Kartläggning av kapacitetsbehov på enkelspårig järnväg
En fallstudie hos Trafikverket
Pierre Gustafsson
Civilingenjör, Industriell ekonomi 2020
Luleå tekniska universitet
Institutionen för ekonomi, teknik och samhälle
Förord
Detta examensarbete innefattar 30 högskolepoäng och markerar slutet av min femåriga studietid på civilingenjörsprogrammet industriell ekonomi med masterinriktning inom industriell logistik vid Luleå tekniska universitet. Studien har under 20 veckors tid utförts vid enheten Strategi, inom avdelning Verksamhetsstyrning vid verksamhetsområde Underhåll på Trafikverket. Placeringsorten har varit regionkontoret i Luleå.
Under arbetets gång har jag fått vägledning och stöttning från flera håll. Först och främst vill jag rikta ett stort tack till handledare Professor Peter Söderholm på Trafikverket för din feedback, behjälplighet och ditt engagemang under hela examensarbetet. Jag vill även passa på att tacka Professor Athanasios Migdalas vid Luleå tekniska universitet för den hjälp jag fått och den tid du lagt ned på handledning. Jag vill givetvis även rikta ett tack till Jonny Huuva och alla andra medarbetare på Trafikverket för deras vägledning och positiva energi. Avslutningsvis vill jag också uttrycka min tacksamhet till de externa intressenter som tagit sig tid samt vart behjälpliga vid frågor och intervjuer.
Luleå, juni 2020 Pierre Gustafsson
Sammanfattning
I Sverige har tågtrafiken ökat signifikant de senaste decennierna och som följd av detta har antalet tågavgångar ökat, vilket i sin tur har resulterat i att det blivit svårare att få tider i spår.
Utöver detta är det svenska järnvägssystemet föråldrat och underhållsarbetet eftersatt. Eftersom samtliga intressenter inom infrastrukturen dessutom strävar efter att kunna leverera så hög kvalitet som möjligt och samtidigt tillgodose sina kunders behov, har det blivit en allt större utmaning att balansera de olika intressenternas behov, förväntningar samt krav. Från tågbolagens sida innebär en ökad efterfrågan att de behöver allt fler tider för att kunna möta sina kunders behov av att transportera både människor och gods. För underhållsverksamheten innebär detta i sin tur att även de behöver mer tider i järnvägsanläggningen för att kunna upprätthålla infrastrukturens funktion för att minska trafikstörningar. På grund av ekonomiska samt geografiska förutsättningar består dessutom majoriteten av det svenska järnvägsnätet av enkelspårig järnväg, vilket innebär att tågbolagen konkurrerar om samma tider som underhållsverksamheten. Detta leder till större utmaningar i kapacitetstilldelningsprocessen, processen där tidtabellerna fastställs. För att kunna upprätthålla säkerheten samt punktligheten i infrastrukturen är det viktigt att studera kapacitetsbehovet. Denna studie ämnar sålunda besvara på frågeställningen: Hur skall kapacitetsbehovet hanteras ur ett underhållsperspektiv på en enkelspårig järnvägssträcka som trafikeras av både gods- och persontrafik?
Med syfte att besvara studiens frågeställning, genomfördes en explorativ fallstudie hos Trafikverket, mer specifikt på bandel 119, den enkelspåriga järnvägssträckan mellan Boden och Luleå. För att kunna genomföra en nulägesanalys genomfördes litteraturstudier, observationer och intervjuer med anställda och inhyrda konsulter hos Trafikverket, tågbolag samt entreprenörer. I och med denna framkom det att kontrakterad underhållsentreprenör ej får de tider i spår som de enligt kontraktsförutsättningarna skall ha tillgång till, vilket gör det svårt att upprätthålla funktionen av infrastrukturen. Parallellt med detta har dessutom mängden feluppkomster i systemet ökat markant de senaste åren, samtidigt som antalet anmärkningar i samband med säkerhetsbesiktningar minskat signifikant. Däremot har antalet anmärkningar i samband med underhållsbesiktningar ökat, vilket tyder på att systemet inte mår bra. Utöver detta är robustheten i systemet låg, vilket innebär att eventuella feluppkomster renderar i fler trafikstörningar. Trots dessa förutsättningar uttrycker tågbolag på sträckan att de inom de närmaste åren har ett ökat kapacitetsbehov och sålunda har för avsikt att göra anspråk på mer tider i spår alternativt trafikera bandel 119 med ännu längre tåg.
I syfte att kunna tillgodose framtidens kapacitetsbehov och samtidigt kunna upprätthålla funktionen i infrastrukturen är det ur ett underhållsperspektiv sålunda av betydande karaktär att man genom ökat förebyggande underhåll reducerar feluppkomsterna i systemet. För att dessutom kunna uträtta detta på ett ändamålsenligt och kostnadseffektivt vis bör man sträva efter att koordinera underhållsaktiviteter i så stor utsträckning som möjligt, vilket kräver längre servicefönster. För att få fram vilka arbeten som bör ske simultant samt vilken som är den optimala längden på dessa servicefönster kan man använda en modell för preventive maintenance scheduling problem (PMSP). Genom att göra detta kan man optimera underhållsarbetet och nå kapacitetshöjande åtgärder utan att bygga om eller bygga ut infrastrukturen.
Abstract
The train traffic in Sweden has increased significantly the last couple of decades, thus resulting in an increased number of departures, which has made it harder to obtain train paths.
Furthermore, the Swedish railway system is already outdated, and the maintenance work neglected. As all parties using the infrastructure also aspire to offer their customers the highest possible quality and aim to fulfill their needs, it has become more challenging to balance the stakeholders needs, anticipation and demands. For the railway companies, an increased demand mean that they need to obtain more rail paths in order to meet their customers need to transport goods and people. However, this entails an increased need for maintenance operations in the system in order to ensure the function of the infrastructure and thus reduce the number of traffic disruptions. Because of financial and geographical constraints, most of the Swedish railway consists of single-track, thus the railway companies and the maintenance activities are competing about same paths. This makes it more challenging during the capacity allocation process, the process in which the timetables are finalized. In order to maintain the safety and punctuality in the infrastructure, it is important to study the need for capacity. Thus, this study intends to answer the question:
How shall the capacity requirement be managed from a maintenance perspective on a single-track railway trafficked by cargo- and passenger trains?
In order to answer this question, an explorative case study was conducted at the Swedish Transport Administration, more specifically track 119, the single-track railway between Boden and Luleå. In order to do an assessment of the current situation, literature review, observations and interviews with employees and consultants at the Swedish Transport Administration, railway companies and entrepreneurs. During this process, the fact that the maintenance entrepreneur do not get the time in the tracks that was promised in the contractual agreement emerged, thus making it hard for them to maintain the function of the infrastructure. A long side of this, the total number of errors has increased significantly the last couple of years, but the total number of remarks during safety inspections has decreased. However, the total number of remarks during maintenance inspections has increased, which indicates that the system’s health is not good. Furthermore, the robustness in the system is low, which means that potential faults may result in more traffic disruptions. Despite this, the railway companies express that they in the next couple of years will need more capacity, thus either intend to claim more times in the tracks or extend the length of their trains.
In order to meet the capacity requirements of the future, while being able to maintain the function of the infrastructure, it is crucial from a maintenance perspective, to increase the preventative maintenance while reducing the number of faults in the system. Furthermore, in order to execute this in a purposeful and cost-effective manner, the maintenance activities must be coordinated as much as possible, which requires longer maintenance-windows. In order to obtain the optimal length of these windows and to know which works to combine, it is possible to use a model for preventive maintenance scheduling problem (PMSP). By doing this, it is possible to optimize the maintenance and reach capacity increasing result without rebuilding the infrastructure.
Innehållsförteckning
1. Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Problemformulering ... 2
1.3 Syfte ... 2
1.4 Avgränsningar ... 3
2. Teoretisk referensram ... 4
2.1 Tillförlitlighet ... 4
2.2 Underhåll ... 5
2.2.1 Avhjälpande underhåll ... 5
2.2.2 Förebyggande underhåll... 6
2.3 Kapacitetsplanering ... 6
3. Metod ... 9
3.1 Studiens upplägg ... 9
3.2 Forskningssyfte ... 10
3.3 Forskningsansats ... 10
3.4 Forskningsstrategi ... 10
3.5 Datainsamling ... 11
3.5.1 Litteraturstudier ... 11
3.5.2 Intervjuer ... 11
3.5.3 Enkät ... 12
3.6 Urval ... 12
3.7 Analysmetod ... 13
3.8 Reliabilitet och validitet ... 13
3.8.1 Reliabilitet ... 13
3.8.2 Validitet ... 14
4. Företagspresentation ... 15
4.1 Trafikverket ... 15
4.2 Järnväg ... 16
4.3 Bandel 119 ... 16
5. Resultat ... 17
5.1 Nulägesanalys ... 17
5.1.1 Trafik ... 17
5.1.2 Underhåll ... 19
5.1.3 Besiktningsanmärkningar ... 20
5.1.4 Feluppkomster ... 21
5.1.5 Merförseningar ... 24
5.2 Framtid ... 25
6. Analys ... 26
6.1 Trafik ... 26
6.2 Underhåll ... 27
7. Slutsats och rekommendationer ... 29
8. Diskussion ... 30
8.1 Begränsningar ... 30
8.2 Framtida studier ... 30
9. Referenslista ... 32
Bilaga 1 – Modell ... i
Bilaga 2 - Enkät Kapacitetsbehov ... iii
Figurförteckning
Figur 1 Tillämpning av tillförlitlighetsteknik (Adapterad från SS 4410505). ... 4Figur 2 Steg under avhjälpande underhåll. ... 6
Figur 3 Illustration av studiens upplägg. ... 9
Figur 4 Fyrstegsprincipen. ... 16
Figur 5 Antal tåguppdrag per år på bandel 119 ... 17
Figur 6 Antal underhållsanmärkningar samt hur många av dessa som åtgärdats. ... 21
Figur 7 Antalet anmärkningar vid säkerhetsbesiktningar respektive antalet av dessa som åtgärdats. 21 Figur 8 Antal feluppkomster på bandel 119 mellan år 2013 och 2019. ... 22
Figur 9 Antal feluppkomster per kvartal på bandel 119 mellan år 2013 och 2019. ... 22
Figur 10 Antal feluppkomster redovisat för varje månad mellan år 2013 och 2019. ... 23
Figur 11 De tio mest frekventa feluppkomsterna på bandel 119 mellan år 2013 och 2019. ... 23
Figur 12 Antalet feluppkomster i spårväxlar per kvartal på bandel 119 mellan år 2013 och 2019. ... 24
Figur 13 Antalet feluppkomster i spårväxlar per månad på bandel 119 mellan år 2013 och 2019. ... 24
Figur 14 Antal minuter merförsening som feluppkomster orsakat mellan år 2016 och 2019. ... 25
Tabellförteckning
Tabell 1 Sammanfattning av studiens metodval. ... 9Tabell 2 Lista över respondenter till studiens enkät. ... 13
Tabell 3 Sammanfattning över Trafikverkets infrastruktur. ... 15
Tabell 4 Överblick över Trafikverkets olika verksamhetsområden ... 15
Tabell 5 Statistik över de tåg som trafikerar bandel 119. ... 17
1
1. Inledning
Detta avsnitt ger en inledning till det område som studien behandlar. Därefter redovisas studiens problemformulering, frågeställning samt dess syfte följt av genomförda avgränsningar.
1.1 Bakgrund
I och med Agenda 2030 och FN’s globala mål, ställs större krav på hållbara transporter. Ett av de mer energisnåla och kostnadseffektiva transportalternativen är tågtrafiken som på ett miljövänligt vis transportera gods och människor (Mu & Dessouky, 2011; Miandoab, Ghezavati
& Mohammaditabar, 2020). I Sverige har denna trafik fördubblats sedan 90-talet, vilket har resulterat i fler och tätare avgångar med försämrad pålitlighet och punktlighet (Lamorgese &
Mannino, 2013). Det ökade trycket på våra järnvägar innebär istället att en eventuell försening, likt en dominobricka, kan påverka efterföljande tåg i spåret och orsaka störningar och förseningar i hela systemet. För de intressenter som nyttjar spåren innebär detta att de ej kan leverera transport med krävd kvalitet.
Utöver detta karaktäriseras järnvägssystem av ekonomiska och geografiska hinder som vanligen renderar i enkelspåriga järnvägar som trafikeras åt båda hållen (Xu, Li, Yang & Gao, 2019). I Sverige består ungefär 65 % av landets 14 180 spårkilometer av sådan järnväg (Trafikverket, 2020a). I Sverige domineras dessa spår vanligtvis av persontransporter, men på många järnvägssträckor konkurrerar gods- samt persontåg om samma tider. Dessa tåg har blivit tyngre och framförs dessutom i högre hastigheter än förut, vilket belastar Sveriges föråldrade järnvägar ytterligare (Trafikverket, 2020b).
Rådande situation ställer större krav på Trafikverket eftersom de är den myndighet som bär ansvaret för både trafikledning på järnvägen samt underhållet av den statliga järnvägsinfrastrukturen. Underhållet omfattar administrativa samt tekniska åtgärder som ämnar återställa alternativt vidmakthålla systemet så krävda funktioner kan uträttas (Dekker, 1996).
Detta uppnås genom avhjälpande eller förebyggande underhåll (Consilvio, Febbraro & Sacco, 2015).
I Sverige är underhållsarbeten inom järnväg utlagda på entreprenad och det är underhållsentreprenörerna som bär ansvaret för att ansöka om tid i spår så att tilltänkt underhållsarbete kan uträttas. På enkelspårig järnväg innebär detta en oundviklig konflikt, eftersom tiderna för underhållsarbete och tågtrafik ofta utesluter varandra. Detta ställer sålunda krav på att underhållsarbeten koordineras på ett sådant vis att trafik, säkerhet, pålitlighet och ekonomi påverkas negativt i så liten utsträckning som möjligt. Genom att kontinuerligt avsätta tid i spår för förebyggande underhåll kan man förhoppningsvis förebygga trafikstörningar samt reducera underhållsarbetets påverkan på ovanstående punkter. För att kunna göra detta utan avbrott, behöver man kunskap rörande så väl interna som externa kapacitetsbehov samt god vetskap rörande järnvägskapaciteten.
Tidigare studier har framförallt fokuserat på problematiken rörande tågtrafiken samt hur dessa skall framföras i spåret. För att maximera utnyttjandegraden av systemet har man inom detta område exempelvis studerat hur man med hjälp av matematiska modeller optimerar tidtabeller samt tågens avgångsfrekvens. Utöver detta har även genomförandet av hur olika specifika typer av underhåll skall optimeras samt hur tid för genomförande av underhåll skall utformas studerats. Trafikverket genomför även kapacitetsstudier på olika sträckor i syfte att identifiera
2
olika åtgärder som kan tillämpas för att öka kapaciteten, exempelvis avseende trafik, underhåll, reinvestering och investering. Något som ej studerats i samma utsträckning är mer detaljerande behov och krav ur ett underhållsperspektiv, som kan utgöra underlag för modellering och simulering av både trafik och underhåll. Detta kan leda till att kapacitetshöjande åtgärder i form av investering leder till mer omfattande underhåll samtidigt som ett förbättrat underhåll hade gett samma kapacitetsförbättring till en lägre kostnad.
1.2 Problemformulering
Lämpliga beslut rörande balansen mellan trafik och underhåll blir extra betydande i sårbara system som annars riskerar att stanna helt (Burdett & Kozan, 2006). Eftersom enkelspårig järnväg innebär att gods- samt persontrafik tvingas dela på samma stråk i båda riktningarna, begränsas kapaciteten samt framkomligheten, vilket gör det till ett sårbart system. När sedan varken nyinvesteringar eller underhåll av landets järnvägar gjorts i tillräcklig omfattning blir detta system ännu mer sårbart på grund av feluppkomster och störningar, vilket i sin tur resulterar i att kapacitetstilldelningen för trafik och underhåll blir mer utmanande.
Detta blir mer påtagligt på sträckor med mycket trafik, speciellt då mer trafik renderar i snabbare nedbrytning av anläggningen samt ökat behov av underhåll (Lidén, 2015).
Malmbanan mellan Riksgränsen och Boden den tyngst trafikerade järnvägssträckan i Sverige (Trafikverket, 2020c). Sedan år 2017 är sträckan mellan Vitåforsen och Luleå dessutom godkänd för 32,5 ton axellast, vilket nu innebär att Europas tyngsta tåg återfinns här (Trafikverket, 2020d). Likt majoriteten av Sveriges järnväg består denna sträcka av enkelspårig järnväg. På denna sträcka är LKAB en av de större intressenterna och de transporterar järnmalm från gruvorna i Kiruna till Luleå hamn. Bandel 119, sträckan mellan Boden-Luleå hör formellt till Stambanan genom Övre Norrland, men nyttjas även för dessa transporter. I takt med att tågtrafiken på bandel 119 ökat har det blivit allt svårare för Trafikverkets kontrakterade entreprenörer att få tid i spår för underhåll och på så vis kunna upprätthålla en fungerande infrastruktur samt minimera antalet trafikstörningar.
Kapacitetstilldelningen på denna sträcka måste sålunda beakta behovet av person-, godstransporter samt lägga extra fokus på underhåll för att hantera feluppkomster i infrastrukturen på ett sådant vis att antalet trafikstörningar minimeras. Detta innebär att underhållet bör vara både effektivt och ändamålsenligt med avseende på kapacitetsutnyttjandet och balansera avhjälpande och förebyggande underhåll. För att minska risken för trafikstörningar är det sålunda vitalt att undersöka kapacitetsbehovet ur ett underhållsperspektiv, vilket i sin tur gör det intressant att se över intressenternas nuvarande och framtida kapacitetsbehov på sträckan. Detta arbete ämnar sålunda till att undersöka följande:
Hur skall kapacitetsbehovet hanteras ur ett underhållsperspektiv på en enkelspårig järnvägssträcka som trafikeras av både gods- och persontrafik?
1.3 Syfte
Syftet med detta arbete är att kartlägga nuvarande samt framtida kapacitetsbehov på bandel 119 mellan Boden och Luleå samt identifiera generellt tillämpbara modell som kan nyttjas vid hantering av liknande problem på andra sträckor. Detta för att öka kunskapen inom området samt leverera ett resultat som skall kunna utgöra en grund för framtida arbeten och utredningar.
3
1.4 Avgränsningar
Detta arbete är en fallstudie på bandel 119 (Boden-Luleå) och är därför avgränsat till denna järnvägssträckaetta på grund av att en studie på samtliga enspåriga järnvägar i Sverige under studiens tidsram på 20 veckor, hade blivit för omfattande. De intressenter som behandlas i studien är avgränsade till de fem som har mest tider i spår på den berörda sträckan. Utöver detta är studien avgränsad till de två första stegen i Fyrstegsprincipen (tänk om och optimera), då det omfattar trafik- samt underhållsåtgärder.
4
2. Teoretisk referensram
I detta kapitel redovisas teori som berör relevanta aspekter för studien. Den teoretiska referensramen tar exempelvis upp avsikten för system, olika typer av underhåll samt kapacitetstilldelning.
2.1 Tillförlitlighet
Intentionen för ett system är att dess funktion transformerar instorheten så att de uppfyller prestationskraven, det vill säga generera utstorheter som stämmer överens med avsedd prestation (SEK, 2000). När det kommer till infrastruktur i form av ett järnvägssystem definieras den enligt Framtidens järnvägsunderhåll (SOU 2020:18) som signal-, spår- samt säkerhetsanordningar ämnade för järnvägstrafik, anläggningar som försörjer trafiken med el, anläggningar för trafikledning samt övriga stadigvarande konstruktioner som krävs för att upprätthålla anläggningens användande eller drift. Intentionen i ett järnvägssystem innebär sålunda att el och signaler med hjälp av funktion hos anläggning, exempelvis högsta tillåtna hastighet eller axellast och fordon genererar transporter som svarar mot prestationskraven såsom kapacitet, punktlighet och frekvens. Prestationskrav kan variera över tid, vilket Lamorgese och Mannino (2013) redogör, exempelvis yttrar sig i ökat antalet tåg som skall framföras i spåret under nästa planeringsperiod.
För att kunna uppnå detta på ett ändamålsenligt sätt krävs det att åtgärder som drift, underhåll och modifiering balanseras utifrån det tekniska systemets instorheter, funktioner samt levererad och krävd prestation. Driften av systemet innefattar de aktiviteter som påverkar systemets instorheter och underhåll de aktiviteter som avser vidmakthålla alternativt återställa dess funktion (SEK, 2000). Modifieringar är de aktiviteter som ämnar justera funktionsförmågan till det bättre och på så vis säkerställa att systemet kan svara mot ökande prestationskrav. Samtliga åtgärder i figur 1 avser säkerställa att systemet uppnår avsedd prestation, men resultatet går ej att uppnå om någon del elimineras. Eftersom tillståndet i anläggningen försämras med tiden, behöver mer resurser läggas på att underhålla ett åldrande system. När dessutom efterfrågan på trafiken ökar markant innebär det att ännu mer underhåll erfordras i syfte att vidmakthålla dess funktion.
Figur 1 Tillämpning av tillförlitlighetsteknik (Adapterad från SS 4410505).
5
2.2 Underhåll
Ett systems tillgänglighet har stark korrelation till dess underhållsmässighet, dvs. sannolikheten att ett underhållsarbete kan utföras under angiven tidsintervall samt omständigheter. Underhåll är sålunda något som bör beaktas redan i ett systems konstruktionsfas (Dekker, 1996). Vidare är underhåll även en betydande faktor som ökar systemets pålitlighet samt gör det möjligt för företag att upprätthålla en god produktkvalitet (Wang, 2002; Wang, Chu & Wu, 2007). Trots detta är underhållsbudgetar generellt sett begränsade, vilket ofta renderar i kontinuerliga krav på sänkta utgifter samtidigt som kvaliteten måste upprätthållas (Budai, Huisman & Dekker, 2006). För att uppnå dessa krav bör man enligt Wang et al. (2007) beakta samt utvärdera fyra faktorer gentemot företagets övergripande mål när man väljer underhållspolicy. Dessa är kostnad, säkerhet, genomförbarhet och värdeökning/minskning. Den förstnämnda faktorn innefattar kostnader som kan härledas till valet av underhållspolicy, exempelvis de mjukvaror som används vid analyser av komponenter samt utbildning av personal. Beträffande säkerheten bör man utvärdera risken för skador på personal, anläggningar eller miljön samt konsekvenserna av dessa. När det sedan kommer till genomförbarheten redovisar författarna att man bör vara realistisk i valet av underhållspolicy, eftersom vissa tillvägagångssätt helt enkelt ej är applicerbara i alla situationer. Ett välplanerat underhållsprogram kan dock resultera i att man upptäcker eventuella fel tidigare, vilket då reducerar produktionsbortfallen samt förluster.
Vidare initieras åtgärderna av feluppkomsterna i systemet vanligtvis utifrån en förutbestämd tidsintervall alternativt systemets eller de olika enheternas tillstånd. Det finns två primära underhållspolicyer, avhjälpande samt förebyggande underhåll och det är beroende på vilken av dessa man brukar i systemet som avgör vilken av ovanstående kriterium som sätter igång underhållsaktiviteterna.
2.2.1 Avhjälpande underhåll
Historiskt sett har företag ansett att underhåll endast innebär kostnader, vilket medför att åtgärder endast tagits efter feluppkomst (Jardine, Lin & Banjevic, 2006). Detta går i linje med definitionen av avhjälpande underhåll, att inga åtgärder tas förrän en komponent havererar (Bevilacqua & Braglia, 2000). Eftersom avhjälpande underhåll genomförs först efter att ett fel uppkommit är det vanligt att denna underhållspolicy föranleds av längre väntetider då logistiken runt bland annat personal, utrustning och reservdelar måste lösas. Utöver detta tillkommer även tiden för felsökning eftersom man behöver lokalisera felet samt avgöra bakomvarande orsak (SEK, 2000). Processen för avhjälpande underhåll kan skilja sig åt något, men ser vanligen ut enligt figur 2. Vidare är det även ett kostsamt tillvägagångssätt som ej bör väljas i komplexa system där eventuella störningar och feluppkomster kan påverka säkerheten alternativt resultera i höga kostnader. Bevilacqua och Braglia (2000) antyder sålunda att avhjälpande underhåll lämpar sig bäst i system som karakteriseras av mindre kostsamma reservdelar, vilket i sin tur endast medför mindre besparingar även om lagerhållningen av delar/komponenter reduceras.
Generellt sett belyser dock Wang et al. (2007) att avhjälpande underhåll tenderar att kräva en större lagerhållning av reservdelar.
6
Figur 2 Steg under avhjälpande underhåll.
2.2.2 Förebyggande underhåll
I mer komplexa system bör man enligt Bevilacqua och Braglia (2000) använda sig av förebyggande underhåll, det vill säga att man proaktivt arbetar för att undvika feluppkomster.
Enligt van Zante-de Fokkert, van den Hertog och Verhoeven (2007) resulterar denna underhållspolicy i färre fall av avhjälpande underhåll. Detta förklarar Barke och Chiu (2005) i sin tur med att eventuella komponentfel ej inbringar andrahandsskador på övriga delar av systemet eftersom dessa byts ut innan detta sker. Det finns två typer av förebyggande underhåll, schemalagt samt tillståndsbaserat underhåll. Det förstnämnda går enligt Jardine et al. (2006) ut på att förebyggande åtgärder uträttas i förutbestämda intervaller, oberoende av rådande skick på systemet. I takt med att tekniken blivit mer komplex samt att högre krav ställs på systemen har detta blivit en dyrare underhållspolicy. Eftersom tillståndsbaserat underhåll ämnar undvika överflödiga underhållsaktiviteter genom systematisk informationsinhämtning och på så vis identifiera avvikande ”uppföranden” i systemet, är det ett mer effektivt tillvägagångssätt.
Utöver detta resulterar den proaktiva arbetsgången i större möjlighet att finna lämplig tid för underhållsarbete. I ett järnvägssystem innebär det att kontrakterade underhållsentreprenörer ges möjlighet att med hänsyn till trafikflöde samt egna resurser koordinera och uträtta aktiviteterna (Crocker & Kumar, 2000). Förebyggande underhåll inom ett järnvägssystem består enligt Budai, Huisman och Dekker (2006) av allehanda rutinmässiga aktiviteter såsom inspektioner/besiktningar och reparationer. Även om förebyggande underhållsarbete på kort sikt kan ha negativ inverkan på framkomligheten, bidrar detta på sikt till en nedåtgående trend av oförutsedda feluppkomster (van Zante-de Fokkert et al., 2007).
2.3 Kapacitetsplanering
Enkelspårig järnväg karaktäriseras av sin begränsade framkomlighet, vilket enligt Xu et al.
(2019) ställer större krav på kapacitetsplaneringen. Inom kapacitetsplaneringen är järnvägskapaciteten ett centralt begrepp, ett mått på hur många tåg som kan framföras på en specificerad sträcka under en given tidsperiod (Lai & Barkan, 2011). Kapacitetsutnyttjandet är sedan ett mått på järnvägssträckans utnyttjandegrad och denna påverkas av flertalet faktorer såsom exempelvis antal tåg, tågtyper samt dess hastighet.
7
Enligt Borndörfer et al. (2016) innebär dessa skillnader även att kapacitetsplaneringen för de olika tågtyperna skiljer sig åt och det är enklare att schemalägga godstågen då de till skillnad från persontågen har längre och mer flexibla ankomst- samt avgångsfönster. I ett järnvägssystem med gods- samt persontåg förespråkar författarna sålunda att man skall planera in persontågen först.
I linje med detta belyser Dingler, Lai och Barkan (2009) att heterogen trafik som följd av dess varierande egenskaper tenderar att resultera i fler förseningar. Detta innebär exempelvis att tåg kan uppleva förseningar som följd av att tåget framför håller lägre hastighet, har långsammare acceleration, att mötande tåg har högre prioritering eller att ett tåg med betydligt lägre genomsnittshastighet tar längre tid på sig att köra genom bandelen och därav löper större risk för att stöta på ett mötande tåg. Författarna belyser sålunda att de diverse tågtyperna påverkar systemet i olika utsträckning beroende på densiteten i spåret. När trafikdensiteten dessutom förändras och likaså andelen av de olika tågen, förändras även risken för att förseningar skall uppstå. I takt med den ökade efterfrågan på tider i spår och därav ett högre kapacitetsutnyttjande, blir kvalitén såsom punktlighet allt svårare att upprätthålla. Att investera i samt bygga ut befintlig infrastruktur alternativt signalsystem i syfte att öka kapaciteten medför signifikanta kostnader, vilket sällan gör det till en genomförbar lösning. Enligt Bešinovic, Goverde, Quaglietta och Roberti (2016) är det dock mer ekonomiskt hållbart att förbättra tidtabellerna. I linje med detta redovisar även Schlechte, Borndörfer, Erol, Graffagnino och Swarat (2011) att upprättande samt framtagning av tidtabeller är en av de mest kritiska aktiviteterna i ett järnvägssystem. Vidare redogör däremot Parbo, Nielsen och Prato (2016) att bristande punktlighet ofta är korrelerade till för optimistiskt konstruerade tidtabeller. Eftersom det alltid kan uppstå oväntade händelser i infrastrukturen, belyser Pellegrini, Marliere, Sobieraj och Rodriguez (2014) med medhåll av Bešinovic et al. (2016) att tidtabeller sålunda bör konstrueras med en buffert så att dagliga avvikelser samt variationer absorberas i sådan grad att tåg ej hamnar i konflikt med efterföljande tåg. Konflikter i järnvägssystemet definierar författarna som situationer då två eller flera tåg är i behov av samma stråk, vilket då kan leda till förseningar. I en korrekt upprättad tidtabell kan de olika tågen nyttja järnvägssystemet utan att detta sker, men en tidtabell med konflikter så som tågmöten är väldigt känslig. I syfte att minimera konflikter i spåret samt öka kvaliteten på tågtrafiken belyser Lusby, Larsen och Bull (2018) att det är vitalt med robusthet i tidtabellerna. Robusthet definieras enligt författarna som ett systems förmåga att stå emot förändringar, vilket i ett järnvägssystem innefattar störningar såsom förseningar alternativt driftstopp. Detta kan exempelvis yttra sig genom att en tidtabell som konstruerats med hjälp av skattade parametrar, i praktiken skiljer sig från teorin. En robust tidtabell klarar av sådana avvikelser medan en tidtabell med låg robusthet påvisar avvikelser och i värsta fall fallerar samt renderar i kostsamma merförseningar eller i värsta fall inställda omlopp.
I järnvägssystem med en betydande del persontrafik är detta dessutom än mer vitalt, då förseningar annars kan leda till att resenärerna missar anslutande transportmedel. I linje med detta redovisar Dewilde, Sels, Cattrysse och Vansteenwegen (2013) att ett robust järnvägssystem som kan stå emot de dagliga fluktuationerna minimerar resenärers genomsnittliga restid. Därutöver redogör även Zhou och Zhong (2006) att detta är en ytterst bidragande orsak till både resenärer samt företags val av transportmedel.
Utöver detta kan det vara problematiskt att utföra underhållsarbeten i ett system med låg robusthet, då akuta feluppkomster vanligen resulterar i att man måste frångå utgångsplanen
8
(Lusby et al., 2018). Detta föranleder sålunda merkostnader eftersom man då behöver sätta en beredskapsplan i verket och på kort varsel konstruera en ny temporär tidtabell. Författarna antyder därav att låg robusthet genererar mer arbete.
Vidare redogör Odolinksi och Boysen (2019) att järnvägssystem med högt kapacitetsutnyttjandet kräver ökad andel förebyggande underhåll. Däremot tenderar då underhållsaktiviteter att tilldelas korta och splittrade tider i spåret. För att kunna planera in detta och möjliggöra ett konstant trafikflöde bör man enligt van Zante-de Fokkert et al. (2007) dela upp järnvägssträckor i arbetszoner och sedan gruppera in dessa i sektioner. Syftet med detta är att åskådliggöra vilka sektioner som simultant kan tas ur bruk utan att påverka rådande restriktioner för avgångs- samt ankomsttider och orsaka avbrott i trafiken. Utöver detta fås även en överblick på sträcka (längd) samt mängden komponenter (omfattning) som skall underhållas.
Detta gör det möjligt att få fram krävd bemanning av underhållsentreprenören för given sträcka samt upprätta ett schema för varje arbetszon. I syfte att öka möjligheten till samkörning av underhållsarbete i det svenska järnvägssystemet använder man sig av servicefönster, tågfria tider i spår endast avsatta för underhållsaktiviteter (Lidén & Joborn, 2016). I linje med detta fann Boland, Kalinowski, Waterer och Zheng (2011) i sin studie att man kan reducera underhållsarbetets inverkan på kapacitetsutnyttjandet om man koordinerar underhållsaktiviteterna. Utöver detta redogör även Budai et al. (2006) att det finns en monetär vinning med detta tillvägagångssätt. För att kunna schemalägga detta på ett kostnadseffektivt vis redovisar de en modell som bygger på preventive maintenance scheduling problem (PMSP), vilken syftar till att finna en lösning som minimera underhållskostnaderna samt kostnaden för tider i spår. Modellen kräver dock att en viss indata är given, se bilaga 1 för matematisk formulering. Författarna belyser exempelvis att man behöver veta den maximala tiden som kan fortlöpa innan man behöver uträtta samma arbete igen samt hur lång tid det var sedan senaste åtgärd utförts. Härtill kräver modellen att det finns information att tillgå rörande vilka aktiviteter som behöver uträttas under den givna tidsperioden, deras tidigast respektive senast starttid, hur lång tid de beräknas ta samt vilka aktiviteter som eventuellt utesluter varandra och då ej kan kombineras. Vidare kräver modellen att det finns underlag för kostnader för tider i spår samt kostnader för att uträtta de olika aktiviteterna. Eftersom denna modell lämpar sig bäst för återkommande underhållsaktiviteter belyser Budai et al. (2006) att det är av betydande karaktär att utvärdera utfallet efter varje tidsperiod och på så vis kontinuerligt kunna förbättra den.
Sammanfattningsvis fann författarna i sin studie att ju mer flexibilitet som finns rörande när de olika arbetena kan uträttas samt antalet aktiviteter som kan kombineras, ju mer kan underhållskostnaderna reduceras.
Däremot redovisar van Zante-de Fokkert et al. (2007) att detta delvis kan vara problematiskt, då densiteten i tågtrafiken är som högst under dagtid, vilket enligt Caprara, Kroon, Monaci, Peeters och Toth (2007) beror på att persontrafiken är som högst då. Om man planerar in servicefönsterna under dagtid, påverkar dessa tågtrafiken i sådan grad att tåg potentiellt behöver ställas in (Caprara et al., 2007). Trafiken kan givetvis även påverkas nattetid, men eftersom majoriteten av trafiken denna tid på dygnet är godståg är det enligt van Zante-de Fokkert et al.
(2007) lättare att få utrymme för servicefönster. Odolinski och Boysen (2019) antyder dock att det är betydligt mer påfrestande för underhållsbudgetarna att schemalägga dessa under nattetid.
9
3. Metod
I detta kapitel redovisas de metoder, vägval samt övriga tillvägagångssätt som valts under studiens gång. Därefter presenteras reliabilitet och validitet samt hur detta har hanterats under studiens gång.
3.1 Studiens upplägg
Denna studie genomfördes på Trafikverket i Luleå, företagsbeskrivning presenteras i 4.1. I tabell 1 nedan presentera en sammanfattning av studiens metodval.
Tabell 1 Sammanfattning av studiens metodval.
Metod Val
Forskningssyfte Explorativ Forskningsansats Abduktiv Forskningsstrategi Fallstudie
Datainsamling Kvalitativ samt kvantitativ
Analysmetod Tematisk
Studien har bestått av fyra faser och haft ett iterativt tillvägagångssätt. Studien inleddes med en planeringsfas där mål, syfte, avgränsningar samt tillvägagångssätt för att uppnå dessa identifierades. I syfte att öka kunskapen inom området samt kunna kartlägga nuläget påbörjades därefter insamling av primärdata genom en viss mängd ostrukturerade samt semi-strukturerade intervjuer med personer som enligt handledare på Trafikverket och andra personer med insikt i området ansåg var lämpliga. Parallellt med detta gjordes observationer och även sekundärdata samlades in för att bredda kunskap inom området ytterligare, vilket på så vis möjliggjorde relevanta följdfrågor och sålunda renderade i mer givande intervjuer. I efterföljande ”fas”
synades och analyserades inhämtade data, varpå intervjuer, observationer och litteratur jämfördes för att åskådliggöra likheter samt skillnader. Noteras bör att datainsamling samt analys delvis pågick parallellt. I syfte att finna nya insikter samt vid behov göra vissa justeringar, repeterades processen återigen. Detta iterativa tillvägagångssätt upprepades i enlighet med figur 3 till dess att studiens frågeställning kunde besvaras samt slutsats och rekommendation kunde formuleras
Figur 3 Illustration av studiens upplägg.
10
3.2 Forskningssyfte
En studie kan ha tre olika forskningssyften, explorativ, deskriptiv samt förklarande. En explorativ studie är tillämpbar om man initialt saknar kunskap om problemets fulla omfattning och den lämpar sig sålunda väl då man ämnar tydliggöra samt förklara rådande problematik (Saunders, Lewis & Thornhill, 2009). Utöver detta är en explorativ studie mer flexibel än övriga, vilket är fördelaktigt när författaren tillämpar en iterativ informationsinsamlingsprocess.
I linje med detta redogör Robson (2002) att en explorativ studie är applikabel när man ämnar finna nya insikter för att analysera händelser samt omständigheter.
Tidigare studier inom området järnväg har fokuserat på maximering av utnyttjandegrad avseende trafik, likaså olika typer av underhåll. Däremot har man ej ägnat samma fokus på specifika behov och krav ur ett underhållsperspektiv. Eftersom denna studie ämnade finna nya insikter samt fylla detta behov, valdes i linje med Saunders et al. (2009) och Robson (2002) slutsats, sålunda ett explorativt tillvägagångssätt. Vidare bedömdes även dess flexibilitet vara signifikant, detta eftersom det möjliggjorde förändringar när nya data alternativt annan betydande information erhölls.
3.3 Forskningsansats
Forskningsansatsen påvisar huruvida teori har nyttjats för att lösa det studerade problemet. Det finns enligt Saunders, Lewis och Thornhill (2019) tre potentiella ansatser, deduktiv, induktiv samt abduktiv. En deduktiv ansats har utgångspunkt i teori för att sedan förflytta fokus till datainsamling, medan en induktiv ansats innebär det omvända, att man börjar med att samla in data för att sedan ta fram en teori. Vidare är den abduktiva ansatsen en kombination av både den deduktiva samt den induktiva, vilket gör det möjligt för författaren att obehindrat röra sig fram och tillbaka mellan teori samt data (Saunders et al., 2019).
I denna studie gjordes intervjuer och övriga datainsamlingar med syfte att kartlägga nuläget och studien krävde även stundtals ytterligare bearbetning av teori för fortsatt datainsamling. Då flexibiliteten ansågs vara ett signifikant verktyg när ny information tillkom samt skulle bearbetas och det kontinuerliga pendlandet mellan data och teori ansågs vara betydelsefullt, kompletterades därför det explorativa forskningssyftet med en abduktiv forskningsansats.
3.4 Forskningsstrategi
När det kommer till forskningsstrategier är experiment samt fallstudier två vanliga sådana. Den förstnämnda går enligt Saunders et al. (2009) ut på att finna samband mellan variabler och sedan se hur dessa kan förändras när man alternerar dem. I syfte att uppnå studiens övergripande mål och svara på frågeställningen ”Hur skall kapacitetsbehovet hanteras ur ett underhållsperspektiv på en enkelspårig järnvägssträcka som trafikeras av både gods- och persontrafik?”, valdes en fallstudiestudie vid en organisation. En fallstudie definieras som en forskningsstrategi där man inom en verklig kontext empiriskt studerar ett fenomen (Robson 2002). Utöver detta antyder Saunders et al. (2009) att just en fallstudie lämpar sig väl när man önskar bilda sig en förståelse av sammanhanget samt vilka processer som sker. I linje med detta valdes sålunda en fallstudie som forskningsstrategi. Anledningen bakom valet var bland annat att Yin (2017) antydde att en fallstudie var ett lämpligt tillvägagångssätt om frågeställningen önskar redogöra ”hur”
alternativt ”varför” något hänger ihop. Utöver detta ämnade denna studie även kartlägga nuläget, vilket även det är i linje med de ”användningsområden” som Yin (2017) uttrycker rörande utförandet av fallstudier. Vidare är en fallstudie en vanlig forskningsstrategi i en explorativ studie, vilket denna studie var.
11
3.5 Datainsamling
När man i en studie samlar in information, behöver man vanligtvis använda sig av två olika typer av data när man skall svara på frågeställningen, primär- samt sekundärdata (Saunders et al., 2009). Primärdata är nya data som författaren själv samlat in i syfte att svara på studiens frågeställning. Vanliga metoder för detta är observationer, intervjuer, fokusgrupper eller enkäter, där kvalitativa eller kvantitativa data kan samlas in. Det går också att upprätta formella experiment för att samla in kvantitativa data, till exempel baserat på statistisk försöksplanering.
Sekundärdata är data som redan finns tillgänglig som resultat av någon annans arbete och innefattar såväl kvantitativ som kvalitativ data. Eftersom det enligt Saunders et al. (2009) är av betydande karaktär att nyttja olika datainsamlingstekniker för att säkerställa att data tolkats på rätt vis, användes både primär- samt sekundärdata för att besvara studiens frågeställning.
Den kvantitativa data som nyttjades i studien samlades in från Trafikverkets interna system Bessy (besiktningssystem), 0felia (felhanteringssystem) samt LUPP (leveransuppföljningssystem). Rådata bearbetades sedan i Microsoft Excel för att samband samt trender skulle kunna åskådliggöras.
3.5.1 Litteraturstudier
Enligt Saunders et al. (2009) sker litteraturstudier vanligen genom att författaren studerar sekundärdata såsom vetenskapliga artiklar, böcker, rapporter alternativt övriga dokument.
Under denna studie samlades sekundärdata in kvalitativt genom litteraturstudier av vetenskapliga artiklar från databaser såsom Scopus och Google Scholar, men även genom böcker, interna och externa rapporter samt dokument. Exempel på sökord som användes var Railway capacity, Capacity planning, Single-track railway, Railway maintenance och preventative maintenance. Denna data har legat till grund för studiens teoretiska referensram, men även använts för att få en bättre bild av nuläget.
3.5.2 Intervjuer
Under studien erhölls primärdata främst kvalitativt genom intervjuer. Att genomföra intervjuer är ett vanligt samt effektivt sätt att samla in primärdata till studien, men det tar ofta lång tid att utföra. Saunders et al. (2009) antyder sålunda att det är av betydande karaktär att författaren håller ned tiderna på dessa för att intervjuobjekten skall vilja medverka i studien.
Som följd av den rådande situationen i världen under början av år 2020 tvingades vissa försiktighetsåtgärder tas och många personliga intervjuer utfördes sålunda via Skype, telefon eller e-post. På grund av detta var författaren till denna studie extra noga med att omfamna teorin rörande kortare intervjuer. Denna avvägning gjordes för att öka chansen för att intervjuobjekten skulle vara mer benägna att ta sig tid trots omställningen och de nya arbetssätten som de tvingades bekanta sig med under början av år 2020.
I explorativa studier är det enligt Robson (2002) fördelaktigt att nyttja icke-standardiserade intervjuer, det vill säga ostrukturerade samt semi-strukturerade intervjuer, eftersom dessa gör det möjligt för författaren att inhämta data som kan rendera nya insikter. Icke-standardiserade intervjuer är alltså en intervjumetod som är att lämplig när författaren önskar förstå vad, hur och framförallt varför ett fenomen uppträder. I linje med detta användes de ostrukturerade intervjuerna för att skapa ett mer informellt samtal där de som intervjuades öppet kunde uttrycka sina tankar och åsikter kring ämnet. Saunders et al. (2009) karaktäriserar denna typ av intervju som ”djupgående”, vilket speglar det användningsområde som dessa fyllde under studiens gång. När de semi-strukturerade intervjuerna genomfördes användes en lista med ämnen och
12
frågor som sedan vävdes in i konversationen. För att säkerställa att personen som blev intervjuad kände sig bekväm med ämnet så skickades frågor över i god tid innan intervjutillfället.
3.5.3 Enkät
I samråd med handledare samt kundansvariga på fallorganisationen, valdes en semi- strukturerad anonym enkät som metod för att samla in primärdata från tågbolagen, se bilaga 2.
Anledningen till detta val var delvis att detta tillvägagångssätt ansågs inbringa störst sannolikhet att generera svar från de externa intressenterna under den rådande pandemin. Enkäten gjordes sedan anonym för att öka chansen till ärliga svar på frågor som annars eventuellt kan generera information som är känslig för konkurrenter. Utöver detta, eftersom det enligt Saunders et al.
(2009) är låg risk att respondentens svar förvrängs om man använder sig av en internetbaserad enkät, gjordes valet att använda e-post som kanal för utskicket. Vid internetbaserade enkäter är det vitalt att frågorna ej görs för komplexa. En större del av enkätfrågorna formulerades därför enligt principen för stängda frågor, det vill säga flervalsfrågor. För att respondenterna själva skulle kunna komma med egna åsikter, tankar och eventuella förbättringsförslag, kompletterades dessa även med en del öppna frågor. För att slutligen säkerställa att frågorna ej upplevdes för komplexa samt att önskat budskap framgått, distribuerades enkäten ut till försökspersoner innan den skickades ut till respondenterna.
3.6 Urval
I denna studie bedömdes det ej vara rimligt att nå census, det vill säga inhämta samt analysera data från samtliga personer eller grupper med relevant information för studien. Saunders et al.
(2009) belyser sålunda att det är mindre resurskrävande om man gör urval bland dessa. Det finns primärt två typer av urvalsmetoder, sannolikhets- samt icke-sannolikhetsurval. I en explorativ studie likt denna lämpar sig ett icke-sannolikhetsurval bäst. Då denna studie dessutom var en fallstudie, vilket innebar att ett sannolikhetsurval ej lämpade sig, då framtagandet av en urvalsram inte var passande, gjordes urvalen enligt icke- sannolikhetsmetoden.
För att uppnå det explorativa syftet med studien, gjordes en kombination av selektiva samt snöbollsurval. Den selektiva delen av urvalet har primärt grundat sig i kontakter och intervjuer med personer som handledare ansåg tillföra studien lämplig information. Utifrån dessa gjordes sedan ett snöbollsurval, vilket innebar att respondenterna ombads att nämna andra relevanta respondenter som de ansåg kunde hjälpa studien framåt. Detta är enligt Saunders et al. (2009) ett fördelaktigt tillvägagångssätt när det är svårt att ta fram en tydlig urvalsram. För studiens del innebar detta att en tydligare och mer rättvis bild erhölls eftersom respondenterna gavs möjlighet att hänvisa vidare till andra respondenter när de ansåg att något låg utanför deras expertis. Den initiala respondenten kunde exempelvis hänvisa vidare till en annan källa som besatt mer ingående information rörande ett givet ämne, varpå denna individ antingen hade tillräcklig kännedom eller i sin tur hänvisade vidare till en annan källa till dess att önskad information kunde inhämtas. Detta tillvägagångssätt möjliggjorde sålunda en informationsinhämtning med mer relevant kunskap för studien.
När det sedan kommer till studiens enkät, så skickades den ut till de sex tågbolag som under år 2019 stod för över 98% av tågtrafiken på bandel 119. Fem av dessa tågbolag valde att svara och av dessa bedrev fyra av respondenterna godstrafik och en persontrafik, se tabell 2.
13
Tabell 2 Lista över respondenter till studiens enkät.
Nr Bedriver typ av trafik Respondent
1 Gods G1
2 Gods G2
3 Gods G3
4 Gods G4
5 Person P1
3.7 Analysmetod
Den kvalitativa data som erhölls i form av svaren ur de intervjuer som genomfördes, analyserades utifrån principen för tematisk analys. Anledningen till att just denna analysmetod valdes var det faktum att den anses vara effektiv när man ämnar finna mönster i flertalet olika kvalitativa datamaterial så som en mängd intervjuer (Saunders et al., 2009). Vidare är detta även ett fördelaktigt tillvägagångssätt om författaren har arbetat med tematiska analyser tidigare, eftersom man då har kunskaper rörande de fundamentala delarna i metoden och sålunda kan ägna mer tid åt att utföra själva analysen.
Tillvägagångssättet följde följande fem steg presenterade av Braun och Clarke (2006):
1. Bli bekväm med materialet 2. Initiala koder
3. Söka teman 4. Syna teman 5. Definiera teman
I det första steget av den tematiska analysen renskrevs tidigare transkriberade data för att återigen få påminnas av konversationen. Därefter lästes allt igenom varpå noteringar gjordes.
Utifrån dessa noteringar bildades sedan initiala koder. I det tredje steget jämfördes sedan samtliga koder för att finna gemensamma nämnare, varpå teman samt delteman fanns. Därefter synades dessa än en gång, vilket resulterade i att vissa som saknade underbyggande material eliminerades. Avslutningsvis så analyserades data inom dessa kvarvarande teman för att förfina de och finna det underliggande budskapet så att de kunde namnges.
Vidare, beträffande den kvantitativa primärdata som erhölls från Trafikverkets datorsystem Bessy, 0felia och LUPP så exporterades denna data till olika Excel-filer. Denna data tvättades, sorterades och grupperades sedan för att kunna åskådliggöra svar och trender i olika diagram samt tabeller.
3.8 Reliabilitet och validitet
3.8.1 Reliabilitet
Studiens reliabilitet påvisar enligt Saunders et al. (2009) huruvida metoderna för datainsamling och analys renderar i konsekvent resultat, det vill säga om samma resultat uppnås om den genomförs igen. Något som kan påverka reliabiliteten är om respondenterna ej vågar uttrycka sig fritt och istället säger saker som de tror att andra vill höra, alternativt är restriktiva med information som kan anses vara känslig (Saunders et al., 2009). I linje med detta har respondenterna i både intervjuer och enkäten därför getts möjligheten att vara anonyma, vilket
14
då ger dem möjlighet att svara mer ärligt samt dela med sig av information som de annars inte vågat eller kunnat delge. I syfte att höja svarsfrekvensen har påminnelsemail skickats ut till de tilltänkta respondenterna för enkäten. På grund av de anonyma svaren kunde däremot ingen bortfallsanalys göras på enkäten.
Då studien utförts av en författare är chansen för feltolkningar alternativt andra observatörsfel större. För att reducera dessa har många intervjuer spelats in och under de intervjuer som ej spelades in fördes kontinuerliga anteckningar för att säkerställa att ingen betydande information gick förlorad. Vidare har respondenterna vid minsta tveksamhet även ombetts utveckla sina svar, vilket på så vis reducerat risken för feltolkning. Utöver detta har insamlad data, information och analyser dessutom kontinuerligt diskuterats med handledare eller andra anställda på Trafikverket.
Vidare var många av de intervjuer som utfördes icke-standardiserade, vilket kan ha renderat i att olika personer har fått olika frågor och att annat resultat uppnåtts om andra tillfrågats, vilket sålunda har en negativ inverkan på reliabiliteten. I syfte att öka studiens reliabilitet har dock triangulering i enlighet med (Saunders et al., 2009) eftersträvats. Detta innebär att information och data har samlats in på olika håll med hjälp av olika metoder, både kvalitativt samt kvantitativt.
3.8.2 Validitet
Validitet påvisar enligt Saunders et al. (2009) huruvida studiens resultat återspeglar verkligheten. I syfte att kunna presentera en studie med högre validitet, valdes sålunda artiklar som citerats frekvent av andra akademiker. Utöver detta prioriterades även vetenskapliga artiklar med nyare publikationsdatum, detta gjordes för att bidraget skulle vara så aktuellt som möjligt.
Utöver detta granskades enkäten noga innan den användes skarpt och flera individer med olika befattningar fick testa den och komma med synpunkter. Detta gjordes för att säkerställa att den var tydlig och därav genererade svar som svarade mot vad som avsågs mätas. För att ytterligare säkerställa att önskat budskap gick fram skickades dessutom personlig e-post ut till samtliga respondenter där en kort presentation av studien och dess syfte bifogades. Dessvärre framgick det att vissa av respondenterna trots detta ej hade tillräcklig insikt i ämnet för att kunna svara på vissa av frågorna, vilket sålunda kan ha haft en negativ inverkan på validiteten.
För att vid övriga intervjuer få en rättvis och övergripande bild av verksamheten och dess problem har intervjuer gjorts med respondenter inom många olika delar av verksamheten. I syfte att säkerställa att denna information ej påverkats negativt genom partiska val av författaren har snöbollsurval nyttjats.
Vidare innefattar den externa validiteten studiens generaliserbarhet, vilket innebär huruvida studiens resultat kan appliceras i andra kontexter. En fallstudie kan i vissa fall medföra viss problematik för generaliserbarheten. Trots att denna studie endast utfördes på en specifik järnvägssträcka i Sverige så är samma organisation ansvarig för resterande statlig järnväg i landet, vilket innebär att rutiner och tillvägagångssätt är liknande eller identiska även där. De specifika siffrorna som erhållits i denna studie må vara från bandel 119, men underhållet på den svenska järnvägen är generellt sett eftersatt, vilket gör att de övergripande slutsatserna som påvisar vikten av att underhållsverksamheten tilldelas kapacitet är applicerbara.
15
4. Företagspresentation
I detta kapitel redovisas information rörande fallstudieorganisationen Trafikverket. Först ges en generell beskrivning av verksamheten, därefter presenteras det statliga järnvägssystemet följt av en kort sammanfattning av bandel 119.
4.1 Trafikverket
Trafikverket är den statliga myndigheten som ansvarar för Sveriges långsiktiga planering av luftfart, järnvägstrafik, sjöfart och vägtrafik. Myndigheten ansvarar även för drift och underhåll av landets statligt ägda vägar, järnvägar samt färjeförbindelser, se tabell 3 för omfattning. I dessa infrastrukturer transporteras dagligen över 6 miljoner människor.
Tabell 3 Sammanfattning över Trafikverkets infrastruktur.
14 200 km spår 40 färjeleder 98 500 km statlig väg
562 stationer 82 färjelägen 16 500 broar
11 500 växlar 20 tunnlar
4 200 broar 1 800 trafikkameror
200 tunnlar 800 väderstationer
Trafikverket har sitt huvudkontor i Borlänge och de har approximativt 9000 anställda fördelat över sex regioner (Nord, Mitt, Stockholm, Väst, Öst och Syd). Organisationen är uppdelade i sex verksamhetsområden, se tabell 4. Under år 2019 hade Trafikverket en verksamhetsvolym på 64 miljarder SEK, varpå majoriteten av denna gick till väg samt järnväg.
Tabell 4 Överblick över Trafikverkets olika verksamhetsområden
Verksamhetsområde Uppgift Informations- och
kommunikationsteknik
IT-infrastruktur samt IT-lösningar.
Investering Upphandling, utförande samt uppföljning av projekt under 5 miljarder SEK
Planering Planering av statligt ägd infrastruktur
Stora projekt Upphandling, utförande samt uppföljning av projekt över 5 miljarder SEK
Trafik Övervakning och trafikledning av trafik på väg samt järnväg. Säkerställer effektivitet och säkerhet.
Underhåll Upprätthåller, underhåller samt förbättrar väg- och järnvägsnätet.
Vidare är Trafikverket en statlig myndighet, vilket innebär att det transportpolitiska målet som Sveriges Riksdag har tagit fram: ”Att säkerställa en samhällsekonomiskt effektiv och långsiktigt hållbar transportförsörjning för medborgarna och näringslivet i hela landet” (Prop.
2008/09:93) styr deras verksamhet. I syfte att säkerställa att det övergripande transportpolitiska målet nås, arbetar man utifrån funktionsmål (tillgänglighet) och hänsynsmål (hälsa, miljö och säkerhet). Utifrån detta har Trafikverket sedan konkretiserat de prioriterade områdena och tagit fram visionen ”Alla kommer fram smidigt, grönt och tryggt” (Trafikverket, 2019a). Visionen innebär att samtliga privatpersoner samt aktörer inom näringslivet skall ha möjlighet att med
16
minimalt klimatavtryck, enkelt och säkert skall kunna transportera sig själva eller gods. Detta ställer i sin tur krav på att infrastrukturen är anpassad till fossilfria transporter. I syfte att integrera hållbarhetsperspektivet i såväl planering som nybyggnationer samverkar Trafikverket med aktörer inom bland annat akademin, politiken och näringslivet.
Utöver detta skall utvecklingen av infrastrukturen i Sverige ske utifrån en given arbetsstrategi, Fyrstegsprincipen, se figur 4 (Trafikverket, 2018). Syftet med denna modell är att säkerställa att man arbetar med kostnadseffektiva lösningar som bidrar till en hållbar samhällsutveckling.
Enligt Fyrstegsprincipen görs detta i fyra etapper. Detta initieras med att man initialt ser över möjligheten till att utföra åtgärder som påverkar transportbehovet alternativt valet av transportmedel. Om detta ej hjälper för att uppnå önskad nivå, går man vidare och undersöker om det finns ett mer effektivt sätt att nyttja befintlig infrastruktur. Är inte heller detta tillräckligt, skall man innan man går vidare till steg fyra och bygger nytt, se över möjligheten till att bygga om infrastrukturen.
Figur 4 Fyrstegsprincipen.
4.2 Järnväg
Ur miljösynpunkt är tågtrafik ett hållbart alternativ. I Sverige är Trafikverket i enlighet med järnvägslagen (SFS 2004:519) utpekad infrastrukturförvaltare av statens järnvägsnät och de ansvarar sålunda för drift och underhåll av landet 14 200 spårkilometer samt 562 järnvägsstationer. Majoriteten av det svenska järnvägssystemet, 7 800km, består av enkelspårig järnväg och drygt 4 100km består av dubbel- eller flerspårig järnväg (Trafikverket, 2020a). På järnvägen framförs det i snitt 3 090 persontåg/dygn som transporterar ungefär 420 000 människor. Utöver detta så fraktas det även 220 000 ton gods utspridda på de 580 godståg/dygn som också trafikerar spåren.
4.3 Bandel 119
När det kommer till godstrafik är Malmbanan, sett till vikten, Sveriges tyngst trafikerade järnvägssträcka. Den sträcker sig formellt mellan Riksgränsen i norr till Boden i söder, men för att nå Luleå hamn, går transporterna på södra omloppet även på bandel 119, sträckan mellan Boden och Luleå. Bandel 119 hör formellt till Stambanan genom övre Norrland och faller likt majoriteten av övriga järnvägsstråk i landet under Trafikverkets ansvarsområde. Exklusive bangårdarna i Boden samt Luleå är järnvägssträckan 33.3km lång och likt majoriteten av landets järnvägar enkelspårig. Tåg får framföras med en hastighet på max 140km/h och med en 32,5 ton axellast.
17
5. Resultat
I detta kapitel redovisas en kartläggning av den nuvarande situationen på bandel 119. Utöver detta redogörs de olika intressenternas syn på framtiden. Dialoger, intervjuer, rapporter och observationer har legat till grund för detta kapitel.
5.1 Nulägesanalys
5.1.1 Trafik
Sedan år 2016 har tågtrafiken på bandel 119 ökat med över 20%, se figur 5. Under år 2019 utförde 20 intressenter sammanlagt 17 045 tåguppdrag på sträckan, vilket innebär att det i snitt framfördes 46,699 tåg/dygn. Detta är en ökning på över 15 % jämfört med år 2018, då totalt 14 607 tåg, 40,019 tåg/dygn framfördes. Anledningen till denna ökning är framförallt pendeltågen som under år 2019 infördes på sträckan mellan Boden och Luleå, vilket innebar ytterligare 14 tåg/dygn. Som följd av detta är persontåg numera de tåg som trafikerar sträckan mest frekvent, se tabell 5 (Anställd vid kapacitetscenter, personlig kommunikation 28 april, 2020).
Figur 5 Antal tåguppdrag per år på bandel 119
Vidare karaktäriseras trafiken av tåg med varierad storlek samt hastighet, se tabell 5.
Persontågen framförs i den högsta tillåtna hastigheten, 140km/h. De tågen som kör med lägst hastighet är de lastade malmtåg som får framföras i maximalt 60km/h, medan ett tomt malmtåg får köra i 70km/h. Resultatet av detta blir signifikanta skillnader i gångtider mellan de olika tågtyperna. Ett malmtåg färdas sträckan på approximativt 50 min, medan de snabbare persontågen kör samma sträcka på drygt halva tiden.
Tabell 5 Statistik över de tåg som trafikerar bandel 119.
Persontåg Godståg Malmtåg
Antal tåg/dygn 30 12–14 4–5
Längd [m] ≥ 50 ≤ 630 746
Vikt [ton] 100 1 000–3 200 8 600
Max hastighet [km/h]
140 80 (Ståltåg) 60 (lastat)
70 (tomt)
14000 14500 15000 15500 16000 16500 17000 17500
2016 2017 2018 2019
Tåguppdrag
År
Utförda tåggupdrag
Utförda tåggupdrag
18
Vidare avslutades år 2017 tester rörande tyngre axellast för det södra omloppet av Malmbanan, vilket initialt innebar att två tåg per dygn kunde framföras med denna ökade axellast (Trafikverket, 2020d). Malmtågen har på grund av detta samt sin längd speciella bromsegenskaper i form av längre tillsättningstid, detta för att reducera trycket från bakomvarande vagnar (Bergstedt, 2004). Tillsättningstiden hos dessa är 3–4 gånger längre än den för persontågen, vilket innebär att tid går förlorad om malmtågen behöver stanna vid tågmöten. Vidare tar det även längre tid för dem att återigen komma upp i hastighet. Utöver detta tillåter endast fem av de sex driftplatserna på bandel 119 samtidig infart, men det är endast fyra av dessa som är tillräckligt långa för att två malmtåg skall kunna mötas. Dessa driftplatser är Sävastklinten, Norra Sunderbyn, Sunderbyns sjukhus samt Notviken. Eftersom malmtågen endast är några meter kortare än den hinderfria längden för samtidigt infart vid dessa driftplatser, måste de köra väldigt sakta för att mötande tåg skall kunna få fri passage och köra igenom. Möten som involverar malmtåg tar sålunda väldigt lång tid. I linje med detta har det från respondenter till enkäten samt i flertalet intervjuer framkommit att det är just malmtågen som styr trafiken. Av det totalt 22 tågmöten som i snitt skedde under ett dygn under år 2019, var malmtågen inblandade i sju. I stundande Tågplan 2020 återfinns inga planerade möten mellan två malmtåg, men som följd av förseningar är detta något som enligt intervju med anställd på Trafikverkets kapacitetscenter sker ändå.
Likt malmtågen har även vissa godståg problematik med tågmöten på bandel 119. Detta gäller främst Ståltågen, 630m långa systemtåg det vill säga tåg där samtliga vagnar har samma avrese- samt slutstation. Ståltågen är sett till dess egenskaper jämförbara med malmtågen, vilket sålunda renderar i att möten där de är inblandade tar tid. Även här är det driftplats Gammelstad som är flaskhalsen. Utöver systemtågen framförs även en del kombitåg på sträckan, tåg med olika vagnar som sammanfogas med andra vagnar tills dess att de nått sin slutdestination.
Normalt sett körs det dagligen tre systemtåg i båda riktningar samt åtta kombitåg.
Respondenterna till studiens enkät som bedriver godstrafik på sträckan är eniga om att kapacitetsutnyttjandet på bandel 119 behöver förbättras. Bland de begränsningar som räknas upp av dessa respondenter är tidtabell samt tågmöten de mest förekommande. Godstågens tidtabeller är exempelvis ofta i konflikt med persontågens, vilket renderar i att vissa godståg får stå och vänta i upp till 10 min för att kunna genomföra ett sådant möte. Detta är extra påtagligt under eftermiddagstrafiken. Flera respondenter till enkäten menar att felaktiga prioriteringar görs och att vagnslast prioriteras lägre än malmtåg samt persontåg.
Utöver detta antyder majoriteten av respondenterna från tågbolag som framför godstrafik mest frekvent på bandel 119, att deras verksamhet påverkas av störningar i trafiken i frekvensen dagligen till varje vecka, vilket enligt dem renderar i stora förseningar samt inställda omlopp.
Sammantaget upplever även tre av de fyra respondenterna ett missnöje med hur deras kapacitetsbehov har tillmötesgåtts.
”Flexibilitet saknas” – G1
”Inte bra, fått långa gångtider” – G2
Likt godstrafiken är även persontrafiken på sträckan känslig för störningar och det är även den tågtyp som är inblandad i flest tågmöten. Trafiken på bandel 119 har historiskt sett karaktäriserats av godstrafik, men sedan millenniumskiftet har persontrafiken ökat markant.
Denna förändring beror till stor del på att Norrtåg år 2019 införde Bodenpendeln på sträckan.
