg med olika banutbyggnader på västra och södra stambanan Maximalt 2008 Med upprustade stambanor Med höghastighetsbanor 7 6 5 4 3 2 1 0 Järna - Hallsberg Hallsberg - Göteborg Mjölby - Hässleholm 44 22
Godsmängd miljoner ton exkl malm och olja Utrikestransporter 2006 - Mot Danmark och den Västeuropeiska kontinenten 1 lastbil var 15:e sekund 1 godståg var 40:e minut Avser båda riktningarna 1 EU-lastbil medellast 15 ton 1 godståg medellast 600 ton 1 godståg=40 lastbilar 45 Utrikestrafik till/från Sverige 1970-2006 prognos till 2020 med nuvarande trend 60 50 40 Lastbil 3 000 lastbilar/dag Eller 60 godståg 30 20 10 10 000 lastbilar/dag Eller 200 godståg Järnväg 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 46 23
Europa gröna godskorridorer Prioriterat järnvägsnät för godstransporter Kapacitetsstarkt Avreglerat Låga banavgifter Långa tåg Interoperabelt Intermodalt 47 Hur många tåg kan man köra? Exempel på linjekapacitet: 60 tåg per/h, köbildning, utan tidtabell, korta blocksträckor 40=20+20 tåg/h, fyrspår eller dubbelspår+höghastighetsbana 34 tåg/h: Tunnelbana i London med automatisk tågdrift 30 tåg/h: Getingmidjan under ideala förhållanden 30 tåg/h: Tunnelbanan i Stockholm 20 tåg/h: Ostkustbanan ytterspåren utan uppehåll 15 tåg/h: Höghastighetståg i Japan med uppehåll och förbigång 10 tåg/h: Västra stambanan med blandad trafik 4 tåg/h: Enkelspår med mötesstationer var 10 km 48 24
Kapaciteten kan aldrig bli högre än på den svagaste länken 49 Kapacitet i Getingmidjan med olika signalsystem och metoder 50 25
Kapacitet 30 tåg/spår/h 1000 platser/tåg 30 000 personer/spår/riktning 2 000 bilar/fil/h 2 personer/bil 4 000 personer/fil/riktning 51 Tack! bolle@infra.kth.se Hemsida: www.infra.kth.se/tol/jvg 52 26