Ett av målen med åtgärdsvalsstudien är att ta fram en gemensam plan för utveckling av
pendeltågstrafiken i Stockholmsområdet. I leveransen ingår dels överenskommen avvägning mellan olika perspektiv på vad som är en effektiv och ändamålsenlig kollektivtrafik, med fokus på
pendeltågstrafiken och dels förslag till åtgärder enligt fyrstegsprincipen. Åtgärderna ska samverka och så effektivt som möjligt hantera bristerna som stöder all trafikutveckling i befintlig och planerad utbyggnad av infrastrukturen.
I tidigare kapitel har den grundläggande omfattningen av pendeltågssystemet och omkringliggande förutsättningar beskrivits, som underlag till en gemensam plan för utvecklingen av
pendeltågssystemet. Detta kapitel beskriver fördjupat de fysiska förutsättningarna och kopplingen mellan infrastruktur och trafik samt driftsförutsättningar i operativt läge.
Med utgångspunkt från den tidiga delen av åtgärdsvalsstudien – att förstå situationen – där problembild togs fram och pendeltågssystemet definierades utifrån dess ingående komponenter, kunde kopplingar mellan infrastruktur, fordon, tidtabell och operativ drift göras. Den kapacitetsstudie som genomfördes inom ramen för åtgärdsvalsstudien har varit grundläggande för arbetet. Den visar teoretisk teknisk kapacitet i systemet med hänsyn till omgivande förutsättningar som bytespunkter och övrig järnvägstrafik.
14.1. Kapacitetsutredningen
Inom ramen för åtgärdsvalsstudien genomfördes under 2019 en kapacitetsstudie21 med såväl
fältstudier som analyser i RailSys.22 Studien genomfördes som en utgångspunkt för att förstå
systemets förmåga och skapa en gemensam bild av dess förutsättningar. Dessa utgångspunkter användes sedan i Pendelverkstans diskussioner, att tillsammans med olika trafikkoncept detektera brister och behov som underlag till föreslagna åtgärder.
Enligt kapacitetsstudien kan det centrala snittet trafikeras med som mest cirka 16 tåg per timme och riktning, givet dagens förutsättningar när det gäller tåg, tidtabeller, robusthetsmarginaler,
stationsuppehållstider och signalanläggning, vilket sammanfaller med dagens trafik.
Med trimningar av tidtabeller och signalsystem, med optimering av hastigheter och med kortare stationsuppehållstider främst vid Stockholm Odenplan kan, enligt studien, kapaciteten öka till cirka 20 tåg per timme och riktning. Med ännu kortare stationsuppehållstider, som längst cirka 40 sekunder, kan man uppnå cirka 22 tåg per timme och riktning.
En starkt dimensionerande faktor för kapaciteten i det centrala snittet är alltså de långa
stationsuppehållstiderna, främst vid Stockholm Odenplan, men delvis även vid Stockholms södra och Årstaberg. Konsekvenserna av detta kan reduceras med trimningarna av signalsystemet, men dessa räcker inte. För Stockholm Odenplan, men även Stockholm City, krävs dessutom att föraren stannar med precision vid rätt plats i förhållande till PFA-dörrarna. Vid sidan av kapacitetstudien har ökade retardationstider i storleksordningen 10–15 sekunder uppmätts, jämfört med inbromsning till plattformar utan lika exakt stopp-position.
21 Kapacitetsanalys pendeltågsutvecklingen - Nulägesbeskrivning, ver 3 (2019-05-20).
Det är alltså nödvändigt att berörda aktörer inte bara arbetar med att hitta tekniska lösningar för att öka kapaciteten, utan också med sådant som påverkar stationsuppehållstiderna, där förutom tekniska lösningar också förändrade rutiner och ändrad inbromsning ingår.
14.2. Kapacitet
Trafiken i form av exempelvis turtäthet, tidtabeller och restid, liksom möjligheten att upprätthålla en robust trafik, påverkas i stor utsträckning av kapaciteten i järnvägssystemet. Kapaciteten påverkas i sin tur av en mängd faktorer. Hit hör dels sådana som går att beräkna matematiskt, dels sådana som behöver bygga på bedömningar.
Bland de faktorer som kan beräknas ingår främst teknisk headway, vilket anger gränsen för hur tätt det rent fysiskt är möjligt att köra tåg. Bland sådana faktorer som är svårare, eller inte ens möjliga, att beräkna ingår till exempel:
stationsuppehållstider (inkl. fordonens retardation och acceleration) robusthetsmarginaler
störningar inte bara i den egna trafiken utan också sådant som fortplantas från andra linjer och andra trafiksystem
normala variationer i den dagliga driften, vilket skapar behov av marginaler exakta tidtabeller också i förhållande till annan trafik.
Detta avsnitt syftar till att beskriva kapaciteten ur olika perspektiv, eftersom verklig kapacitet och kommande behov av kapacitet styrt utformningen av de utvecklingspaket och åtgärdsförslag som redovisas i kapitel 16 ”Systemutvecklingstrappan”. Rapportens förslag på headwaytider framgår av kapitel 14.5 ”Headwaykrav i pendeltågssystemet”.
14.3. Headway, avstånd mellan tåg
Headway är benämningen på det tidsavstånd som anger hur tätt två tåg kan trafikera ett spår utan att det efterföljande tåget behöver bromsa.
I denna rapport används headwaybegreppet som allmän benämning för tidsavståndet mellan tåg som använder samma infrastruktur, dvs. även vid exempelvis tågmöten. Utifrån hur infrastrukturen är utformad, samt tågens hastigheter, retardation till stopp och acceleration efter stopp, får man en minsta möjlig teknisk headway mellan tågen. Det är inte möjligt att rent fysiskt köra tätare än så. Det är dock inte önskvärt att tidtabellslägga tågen efter minsta tekniska headway eftersom det blir mycket störningskänsligt. Därför används ofta praktisk headway i stället, som innehåller en viss mängd bufferttid för robusthet, och som därför är något längre än den tekniskt sett minsta tiden. I åtgärdsvalsstudien har fyrstegsprincipen varit bärande, vilket inkluderar förslag som utnyttjar befintlig kapacitet så mycket som möjligt, vilket visar på den tydliga kopplingen mellan tidtabeller – tågplaneupplägg – och infrastrukturens signaltekniska förutsättningar. Valet av tågplaneupplägg är således en steg 2-åtgärd. Detta innebär i praktiken att skillnaden mellan teknisk headway och i tågplanen nyttjad headway kommer att minska om inte åtgärder vidtas för att göra teknisk headway kortare.
I detta sammanhang benämns skillnaden mellan kapacitet (praktisk headway + stationsuppehållstider + bufferttid) och utnyttjad kapacitet enligt produktionsplan som elasticitet, dvs. det spelutrymme som
kan sägas finnas för att hantera mindre störningar, t.ex. tillfälligt förlängt uppehåll eller tillfälliga hastighetsnedsättningar.
Figur 14:1. Grafisk tidtabell på sträckan Stockholms södra (Sst) – Älvsjö (Äs). Teknisk headway-tid illustreras av de bruna rektanglarna och bufferttiden av den lila markeringen. Det vita utrymmet mellan dessa är ledig kapacitet – elasticitet. Uppehållet vid stationerna tydliggörs av att höjden på den bruna rektangeln ökar. Uppehållstiden är en kritisk faktor i den praktiska headwayen och möjligheten att nyttja kapaciteten. Överst en grafisk presentation av hastighetsprofilen, dels den största tillåtna hastigheten, sth, enligt det orangea strecket, dels den tidtabellslagda tiden, inklusive tidstillägg, enligt den gröna kurvan.
14.4. Kopplingen mellan teoretisk kapacitet, headway och
kapacitetsutnyttjande i operativ drift
Den operativa verksamheten handlar till stor del om att hantera ett nuläge och upprätthålla en pågående process likt ett löpande band. När bandet går långsamt – när tågplanen innehåller få tåg i förhållande till headway, och det inte är många saker på bandet som ska hanteras – fungerar verksamheten och tågtrafiken enligt plan. Ibland inträffar störningar och det löpande bandet går fortare eller det finns mer att hantera på det löpande bandet. Då behöver det finnas en förmåga att hantera den ökade verksamheten för att bibehålla kontrollen och förmågan att leverera. Detta kan ske genom att ha enkla rutiner i verksamheten för att inte krångla till det i onödan, så att små störningar eskalerar till stora störningar med ohållbara konsekvenser.
Trafikledningen av pendeltågssystemet i en storstad, vilket inbegriper både Trafikverkets trafik- och driftledningar och järnvägsföretagens driftledningar, är ett lagarbete där flera verksamheter och organisationer är involverade. Informationsspridning är en central del som behöver ske momentant, vilket underlättas om det finns möjlighet till överhörning och om informationen är transparent för de verksamheter som berörs.
När en händelse inträffar krävs snabba beslut. När en avgörande verksamhet får information om händelsen behandlas informationen, och beslut om hantering och lösning fattas. Detta beslut behöver
tas så fort som möjligt för att händelsen inte ska ha förändrats på ett sätt som innebär att beslutet får fel konsekvenser. I stället ska beslut hela tiden omarbetas när nya fakta inkommer, samtidigt som det ibland kan vara nödvändigt att hålla fast vid tidigare beslut för att inte göra informationen till personal och resenärer alltför föränderlig, vilket kan skapa förvirring.
Trafiken i pendeltågssystemet är oerhört intensiv och händelseförlopp förändras därmed väldigt snabbt.
Åtgärdsvalsstudien föreslår en utvecklingstrappa för pendeltågssystemet som innebär en ökad mängd trafik. Samtidigt finns förväntningar och mål om hög punktlighet och tillförlitlighet. Med den ökade mängden trafik kommer intensiteten i verksamheten öka; det löpande bandet kommer att gå fortare och det finns mer att hantera på bandet. Därmed behöver den operativa verksamheten ges alla förutsättningar att kunna hantera händelser och mindre störningar på enklaste möjliga sätt. Bland annat behöver arbetsrutiner vara vässade och stödsystemen effektiva, och systemets komplexitet behöver vara anpassad för att inte mindre händelser ska skapa ytterligare störningar, så kallat ”brus”. Om inga åtgärder vidtas för att öka kapaciteten kommer den planerade verksamheten,
produktionsplanen, att ligga närmare kapacitetstaket, vilket dels ökar risken för störningar, dels minskar utrymmet att hantera händelser – ett utrymme som i detta sammanhang benämns ”elasticitet”.
Samtliga komponenter i pendeltågssystemet behöver vara maximalt vässade för att klara denna utmaning. Alternativet är att tillskapa mer kapacitet, vilket innebär en utbyggd infrastruktur, med ytterligare steg 3-åtgärder enligt fyrstegsprincipen, men också steg 4-åtgärder, vilket är betydligt mer kostsamt.
Figur 14:2. Elasticiteten utgör en buffert som hanterar mindre brus i systemet och viss utjämning i geografi och tid.
I åtgärdsvalsstudien gällande utveckling av pendeltågstrafiken har det framkommit att det finns en mängd åtgärder som kan göras för att vässa kapaciteten och den operativa verksamheten med steg 1- och steg 2-åtgärder. Detta för att i första hand skapa en grundläggande robusthet som ökar
tillgängligheten i dagens kollektivtrafiksystem. I nästa steg skapar dessa åtgärder möjligheter att öka pendeltågstrafiken inom befintlig kapacitet.
De möjligheter som framkommit i delutredningen Trafikledning handlar bland annat om förenkling och effektivisering av arbetssätt och hantering som gäller trafiksäkerhetsarbetet, digitalisering och stödsystemens förmåga att stödja arbetet utifrån de särskilda behov som pendeltågssystemet i Stockholm har. Det finns i dag stora problem med att de verksamheter som påverkar leveransen inte har momentan tillgång till relevant information.