Tidtabellsläggning med hjälp av simulering

Tidtabellsläggning med hjälp av simulering Effekter av olika tillägg och marginaler på X2000-tågen Stockholm Göteborg Forskningsrapport Hans Sipilä TRITA-TEC-RR 09 007 ISSN 1653 4484 ISBN 978 91 8553 949 9 KTH Arkitektur och samhällsbyggnad Avdelningen för trafik och logistik SE 100 44 Stockholm www.kth.se/abe

Sammanfattning Tågresandet på X2000 (X2) mellan Stockholm och Göteborg har ökat kraftigt de senaste åren. Trafiken är idag förhållandevis tät med avgångar varje timme under större delen av dagen, kompletterad med nonstop-tåg under högtrafik. Den hårt ansträngda kapaciteten på Västra stambanan medför att de snabbaste tågen drabbas extra hårt eftersom relativt sett stora hastighetssänkningar ibland krävs vid störningar. Blandningen mellan långsamma godståg och regionaltåg samt snabbare persontåg är ogynnsam ur kapacitetssynpunkt. Genom simulering av störd trafik undersöks hur olika tidtabellsändringar påverkar punktligheten för X2. Tidtabell som används som utgångsläge är T09. Punktlighet definieras som rätt tid+fem minuter (RT+5). De huvudalternativ som utreds är dels en ändring av befintlig körtidsmarginal genom att lägga till respektive ta bort fyra minuter. Dessutom görs en ändring som syftar till att där det behövs öka tåglägeskanalerna för X2 för att erhålla fem minuters marginal mot andra tåg. Resultaten visar att om körtidsmarginalen ökas med fyra minuter höjs punktligheten vid ankomst till Göteborg från 78 till 82 % och från 74 till 83 % vid ankomst till Stockholm. Vid en minskning av körtidsmarginalen med fyra minuter sjunker ankomstpunktligheten till 69 respektive 65 %. Tåglägeskanalerna uppfyller i många fall redan kravet på fem minuter mot andra tåg men där de inte gör det görs ändringar i tidtabellen i syfte att uppnå önskad separation mellan tågen. Ändringar på andra tåg har dock genomförts på ett realistiskt sätt utan alltför stor tidsförskjutning. I de flesta fall handlar det om justeringar på ett par minuter. Några godståg får ändrade förbigångsstationer, vilket kan innebära att deras totala gångtid förlängs. Simuleringsresultaten visar på marginell förbättring för X2 mot Göteborg. I den andra riktningen uppnås en ökning från 74 till 83 % vid ankomst till Stockholm. Några av X2-tågen mot Stockholm får en punktlighetsminskning mellan Gnesta och Södertälje vilket beror på att tågordningen ibland ändras mellan X2 och pendeltåg som går från Gnesta till Södertälje. I flera fall är den tidtabellslagda tidsskillnaden mellan passerande X2 och avgående pendeltåg tre minuter. Redan vid en liten försening för X2 riskeras att tågordningen ändras vilket medför att det långsammare pendeltåget hamnar framför och en ytterligare merförsening erhålls. Simuleringsresultat visar att redan om tidsskillnaden ökas till fem minuter uppnås en betydande förbättring.

Förord Banverket stödjer ett forskningsprogram om kapacitetsanalys och simulering vid Järnvägsgruppen på avdelningen för trafik och logistik på KTH. Järnvägsgruppen har därmed kunnat bygga upp en god kompetens och forskningsmiljö för kapacitetsanalyser och bl.a. implementerat simulerings-systemet Railsys i Sverige. Järnvägsgruppen har genomfört ett projekt där möjligheten att förbättra punktligheten för X2000 Stockholm Göteborg analyserades med hjälp av simulering på uppdrag av SJ. Syftet med detta projekt är att använda simulering och andra analytiska metoder för tidtabellsplanering, för att få ett effektivt kapacitetsutnyttjande och minskade förseningar och att utveckla arbetssättet kring tidtabellsplanering hos Banverket och Järnvägsföretag. Det är ett samarbetsprojekt mellan Banverket, SJ AB och KTH. Forskare från KTH svarar för det huvudskaliga arbetet med analyser och simulering. SJ och Banverket deltar med kompetens i kapacitets- och tidtabellsplanering i löpande arbetsmöten. Projektet har genomförts av doktoranden Hans Sipilä och projektledare har varit Bo-Lennart Nelldal, KTH. I arbetsgruppen har deltagit Armin Ruge och Per Högman från Banverket samt Magnus Larsson och Sverker Ivarsson från SJ. I referensgruppen ingår Peter Cedervall, Mikael Hallberg och Dan Olofsson från SJ samt Kenneth Håkansson, Magnus Wahlborg och Armin Ruge från Banverket. Denna rapport har författats av Hans Sipilä och KTH Järnvägsgrupp svarar för slutsatserna. Stockholm 2010 05 11 Bo-Lennart Nelldal Adjungerad professor

Innehåll 1 Inledning 1 1.1 Bakgrund... 1 1.2 Syfte... 1 2 Metod och problembeskrivning 3 2.1 TrafikenpåVästrastambanan... 3 2.2 Tidigare simuleringsprojekt på Västra stambanan... 5 2.3 RailSys... 5 2.4 Beskrivningavsimuleringsmodell... 6 2.5 Modellering av primära störningar... 9 2.6 Simuleringar med olika uppsättningar av slumpvist genererade förseningar... 10 2.7 Begränsningarmedsimulering... 11 3 Genomförda simuleringar 13 3.1 Referenssimulering... 13 3.2 Ändringavkörtidsmarginal... 17 3.3 Större tåglägeskanaler för X2... 18 3.4 Förbättrad accelerationsprestanda... 22 3.5 Primärstörningar och andra tåg... 23 3.6 Påverkan på andra tåggrupper... 25 4 Diskussion och slutsatser 27 4.1 Resultat... 27 4.2 Komplettering till punktlighetsmått... 29 Referenser 31 Bilagor 33 A Tidtabell och stationssignaturer... 33 B Punktlighetsdiagram för individuella tåg... 37 C Ändringarförandratåg... 53

1 Inledning 1.1 Bakgrund Efterfrågan på tågresor har ökat kraftigt, särskilt med snabbtåg (X2) mellan Stockholm och Göteborg, där tåget är särskilt konkurrenskraftigt. Trafiken är förhållandevis tät med i princip en avgång per timme, kompletterad med ytterligare tåg under högtrafik morgon och eftermiddag. Kapaciteten på VSB (Västra stambanan) är hårt ansträngd, flera tågslag blandas och mixen av förhållandevis långsamma godståg och snabbare persontåg bidrar till att förseningar lätt sprids i systemet. De snabbaste tågen riskerar att drabbas extra hårt, bl.a. beroende på de relativt sett stora hastighetssänkningar som ibland krävs vid störningar. Om tidsmarginalerna i tågens tidtabeller är snävt tilltagna kan en oplanerad hastighetssänkning eller annan störning direkt leda till en betydande försening. SJ AB har under en tid arbetat med ett antal olika åtgärder för att förbättra punktligheten för X2-trafiken och även andra tåg. Ett långsiktigt mål är att 90 % av tågen ska vara i tid. Kravet för att ett tåg ska anses vara i rätt tid är att det inte avgår eller ankommer senare än tidtabellstid + 5 minuter. I ett tidigare punktlighetsprojekt, där simuleringar av trafiken på Västra stambanan genomfördes vid KTH, undersöktes olika åtgärder för att dels kortsiktigt uppnå nivån 85 % och i ett längre perspektiv komma upp till 90 % [1]. Tyngpunkten i analysen var att till en viss grad reducera förseningsfördelningar som definierade primära störningar i simuleringsprogrammet RailSys. Reduceringen gjordes utgående från olika orsakstyper till förseningar. Simuleringsresultaten visade hur mycket de olika reducerade förseningsfördelningarna påverkade punktligheten för X2-trafiken. 1.2 Syfte Projektet syftar till att genom simulering av störd trafik undersöka hur tidtabellsändringar påverkar tågens punktlighet. Fokus ligger på X2-trafiken mellan Stockholm och Göteborg men samma princip kan även användas för andra tåggrupper. Simuleringsresultaten kan visa vilka ändringar som ger bäst förutsättningar för en höjning av punktligheten. Platser där t.ex. flera tåg drabbas av en tydlig punktlighetsreduktion kan uppmärksammas om tågen i en grupp betraktas var för sig. Dessutom ges en uppfattning på vilket sätt tågen bidrar till den gruppens totala punktlighet. 1

2

2 Metod och problembeskrivning För att se hur olika tidtabellsförändringar för X2-tågen påverkar punktligheten används simuleringsprogrammet RailSys. När ett grundprojekt ligger klart med infrastruktur, fordon, tidtabell och förseningsfördelningar kan ändringar i någon eller flera av de fyra blocken göras för att se hur resultaten skiljer sig mot grundfallet. I den här studien görs ändringar i tågens tidtabell för att bl.a. analysera hur minskning respektive ökning av tidstillägg påverkar punktligheten. Små ändringar i tågens tidtabeller leder ofta till att andra tåg påverkas, även om det inte behöver ske i närheten av den plats där justeringen görs. Den tidtabell som använts i utgångsläget är T09. För att underlätta inmatning av tåg i simuleringsprogrammet har även en specifik dag definierats. Tidtabellen i grundläget motsvarar i princip den trafik som enligt Banverkets grafiska tidtabell skett torsdag 29 januari 2009. Kontroll har gjorts mot uppdaterade dagliga grafer i efterhand för att se om alla tåg finns med i RailSys tidtabell. Målsättningen vid tidtabellsändringarna i studien är att påverkan på andra tåg ska hållas på en låg nivå. Empiriska förseningsfördelningar har delvis återanvänts från en tidigare studie och även inhämtats från ett annat pågående forskningsprojekt på KTH där exponentialfördelningar med olika nivåer använts för att jämföra simulerad trafik mot verkligt utfall på sträckan Hallsberg Alingsås [1, 2]. 2.1 Trafiken på Västra stambanan Västra stambanan mellan Stockholm och Göteborg är tillsammans med Södra stambanan hårt belastad både avseende antal tåg och blandningen av tåg med olika prestanda. På sträckan finns ett flertal noder (stationer) där andra banor ansluter vilket ger ett in- och utflöde av tåg (figur 1). Banan är dubbelspårig och har relativt höga hastighetsnivåer beroende på tågtyp och sträcka (figur 2). Persontågen utgörs av X2, InterCity, olika regionaltågssystem, enstaka nattåg och lokaltåg. X2-trafik består förutom av tåg till Göteborg även av tåg till Malmö, Karlstad och Uddevalla i den studerade tidtabellen (T09). InterCity-upplägg förekommer främst mellan Stockholm Karlstad samt Stockholm Göteborg via Örebro och Västerås. Flera olika regionaltågssystem finns, med utgångspunkt från Stockholm bl.a. till Nyköping/Linköping, Hallsberg och Eskilstuna. Mellan Flen och Katrineholm tillkommer UVEN-tåg (Uppsala Västerås Eskilstuna Norrköping). Kring Hallsberg finns TiB-tåg (Tåg i Bergslagen) som kommer in på banan från Örebro och ska vidare mot Mjölby eller Laxå. Ett fåtal tåg trafikerar Kinnekullebanan vilka använder VSB mellan Hallsberg och Gårdsjö. 3

Ks Lå Ör H K Stockholm (Cst) Söö Fle Gn Sk Nr A Hr F My Göteborg (G) Jö N Figur 1: Karta över Västra stambanan med större stationer och anslutande linjer. 250 200 150 100 50 A B S 0 Cst Jn Fle K H Lå T Sk F Hr A G Figur 2: Statisk hastighetsprofil för Västra stambanan. Standardprofil (A) och 10 % (B) respektive 30 % (S) hastighetsöverskridande. Längre söderut på VSB finns omfattande regionaltågstrafik mellan (Töreboda) Skövde Falköping/Nässjö och några tåg mellan Skövde och Göteborg. Från Nässjö går regionaltåg via Falköping till Göteborg. I Herrljunga påverkar regionaltågsupplägg som går mellan Borås och Uddevalla samt även tåg som trafikerar Kinnekullebanan. I närområdet kring Stockholm och Göteborg är även pendeltågstrafiken omfattande. I Stockholm interagerar pendeltågen med andra persontåg på Getingmidjan mellan Stockholm C och Stockholm S samt mellan Järna och Gnesta. I Göteborgsområdet trafikerar lokaltåg VSB:s avsnitt mellan Alingsås och Göteborg. Godstågstrafiken är omfattande. För VSB:s del ligger tygndpunkten från Hallsberg mot Laxå och vidare mot Göteborg. En betydande mängd godståg har Hallsberg rbg (rangerbangård) som start- eller målpunkt. Flera tåg går också i relationen Västra stambanan Godsstråket genom Bergslagen och passerar Hallsberg pbg (personbangård). Tåg som inte ska hela vägen till Göteborg kan lämna VSB vid 4

Falköping mot Jönköping/Nässjö. I Göteborg går tågen med några få undantag till Sävenäs rangerbangård eller via Olskroken och vidare mot mindre bangårdar. Godstågstrafiken mellan Hallsberg och Stockholm är inte lika omfattande. Tåg från Hallsberg mot Norrköping/Linköping använder VSB mellan Hallsberg Katrineholm och även sträckan Katrineholm Flen har en del godstågstrafik. 2.2 Tidigare simuleringsprojekt på Västra stambanan I tidigare projekt simulerades trafiken på VSB med tidtabell T07.2 (januari till juni 2007). När arbetet med att skapa användbara förseningsfördelningar påbörjades fanns inte en tillräcklig mängd förseningsdata för T07.2 tillgängligt i TFÖR (Banverkets system för tåginformation). Av den anledningen användes data från tidtabell T06.1 (hösten 2006). Ett omfattade arbete genomfördes för att få fram lämpliga fördelningar för olika tåggrupper och lägga in de i RailSys. I ett senare skede reducerades fördelningarna bl.a. med avseende på olika orsakskategorier i TFÖR. Det handlade i huvudsak om operatörs-, fordons-, och infrastrukturrelaterade primärförseningar, både enskilt och i kombination. Resultaten visade bl.a. att om operatörs- och fordonsrelaterade förseningar var för sig minskades med 50 % förbättrades ankomspunktligheten för X2 vid Stockholm och Göteborg med ungefär fem procentenheter (rätt tid + 5 min). Om båda dessa förseningstyper samtidigt reducerades med 50% blev förbättringen cirka tio procentenheter i varje riktning [1]. 2.3 RailSys För att analysera hur tågtrafiken på en sträcka påverkas av t.ex. tidtabells- eller infrastrukturändringar använder KTH programmet RailSys, som är ett kommersiellt verktyg för simulering av tågtrafik utvecklat vid universitetet i Hannover. Programmet används både av infrastrukturförvaltare, operatörer och konsultföretag i olika länder. Sedan ett par år använder även Banverket RailSys. Programmet består av tre huvudmoduler i vilka infrastruktur, tidtabeller och simuleringsresultat hanteras. I programmets infrastrukturdel används noder och länkar för att bygga själva spåren med växlar, stationer och signalsystem. Noder kan t.ex. utgöras av växlar, signaler eller hastighetstavlor vilka placeras vid bestämda kilometertal (positioner). En länk har främst egenskapen längd, tillåten hastighet och gradient. I tidtabells- och simuleringsmodulen definieras olika tågtyper med bl.a. vikt, längd, största tillåtna hastighet (sth), dragkraftsdiagram, retardation och gångmotstånd. Därefter kan en tidtabell konstrueras i vilken även tågens väg i spårnätet bestämms. För att få en bra överblick finns möjlighet att använda en grafisk 5

tidtabell kombinerat med spårbeläggningsdiagram på stationer. I modulen skapas även olika typer av störningsfördelningar vilka används i simuleringarna för att efterlikna primärförseningar. Fördelningarna kopplas till tåggrupper och platser i nätet. Utvärderingsmodulen används för att analysera simuleringsresultaten. Här finns möjlighet att titta på olika diagram som visar t.ex. punktlighet eller medelförseningar. Tåggrupper eller individuella tåg kan analyseras vid olika stationer. Data över simuleringsresultat kan exporteras till andra program för vidare analys. 2.4 Beskrivning av simuleringsmodell Infrastrukturmodellen som används är i grunden samma som använts i tidigare simuleringsprojekt på VSB. Vilken noggrannhet som används i infrastrukturen beror på hur och till vad modellen ska användas. Material som används är bl.a. uppgifter från BIS (Banverkets BanInformationsSystem) kompletterad med olika typer av plan- och instruktionsritningar samt ATC-trappor. Från dessa erhålls uppgifter om positioner för t.ex. växlar, signaler, baliser, hastighetstavlor samt information om konnektioner. Stationer i RailSys består dels av den grundläggande infrastrukturen som beskrivits samt av tidtagnings- och stoppunkter för tågen. Om en hög detaljgrad eftersträvas kan stoppunkter placeras där uppehållstavlor förekommer i verkligheten. I programmet kan ett tåg endast använda sig av en sådan punkt per station för att få en passerings- eller uppehållstid i tidtabellen. Alla tågrörelser i RailSys måste ske mellan två definierade stationer. En station i RailSys behöver dock inte alltid motsvara en verklig station. Signaler och blocksträckor mellan dessa bildar själva signalsystemet i RailSys. Tidsparametrar för att ställa och låsa upp tågvägar kan varieras. Om t.ex. ett skyddsavstånd för en tågväg påverkar möjligheterna att samtidigt ha andra tågvägar kan det, beroende på förutsättningarna, delvis modelleras. Det är dock svårt att på en stor och komplicerad station fullt ut efterlikna alla villkor som gäller i verkligheten. Ofta behöver även åtgärder vidtas för att minska antalet låsningar (deadlock) som kan uppstå i simuleringar, t.ex. i knutpunkter mellan enkel- och dubbelspåriga linjer. I tidigare simuleringsprojekt, där äldre versioner av RailSys använts, har det svenska ATC-systemet inte gått att implementera på ett bra sätt. Numera finns dock bättre stöd för detta och inför simuleringarna har försignal- och repeterförsignalbaliser införts. I flera fall tas även hänsyn till hastighetshöjningar som sker efter växelpassager. Funktionen med bortflyttade målpunkter mot växlar kan modelleras i RailSys. Genom att tillåta ett tåg att bromsa mot en växel istället för att behöva hålla hastigheten redan från föregående huvudsignal erhålls en kapacitetshöjning vilket stämmer med funktionaliteten i ATC. Detta förekommer dock inte på alla stationer längs VSB. 6

I simuleringsmodellen har en genomgång av sidospårshastigheter gjorts men p.g.a. att fullständig ATC-data inte fanns tillgänglig har hastigheten på vissa platser bestämts utifrån tillåten grenspårshastighet i växel. Ofta överensstämmer denna med den signalerade hastigheten, dock inte alltid. ATC-övervakningshastigheten är för samtliga blocksträckor i systemet satt till 40 km/h. Om ATC-data är tillgänglig kan i förekommande fall övervakningshastighet 10 km/h användas. Fordonsmodellerna (tågen) som använts i simuleringarna är samma som Banverket implementerat i RailSys. Uppgifter om dragkraftsdiagram, vikt, längd, gångmotstånd m.m. är hämtade från Banverkets program för gångtidsberäkningar (PcGTP). Några fler godstågsvarianter har skapats för att få tåg med fler sth-nivåer. Enbart konstant retardation går att modellera i RailSys. Två olika nivåer kan ges, normal respektive maximal retardation. Normalvärdet används för tidtabellslagda uppehåll medan det maximala värdet används för oplanerade inbromsningar i simuleringarna, vilket i princip är alla inbromsningar som beror av andra tåg. I modellen använder respektive tågtyp samma värde för maximal respektive konstant retardation. Spåranvändningsplaner för flera större stationer har använts när tågen lagts in i RailSys. För att i simuleringarna skapa möjligheter för tågen att använda andra vägar genom stationer än de som bestämts i tidtabellen behöver alternativa spår definieras. På grundnivån görs ofta en skillnad på alternativa spår för godståg respektive persontåg, huvudsakligen för att undvika att persontågsuppehåll sker på spår eller på platser inom en station där plattform saknas. Även ordningen hur alternativa spår testas om det schemalagda spåret är upptaget går att påverka till viss grad. Stoppunkter kan och bör även ges värden för maximala tåglängder (hinderfri längd), vilket påverkar trafikledningsbesluten som görs i RailSys under en simulering. Möjligheterna för persontåg att förbigå andra persontåg på stationer utan planerade uppehåll är begränsade i simuleringsmodellen. Godståg kan förbigås på stationer där sidotågspår finns. I verkligheten finns möjlighet att göra flygande förbigångar, d.v.s. att ena tåget använder högerspår för att antingen gå undan eller förbigå ett tåg som kör på vänsterspår. Denna egenskap är svår att uppnå i RailSys eftersom ett sådant försök relativt ofta leder till att en deadlock uppstår längre fram. Åtgärder har vidtagits för att i princip eliminera möjligheterna för RailSys att i simuleringen försöka anordna högerspårskörningar. För att skapa en mer realistisk trafikering har infrastrukturmodellen kompletterats med delsträckor av vissa sidobanor. Vid Katrineholm tidtabelläggs tågen till och från Strångsjö. Vid Hallsberg har Kumla, Skymossen och en förenklad modell av Hallsberg rbg lagts till. Från Falköping går tågen till och från Vartofta och i Herrljunga inkluderas sträckorna till Ljung respektive Vedum. I flera av fallen är syftet att på ett bättre sätt få med effekten av korsande trafik. Förfarandet är dock inte tillämpat fullt ut och anslutande banor saknas i Järna, Flen, Laxå och Gårdsjö. 7

Hur simuleringsresultaten påverkas om det analyserade nätet byggs ut på detta sätt beror bl.a. på hur ofta och på vilket sätt tågen lämnar, kommer in eller korsar VSB. I Laxå finns förutsättningar för att i vissa lägen få en orimlighet i den tid det tar mellan att ett tåg lämnar VSB och går in på Värmlandsbanan tills ett nytt tåg kommer från andra hållet och in på VSB. Om banan byggs ut till nästa station förskjuts tågens in- och utträde i nätet och mer realistiska förhållanden uppnås i Laxå. I vissa fall kan eventuellt tiden för att låsa upp en tågväg användas för att hantera problemet om anslutande bana inte finns inlagt i modellen. I princip all trafik som gick på VSB den 29 januari 2009 enligt daglig graf finns med i RailSys-tidtabellen. Tåg som börjar eller slutar i Hallsberg och trafikerar Godsstråket genom Bergslagen finns inte med. Dessa påverkar normalt inte direkt trafiken på VSB men ger en indirekt påverkan genom att de trafikerar Hallsberg pbg. TiB-tåg till och från Mjölby finns med. Trafikeringen vid Göteborg C är inte komplett, endast tåg till och från VSB finns med. Mellan Partille och Göteborg C samt mellan Stockholm C och Stockholm S begränsas tågens möjligheter att använda kördtidsmarginaler för att minska förseningar jämfört med övriga nätet. Detta görs för att delvis kompensera i situationer där trafiken inte är komplett. På Getingmidjan mellan Stockolm C och Stockholm S förekommer variabla övervakningshastigheter i ATC:n, men den egenskapen kan inte enkelt modelleras i RailSys. I tidtabellen som lagts in i RailSys är vissa tågnummer kopplade till varandra i syfte att få ett omloppsberoende. Detta är gjort för vändande tåg i t.ex. Gnesta, Laxå, Falköping, Herrljunga och Alingsås. En tidsgräns finns som gör att om ankommande tågs försening är tillräckligt stor kommer det andra tåget att avgå. En fördel med detta är att spår på stationer ockuperas vilket gör att andra tåg inte kan använda det aktuella spåret under tiden, vilket även är fallet i verkligheten om det står fordon i vägen. En nackdel kan dock vara att spårval p.g.a. trafikledningsbeslut och definierade alternativa spår kan innebära orimlig påverkan på annan trafik. Tågens passagetider justeras inte vid varje station i RailSys tidtabell. Ett tåg justeras mot ankomst- och avgångstider enligt tidtabellsbok eller i vissa fall daglig graf vid stationer där tåget har planerade uppehåll. Till detta tillkommer en del andra stationer där tiden justeras, detta hänger ihop med hur delsträckorna är definierade i infrastrukturmodellen. Samtliga tåg har ett fast körtidstillägg på 3 %. Det övriga tillägget som blir över efter att ett tåg justerats mot tidtabellen inklusive det fasta tillägget kan läggas in under olika kategorier eller delas upp mellan dessa. I programmet kan inställningar göras för hur många procent av de olika tilläggskategorierna som kan användas om tåget är försenat i en simulering. Inställningarna gäller generellt vilket gör det svårt att få flexibilitet om man samtidigt vill ha olika värden för flera tåggrupper. 8

2.5 Modellering av primära störningar För att efterlikna verkligheten behöver tågen i RailSys störas med hjälp av olika förseningsfördelningar som påverkar tågen vid bestämda platser i nätet. I RailSys finns flera typer av störningar som kan appliceras. Inträdesstörningar används på platser där tåg skapas i simuleringarna, t.ex. vid startstationer eller vid randen till det simulerade området. En annan störningstyp används för att modellera förlängda uppehåll, t.ex. att av- och påstigning tar längre tid än planerat. På linjesträckor mellan stationer används linjestörningar. De primära störningarna som ansätts leder i simuleringarna till att sekundära störningar skapas när tågen stör varandra. Stor vikt måste läggas vid att skapa realistiska primära störningar. I tidigare simuleringsprojekt på VSB bearbetades en stor mängd TFÖR-data för att konstruera framförallt inträdes- och linjestörningar [1]. Av dessa två är linjestörningar det som kräver mest arbete. För att hålla mängden störningsfördelningar på en hanterbar nivå läggs inte störningar mellan varje station. Istället delas nätet in i längre delar som omfattar flera stationssträckor. På en del kan sedan störningar kopplas till valfri linjesträcka mellan två intilliggande stationer. I genomförda simuleringar har störningarna lagts ungefär i mitten på respektive delsträcka. Det innebär att på en viss delsträcka kommer samtliga tåg som får en primär linjeförsening att få den mellan samma två intilliggande stationer. Störningen läggs på som en ren körtidsförlängning, tågen stannar vid en viss punkt och fortsätter när den specifierade störningstiden har passerat. Hastigheten behålls, d.v.s. ingen retardation eller acceleration tillkommer. Eventuellt bakomvarande tåg som hindras blir tvungna att bromsa ned eller stanna vid en stoppsignal och får i och med det en sekundär försening. När TFÖR-data för de merförseningar som tågen drabbats av på en delsträcka analyseras, behöver de förseningar med en orsakskod som indikerar sekundär försening tas bort innan fördelningar konstrueras för RailSys. Små förseningar som är under 5 minuter är oftast inte orsakskodade, vilket medför att antaganden behöver göras om andelen primära respektive sekundära förseningar i det intervallet. Extremt höga förseningsvärden behöver oftast också tas bort. De uppehållsstörningar som används utgår från manuella mätningar som genomfördes av SJ AB på utvalda stationer under perioden januari-februari 2007. Mätresultaten sammanställdes till fördelningar för uppehållstiden. Tre nivåer används beroende på stationstyp. Dessa uppehållsfördelningar används även för regionaltåg. För pendeltågen mellan Alingsås och Göteborg skapades egna fördelningar. Minsta tillåtna uppehållstid för X2 och andra regionaltåg är satt till 30 sekunder. Fördelningarnas utformning gör dock att majoriteten av tågen får en längre uppehållstid. 9

Innan en simulering görs i RailSys genereras en störd tidtabell (störningsfil) bestående av slumpmässiga störningar som i sin tur skapas utifrån de inlagda störningsfördelningarna. De primära störningarna i varje cykel är alltså redan kända när en simulering startas. Om små ändringar görs i tidtabellen, t.ex. att tider (körtider, uppehåll) eller tåglägen ändras, kan samma störningsfil användas till den nya simuleringen. De primära störningarna är då samma, vilket oftast är intressant vid jämförelser eftersom det eliminerar en slumpkälla. Alternativt kan, beroende på hur stor variation som finns i störningsfördelningarna, antalet simuleringscykler göras tillräckligt stort för att kompensera den slumpeffekt som annars kan påverka vid jämförelser av två resultat. 2.6 Simuleringar med olika uppsättningar av slumpvist genererade förseningar När den störda tidtabellen skapas utgår programmet från de förseningsfördelningar beskrivits tidigare. I det här skedet bestäms exakt vilka tåg som får primärförseningar och hur stora förseningarna är i respektive simuleringscykel. Förekomsten av de olika tidsvärdena slumpas ut, vilket innebär att utfallet påverkas av antalet cykler som simuleras. Hur utfallen för t.ex. punktlighet varierar beror också till stor del på spridningen i de använda förseningsfördelningarna. Betraktas resultaten på en aggregerad nivå för t.ex. en grupp med ett visst antal tågindivider kan oftast färre cykler simuleras än om varje tåg i samma grupp ska betraktas individuellt. För t.ex. X2-gruppen i riktning mot Göteborg, som består av 16 tågindivider, bildas den aggregerade punktligheten av medelvärdet för 16 gånger 1600 cykler vid respektive mätstation. Förekomsten av låsningar reducerar siffran något. Hur många cykler som behöver simuleras kan bestämmas genom att jämföra resultat från flera liknande simuleringar med varierande antal cykler. När skillnaderna i utfallen blir tillräckligt små för t.ex. varje dubblering i antal cykler fås en bra uppfattning om hur många cykler som minst bör simuleras. Figur 3 visar medelvärdet av skillnaden mellan största och minsta punktlighetsvärde för varje tåg med fyra olika slumpningar av primärförseningar. 2,00 1,75 T09 endast X2 inkl ps 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 Cst Flb Söö Gn Fle K H Lå Sk F Hr A P G Figur 3: Medelvärde för maximal punktlighetsskillnad per X2-tåg (procentenhet). Heldragen linje riktning Göteborg, streckad linje riktning Stockholm. 10

Dels används tidtabell T09 med andra tåg och dels fallet där enbart X2-tåg körs med tillhörande primärförseningar. Figur B1 och B2 visar den tågindividuella punktlighetsskillnaden. Avgångsvärdena vid Stockholm och Göteborg skiljer sig kraftigt mellan de två olika varianterna. Det är anmärkningsvärt med tanke på att samma fördelning används i de båda fallen. Andra tåg har visserligen en påverkan i fallet T09 och kan bidra till en minskning av spridningen per tågindivid, men skillnaden är ändå tydlig. 2.7 Begränsningar med simulering Verklig järnvägstrafik är ofta komplex vilket gör att t.ex. simuleringar inte helt kan efterlikna alla förutsättningar och egenskaper i systemet. I många fall går det dock att komma tillräckligt nära verkligheten för att kunna göra jämförelser mellan olika ändringar som görs i t.ex. tidtabellen, primärstörningar eller i fordonsprestanda. Förutom att själva infrastrukturen och fordonen ska vara tillräckligt bra ligger en viktig del i simuleringsprogrammets trafikledningsfunktion. I RailSys används bl.a. olika prioriteringstal och trösklar för att påverka hur tågen trafikleds. Dessutom finns möjlighet att ändra den tidsrymd som programmet använder sig av för göra trafikledningsbeslut. Om tidsrymden är för stor kan högprioriterade tåg gynnas orimligt mycket eftersom trafikledningsbeslut, vilka inte senare kan ändras, tas för tidigt. Motsatsen gäller om tidsrymden för trafikledningsfunktionens agerande är för kort. I RailSys används även parametrar som styr hur tågens prioritetstal värderas mot total förseningsminimering. Trafikledingsbeslut fattas genom att försöka lösa identifierade kommande konflikter mellan tågpar med hänsyn till bl.a. prioritetstal och tillåtna tågvägar genom stationer. En viktig egenskap i RailSys är att tågen aldrig avgår före den i programmet tidtabellslagda tiden. Detta kan ibland medföra problem på sträckor där det finns betydande körtidsmarginaler eftersom tågen då inte kör för fullt utan anpassar hastigheten efter tillgänglig marginal. Godståg som ligger före sin tidtabell, vilket inte är ovanligt, är svåra att modellera. Dessutom finns begränsningar när det gäller hur tåg som är planerade att förbigås vid en station hanteras om förbigången p.g.a. störningar inte behövs vid just den stationen. När det gäller försenade tåg finns möjlighet att tillåta användning av körtidsmarginaler för att minska förseningar. I vissa situationer kan ändrad tågordning mellan två tåg medföra problem eftersom förbigångsmönstret inte nödvändigtvis anpassas, vilket medför att ett efterföljande tredje tåg drabbas av en onödigt stor försening. RailSys klarar inte på ett bra sätt av spontana högerspårskörningar eftersom de innebär en hög sannolikhet för låsningar. 11

I normalfallet finns inte möjlighet att modellera fordonsfel genom att slumpvist försämra prestandan för ett tåg och sedan behålla den egenskapen till slutstationen. Däremot finns förutsättningar att skriva egna tidtabellsstörningar och där koppla ihop t.ex. flera på varandra följande linjeförseningar för samma tåg i en viss simuleringscykel. Beroende på hur mycket prestandan försämras kan förseningen räknas ut i förväg för olika sträckor. 12

3 Genomförda simuleringar I syfte att undersöka hur olika ändringar i tidtabellen för X2-tågen påverkar punktligheten testas tre varianter, varav de två första fokuserar på minskade och ökade tillägg. Den tredje varianten handlar om att skapa större tidsmarginaler mellan X2 och andra tåg. Efter att resultat från dessa inledande simuleringar analyserats görs även ytterligare körningar där den tidtabellslagda tidsskillnaden ökas mellan passerande X2-tåg mot Stockholm och avgående lokaltåg i Gnesta. I en simulering ersätts X2 av tåg med bättre accelerationsprestanda. I samtliga undersökta fall simuleras 1600 dygn (cykler). För att analysera punktligheten för hela X2-gruppen i respektive riktning är skillnaderna relativt små redan mellan 100 och 200 dygn. Behov finns dock att få ut punktlighetsdata för individuella tåg och därför simuleras trafiken under 1600 dygn. De flesta X2-tåg mellan Stockholm och Göteborg har åtta minuter i nodtillägg som läggs på den teoretiskt körbara minsta tiden. Nodtilläggen brukar fördelas genom att fyra minuter ligger på sträckan Stockholm Hallsberg och lika mycket på Hallsberg Göteborg. Nodtilläggen används för att skapa en viss återhämtningsförmåga vid mindre störningar orsakade av t.ex. andra tåg, hastignedsättningar i banan eller annat som av erfarenhet uppkommer i trafiken. Ett exempel på tillägg kan t.ex. vara att tågen vid två tillfällen på en cirka 20 mil lång nodsträcka måste sänka hastigheten till 70 km/h på en nedsättningssträcka som är 200 meter [3]. Till detta tillkommer oftast 3 % tidstillägg för att bl.a. ta upp effekter av olika förarbeteenden. När tåg gör uppehåll används start- och stopptillägg för att kompensera för den tid som åtgår för acceleration och retardation. Här tillkommer också tid för avoch påstigning. Förutom de nämnda tilläggen sker avrundningar för att få jämna minuttal i tidtabellen vilket i många fall innebär ytterligare tilläggstid. Tidtabellen för ett tåg består alltså av en teoretiskt minsta körbar tid på vilken olika tillägg adderas beroende av vilken sträcka tåget trafikerar och antal uppehåll. 3.1 Referenssimulering För att få värden som de nya tidtabellsalternativen kan jämföras mot görs en referenssimulering. I denna simulering går alla tåg enligt daglig graf för 29 januari 2009. Resultatet jämförs mot utfall från tidtabellsperioden T06.1 i syfte att ha någon typ av jämförelsedata i själva referensfallet. Fordonstyperna som nu används i RailSys skiljer sig också från de som utnyttjades i tidigare simuleringsprojekt, framförallt vad gäller godståg [1]. Punktligheten framgår i figur 4, gränsvärde som används är rätt tid + fem minuter (RT+5). 13

100 95 90 85 80 75 70 100 TFÖR T06.1 RailSys T09 95 90 85 80 75 70 Cst Flb Söö Gn Fle K H Lå Sk F Hr A P G Figur 4: Punktlighet för X2 Stockholm Göteborg. TFÖR-data T06.1 och RailSyssimulering med tidtabell T09. En tydlig skillnad mellan situationen hösten 2006 och våren 2009 är de ombyggnadsarbeten som skedde vid Gnesta vilket medförde hastighetssänkningar för tågen i bägge riktningar. Tidtabellerna skiljer sig också, vilket gör att användning av data från T06.1 som referens för simuleringar i tidtabell T09 inte är helt rättvisande. Vid jämförelse mellan flera tidtabellsalternativ är det dock tillräckligt. En bättre generell uppfattning kan fås om flera minutnivåer betraktas. Figur 5 visar punktligheten för nivåerna tre, fem, sju och tio minuter. Kurvorna följer i stort sett samma mönster. Punktligheten för X2 som är maximalt fem minuter försenade är bättre vid ankomst till Göteborg än till Stockholm. Vid sju-minutersnivån är andelen tåg vid ankomst till slutstation ungefär lika. Punktligheten vid tio minutersnivån är något bättre vid ankomst till Stockholm jämfört med ankomst till Göteborg. Den procentuella andelen punktliga tåg på tio minuters-nivån är högre för Stockholm än för Göteborg, till skillnad mot de lägre minutnivåerna. En bidragande orsak är att tåg som har en medelstor till kraftig försening mot Göteborg har större sannolikhet att hinna ikapp ett långsammare tåg. Förbigångsmöjligheterna på sträckan mellan t.ex. Falköping och Göteborg är begränsade, speciellt om persontåg ska förbigå ett annat persontåg. Vid en tillräckligt stor försening riskerar X2-tågen dessutom att hamna bakom pendeltåg som gör tio uppehåll mellan Alingsås och Göteborg C. Tillägget som finns i tidtabellen för X2 på aktuell sträcka ger tåg med en mindre försening möjlighet att köra in lite tid. Om X2 däremot hamnar bakom ett långsammare tåg växer förseningen och tillägget kommer inte att kunna förbättra punktligheten. 14

100 95 3 5 7 10 90 85 80 75 70 65 60 100 95 90 85 80 75 70 65 60 Cst Flb Söö Gn Fle K H Lå Sk F Hr A P G Figur 5: Simulerad punktlighet enligt T09 för X2 vid olika minutnivåer. Störningsmoment finns även i riktning mot Stockholm, bl.a. pendeltåg mellan Gnesta och Järna samt tillkommande regionaltåg vid Järna och Södertälje. Hastighetsskillnaderna mellan regional- och X2-tågen är dock inte så stor och på sträckan Flemingsberg Stockholm får det knappt någon påverkan p.g.a. den statiska hastighetsprofilen. Tåg som gör uppehåll i Flemingsberg kommer förstås att påverka om ett annat tåg ligger tätt bakom, stationen saknar förbigångsmöjlighet i riktning mot Stockholm. En faktor som potentiellt har stor påverkan på punktligheten är om ett pendeltåg precis hinner ut före ett X2-tåg vid Gnesta. Den gemensamma sträckans längd är relativt kort men pendeltågens uppehåll i Mölnbo innebär en betydande tidsfördröjning för ett bakomvarande snabbare tåg. Jämfört med situationen i riktning Göteborg där en lång gemensam sträcka finns med blandad trafik har tågen mot Stockholm oftast möjlighet att behålla eller förbättra sin punktlighet från Järna och vidare mot Stockholm. Även här finns tillägg i tidtabellen för att fånga upp mindre störningar. En bättre uppfattning över hur tågen presterar i en simulering ges om varje tåg plottas individuellt (Bilaga B). I figur B3, som visar punktligheten för X2 mot Göteborg på RT+5-nivån, framgår t.ex. att de flesta tågen har en relativt bra ankomstpunktlighet i Göteborg. Nonstop-tågen 401 och 405 har däremot dålig punktlighet. Båda tågen har samma körtid enligt tidtabell mellan Laxå och Skövde, skillnaden är att tåg 401 har en planerad förbigång av godståg i Väring, vilket tillsammans med slumpvisa störningar förmodligen orsakar skillnaden för de två tågen. Tåg 401 har ett ogynnsamt tågläge med mycket annan trafik runtomkring. Vid Skövde passerar 405, med en minuts marginal, före ett avgående regionaltåg 15

mot Falköping. Även en relativt liten försening mot Skövde gör att tågordningen ändras, vilket punktlighetesminskningen mellan Skövde och Falköping för tåget visar. Tåg 443 gör i den inlagda tidtabellen förbigång i Floby och Herrljunga som kombinerat med obefintligt tillägg gör att punktligheten sjunker. På sträckan Alingsås Göteborg finns däremot tillräckligt med tillägg som möjliggör en återhämtning. Förbigångar i både Slätte och Väring bidrar till att punktligheten för 439 sjunker mellan Laxå och Skövde. Litet tillägg mellan Alingsås och Partille gör att återhämtningsförmågan är dålig. För den sträckan gäller generellt att de flesta X2-tåg har tillräcklig marginal, vilket ger möjlighet till förseningsminskning. Samma förhållande gäller även sista delen in till Göteborg C. I riktning mot Stockholm är spridningen mellan tågen större (figur B4). Avgångar från Göteborg mellan kl. 5 13 har bra ankomstpunktlighet i Stockholm, undantaget nonstop-tågen 400 och 402. I simuleringarna är tåg 402 en potentiell störningsfaktor för efterföljande 400, marginalen mellan tågen är sex minuter. En anledning till att tåg 400 försenas kraftigt efter Laxå är att det även med en liten försening riskerar att hamna i konflikt med tåg 452 från Karlstad. Inget av tågen har några mellanliggande uppehåll men en ändrad tågordning kan innebära en merförsening för tåg 400. Nonstop-tågen har snävare körtidstillägg även mot Stockholm jämfört med andra X2 vilket ger en påverkan över hela sträckan. Tåg 406 har obefintligt med tillägg mellan Alingsås Falköping och ska även förbigå ett godståg i Lerum samt ett InterCity-tåg i Vårgårda. Liknande förutsättningar gäller även tåg 446 som gör en förbigång i Regumatorp mellan Herrljunga och Falköping. Samma tåg får även en kraftig punktlighetsförsämring efter Hallsberg. Potentiella störningskällor är dels vid Katrineholm där tåget ankommer strax efter att ett regionaltåg lämnar samma planlagda plattformsspår. Senare sker en förbigång av det regionaltåget i Flen, där en störning lätt sprids p.g.a. att ett X2-tåg från Malmö strax innan förbigår ett InterCity-tåg. Det först förbigångna tåget ska därefter hinna undan innan regionaltåget ankommer för att släppa förbi 446. För några X2-tåg syns också en försämring efter Gnesta vilken uppkommer om de aktuella tågens försening gör att ett pendeltåg hamnar framför på sträckan fram till Järna. 16

3.2 Ändring av körtidsmarginal För att se hur mycket ändrade körtidsmarginaler påverkar punktligheten för X2- tågen görs två simuleringar, en med minskade och en med ökade tillägg (figur 6). Avdrag och tillägg görs med totalt fyra minuter. För de flesta tågen ligger halva tidsändringen mellan Flemingsberg och Hallsberg och resten på återstående delen fram till Alingsås. Normalt görs inga relativa tidtabellsändringar mellan Stockholm och Flemingsberg samt mellan Alingsås och Göteborg. Avdragen som görs är ungefär likadant fördelade i båda riktningar. Normalt minskas körtidstillägget med en minut mellan Flemingsberg Katrineholm och mellan Katrineholm Hallsberg. I riktning mot Stockholm minskas normalt inte körtidstillägget mellan Hallsberg och Flen, däremot görs avdrag på två minuter mellan Flen och Flemingsberg. Väster om Hallsberg dras en minut bort på sträckan Laxå Skövde respektive Skövde Alingsås. I några fall har även avdrag med halvminuter gjorts. 100 95 T09 avdrag tillägg 90 85 80 75 70 65 60 100 95 90 85 80 75 70 65 60 Cst Flb Söö Gn Fle K H Lå Sk F Hr A P G Figur 6: Simulerad punktlighet för X2 Stockholm Göteborg. Tidtabell T09, avdrag respektive tillägg av körtidsmarginaler med fyra minuter. I det andra fallet med ökade körtidsmarginaler ligger tilläggsminuterna ungefär på samma sträckor som avdragsminuterna i det första fallet. Ingen tid läggs på mellan Katrineholm och Hallsberg, utan ändringarna görs oftast mellan Flemingsberg och Flen. De flesta ändringarna görs genom att avgångstid eller ankomstid vid ändstationerna fixeras. Trafiken mellan Stockholm C och Stockholm S samt mellan Alingsås och Göteborg är under högtrafiktid så pass tät att större förskjutningar i befintliga tågkanaler inte är möjliga. Alternativet kan vara att helt byta plats mellan två tåg. 17

I båda fallen (avdrag och tillägg) är det nödvändigt att justera tidtabellen för andra tåg som påverkas av de ändringar som görs för X2. Målsättningen är att försöka göra ändringarna för X2 på ett sätt som minimerar påverkan på andra tåg. Få ändringar görs närmast Stockholm och Göteborg. Typiska justeringar som görs för andra resandetåg längs linjen är att de flyttas i grafen t.ex. med två minuter åt ena eller andra hållet, i några fall förlängs uppehållstider vid stationer. Ändringarna som görs för andra tåg är ungefär lika till antal i både fallet med avdrag och tillägg för X2. De påverkade tågen är till stor del olika i de två fallen. I simuleringsfallen med ändrade körtidsmarginaler visas punktlighetsdiagram för respektive tågnummer i figur B5 B8. När körtidsmarginalen minskas sjunker punktligheten generellt för samtliga tåg. Kurvorna i diagrammen påminner relativt sett de som finns i figur B3 och B4 vilka visar referensfallet med tidtabell T09. På sträckor där punktligheten sjunker omotiverat mycket beror det oftast på att tidsmarginalerna mot andra tåg blivit mindre vid t.ex. förbigångar. En annan orsak kan vara att en ursprungligen liten körtidsmarginal på en delsträcka blivit ännu mindre, vilket i kombination med hög sannolikhet för primära linjeförseningar ger utslag i punktlighetdiagrammen. I simuleringsfallet med ökade körtidsmarginaler sker en tydlig punktlighetshöjning för flertalet av tågen. Ett undantag är tåg 405 som får en kraftig försämring mellan Alingsås och Partille. Anledningen är att tidsmarginalen blivit för snäv i förhållande till avgående pendeltåg. Eftersom punktligheten för 405 redan är dålig i Herrljunga finns en stor sannolikhet för ändrad tågordning mellan Alingsås och Göteborg. En planerad förbigång av godståg i Lerum bidrar förmodligen också till den kraftiga punktlighetsminskningen. 3.3 Större tåglägeskanaler för X2 Tåg med små tidsmarginaler till andra tåg riskerar även vid relativt små tidsavvikelser att drabbas av eller sprida störningar. En simulering görs i syfte att undersöka hur mycket punktligheten för X2 kan förbättras om tidsavståndet mellan X2 och andra tåg ökas. I den simulerade tidtabellen är X2-tågens tider fixerade enligt T09. Andra tåg som ligger för nära tidigare- eller senareläggs oftast med 2 3 minuter. Minst fem minuter utgående från tidtabellstid ska finnas mellan X2 och andra tåg. Om en förbigång görs eller ett framförvarande tåg kör undan används minst fyra minuters tidsmarginal. Det kan även beskrivas som att X2-tågens tidskanaler görs större eller separeras mot andra omkringliggande tåg. I vissa fall gäller det även korsande trafik. Principen används inte fullt ut vid Göteborg C och inte alls mellan Stockholm C och Stockholm S. En betydande mängd tidtabellsändringar behövs för att uppfylla villkoret för tidsmarginalerna. Några tåg trycks ut ur sin befintliga kanal, får ändrade uppehållstider eller i vissa fall indragna uppehåll. För en del godståg behöver förbigångsstationer ändras och läggas till vilket betyder att den totala gångtiden 18

förlängs. Även med X2-tågens tidtabell fixerad existerar flera möjliga lösningar för att uppnå tillräckliga marginaler. Målsättningen är att begränsa påverkan på andra tåg och att inte helt behöva ta bort något tåg. Exempel på ändringar som görs för några av resandetågen är: UVEN: Tidigarelagd avgångstid från Katrineholm mot Flen. Korsar ofta nedspår strax innan ankommande X2. Pendeltåg Gnesta: Senarelagd avgångstid minskar sannolikheten för ändrad tågordning med X2. TiB och Kinnekulletåg: Ändringar på sträckan Hallsberg Laxå (Gårdsjö). Vättertåg: Endast marginella ändringar. Pendeltåg Alingsås: Tidigarelagd avgångstid, korsar ibland uppspår innan X2 passerar. InterCity mot Göteborg: Senarelagd avgångstid från Hallsberg minskar sannolikheten för ändrad tågordning med X2. Indraget uppehåll i Laxå. InterCity mot Stockholm: Indraget uppehåll i Laxå möjliggör att önskad tidsmarginal mot efterföljande X2 uppfylls i Hallsberg. Fler resandetåg än de som redovisas ovan behöver ändras. Det rör sig då om enstaka tåg i andra grupper och mestadels små ändringar. En observation som kan göras är att tidsmarginaler mellan andra tåg i vissa fall blir mindre när tidskanalerna för X2 görs större. Den påverkan som X2 då utövar kan i de andra tågens perspektiv ses som ogynnsam. Om en ändring för ett annat tåg enbart medför en förskjutning i tidtabellen och att förutsättningarna för tidskanalen ej ändras, kan en punktlighetsförbättring uppnås för både X2 och det andra tåget. I teorin minskar sannolikheten för att ett försenat X2 ska störa avgångstiden för det andra tåget när den planerade tidsmarginalen mellan dem ökar. När ändringarna i tidtabellen är genomförda simuleras trafiken med samma primära störningar som i tidigare fall (figur 7). Punktligheten förbättras tydligt för tåg mot Stockholm. I riktning mot Göteborg krävs inte lika många ingrepp i tidtabellen eftersom tidsmarginalkravet oftare är uppfyllt, effekten på punktligheten är också marginell (figur 7). Punktlighetsspridningen mot Stockholm är som tidigare nämnts större än för tågen mot Göteborg (figur B3 och B4), vilket t.ex. kan innebära att förbättringspotentialen är större. Om en klar förbättring kan uppnås för flera tåg blir även skillnaden i medelpunktlighet för hela tåggruppen tydlig. Tågens individuella punktlighet mot Göteborg uppvisar få förbättringar (figur B9) jämfört med motsvarande diagram för tidtabell T09 (figur B3). Största förbättringen är för tåg 401 som i simuleringen av T09 har en kraftig punktlighetsminskning efter Alingsås, något som förmodligen är en kombinationseffekt av en planerad godstågsförbigång i Alingsås och ändrad tågordning vid Floda där ett pendeltåg avgår två minuter efter 401:s passagetid. 19

100 95 90 85 80 75 70 100 T09 kanalsep 95 90 85 80 75 70 Cst Flb Söö Gn Fle K H Lå Sk F Hr A P G Figur 7: Simulerad punktlighet för X2 Stockholm Göteborg. Tidtabell T09 och variant med ökade tåglägeskanaler för X2. Något överraskande är punktlighetsminskningen för tåg 439 efter Laxå. Två godstågsförbigångar är planerade på sträckan Laxå Skövde, vid Slätte och Väring. De berörda godstågen har justerats för att uppfylla kravet på minsta tidsmarginal. Vid kontroll mot loggfiler framgår det att det minskade tidsavståndet inbördes för godstågen vid Hallsberg (Tälle) ökar sannolikheten för ändrad tågordning mellan dem. En följdeffekt blir att 439 drabbas längre fram. I andra riktningen syns förbättringar för flera tåg (figur B10). Mellan Laxå och Hallsberg får inte tåg 436 den punktlighetsminskning som uppkommer i simuleringen av T09 (figur B4). Avgångstiden för ett regionaltåg från Laxå flyttas för att motverka ändrad tågordning. Även tåg 446 får en förbättring, en förbigång vid Regumatorp är justerad samt att InterCity-tåg flyttas vid Katrineholm och Flen. Några X2-tåg får en förbättring efter Gnesta eftersom tidsmarginalen mellan dem och avgående pendeltåg blivit större, sannolikheten för ändrad tågordning minskar. Sammantaget sker förbättringar för fler tåg mot Stockholm än mot Göteborg vilket kan förklara skillnaderna i figur 7. De tåg i riktning mot Stockholm som drabbas av en tydlig punktlighetsminskning efter Gnesta studeras separat. Aktuella tågnummer är 420, 434, 436, 438 och 440. Motsvarande pendeltågsavgångar senareläggs för att uppfylla tidsmarginalen på fem eller åtta minuter (figur 8). I ett fall finns inte plats för en senarelagd avgång och pendeltåget flyttas därför till ett annat tågläge. 20

100 95 T09 5 min 8 min 90 85 80 75 70 Fle Gn Söö Flb Sst Cst Figur 8: Simulerad punktlighet för X2 tågnummer 420, 434 436, 438 och 440. Tidtabell T09 och utökad tidsmarginal mellan X2 och avgående pendeltåg i Gnesta. Situationen i Gnesta är ett bra exempel på hur känslig trafiken är när tåg med lägre hastighet hamnar framför ett snabbare tåg. Mellan Gnesta och Järna förstärks effekten av ändrad tågordning eftersom pendeltågen gör uppehåll i Mölnbo. Medelhastighetsskillnaden mellan tågen ökar då ytterligare. Det bör observeras att eftersom diagrammen visar andel tåg som i simuleringarna är maximalt fem minuter försenade, innebär en minsta avgångstidsskillnad på fem minuter i Gnesta att pendeltågens påverkan på punktligheten minimeras. X2 som har större förseningar kommer även fortsättningsvis att störas om de hinner ikapp ett framförvarande pendeltåg innan Järna. I figur 9 visas exempel på bibehållen respektive ändrad tågordning mellan Gnesta och Järna. 16:00 16:10 16:20 16:30 16:40 16:50 17:00 17:10 17:20 17:30 17:40 Södertälje_2 SÖÖ Järna JN Mölnbo 536 436 2450 438 2454 MÖ Gnesta 536 436 2452 538 538 438 GN Björnlunda B 16:00 16:10 16:20 16:30 16:40 16:50 17:00 17:10 17:20 17:30 17:40 Figur 9: Exempel på bibehållen samt ändrad tågordning vid Gnesta 16 oktober 2008. Heldragen linje visar planerat tågläge och streckad linje verkligt utfall enligt TFÖR. I det första fallet kvarhålls pendeltåget för att släppa förbi ett lätt försenat X2- tåg från Göteborg. En timme senare uppstår en liknande situation, men här har X2-tåget en större försening än i föregående fall och hamnar bakom pendeltåget vilket leder till en merförsening. Situationen i båda fallen kompliceras ytterligare av försenade X2-tåg från Malmö som kan ha bidragit till att tågen från Göteborg försenats innan Gnesta. TFÖR-data som visas i figur 9 har bearbetats i ett annat uppdrag vid KTH [4]. 21