Tidtabellsläggning och simulering

Utifrån nulägesanalysen kunde tidtabeller för jämförelsealternativet (baserad på 6 februari 2020) och utredningsalternativen skapas. Tidtabellerna skapades i programmet RailSys, där även simulering och utvärdering utfördes. Vid tidtabellsläggning har inte hänsyn tagits till tågens vändtider, personalschema eller fordonstillgänglighet.

3.3.1 Tidtabellsläggning

Det första steget var att lägga in de relevanta tågen i RailSys. Först tillades snabbtågen, som gick hela sträckan mellan Stockholm C och Göteborg C, vilka är de tåg som arbetet undersöker. Sedan lades resterande tåg in, det vill säga regionaltåg, fjärrtåg, godståg och tjänstetåg. Av den orsaken att det skulle vara mycket tidskrävande att lägga in alla tåg som gick på sträckan valdes en delsträcka ut.

Delsträckan valdes baserat på resultaten från sammanställningarna av LUPP-data. Alla avgångar baserades på tidtabellen från 6 februari 2020 och uppehållsmönstret på Figur 14 i kapitel 4, avsnitt 2. Förenklingar gjordes dock för att gruppera så många tåg som möjligt i mönster istället för att lägga in ett tåg i taget. När tågen tillades i RailSys gavs de även en avgångstid och tågnummer.

När tåg eller tågmönster hade skapats angavs uppehållsplatser och -tider för tågen. Alla tåg i respektive tågmönster tilldelades samma uppehållsmönster. Varje uppehåll hade en planerad och en minimal uppehållstid, där den minimala tiden angav den minsta tiden ett tåg behöver göra uppehåll vid försening. För alla passagerartåg angavs den minimala tiden till 30 sekunder. För godståg angavs den minimala tiden till en sekund eftersom inget resenärutbyte sker för godståg. Det var inte möjligt för den minsta uppehållstiden att sättas till noll sekunder, vilket egentligen hade varit önskvärt då det inte är nödvändigt för godstågen att stanna om de är så pass tidiga eller försenade så att de kan köra vidare utan konflikt. Vid vissa tillfällen var godstågen tilldelade mycket lång uppehållstid då de skulle bli förbigångna av andra tåg. Emellertid behöver godståg ibland göra uppehåll av andra anledningar än förbigång. Då uppehållet varit längre än 20 minuter har det ansetts att uppehållet möjligtvis berodde på exempelvis omlastning, förarbyte, förarrast eller byte av vagnordning. I dessa fall sattes den minimala uppehållstiden till samma värde som planerad uppehållstid. För mindre driftplatser som Vårgårda, Moholm, Väring, Floby och Stenstorp sattes minimal uppehållstid till en sekund trots att uppehållet var längre 20 minuter. Detta gjordes eftersom andra anledningar än omkörning inte bedömdes kunna inträffa vid dessa driftplatser.

När ett tåg eller tågmönster hade skapats, dubbelkollades uppehållsstationerna med spår och uppehållstider. Detta gjordes för att granska om tågen gick på ett rimligt spår. Trafikverkets trafikinformation användes för att observera avgångsplattformar för verkliga tåg, för att kunna välja en rimlig och verklig plattform och spår vid uppehållen. För de tåg där plattform inte påträffades för den utvalda dagen, användes plattformslägen för en annan torsdag. Om detta heller inte var tillgängligt valdes RailSys förbestämda spår eller det såg som ansågs rimligt. Uppehållstider för snabbtågen (X2, MTR) baserades på resultatet från den LUPP-data som sammanställts i Figur 29–36 i Kapitel 4, avsnitt 5. För övriga tåg erhölls uppehållstiderna från webbsidan Railit.

För att gångtider skulle stämma överens med verkligheten i så hög grad som möjligt tillskrevs tidstillägg till alla tåg, då dessa inte inkluderades automatiskt i RailSys. För att göra arbetet mindre tidskrävande erhölls ett utdrag från Trainplan, som inkluderade tidstillägg, för ett tåg från varje tågmönster. De tåg som var inkluderade i utdraget fick representera tidstilläggen för alla tåg i samma mönster. Vissa tidstillägg i Trainplan var negativa. Då negativa tider inte gick att lägga in i Railsys under någon av de tidskategorierna som användes, subtraherades den negativa tiden från tillägget i en annan tidskategori för samma sträcka. Vid vissa tillfällen fanns inte möjligheten att subtrahera tiden från en annan kategori. I dessa fall förbisågs negativa tider som var mindre än 10 sekunder, medan tider som var större än 10 sekunder drogs bort från intilliggande sträcka.

När alla tåg hade placerats in i tidtabellen uppstod konflikter mellan tågen eftersom tidtabellen var förenklad och därav inte motsvarade den verkliga tidtabellen exakt. För att lösa dessa konflikter var

det tvunget att justera vissa tåg så att de fick en fri gångväg. Detta gjordes främst genom att flytta tåg en aning, men även genom att addera några sekunders tidstillägg eller extra uppehållstid. Vid sådana justeringar i tidtabellen gavs snabbtågen prioritet för att deras gångtid skulle bli så kort som möjligt. Vid de tillfällen då exempelvis ett snabbtåg och ett regionaltåg samtidigt befann sig på samma spår vid en station, prioriterades snabbtågen att få åka raka spåret, medan regionaltåget fick köra in på sidospåret. Däremot var det fler tåg i varje mönster för regionaltågen där de avgick regelbundet, jämfört med snabbtågen. Vid de tillfällen då ett tåg behövde flyttas i en sådan konflikt, var det i högre grad snabbtåg som blev förflyttade i förmån för regionaltågen, då det generellt inte var lika många snabbtåg att ta hänsyn till i mönstret.

Tidtabellen som lades in baserat på den 6 februari var det alternativ som speglade verkligheten och kallades därav för jämförelsealternativet. Sedan skapades tre utredningsalternativ utifrån tidtabellen i jämförelsealternativet. I utredningsalternativ 1 justerades uppehållstider, i utredningsalternativ 2 justerades tidstillägg och i utredningsalternativ 3 justerades headway. Detta gjordes för att tidtabellerna skulle vara bättre anpassade till verkliga förhållanden, vilka baserades på resultaten från LUPP-data. För varje utredningsalternativ justerades varje parameter var för sig för respektive riktning. När ändringarna för utredningsalternativen hade gjorts prioriterades snabbtågen, med sina nya ändringar, att vara intakta vid konflikthantering. Vid konflikter fick istället framförallt godståg göra uppehåll för förbigång och i enstaka fall fick regionaltåg ny avgångstid. Emellertid flyttades i regel hela mönstret för regionaltågen, så att trafiken fortsatte att vara regelbunden på linjen.

3.3.2 Simulering

De konstruerade tidtabellerna simulerades med ett störningsfilter. Detta störningsfilter skapades i ett

makro1_{. Makrot innehöll ingångs- och uppehållsförseningar baserade på LUPP-data från Trafikverket.}

Tidsspannet för data för ingångsfördelningar började 2019-12-16 (första vardagen för T20) och pågick fram till 2020-03-06 (då trafiken började påverkas markant av Coronapandemin). Uppehållsfördelningarna var givna från KTH och var insamlade för en tidigare utredning om Förbättrad punktlighet på X2000: analys med hjälp av simuleringar (Nelldal, et al., 2008). Makrot producerade då realistiska fördelningar för tågens förseningar i specifikt utvalda ingångspunkter samt uppehållstider vid stationer. Ingångsfördelningarna applicerades vid ändstationerna av utredningssträckan och vid de stationer på sträckan där vissa tåg hade startstation eller anslut till banan. När makrot hade körts, skapades en fil med förseningsfördelningar som kunde användas i RailSys som ett störningsfilter som tilldelade tågen realistiska ingångs- och uppehållsförseningar vid simulering.

Därefter behövde infrastrukturen justeras. Tidtabellerna hade skapats i ett nätverk som innehöll hela sträckan mellan Stockholm C och Göteborg C. Eftersom simuleringen skulle utföras endast på en kortare sträcka, kapades infrastrukturen vid ändstationerna för utredningssträckan. Då skapades ett nytt nätverk som endast innehöll utredningssträckan. Eftersom tidstillägg hade tillagts i tidtabellerna, gjordes en justering i RailSys om hur stor andel av tidstilläggen som fick utnyttjas av tågen för att köra

ikapp tiden i tidtabellen. Utnyttjandet av uppehållstiderna sattes till 100%, medan utnyttjandet för övriga tidstillägg bestämdes till 70% då det bedöms att tågen generellt inte kan utnyttja tidstilläggen fullt ut.

Innan själva simuleringarna kunde startas, skapades en störningsfil utifrån makrot med 500 simuleringscykler. Samma störningsfil användes för simuleringarna för samtliga tidtabeller. Därefter startades simuleringarna för varje utredningsalternativ, ett i taget. Ett helt dygn simulerades i varje cykel, därav simulerades 500 dygn av trafikering för varje utredningsalternativ.

3.3.3 Utvärdering

I utvärderingen av simuleringarna visades bland annat punktlighet för alla tåg vid varje driftplats på sträckan. Resultatet kontrollerades i RailSys utvärderingsdel för att se till att resultatet såg rimligt ut. Trots att simuleringarna utfördes för hela dygnet, begränsades tiden i utvärderaren till förmiddag (05.00-13.00). Gränsen för punktlig sattes till sex minuter eftersom ett tåg anses vara i tid om det är mindre än sex minuter sent (enligt RT+5).

Punktlighetsdata för alla utredningsalternativ exporterades till Excel för att bearbetas. I Excel skapades diagram som visade medelvärdet av ankomst- och avgångspunktlighet vid varje driftplats på sträckan, för varje utredningsalternativ separat. Slutligen utvärderades skillnaderna mellan varje alternativ utifrån diagrammen.

Baserat på utvärderingen av simuleringarna identifierades de två utredningsalternativen som gav bäst punktlighetsresultat. Dessa alternativ kombinerades till ett fjärde utredningsalternativ som innehöll båda justeringsparametrarna. Liksom föregående utredningsalternativ simulerades och utvärderades även det fjärde alternativet.

DEL 1: Nuläge

4

Nulägesresultat

I nulägesresultatet presenteras resultatet från LUPP-data. Detta inkluderar resultat om trafikering, tidtabell, förseningar, punktlighet, uppehållstider samt ankomst- och avgångspunktlighet vid uppehåll.

4.1

Trafikering

Här presenteras resultatet av den datainsamling av alla tåg som går på Västra stambanan under den utvalda dagen 6 februari 2020.

Tabell 3 och Tabell 4 visas hur många tåg som gick olika sträckningar på Västra stambanan. De grå rektanglarna representerar olika sträckor som tågen gick mellan olika stationer. En grå rektangel med början under Hallsberg som slutar strax ovanför Herrljunga betyder alltså att det finns tåg som gick på Västra stambanan mellan just Hallsberg och Herrljunga. Det kan antingen vara att de gick just den markerade sträckan, till exempel Göteborg – Töreboda, eller att de anslöt alternativt avvek vid den ena stationen men däremellan gick den visade sträckan på Västra stambanan, exempelvis tågen mellan Skövde och Nässjö avvek i Falköping och representeras därför i den grå rutan mellan Skövde och Falköping. Siffran i varje rektangel visar således antal tåg på de olika identifierade sträckorna.

Till vänster i tabellen visas en summering av antal tåg som totalt passerade på varje delsträcka (med delsträcka menas i detta fall sträckan mellan två på varandra följande stationer). Exempelvis kan det ur Tabell 3 avläsas att det var 25 tåg som bara gick sträckan Gnesta – Järna. Vidare gick nio tåg Laxå – Stockholm och 16 tåg Hallsberg – Stockholm. Tågen på båda dessa sträckor passerade även delsträckan Gnesta – Järna. För att få fram hur många tåg som totalt sett trafikerade på delsträckan

mellan Gnesta och Järna summerades dessa2_{. Totalt passerade 114 tåg på delsträckan Gnesta – Järna}

under den utvalda dagen.

Resultatet i tabellerna ligger till grund för illustrationerna i Figur 11 och Figur 12 som likväl visar summan av totala antalet tåg per sträcka mellan olika stationer.

I sammanställningen i Tabell 3 för antal tåg per delsträcka (norrgående riktning) visas tydligt att många tåg bara gick på delar av Västra stambanan, och sedan antingen avvek eller vände (se även Figur 13). En stor majoritet av tågen startade eller slutade i någon av ändstationerna Stockholm C eller Göteborg C. Flest tåg trafikerade mellan Södertälje syd – Stockholm, därefter gick flest tåg Göteborg – Alingsås och sedan Gnesta – Järna. Minst antal tåg trafikerade Hallsberg – Katrineholm och Töreboda – Laxå.

Tabell 3. Sammanställning av antalet tåg mellan olika stationer, i norrgående riktning den 6 februari 2020. Norrgående Summa Stockholm 30 19 9 16 33 30 1 138 Södertälje Syd 108 Järna 25 114 Gnesta 89 Flen 22 111 Katrineholm 4 1 61 Hallsberg 17 2 29 89 Laxå 63 Töreboda 3 66 Skövde 25 7 98 Falköping 9 82 Herrljunga 4 83 Alingsås 35 118 Göteborg 321

Figur 11. Totala antalet norrgående tåg på varje delsträcka baserat på trafiken den 6 februari 2020.

I Figur 11 vilken baserades på Tabell 3, illustreras summeringen av totala antalet tåg på varje delsträcka i en karta med färger som representerar olika antal tåg i intervall. Liksom ovan nämnt kan man se att det är flest tåg kring storstäderna, framförallt Stockholm, och minst antal tåg på mitten av banan. Den längsta delsträckan är Hallsberg – Katrineholm och den kortaste Järna – Södertälje syd.

Tabell 4. Sammanställning av antalet tåg mellan olika stationer, i södergående riktning den 6 februari 2020. Södergående Summa Stockholm 27 24 8 16 33 29 1 138 Södertälje Syd 1 112 Järna 24 1 1 114 Gnesta 90 Flen 19 109 Katrineholm 5 1 62 Hallsberg 11 2 22 2 77 Laxå 1 59 Töreboda 3 3 65 Skövde 20 5 88 Falköping 13 78 Herrljunga 2 77 Alingsås 41 118 Göteborg 315

Precis som i Tabell 3 är det många av de södergående tågen, representerade i Tabell 4, som endast gick en del av sträckan på Västra stambanan. Många av tågen startade eller slutade i Stockholm C eller Göteborg C, även om det finns fler sträckor som inte gör det i denna tabell jämfört med Tabell 3. De mest trafikerade sträckorna är fortfarande Stockholm – Södertälje syd följt av Alingsås – Göteborg och Järna – Gnesta. Minst antal tåg gick Laxå – Töreboda och Katrineholm – Hallsberg.

Figur 12 baserades på Tabell 4 och visar den totala summeringen av antal tåg på varje sträcka i södergående riktning. Liksom för norrgående tåg är det tydligt att flest tåg gick i anslutning till storstäderna och minst antal tåg i mitten.

Mellan Figur 11 (norrgående tåg) och Figur 12 (södergående tåg) är det framförallt sträckan mellan Alingsås och Skövde C som skiljer och mellan Laxå och Hallsberg. I norrgående riktning var det något fler tåg som gick mellan Alingsås och Falköping C. Mellan Falköping C och Skövde C var ökningen större. Där gick 10 fler tåg på vägen norrut jämfört med söderut.

Figur 13. Knutpunkter och stationer på Västra stambanan. Knutpunkter illustreras med linjer som ansluter till huvudbanan och stationer där snabbtågen på Västra stambanan gör uppehåll är markerade med ljusare rutor.

I Figur 13 visas knutpunkter och stationerna på Västra stambanan där snabbtågen gjorde uppehåll. Med knutpunkter menas i detta sammanhang infrastrukturknutpunkter där bibanor ansluter till Västra stambanan. Mellan Göteborg C och Stockholm C fanns sju större stationer där många tåg gjorde uppehåll för passagerarutbyte. I figuren syns, förutom de tåg som gick hela sträckan, även tåg som passerade på delsträckor. Dessa tåg hade start- och/eller slutstationer som var lokaliserade på andra järnvägsbanor. Exempelvis symboliserar den röda pilen ner från Göteborg C att tåg kom upp från såväl som fortsatte ner till Malmö C. Den första uppehållsstationen i figuren sett från vänster är

Alingsås, där Göteborgs pendeltåg har sin ändstation. En knutpunkt nära Göteborg är Herrljunga där några tåg avvek mot Uddevalla.

Den andra knutpunkten sett från vänster i figuren är Falköping. Därifrån fortsatte tåg till bland annat Nässjö och Jönköping. Vidare passerade många tåg Skövde, där även snabbtågen mellan Stockholm och Göteborg i flera fall gjorde uppehåll. Fortsättningsvis är Töreboda en ändstation för en del tåg, både från Göteborg C och för vissa av de tåg som vek av vid Falköping C. Vid Gårdsjö och Laxå passerade även många tåg, och vissa vek också av där. Exempelvis var det tåg från Stockholm C som vek av vid Laxå för att fortsätta mot Karlstad. Det var dock inga tåg som gick hela sträckan Stockholm- Göteborg som stannade vid dessa platser.

Stationen Hallsberg i illustrationen inkluderar både Hallsbergs personbangård och Hallsberg rangerbangård. De flesta tågen stannade vid personbangården för resenärsutbyte, medan några godståg stannade vid rangerbangården. Därtill syns det i figuren att Hallsberg både är en knytpunkt och en station för uppehåll på Västra stambanan. De tåg som avvek vid Hallsberg körde vidare norrut mot bland annat Karlstad och Örebro. Ett fåtal tåg anslöt till Västra stambanan vid Hallsberg söderifrån. Många tåg passerade Baggetorp, men endast en linje vek av söderut mot Åby. En ytterligare uppehållsstation är Katrineholm C där flera tåg passerade, stannade och några avvek mot bland annat Norrköping. I Flen tillkom även tåg uppifrån Sala.

Närmre Stockholmsområdet finns det flera knutpunkter. Pendeltåg från Gnesta vek av vid Järna för att köra vidare till Södertälje centrum och tåg från Stockholm C vek av vid Järna för att åka vidare ner mot Norrköping. Det var många tåg som passerade och gjorde uppehåll vid Södertälje Syd. Det fanns även tåg som körde mellan Stockholm C och Södertälje Syd för att köra vidare ner huvudsakligen till Eskilstuna.

4.2

Tidtabell

I detta avsnitt behandlas tidtabellen från 6 februari 2020. Innehållet illustrerar avgångs- och ankomsttider samt uppehållstationer för snabbtågen på Västra stambanan.

Figur 14. Avgångar och uppehåll för snabbtåg den 6 februari 2020 där norrgående riktning illustreras med ljusgrå linje och södergående riktning illustreras med mörkgrå linje.

I Figur 14 visas alla avgångar den 6 februari 2020 i båda riktningarna med tågnummer, avgångstid, ankomsttid samt uppehållsplats. De norrgående tågen från Göteborg mot Stockholm illustreras med en ljusgrå linje och uppehållen med ljusgrå prickar. De södergående tågen från Stockholm till Göteborg illustreras med en mörkgrå linje och mörkgrå prickar för uppehållen. Pilar på linjerna visar vilken riktning avgången avser. Startpunkterna visualiseras som en ihålig prick medan ändstationen är en ifylld prick som uppehållen, fast lite större.

I figuren syns även att SJ och MTR Express hade olika uppehållsmönster. Uppehållsplatserna för SJ varierade. Det är emellertid möjligt att se att SJ-tågen ofta stannade i Skövde. En annan vanlig uppehållsplats var Katrineholm, vilken emellanåt ersattes av Södertälje Syd. Ett antal tåg gjorde även uppehåll i Herrljunga. I övrigt stannade några tåg i Alingsås och Hallsberg. Slutligen stannade endast ett tåg i Falköping C. MTR Express hade ett mer oförändligt uppehållsmönster. Nästan alla MTR-tåg gjorde uppehåll i Södertälje Syd, Skövde C, Herrljunga och Alingsås. Endast några undantag finns där uppehåll skedde även i Katrineholm och uppehåll i Herrljunga och Alingsås är uteslutna. Uppehåll i Skövde är likväl gemensamt för alla MTR Express tåg.

Utifrån illustrationen av tidtabellen är det även möjligt att konstatera att det första snabbtåget den 6 februari 2020 avgick 05.00 från Göteborg och det sista snabbtåget ankom till sin slutstation 00.35. Därav övergick tidsintervallet till fredagen den 7 februari.

Figur 15. Totala antal uppehåll per station den 6 februari 2020. Den översta ljusgrå är för norrgående tåg, den mittersta mörkgrå är för södergående tåg och den nedersta svarta är det totala för båda riktningarna.

I Figur 15 illustreras det totala antalet stopp alla tåg som gick på Västra stambanan gjorde den 6 februari 2020. I figuren syns det att tågen i de olika riktningarna hade liknande uppehållsmönster. Det enda som skiljer är ett par uppehåll på vissa stationer och det var endast norrgående tåg som hade ett stopp i Falköping C. Det som är mest intressant i figuren är att Skövde sticker ut ordentligt i antal stopp i båda riktningarna. I övrigt är Södertälje och Katrineholm stationer där många tåg stannade. Tätt efter är Alingsås och Herrljunga som även hade ett betydligt antal stopp. Hallsberg och framför allt Falköping hade däremot mycket få uppehåll i båda riktningarna.

Figur 16. Avgångar och ankomster till och från Stockholm C och Göteborg C. Uppehåll visas inte, därav varierar lutningen för avgångarna. Tiderna baseras på tidtabellen för 6 februari 2020. SJs avgångar visas i blått och orange och MTRs avgångar visas i svart och rött. För större bild, se Bilaga 2.

I Figur 16 ovan visas avgångar och ankomsttider från Stockholm C till Göteborg C och från Göteborg C till Stockholm C den 6 februari 2020. Lutningen för linjerna beror både av tågens hastighet och hur många uppehåll som gjordes under vägen. Uppehållen visas inte i denna figur men bör finnas i åtanke vid granskningen av avgångsmönstret.

I södergående riktning gick tre tåg samtidigt på morgonen, sen dröjde det mer än en timme innan nästa avgång. SJ tycks ha ett tåg i timmen under dagen hela, runt halv samt några ytterligare avgångar på eftermiddagen mellan 16.00-1800. Grovt skattat hade MTR avgångar varannan timme med något tätare trafik under sen eftermiddag. Över lag gick flest tåg på eftermiddagen. Inte så mycket på morgonen, de som var, var koncentrerade kring klockan 06.00.

I norrgående riktning var avgångarna på morgonen mer utspridda än södergående. Mellan 5 och 6 på morgonen gick tre SJ-tåg och ett MTR-tåg. Det var inte lika stort glapp mellan ”morgontågen” och resten av tågen som för södergående. Från och med 06.30 gick ett SJ-tåg per timme fram till cirka 15.30, för att sedan gå lite tätare fram till klockan 17.30. Sedan ett tåg per timme resten av kvällen (20.30). MTR hade en avgång per timme mellan 5 och 8 på morgonen. Sedan gick tågen varannan timme fram till cirka 16.30 då det var två täta avgångar med endast en halvtimmes mellanrum. Efter avgången vid 17 gick tågen varannan timme fram till cirka 21.00. Över lag, mest koncentrerat på morgonen och eftermiddagen.

4.3

Förseningar

Här presenteras resultatet av den LUPP-data med förseningar som har samlats in. Data presenteras i