1. Modeller för att analysera samband
mellan infrastruktur och trafik
Transportforum 2011
420
390 Down-bound
360 Up-bound
330 0.016
300 0.014
270
Crossing time [s]
0.012
240
210 0.01
180
0.008
150
120 0.006
90 0.004
60
0.002
30
0 0
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500
Delay difference
Dr Olov Lindfeldt
olov.lindfeldt@vectura.se
En tågtrafikplanerare har…
”En djup kunskap och förståelse för
järnvägens samhällsmässiga och tekniska
funktion”
Vilket förutsätter kunskaper i:
• Samhällsplanering
• Trafik- och tidtabellsplanering
• Trafikledning och järnvägsdrift Samband
• Järnvägsteknik (spår, signal mm) infrastruktur –
• Fordonsteknik trafik
• Modellering
1

2. Samband infrastuktur – trafik
• Rörelser
• Signalsystem
• Tidtabell
• Förseningar
• Trafikledning
Modeller och metoder
Olovs favoriter
• Signalmodeller
Låsning och upplåsning av tågvägar. Villkor.
Blockdiagram, Max-plus-algebraiska metoder
• Kombinatoriska modeller
• Statistiska modeller
Faltningsbaserade metoder, t ex Strehle, Samfost
• Simuleringsmodeller
• Trafikledningsmodeller
• Faktorförsök
För att undersöka huvudeffekter och samspel
2

3. Exempel:
Norska höghastighetsutredningen
• Hur ska infrastrukturen se ut?
När enkelspår?
När dubbelspår?
Stationsutformning?
Mötesstationer
Förbigångsstationer
Krysstationer
Knutpunkter
Stationsavstånd?
Punktlighet?
Tillförlitlighet?
• Angreppssättet för tankarna tillbaka till 1850-talet och
Nils Ericsons järnvägsbygge i Sverige…
Mötesstationer
Mötesområden
Höghastighetstrafik kräver särskilt utformade mötesområden
dvs grupper av mötesstationer och/eller partiella dubbelspår.
L 17
L 16
L 15
L 14
L 13
L 12
L 11
L 10
L9
L8
L7
L6
L5
L4
L3 Metod:
Tidtabellsanalys
L2
L1
0 30 60 120 180
Time [min]
240 300 360
(förberedande steg)
3

4. Mötesstationer
Förseningar
Infrastrukturen bestämmer hur ingående förseningar
transformeras till utgående förseningar.
1
0.9 Exit
0.8 Entrance
Cummulative probability
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1 Metod:
0
0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200
Statistisk metod
Delay [s] (Samfost)
Mötesstationer
Nödvändiga tidstillägg
Tidstillägget (tidsförlusten för tågmöte) bestäms av:
• Infrastruktur
• Ingående förseningar
• Förseningsacceptans
Delay level Exp 160
350
300
250
Time [s]
200
Crossing supplement
150
Passenger stop
100
50
Metod:
Statistisk metod
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516 + faktorförsök
4

5. Förbigångsstationer
Utformning
Växelstandard och spårlängd anpassas för tidseffektiva
förbigångar.
Stopping point
Entrance Distances [m]
turnout
100 km/h 160 310 100 160
130 km/h 215 585 “ “
Metod:
160 km/h 320 900 “ “
Rörelsemodell
Förbigångsstationer
Utformning
Förbigångstiden beror på växelstandarden.
Regional train overtaken by high-speed train
12000
11000
10000
9000
160 km/h
8000
Distance [m]
7000 130 km/h
6000 100 km/h
5000
4000
3000
2000
1000 Metod:
0
0 60 120 180 240 300 360 420 480
Signal- och
Time [s] rörelsemodell
5

6. Trafikering av dubbelspår
Tidtabeller
Snabba godståg kan blandas med snabba persontåg.
7 10
Inter-loop distance: 20km Inter-loop distance: 20km
Frequency of service: 30 min Frequency of service: 30 min
Speed: 250/140 km/h Speed: 300/140 km/h
Stop high-speed: 150 km Stop high-speed: 150 km
1 1
2 2
3 3
4 4
5
5
6
7 6
7
8
8
Passing loop
Passing loop
9
10 9
11 10
12 11
13 12
13
14
15 14
16 15
17 16
18 17
19 18
20 19
20
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
Time [min] Time [min]
Metod:
Kombinatorisk
tidtabellsanalys
(TVEM)
Trafikering av dubbelspår
Kapacitet
Kapaciteten beror på hur man blandar…
12
Mean number of freight trains/h
10
8
20 km
6
40 km
4 60 km
2
0
250 300 250 300 250 300 250 300
Metod:
Kombinatorisk
tidtabellsanalys (TVEM)
+ faktorförsök
6

7. Krysstationer
Tillfällig enkelspårsdrift
Tidtabellen anpassas inte för tillfällig enkelspårsdrift orsakad
av fel, olyckor, underhåll mm »» ”slumpmässiga” ankomster
Train A
Train C Train B
Metod:
Analys av
trafikeringsprinciper
(förberedande steg)
Krysstationer
Grafisk tidtabell
Konvojtrafik ökar kapaciteten och merförseningen i samband
med tillfällig enkelspårsdrift.
Bunch size: 2 trains
Turnout: 100 km/h
Max speed: 300 km/h
Inter-loop distance: 20 km
28
26
24 Track loop 2
22
20
18
16
Distance [km]
14
12
10
8
6
4
Metod:
2 Track loop 1
0
-2 Signal- och
-4
-6 rörelsemodell
0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440 1560 1680 1800
Time [s]
7

8. Krysstationer
Hastighetspåverkande faktorer
Tågens hastigheter påverkas här av restriktioner i växlar och
av framförvarande tåg.
Bunch size: 2 trains
Turnout: 100 km/h
Max speed: 300 km/h
Inter-loop distance: 20 km
300
275
250
225
200
Speed [km/h]
175
150
125
100
75
50
Metod:
25 Signal- och
0 rörelsemodell
0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440 1560 1680 1800
Time [s]
Slutsatser
• Flera alternativa analysmetoder finns
• Viktigt med god kartläggning inför själva analysen
• Utnyttja erfarenhet från tidigare projekt
Färre faktorer att analysera
Högre precision i resultaten
8

9. Coming papers…
• Analysis of capacity on single-track railway lines
International Seminar on Railway Operations Research,
Rome, February 16-18th 2011
• Design of single-track high-speed railway lines for
reliable operation
Railway Engineering – 11th International Conference and
Exhibition, London, June 29-30th 2011
• Design and location of track loops for optimal
redundancy on double-track railway lines
Computers in Railways XIII, New Forest (UK), September
11-13th 2012
Tack för uppmärksamheten!
9