Simulering
Simulering
Simulering
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Vad är kapacitet<br />
Vem<br />
Leif Broberg<br />
BV Projektering Stockholm<br />
• Spårtrafikerfarenhet<br />
– SL Tunnelbanan<br />
– SL Roslagsbanan<br />
– Rhätische Bahn (Schweiz)<br />
• Optimering & <strong>Simulering</strong><br />
– Kommunikations & Transportsystem, LiTH<br />
– Profil: Trafikinformatik<br />
• BV Projektering sedan maj 2002<br />
– Signalprojektering<br />
– Kapacitetsutredningar<br />
Kapacitet<br />
• Vad är kapacitet<br />
– Några funderingar<br />
• Makro<br />
– Dubbel- eller enkelspår Hur många mötesstationer<br />
• Mikro<br />
– Kortare blocksträckor Snabbare växlar Repeterbaliser<br />
• Exempel<br />
– Västlänken – ERTMS löser allt<br />
– Västra Stambanan – kappkörningseffekten<br />
– Bålsta – Mikro<br />
• Inga svar – bara frågor!
Västlänken<br />
Västlänken<br />
Västlänken<br />
Citytunneln<br />
Citybanan<br />
(Göteborg)<br />
(Malmö)<br />
(Stockholm)<br />
Säcken<br />
En tunnel under City – för att öka kapaciteten<br />
Prislapp: ~ 10 Miljarder<br />
Vad får man för pengarna<br />
Hur många tåg kan Västlänken svälja<br />
Bohusbanan<br />
Göta älv<br />
Norge-<br />
Vänerbanan<br />
Västlänken<br />
Göteborg<br />
Vad avgör kapaciteten Central<br />
• Antal spår<br />
• Signalsystem<br />
• Tågens hastighet<br />
• Plattformsutformning<br />
Olskroken<br />
Almedal<br />
Västra Stambanan<br />
Västkustbanan<br />
Kust till kustbanan
Kapacitetsstudie - arbetsgång<br />
Bohusbanan<br />
Göteborg C<br />
Hamnbanan<br />
Norge/Vänernbanan (”BJ”)<br />
Sävenäs<br />
Olskroken<br />
Partille<br />
VSB<br />
Haga<br />
Chalmers<br />
Gårdatunneln<br />
• För att studera kapaciteten i<br />
järnvägs-systemet i Göteborg har vi<br />
byggt en modell<br />
Västlänken<br />
Almedal<br />
• Vi har byggt tåg av olika typer<br />
Mölndal<br />
• Vi har byggt en tidtabell<br />
VKB<br />
Ktk<br />
• Vi har simulerat trafiken i vår modell<br />
Hastighetsdiagram - ett tåg (tåg 3001)<br />
Hastighetsdiagram - ett tåg (tåg 3009) bland<br />
många
Grafisk tidtabell – många tåg som samverkar<br />
Tidsaxel<br />
Längdaxel<br />
Rött och rosa = pendeltåg<br />
Turkos = regionaltåg<br />
Blått = Öresundståg<br />
Tåget tvingas bromsa (”Vänta stopp” i försignal)<br />
Tåget tvingas stanna (”Stopp” i huvudsignal)<br />
Grafisk tidtabell – ”signalskuggor”<br />
Mörkgrått = belagd eller reserverad blocksträcka<br />
Ljusgrått = fri blocksträcka<br />
Grafisk tidtabell – utnyttjad kapacitet<br />
På linjen:<br />
mycket ”luft” mellan<br />
tågen<br />
På stationerna: nästan<br />
mycket ingen ”luft” lite mellan ”luft”<br />
mellan tågen tågen<br />
Göteborg C:<br />
Tågen ”omlott” – två<br />
spår/riktning
Grafisk tidtabell<br />
”Jämnar till hörnen” - skapar ”mer luft” på linjen!<br />
… men kan inte göra så mycket åt stationerna.<br />
Men moderna signalsystem då – t.ex. ERTMS och ”moving block”<br />
Vilket tåg är snabbast<br />
• 120 km/h<br />
• 1,02 kN/ton<br />
• 15 kW/ton<br />
• 3 breda dörrar/vagn<br />
• 200 km/h<br />
• 0,44 kN/ton<br />
• 10 kW/ton<br />
• 1-2 smala dörrar/vagn<br />
Vilket tåg är snabbast<br />
Uppehållstider<br />
X10/11/12/14<br />
• Många dörrar<br />
• Kort teknisk uppehållstid<br />
7 sek
Vilket tåg är snabbast<br />
Uppehållstider<br />
Öresundståg X31K<br />
• Få dörrar<br />
• Lång teknisk uppehållstid<br />
28 sek<br />
Tåguppehåll och resandeutbyte på större stationer är<br />
komplicerade skeenden som till stor del handlar om<br />
hur teknik samverkar med människan.<br />
Tåguppehåll och resandeutbyte på större stationer är<br />
komplicerade skeenden som till stor del handlar om<br />
hur teknik samverkar med människan.<br />
… och hur man bygger<br />
och underhåller<br />
stationer!<br />
Hur mycket längre tid<br />
tar uppehållet när var och en<br />
sparkar snön av skorna på första trappsteget
1001<br />
1003<br />
1005<br />
1007<br />
1009<br />
1011<br />
1013<br />
1015<br />
1017<br />
1019<br />
1021<br />
1023<br />
1025<br />
1027<br />
1029<br />
512<br />
514<br />
516<br />
518<br />
520<br />
KG<br />
Fur ul und<br />
FL<br />
Lomma<br />
Al nar p<br />
Ri nnebäck<br />
AL<br />
MGB<br />
M<br />
502<br />
504<br />
506<br />
508<br />
510<br />
512<br />
514<br />
516<br />
518<br />
520<br />
522<br />
524<br />
526<br />
528<br />
530<br />
512<br />
514<br />
516<br />
518<br />
520<br />
KG<br />
Fur ul und<br />
FL<br />
Lomma<br />
Alnar p<br />
Ri nnebäck<br />
AL<br />
MGB<br />
M<br />
Tåguppehåll och resandeutbyte på större stationer är<br />
komplicerade skeenden som till stor del handlar om<br />
hur teknik samverkar med människan.<br />
Varför är morgontåget<br />
från Borås försenat<br />
när det regnar<br />
… och kommer Kalmartåget att hinna till sin anslutning i Alvesta<br />
Hur många tåg kan köras på en linje<br />
25<br />
Kapacitet: Långsamma tåg<br />
(15 tåg/h)<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Röda = snabbtåg<br />
Blå = pendeltåg<br />
Bruna = godståg<br />
(Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)<br />
Hur många tåg kan köras på en linje<br />
25<br />
Kapacitet: Snabba tåg<br />
(12 tåg/h)<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Röda = snabbtåg<br />
Blå = pendeltåg<br />
Bruna = godståg<br />
(Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)
1001<br />
1003<br />
1005<br />
1007<br />
1009<br />
1011<br />
1013<br />
1015<br />
1017<br />
1019<br />
1021<br />
1023<br />
1025<br />
1027<br />
1029<br />
512<br />
514<br />
516<br />
518<br />
520<br />
KG<br />
Furulund<br />
FL<br />
Lomma<br />
Alnarp<br />
Rinnebäck<br />
AL<br />
MGB<br />
M<br />
Hur många tåg kan köras på en linje<br />
25<br />
Kapacitet: Snabba och långsamma tåg<br />
(4 tåg/h)<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Röda = snabbtåg<br />
Blå = pendeltåg<br />
Bruna = godståg<br />
(Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)<br />
Hur många tåg kan köras på en linje<br />
25<br />
Kapacitet: Snabba och långsamma tåg<br />
(8-9 tåg/h)<br />
20<br />
Hur mycket mer får vi för<br />
Vad är kapacitet<br />
15<br />
100 miljoner<br />
10<br />
Hur 5 många fler tåg kan vi köra<br />
0<br />
Röda = snabbtåg<br />
Blå = pendeltåg<br />
Bruna = godståg<br />
(Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)<br />
Hur många tåg kan köras på en linje<br />
- kapacitetsåtgärder<br />
Kapacitet: Långsamma tåg<br />
(15 tåg/h)<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Röda = snabbtåg<br />
Blå = pendeltåg<br />
Bruna = godståg<br />
(Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)
Hur många tåg kan köras på en linje<br />
- kapacitetsåtgärder<br />
Kapacitet: Snabba och långsamma tåg<br />
(4 tåg/h)<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Röda = snabbtåg<br />
Blå = pendeltåg<br />
Bruna = godståg<br />
(Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)<br />
Hur många tåg kan köras på en linje<br />
25<br />
Kapacitet: Snabba och långsamma tåg<br />
(8-9 tåg/h)<br />
20<br />
15<br />
Vad är kapacitet<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Röda = snabbtåg<br />
Blå = pendeltåg<br />
Bruna = godståg<br />
(Dubbelspår, bara ena riktningen ritad)<br />
Västra Stambanan<br />
Göteborg - Alingsås
Västra Stambanan<br />
• Många uppehåll för pendeltågen<br />
• Få förbigångsmöjligheter<br />
• Låg hastighet i växlar<br />
670 m<br />
465 m !<br />
40 km/h<br />
20 km/h!<br />
Hr<br />
G<br />
50 km/h<br />
627 m<br />
Vårgårda Alingsås Floda<br />
725 m<br />
Lerum<br />
Sävedalen<br />
Sävenäs rgb<br />
Västra Stambanan<br />
• Många uppehåll för pendeltågen<br />
• Få förbigångsmöjligheter<br />
• Låg hastighet i växlar<br />
• Konflikter i plan<br />
Vändande pendeltåg<br />
Godståg till Sävenäs<br />
40 km/h<br />
20 km/h!<br />
Hr<br />
G<br />
Vårgårda Alingsås Floda Lerum<br />
Sävedalen<br />
Sävenäs rgb<br />
Trafik<br />
• Trafikmix<br />
• Kappkörningseffekter
A<br />
Västra Stambanan<br />
Fd<br />
Lr<br />
Sel<br />
Or<br />
G<br />
16:00 17:00<br />
A<br />
Västra Stambanan<br />
Fd<br />
Lr<br />
X2000<br />
Regional<br />
Pendel<br />
Gods<br />
Sel<br />
Or<br />
G<br />
16:00 17:00<br />
A<br />
Regional 26 min<br />
X2000 23 min<br />
Pendel 39 min<br />
(10 uppehåll)<br />
Fd<br />
Förbigång i Lerum<br />
Godståg<br />
Lr<br />
Förbigång i Lerum<br />
Sel<br />
Or<br />
G<br />
16:00 17:00
A<br />
Fd<br />
Lr<br />
Sel<br />
Or<br />
G<br />
min<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Gångtid Sävedalen Sävelången - Alingsås - Alingsås<br />
X2000<br />
Regional<br />
16 min 14 min 7 min<br />
Pendel<br />
Gods<br />
X2000 Regional Pendel Gods<br />
16:00 17:00<br />
A<br />
Pendeln i kvartstrafik<br />
!!<br />
!!<br />
Fd<br />
Vänder i Floda<br />
Lr<br />
Sel<br />
Or<br />
G<br />
16:30 17:00<br />
A<br />
Finns det ledig kapacitet<br />
Fd<br />
Lr<br />
Sel<br />
Or<br />
G<br />
Förbigång i Lerum<br />
16:30 17:00
A<br />
Idag<br />
Fd<br />
Lr<br />
Sel<br />
Or<br />
G<br />
Alla kompromissar<br />
• X2000 förlängd gångtid<br />
• Regionaltåg förlängd gångtid<br />
16:30 • Godståg 17:00 förlängd gångtid (förbigång)<br />
• Vissa pendeltåg bara till Floda<br />
A<br />
Västra Stambanan<br />
Fd<br />
Lr<br />
Dubbelspår<br />
Tät trafik (9 tåg/h/riktning)<br />
Stor skillnad i medelhastighet<br />
– stor kappkörningseffekt<br />
Sel<br />
Or<br />
G<br />
16:00 17:00<br />
Bålsta<br />
”mikro”
Tågtrafiksimuleringar som verktyg<br />
vid signalprojektering<br />
Möjligheter och begränsningar<br />
”Det är billigare att simulera<br />
misstagen i datorn än att göra dem<br />
i makadam och betong<br />
- eller kablar, baliser & signalkurar”<br />
Tågtrafiksimuleringar i Sverige hittills<br />
1) I stort<br />
2) & smått<br />
Tågtrafiksimuleringar i Sverige hittills<br />
1) I stort<br />
• Förstudier och järnvägsutredningar<br />
• Tidsperspektiv:<br />
– Årtionde<br />
2) & smått<br />
• Signalprojektering<br />
• Tidsperspektiv:<br />
– År
Tågtrafiksimuleringar i Sverige hittills<br />
1) I stort ”makro”<br />
• Förstudier och järnvägsutredningar<br />
• Tidsperspektiv:<br />
– Årtionde<br />
2) & smått ”mikro”<br />
• Signalprojektering<br />
• Tidsperspektiv:<br />
– År<br />
Tågtrafiksimuleringar i Sverige hittills<br />
1) I stort ”makro”<br />
• Förstudier och järnvägsutredningar<br />
• Frågor:<br />
– Hur många mötesstationer krävs och var<br />
– Räcker dubbelspår – eller krävs fyrspår<br />
2) & smått ”mikro”<br />
• Signalprojektering<br />
• Frågor:<br />
– Hur långa blocksträckorna för att klara önskat antal tåg/h<br />
– Var skall signalerna placeras för maximal kapacitet<br />
Tågtrafiksimuleringar i Sverige hittills<br />
1) I stort ”makro”<br />
• Förstudier och järnvägsutredningar<br />
• Verktyg:<br />
– Kommersiella programvaror (SIMON, OpenTrack, RailSys)<br />
2) & smått ”mikro”<br />
• Signalprojektering<br />
• Verktyg:<br />
– Hemmasnickrande verktyg (Excel, Basic)<br />
– ”Sunt förnuft”
Varför jobba med ”mikro”<br />
• Kapaciteten är ansträngd på många delar av järnvägsnätet<br />
• Ombyggnad<br />
– Snabbt – år, inte årtionden<br />
– Billigt – miljoner, inte miljarder<br />
• Nybyggnad<br />
– Gratis!<br />
– Tänk rätt från början<br />
Varför jobba med ”mikro”<br />
• Utgångspunkten är att en signalanläggning skall vara<br />
optimerad – inte enbart säkerhetsmässigt – utan även<br />
den trafikala kapaciteten.<br />
Hur jobba med ”mikro”<br />
Problem:<br />
• Kommersiella programvarorna<br />
– förenklad avbildning av signalsystemen<br />
• Hemmasnickrade applikationerna<br />
– stor exakthet i avbildningen av signalsystem<br />
– bara kunna hantera ett fåtal tåg i ett homogent trafikmönster<br />
– Kan bara användas av ”snickaren” själv
Hur jobba med ”mikro”<br />
Vår strävan<br />
• att använda de kommersiella programvarorna med sina<br />
inbyggda komplexa funktioner – för att hantera en hel<br />
tidtabell med flera tåg med olika prestanda, stoppmönster,<br />
fordonsdynamik, etc<br />
• komplettera programvarorna med en mer detaljerad<br />
modellering av signalsystemen.<br />
<strong>Simulering</strong>sverktyg<br />
• OpenTrack<br />
– Tekniska Högskolan (ETH)<br />
i Zürich<br />
• RailSys<br />
– Universitet i Hannover<br />
Exempel<br />
• Kraftsamling Mälardalen<br />
– Kapacitetshöjande åtgärder – för att klara dagens trafik!<br />
• Exempel: Bålsta<br />
• <strong>Simulering</strong> i OpenTrack
<strong>Simulering</strong>smodellen<br />
<strong>Simulering</strong>smodellen – Bålsta
Nod<br />
<strong>Simulering</strong>smodellen – Bålsta<br />
Länk: en bit spår (sth, lutning etc)<br />
<strong>Simulering</strong>smodellen – Bålsta<br />
Huvudsignal<br />
Försignal<br />
Dvärgsignal<br />
ATC-balis<br />
Plattform<br />
Växel<br />
Headway ”försprång”<br />
• Pendel efter pendel<br />
• Hur tätt kan vi köra tågen<br />
• Headway tåg/h<br />
– Headway konstant<br />
• Kritisk signalsträcka<br />
– Längsta
Headway<br />
• Pendel efter regionaltåg<br />
• Headway<br />
– Varierar med sträckan<br />
– Spelar roll<br />
• Kritisk signalsträcka<br />
– Längsta<br />
Headway<br />
• Pendel efter regionaltåg<br />
• Headway<br />
• Kritisk signalsträcka<br />
Headway<br />
• Pendel efter regionaltåg<br />
• Headway<br />
• Kritisk signalsträcka
Headway<br />
• Pendel efter regional<br />
• Headway – var<br />
• Kritisk signalsträcka!<br />
Headway<br />
• Pendel efter regional<br />
• Headway – var<br />
• Kritisk signalsträcka!<br />
Headway<br />
• Pendel efter regional<br />
• Åtgärda kritisk signalsträcka!<br />
• Tryck ihop tågen
JA<br />
224<br />
JA<br />
224 242
JA<br />
224<br />
242<br />
UA<br />
242R<br />
Repterbalis<br />
Repterbalis<br />
Repterbalis<br />
Möjligheter<br />
• Bygga rätt från början<br />
• Kraftsamla där det gör största nytta (och näststörst)<br />
• ”More bang for the buck”
Möjligheter<br />
• Bygga rätt från början<br />
• Kraftsamla där det gör största nytta (och näststörst)<br />
• ”More bang for the buck”<br />
• Visa nytta på ett pedagogiskt sätt!<br />
Och begränsningar<br />
• Ej optimerande verktyg – måste vara kreativ själv<br />
Och begränsningar<br />
• Ej optimerande verktyg – måste vara kreativ själv<br />
• Ersätter inte kunskap om signalsystem och tågtrafik!
Och begränsningar<br />
• Ej optimerande verktyg – måste vara kreativ själv<br />
• Ersätter inte kunskap om signalsystem och tågtrafik!<br />
• Förenklingar i signalmodellen<br />
• Förenklingar i fordonsmodellen<br />
• Förenklingar i förarmodellen<br />
Och begränsningar<br />
• Ej optimerande verktyg – måste vara kreativ själv<br />
• Ersätter inte kunskap om signalsystem och tågtrafik!<br />
• Förenklingar i signalmodellen<br />
• Förenklingar i fordonsmodellen<br />
• Förenklingar i förarmodellen<br />
Meningsfullt<br />
Hur går vi vidare<br />
Vi vill uppmana ”Forskar-Sverige” att arbeta med de<br />
”mjuka” frågorna. T ex:<br />
• Förarbeteende: Hur ”aggressivt” framför en lokförare sitt tåg<br />
under i olika situationer (t.ex. en försenad pendeltågsförare eller<br />
en nattågsförare i rätt tid)<br />
• Passagerarbeteende: Hur påverkas tågens uppehållstid av<br />
tidsintervall till föregående tåg, väderlek, information (om t ex<br />
vagnplacering) etc<br />
• Fordonsdynamik: Bromsansättning, bromslossning etc<br />
Exjobb!
Banverket Projektering<br />
Boden<br />
Luleå<br />
470 konsulter<br />
varav 10 ”simulanter”<br />
• Utredning<br />
•Projektering<br />
• Projekt- och byggledning<br />
Umeå<br />
Sundsvall<br />
Söderhamn<br />
Gävle<br />
Borlänge<br />
Karlstad<br />
Stockholm<br />
Norrköping<br />
Göteborg<br />
Halmstad<br />
Alvesta<br />
Helsingborg Hässleholm<br />
Malmö<br />
Banverket Projektering<br />
Boden<br />
Luleå<br />
Idag:<br />
Resultatenhet inom Banverket<br />
Sundsvall<br />
Umeå<br />
Alla uppdrag i konkurrens<br />
Göteborg<br />
Borlänge<br />
Karlstad<br />
Söderhamn<br />
Gävle<br />
Stockholm<br />
Norrköping<br />
Halmstad<br />
Helsingborg<br />
Malmö<br />
Alvesta<br />
Hässleholm<br />
Hemligt!<br />
Konsult bolaget<br />
Boden<br />
Luleå<br />
Fr o m våren 2009:<br />
Sundsvall<br />
Umeå<br />
Borlänge<br />
Söderhamn<br />
Gävle<br />
+<br />
Göteborg<br />
Karlstad<br />
Stockholm<br />
Norrköping<br />
= AB<br />
Halmstad<br />
Helsingborg<br />
Malmö<br />
Alvesta<br />
Hässleholm
Tack för visat intresse!<br />
www.bvprojektering.se<br />
Boden<br />
Luleå<br />
Umeå<br />
leif.broberg@banverket.se<br />
08-762 25 75<br />
Göteborg<br />
Borlänge<br />
Karlstad<br />
Sundsvall<br />
Söderhamn<br />
Gävle<br />
Stockholm<br />
Norrköping<br />
PS Vi söker kreativa medarbetare!<br />
Halmstad<br />
Helsingborg<br />
Malmö<br />
Alvesta<br />
Hässleholm<br />
Frågor
Change language