Generella tågtyper

Typtåg 2040 − grundkoncept

Att göra typtåg efter utvecklingstrenderna för målåret 2040 (och 2065) kräver generalisering och förenklingar. Ett generaliserat typtåg ska svara mot en trolig, gynnsam utveckling.

De principer för tågkoncept som utkristalliserats är:

 Motorvagnståg i allmänhet, ger högre acceleration och större

elåtermatning vid inbromsning samt att multipelkoppling ger tillräcklig flexibilitet

 Loktåg (lok och personvagnar) vid längre tåg som inte behöver ha så hög acceleration, vid färre turer per dygn och vid stor säsongsvariation, det vill säga nattåg.

När det gäller konceptutformning med bättre ekonomi kan man tack vare ett generöst fritt utrymme utmed banorna i Sverige (minst referensprofil A, kallad SEa i TSD) välja mellan breda tåg som alternativ till enplanståg med den kontinentala korgbredden, eller dubbeldäckade tåg. Dubbeldäckade koncept rymmer många sittplatser som personvagn, upp till 50 % fler sittplatser men mer generellt 30 % fler beroende av var entrédörrarna är placerade (i

undervåningen i plattformshöjd eller över boggierna). Trappor tar utrymme i tåget och leder lätt till längre uppehållstider för resandeutbyte. Som motorvagn har dubbeldäckade tåg inte lika många sittplatser, en uppgift är 15 % fler

sittplatser (se nedan). Anledningen är att drivutrustning och förarhytt tar mycket möblerad area i anspråk eftersom de inte kan läggas under golvet eller på taket som hos enplanståg. Enplans, breda motorvagnskoncept har i princip samma kapacitet (20 % fler sittplatser än kontinental profil) som

dubbeldäckade motorvagnar men till något lägre kostnader. Av den anledningen väljs breda motorvagnar till normallösning för typtågen. De breda tågen kan möbleras med 3+2-sittning i andra klass och 2+2-sittning i första klass.

För internationell trafik finns begränsningar för breda motorvagnar. Så länge vissa åtgärder för att rymma breda tåg inte genomförts i Danmark² kan de bara framföras (nästan) obehindrat i Sverige och Norge. Dubbeldäckade tåg kan däremot inte framföras i Norge och fordrar den smalare, kontinentala korgprofilen för att framföras i Danmark och vidare söderut.

Den kontinentala korgprofilen eller vagnsbredden (i olika varianter, en vanlig kallas G1) är följaktligen standard för tåg i internationell trafik. Den medger 2+2-sittning i andra klass och 2+1-sittning i första klass men ger något mindre utrymme i sidled och därmed lite lägre komfort än vanliga svenska

2 I Gröna tåget studerades möjligheten att framföra breda tåg över Öresundsförbindelsen till Köpenhamn H och vidare mot Helsingör. Det är ett fåtal hinder som behöver klargöras men för närvarande är det inte möjligt. I Danmark är minsta spåravstånd mellan parallella spår i regel 4,0 m liksom i Sverige (Fröidh, 2012).

34

fjärrtågstyper. Här antas att höghastighetståg och snabbtåg får den kontinentala korgprofilen, liksom nattåg om de ska kunna trafikera såväl Danmark (och kontinenten) som Norge.

Tåglängder och plattformslängder

I detta arbete har ett antal generella tågtyper specificerats till sittplatskapacitet, tåglängd och trafikeringskostnader. Den minsta möjliga tåglängden är tekniskt-ekonomiskt betingad. Kortare enheter har större andel utrymme för förarhytter och personalutrymmen och blir därmed inte så ekonomiska som längre enheter.

Att köra långa tåg om beläggningen är låg är å andra sidan oekonomiskt och detsamma som att köra tomma sittplatser vilket är en drivkraft mot kortare eller anpassningsbara enheter.

Figur 2. Möjliga tåglängder som funktion av minsta enhet, samt multipelkörning upp till fyra enheter, och vanliga plattformslängder (röda linjer).

Den tillgängliga plattformslängden på stationerna på respektive bana sätter en övre begränsning för tåglängden, antingen med långa eller multipelkopplade enheter. De vanliga plattformslängder som markerats i figuren är 125 m, 170 m, 210 m (diverse mindre stationer)³, 255 m (nyare regionaltågsstandard för till exempel Citybanan och Citytunneln men även på planerade

höghastighetsbanor), 355 m (äldre men delvis kvarvarande standard för Västra och Södra stambanan) och 415 m (TSD-standard för höghastighetsbanor i

allmänhet)⁴. För nattågstrafik har här använts samma plattformslängd (415 m)⁵.

3 Ytterligare plattformslängder finns i intervallet 80-355 m

4 Skillnaden mellan tåglängd och plattformslängd är en stoppmarginal, som medför att tåget kan närma sig plattformsänden med högre hastighet än om det måste stoppas exakt för att rymmas. Stoppmarginalen beräknades förut till 25 m (inbyggt i de äldre standardiserade plattformslängderna) men med bättre bromsprecision i motorvagnståg kan det numera räcka med 10-15 m. Dimensionerande tåglängd för höghastighetståg är 404 m (400 m+1 %).

5 Flera plattformar längs sträckan Stockholm−Norrbotten är minst 455 m långa och medger därmed ytterligare två vagnar i nattågen.

35

Sammantaget medför det att fasta tågsätt som fyller hela plattformslängden bedöms orealistiska eftersom de inte går att anpassa till efterfrågan utanför högtrafik. Däremot är det sannolikt att enheter som kan multipelkopplas i högtrafik, det vill säga två till fyra enheter som kopplas ihop till ett tåg, är en tillräckligt flexibel lösning. Största enhetslängd har i det följande valts med tanke på att två till fyra enheter ska kunna kopplas ihop inom tillgänglig plattformslängd.

I illustrationerna av typtågen anges minsta tåglängd i meter, men också en uppgift om antalet vagnar. Vagnantalet baseras på konventionella

motorvagnståg med något längre vagnskorgar än idag. Vagnarna har bedömts i genomsnitt bli 27,5 m långa (ändvagnarna med förarhytt något längre och mellanvagnarna något kortare) vilket medger breda vagnskorgar. För

höghastighetståg har dock 28,75 m antagits som genomsnitt med tysk förebild under förutsättning att denna tågtyp utformas med kontinental vagnsbredd.⁶ Det finns alternativa tågkoncept bland annat det generella pendeltåget (GPL), egentligen X60/X61, som är ledade tågsätt med jakobsboggier. Vagnskorgarna är kortare och antalet korgar blir större vid jämförbar tåglängd. Liknande koncept finns även för interregional trafik eller fjärrtrafik (till exempel TGV).

Hastighet i kurvor

Det finns möjligheter att framföra tågen med överhastighet på banan, med korglutning (det vill säga snabbtåg) eller utan. Överhastigheten påverkar främst restiderna på kurviga avsnitt. Normalt tillämpas för resandetåg idag 10 %

överhastighet eller 150 mm rälsförhöjningsbrist (hb) vilket kallas kategori B jämfört med referenståget (kategori A; hb 100 mm). Det finns också tåg som körs med 15 % eller något mer överhastighet i kurvor (hb 180 mm) och kallas kategori C. Idag tillämpas det för X74 (MTR express) och vissa regionala tåg, men det är generellt i Norge och Frankrike. Kategori C kommer att bli vanligare för motorvagnståg eftersom det ger värdefulla restidsminuter på ett

kostnadseffektivt sätt. Nackdelen är bland annat något sämre åkkomfort och besvär särskilt för resenärer med rörelsehinder (Fröidh et al., 2013).

Tabell 15. Kategorier för hastighet i kurvor

Kategori Idag 2040

A (hb 100 mm) (Godstrafik) (Godstrafik)

B (hb 150 mm) Flertalet resandetåg Spårslitande tågtyper, höghastighetståg, pendeltåg och nattåg C (hb 180 mm) Enstaka motorvagnståg Motorvagnståg med lägre spårkrafter

S (hb 245 mm) Snabbtåg X2 med korglutning -

T (hb 275 mm) - Snabbtåg med korglutning (ny standard)

Vi föreslår följaktligen att kategori C antas bli standard i prognoserna för 2040 för alla motorvagnståg med relativt låga spårkrafter. För andra tåg, i det här fallet höghastighetståg, pendeltåg och nattåg, bibehålles kategori B. I

6 Vagnslängden överensstämmer med tågkonceptet Velaro Novo

36

kombination med att banorna vid den tidpunkten kan antas ha anpassats till nyligen ändrade normer för anordnad rälsförhöjningen (ha) med ökning från 150 mm till 160 mm medför det högre hastigheter i kurvor och därigenom kortare körtider.

Korglutning ger något högre anskaffnings- och underhållskostnader per enhet men kan i gynnsamma fall medföra ett lägre fordonsbehov för en given

trafikering och därmed lägre totala trafikeringskostnader. Idag finns i Sverige snabbtåg littera X2 (X 2000) med korglutning. X2 framförs som kategori S med rälsförhöjningsbrist hb 245 mm vilket innebär 25-30 % högre hastighet i kurvor jämfört med referenståget (kategori A; hb 100 mm). Fördelen är att restiderna blir kortare, men det ger å andra sidan en ökad frekvens åksjuka bland

resenärerna. För framtida tågtyper kan en ökad rälsförhöjningsbrist komma att introduceras och hb 275 mm finns i trafik i utlandet. Generellt och med ledning av dagens situation är korglutning intressant där det finns konkurrens om resenärerna med restider mellan olika tågoperatörer eller med flyg, och där banan har flera delsträckor med hastighetsbegränsande kurvor (se vidare i avsnitt 7).

På en ny höghastighetsbana med stora kurvradier behövs följaktligen inte

korglutning. Det kan dock nämnas att vissa Shinkansen-tåg i Japan tillämpar en liten och enkel korglutning för att förbättra åkkomforten något (lutning ca 1 grad inåt jämfört med 5-7 grader inåt ovan; för tåg utan korglutning roterar korgen istället 1-2 grader utåt i kurvor på grund av sidokrafter som påverkar vagnens fjädring i ogynnsam riktning).

Bemanning

Bemanning med åkande personal påverkar de tidsbundna direkta

trafikeringskostnaderna. Bemanning antas utgöras av en lokförare, även om förarlös trafik (ATO) kan ha börjat introduceras i viss trafik (troligen

pendeltågstrafik) år 2040. För biljettvisering och service beräknas en tågvärd (även kallad ombordansvarig, ombordare, tågmästare eller konduktör beroende på omständigheter) per påbörjade 350 sittplatser i tåg. Detta nyckeltal har valts med tanke på dels rationaliseringar i biljettvalidering, dels för att de

inkrementella effekterna av personal (i heltal) ska hållas så små som möjligt inbördes mellan typtågen. I fjärrtåg med servering ingår ytterligare en tågvärd.

Undantaget från den nämnda bemanningen är pendeltåg i Stockholm som antas ha enbart förare men ingen tågvakt, och biljettvisering i spärrar som idag.

Tågvakten ersätts av teknisk övervakning. Vi ett eventuellt införande av ATO ändras lokförarens arbetsuppgifter till serviceperson ombord med kompetens att ta över körningen vid behov.

Framtida typtågs motsvarigheter idag

De följande avsnitten behandlar förslag till framtida typtåg 2040. De presenterade typerna kan även utsträckas till 2065 med reservation för att noggrannheten minskar till följd av större tidsperiod med potentiellt ändrade

37

förutsättningar. En jämförelse med dagens tågtyper kan ge en överblick (se tabell):

Tabell 16. Dagens motsvarande tågtyper Generella typtåg Benämning-kategori

och sth

Motsvarande tågtyp i Sverige idag

Höghastighetståg GHS-B320 Saknas (bland annat Velaro D i Tyskland)

Snabbtåg GHS-T250 Saknas (bland annat Pendolino i Italien och Schweiz; ersätter i Sverige X2* kategori S)

Interregionaltåg GIR-C250 Saknas (flygtåg i Norge BM78)

Interregionaltåg GIR-C200 Lok och vagnar*, ER1, X3, X12*, X14*, X31K*, X40, X50-X54, X55, X62*, X74

Nattåg (ligg/sov/sitt) GNT-B200 Lok och vagnar*

Pendeltåg GPL-B160 X61, X11*

Pendeltåg i Stockholm GPLS-B160 X60

Regionaltåg, bimodalt GRB-C160/C140 Saknas (finns bland annat i Frankrike och Italien; ersätter i Sverige dieseltåg Y2, Y31, Y32)

* Lägre största tillåten hastighet (sth) än generella typtåg 2040

Det finns en del fordon av äldre pendeltågstyp kvar i trafik (littera X11) med andra trafikeringskostnader men dessa kan förväntas ersättas under 2020-talet.

Pendeltågen X60/X61 har även levererats i en regionaltågsvariant för Norrtåg (X62) med högre största tillåten hastighet (180 km/h), bättre komfort och pentry, men eftersom det är en udda tågtyp i storregional trafik föreslås den istället motsvaras av ett generellt interregionaltåg (GIR).