Bilaga 4: Användning för järnväg

7.4 Bilaga 4: Användning för järnväg

Metoden för lastbilskalibrering kan med en liten modifiering användas för att identifiera en andra uppsättning allt-eller-inget rutter för järnvägstransporter som sannolikt med stor fördel skulle kunna byggas in i RCM (Rail Capacity Management processen) i framtiden.

Modifieringen går ut på att succesivt modifiera marginalkostnaderna och bestämma tillhörande allt-eller-inget rutter med de OD-matriser som erhållits efter standardkörningen av Samgods (STD). I detta experiment har vi startat med marginalkostnaderna från den första linjärprogrammeringslösningen (LP-lösningen - LP0). Sedan har

marginalkostnaderna modifierats enligt följande:

Om Kapacitet == 0 =>

Använd marginalkostnad = 999 999 Om Länkflödet > Kapacitet =>

Öka marginalkostnaden med termen Överskott/(1+Kapacitet)*10000*W Om Länkflödet < Kapacitet =>

minska Marginalkostnaden med faktorn (0.95 - 0.15*W) där

Länkflödet = antal tåg per dag på dubbelriktade länkar (med 250 dagar per år) Överskott = antal tåg per dag över kapacitetsgränsen

Kapacitet = antal tåg enligt kapacitetsgränsen

W = avtagande vikt med antalet iterationer som bestäms enligt ekvation (3.2) En viktig observation för att ovanstående metod ska fungera bra är att endast en av multipla länkar i en serie har en begränsad kapacitet. I annat fall blir straffkostnaden beroende på antalet länkar i sådana seriekopplingar. Därför har alla noder med exakt två utgående länkar undersökts, och om en kapacitet är angiven på båda så behålls endast den dubbelriktade länken med den lägsta kapaciteten (för det andra länkparet adderas 1000 till kapaciteten). Vidare finns det fall med tre länkar i serie där ett tåg måste passera samtliga, och även där behålls den minsta kapaciteten av de tre.

Med data från den kalibrerade modellen från december 2017 (Base2012D171215) erhålls kopplade par av kapacitetsnummer i tabell 7.10 (CapN01 och CapN02). Noderna anges i kolumner med centrumnod och sidonoder (CenterN, SidoN01 och SidoN02), och de reviderade kapaciteterna i kolumner Cap01 och Cap02.

Ser CapN01 CapN02 CenterN SidoN01 SidoN02 Cap01 Cap02

112 (120)

EH d:\e\d9\lbcalib\docs\kalibrering av lastbilsmatriser_för_samgods-v12.docx

9 28 32 1359 1353 3245 1031 257

Tabell 7.29 Tabell med par av kapaciteter där en är redundant..

Paren med länkar från tabell 7.29 har parvis matchats mot varandra för identifiering av eventuella tripletter med länkar som har en gemensam begränsande kapacitet, vilken kan anges för vilken som helst av dem (men valet har naturligtvis fallit på den med minimi-kapaciteten). Resultatet presenteras i tabell 7.11 där

Ser01/02 = radnummer i tabell 7.30

CapN01-CapN03 = kapacitetsnumren från Samgodsscenariot N01-N06 = länkarna nodnummer i tripletten

Cap01-Cap03 = modifierade kapaciteter så att endast flaskhalsen har en begränsande kapacitet (för övriga har kapaciteten ökats med 1000 tåg/dag så att de alltid är

redundanta)

Observera att identifiering av redundanta kapaciteter i modellen skulle behöva implementeras i ett script eller program eftersom utfallet är indataberoende.

114 (120)

RAPPORT 2018-03-26

STATUS: COMPLETED DOKUMENT NR: 01

repo002.docx 2013-06-14

EH d:\e\d9\lbcalib\docs\kalibrering av lastbilsmatriser_för_samgods-v12.docx Tabell 7.30 Tabell med tripletter av kapaciteter där två är redundanta.

116 (120)

EH d:\e\d9\lbcalib\docs\kalibrering av lastbilsmatriser_för_samgods-v12.docx Ser FrE ToE CapOrig CapModify

Tabell 7.31 Tabell med redundanta kapaciteter.

En sammanställning av länkarna i tabellerna 7.29 och 7.30 ger 80 redundanta

kapaciteter i det aktuella scenariot, vilka redovisas i Tabell 7.31 med sina initiala värden respektive de modifierade. De kan med fördel tas bort från RCM-steget så undviks en betydande redundans som ger onödigt mycket datahantering samt längre beräkningstider för LP-modellerna.

Några tester som gjorts med metoden utgående från STD-lösningen med ett samlat kapacitetsöverskridande på 1303 tåg per dygn (för den reducerade kapacitets-uppsättningen enligt denna beskrivning), visar på möjligheter att identifiera en

kompletterande uppsättning rutter till de befintliga som reducerar överkapacitetsbehovet

117(120)

RAPPORT 2018-03-26

ocx

Figur 7.32 Resultat avseende norra Sverige (Grönt = gemensamt STD o ALTSP, ljusblått

= STD, lila = ALTSP och rött = kapacitetsöverskridande).

118 (120)

RAPPORT 2018-03-26

STATUS: COMPLETED DOKUMENT NR: 01

repo002.docx 2013-06-14

EH d:\e\d9\lbcalib\docs\kalibrering av lastbilsmatriser_för_samgods-v12.docx

till drygt 760 tåg per dygn för OD-matriserna (STD-versionen). Lösningen betecknas ALTSP. Beräkningstiden är c:a 15 minuter med programmet i befintlig version.

Figur 7.33 Resultat avseende södra Sverige (Grönt = gemensamt STD o ALTSP, ljusblått

= STD, lila = ALTSP och rött = kapacitetsöverskridande)

Några observationer från resultaten är:

1. Längst i norr finns en betydande potential att nyttja stambanan genom övre Norrland.

119(120)

RAPPORT 2018-03-26

ocx

2. Norr om Stockholm finns det utrymme för mer godståg mellan Stockholm och Gävle som avlastar godsstråket genom Bergslagen.

3. Mer kan transporteras i stråken Stockholm – Örebro – Göteborg – Malmö (alternativ till södra stambanan).

4. En konsekvens av kapacitetsförutsättningarna i nordvästra Skåne är att för vid ökningen av Göteborg – Malmö flödet är flödet enligt figur 7.34.

Slutsatsen av dessa resultat är att potentialen för RCM att lösa kapacitetsproblemet skulle förbättras väsentligt om kolumngenereringssteget gavs möjlighet att nyttja en eller flera alternativa OD-rutter som liksom den här presenterade tillåts söka och identifiera ett antal bra alternativ. Eftersom LP-problemen snabbt växer i komplexitet med antalet iterationer är det centralt att identifiera åtminstone ett bra alternativ.

En hypotes är att det kanske inte räcker med befintliga marginalkostnader från LP-modellen i kolumngenereringen för att alternativen ska nyttjas fullt ut, utan de bör kanske kombineras med marginalkostnader som erhålls med en metod som denna. För det fall att kolumngenereringen identifierar en betydligt större mängd alternativlösningar baserad på järnväg, så ökar möjligheterna väsentligt för LP-modellerna att mixa rutterna för olika flöden - inte genom att splitta dem, utan genom att fördela de många olika flödena på ett av de tillgängliga alternativen.

120 (120)

RAPPORT 2018-03-26

STATUS: COMPLETED DOKUMENT NR: 01

repo002.docx 2013-06-14

EH d:\e\d9\lbcalib\docs\kalibrering av lastbilsmatriser_för_samgods-v12.docx

Figur 7.34 Ett lite speciellt nyttjande av järnvägskapaciteten i anslutning till Helsingborg (Grönt = gemensamt STD o ALTSP, ljusblått = STD, lila = ALTSP och rött =

kapacitetsöverskridande)