7.3.1 Mätningar på gamla tidtabeller
TTK-ramverket testades på gamla tidtabeller från 2014-2018. Den andra torsdagen i oktober valdes ut för varje år, och tågen som var planerade att gå på Värmlandsbana denna dag inkluderades. Resultatet från mätningarna finns som stapeldiagram i Appendix 2, och presenteras också i Tabell 7.
Av speciellt intresse är skillnaden mellan T16 och T17 eftersom nya
konstruktionsregler infördes till T17. De nya reglerna skulle ge en mer robust tidtabell. En av reglerna var att det inte var tillåtet att lägga in stora negativa gångtidstillägg. Effekten av detta syns tydligt på måttet ”Brott mot gångtidsmallar och minsta stopptid” som minskar med över 7000s. Likaså minskar brotten mot separationstid från 2016 till 2017. Antalet ogiltiga möten ökar med 2 från 2016 till 2017. Dessa möten sker dock väldigt nära giltiga mötesplatser, och ligger oftast bara några sekunder fel. Dessa möten är också orsaken till de ogiltiga överlappen.
När det kommer till robusthet och återställningsförmåga ökar alla måtten från 2016 till 2017. Detta innebär att ramverket fångar den ökning i robusthet som de nya konstruktionsreglerna kräver. T.ex. specificerar de nya reglerna flera olika
gångtidstillägg beroende på om tåget går på huvudspår eller inte, samt för att hinna med t.ex. bomfällning. Detta syns då buffertiderna för både länkar och stationer ökar. Extra intressant är att den minsta buffertiden mellan två leveransåtaganden ökar. Detta borde innebära att tidtabellen leder till färre förseningar, givet att trafiken annars går bra.
När robustheten i en tidtabell ökas kan man förvänta sig en viss nedgång i någon annan tidtabellskvalitet, t.ex. ansökningsuppfyllnad. Eftersom vi inte har de
faktiska ansökningstiderna kan vi inte räkna på avstånd från ansökan. Däremot kan vi analysera de relativa körtiderna. Den största relativa körtiden ökar mycket riktigt från 2016 till 2017, men medelvärdet minskar. Detta ger en fingervisning om att robustheten har ökar utan att transporttiderna generellt har försämrats.
Tabell 7: Mätningar på T14-T18.
2014 2015 2016 2017 2018
Teoretisk körbar
Ogiltiga möten eller omkörningar (#) 12 8 16 18 14 Antal gånger stationer är överbelagda (#) 0 0 0 0 0 Ogiltiga överlapp (#) 12 9 20 21 17 Brott mot separationstider (s) 2796 7390 5920 5193 4649 Brott mot gångtidsmallar och minsta stopptid (s) 4956 6926 9823 2374 2527
Robusthet och återställningsförmåga
Medelvärde buffertid på station med LÅ** (s) 74.4 91.8 80.4 83.8 124.6 Medelvärde buffertid på station (s) 38.8 48.7 33.8 47.2 44.7 Medelvärde buffertid på länkpassage (s) 29.8 27.5 26.8 27.2 28.3 Antal buffertider mellan tåg som är mindre än 30s (#) 525 864 592 587 624 Fixerad: minsta buffertid mellan två LÅ** (s) -67 -116 -116 -71 -48
Ansökningsuppfyllnad
Största avstånd från ansökan på start eller slutpunkt (s) - - - - - Summan av skillnaden mellan ansökt och planerad tid på
LÅ** (h) - - - - -
Antal brutna associationer (#) 21 14 14 21 34 Största relativa körtid 4.2 3.5 3.5 3.7 4.3 Medelvärde relativ körtid 1.3 1.3 1.4 1.3 1.4
Konkurrenshantering
Tåg vars körtid är längre än körtid för exkludering (%) 59% 55% 56% 59% 59%
*LÅ=Leveransåtagande(punkter)
7.3.2 Optimerad tidtabell
T18 användes som grund för optimeringen, och tre olika tidtabeller genererades med tre olika styrpunkter. Styrpunkterna finns i Tabell 8. De olika styrpunkterna representerar tre olika sätt att se på konceptet ”bra tidtabell”:
• Punkt 1 är från en beslutsfattare som värdesätter snabba körtider och lite tidspåslag. Robustheten är istället tänkt att komma från buffertider mellan tåg. Närhet till ansökan, tidspåslag och associationer prioriteras inte alls. • Punkt 2 är för en beslutsfattare som värdesätter att tåglägena ligger nära
sina ansökningar. Robustheten ges av tidspåslag. Körtider och associationer prioriteras inte alls.
• Punkt 3 är en beslutsfattare som värdesätter att alla associationer upprätthålls, och att inga tåg får en längre körtid än ”körtid för
exkludering”. Viss robusthet efterfrågas i både tidspåslag och buffertider mellan tåg. Körtider och närhet till ansökan prioriteras inte.
Tabell 8: Styrpunkter för flermålsoptimering.
Punkt 1 Punkt 2 Punkt 3
Mått Mål WC Mål WC Mål WC
Teoretisk körbarhet
Ogiltiga möten eller omkörningar (#) 0* 0* 0* 0* 0* 0* Antal gånger stationer är överbelagda
(#)
0* 0* 0* 0* 0* 0* Ogiltiga överlapp (#) 0* 0* 0* 0* 0* 0*
Antal gånger headwaytiden inte är respekterad (#)
0* 0* 0* 0* 0* 0* Brott mot gångtidsmallar och minsta tid
för stopp (s)
0* 0* 0* 0* 0* 0*
Robusthet och återställningsförmåga
Medelvärde buffertid på station med LÅ* (s)
0s 0s 30s 0s 10s 0s Medelvärde buffertid på station (s) 0s 0s 20s 0s 10s 0s Medelvärde buffertid på länkpassage
(s)
0s 0s 20s 0s 10s 0s Antal buffertider mellan tåg som är
mindre än 30s (#)
- - - -
Fixerad: minsta buffertid mellan två LÅ** (s)
300s 0s 0s 0s 180s 0
Ansökningsuppfyllnad
Största avstånd från ansökan på start eller slutpunkt (s)
900 ∞ 0 ∞ 900 ∞
Summan av skillnaden mellan ansökt och planerad tid på LÅ** (h)
900x antalet LÅ* ∞ 0 ∞ 900x antalet LÅ* ∞
Antal brutna associationer (#) ∞ ∞ 0 ∞ 0 ∞ Största relativa körtid 1 5 ∞ ∞ ∞ ∞ Medelvärde relativ körtid 1 4 ∞ ∞ ∞ ∞
Konkurrenshantering
Tåg vars körtid är längre än körtid för exkludering (%)
100 100 100 100 0 100
*Optimeringsmodellen tillåter inte konflikter, så tidtabellerna kommer alltid vara teoretiskt körbara. Måtten ingår således inte i målfunktionen utan är alltid 0.
- : Ingen målfunktion är implementerad för mätetalet, och det ingår därför inte i optimeringen. **LÅ=Leveransåtagande (punkter).
Resultaten från optimeringen finns i Tabell 9. Notera att alla tidtabellerna uppfyller alla krav på teoretisk körbarhet eftersom dessa var implementerade som bivillkor. De andra kvalitetsaspekterna var inlagda som målfunktionskomponenter som kunde optimeras.
Ingen av lösningarna i Tabell 9 är dominerade av någon av de andra, dock avslutades optimeringarna ofta av att exekveringsgränsen nåddes snarare än att lösningen var bevisat optimal och därför är det inte säkert att lösningarna är pareto- optimala. Resultaten för de olika punkterna är som förväntat: punkt 1 har bäst körtider och buffert mellan leveransåtagande, punkt 2 ligger närmast ansökan och har mest tidspåslag (förutom för buffertid på länkpassage, men skillnaden är marginell) och punkt 3 har minst antal tåg vars transporttid är längre än den för
exkludering. Dock har punkt 1 har färre brutna associationer än punkt 3. Skillnaden är dock återigen liten, och variationer likt denna får man räkna med när mer än ett mål optimeras, i synnerhet när optimeringen stängs ner innan den nått bevisade optimala lösningar. Att punkt 1 har färre brutna associationer pekar dock på behovet av att kunna fortsätta jobba med en lösning. T.ex. skulle en ny optimering kunna startas med punkt 3 som worst-case punkt och där endast associationer prioriteras för att se om optimering på detta enda mål kan minska antalet brutna associationer ytterligare.
Tabell 9: Resultat från flermålsoptimering.
Punkt 1 Punkt 2 Punkt 3
Teoretisk körbar
Ogiltiga möten eller omkörningar (#) 0 0 0 Antal gånger stationer är överbelagda (#) 0 0 0
Ogiltiga överlapp (#) 0 0 0
Brott mot separationstider (s) 0 0 0 Brott mot gångtidsmallar och minsta stopptid (s) 0 0 0
Robusthet och återställningsförmåga
Medelvärde buffertid på station med LÅ** (s) 53.8 81.4 71.2 Medelvärde buffertid på station (s) 23.6 32.0 24.8 Medelvärde buffertid på länkpassage (s) 24.5 39.2 39.8 Antal buffertider mellan tåg som är mindre än 30s (#) 947 974 985 Fixerad: minsta buffertid mellan två LÅ** (s) 75 0 0
Ansökningsuppfyllnad
Största avstånd från ansökan på start eller slutpunkt (s) 900 120 690 Summan av skillnaden mellan ansökt och planerad tid på LÅ** (h) 46.0 0.6 6.8 Antal brutna associationer (#) 18 20 19 Största relativa körtid 2.4 4.3 4.3 Medelvärde relativ körtid 1.2 1.4 1.3
Konkurrenshantering
Tåg vars körtid är längre än körtid för exkludering (%) 29% 67% 27%
7.4 Diskussion och framtida forskning
Mätningarna på tidtabeller från 2014-2018 visar att ramverket klara att fånga den ökning i robusthet som borde inträffat efter att nya konstruktionsregler infördes mellan 2016 och 2017. Likaså visar resultaten från flermålsoptimeringsförsöken att det går att generera tidtabeller som är konfliktfria men annars har olika kvaliteter vad gäller t.ex. transporttid, ansökningsuppfyllnad och brutna associationer.
Det skulle vara intressant att i framtiden forska på hur ramverket skulle kunna användas av planerare, samt undersöka vilka kvalitetsmått de tycker är användbara att optimera mot. Det skulle också vara intressant att undersöka hur
banarbetsplanering kan inkluderas i ramverket.