ProjectTågplan 2015: Timetabling with optimized infrastructure utilization and transportation quality

Business Areas
Competence Areas at RISE ICT
Tågplan 2015: Timetabling with optimized infrastructure utilization and transportation quality

På svenska längre ner

Länk till Trafikverkets genomförandeprojekt Successiv Tilldelning

Background

The railway traffic in Sweden congests the tracks. Is this an inevitable consequence of the current traffic load, or could another way of handling the timetabling process find ways to make use of previously hidden capacity? Moreover, could a new timetabling strategy increase the ability to adapt to new situations and last-minute additions to the train plan?

Today, once the train plan has been fixed, there is no process with the aim of adjusting it to new circumstances. We believe that increased efficiency and quality can be obtained by applying ideas used elsewhere in industry, such as just-in-time and lean production, employing the inherent fluctuations to optimize the railway operations.

Following the railway deregulation, the sector has been split into different fields of responsibility. Trafikverket, the Swedish Transport Administration (previously Banverket, the Swedish Rail Administration), maintain and administer the infrastructure as well as plan and manage the traffic on it.

Traditionally, the train plan has been planned and published in great detail, and used as basis for the operations without any further adjustments. The train plan constitutes the framework for the traffic for a year. Alterations to it are made only at pre-scheduled, sparsely distributed occasions, so called timetable changeovers (Swedish: tidtabellskiften). Quality problems like decreased punctuality within the railway network have been tackled through more rigorous planning, requiring increasingly detailed information from the operators, in turn prolonging the lead times of the timetabling process. This is an inflexible way of managing the variations that naturally occur over a year of traffic.

Previous Research at SICS

A previous project, The Dynamic Train Plan, proposed a distinction between deliverables and the production leading up to those deliverables. This approach suggests that the first result of the timetabling process should be an agreement between Trafikverket and the train operating companies on what Trafikverket commits to deliver during the operations.

The commitment can involve punctual arrivals and departures to certain key locations in the railway network, traversal times for the trains, or something else of major importance to the train operating company. What has been agreed upon constitute the goals for the traffic during planning and operations. The planning that aims to make sure that Trafikverket can live up to the promises that have been made is called production planning.

Identifying deliverables and creating production plans is common practice in industry at large. The project The Dynamic Train Plan worked out how this philosophy can be transferred to the railway market in a general sense. By dividing the process into identifying the deliverables, making production plans, and finally managing the trains during operations, both the long term and short term variations can be taken care of appropriately and in a constructive way increase punctuality and optimize the utilization of the infrastructure.

Yet another advantage of this approach lies in the fact that the focus on deliverables facilitates evaluation of performance: There is no question about what the deliverables are. Moreover, the act of committing to deliverables can be fitted into a national economy valuation model for railway traffic, upon which rules for conflict resolution during timetabling in the future might be based.

Purpose

Whereas the project The Dynamic Train Plan built the foundation for a novel approach to railway planning, the purpose of the project "Train Plan 2015" (Swedish: Tågplan 2015) is to develop these ideas further and adjust the industrial planning philosophy to the timetabling process at Trafikverket. New planning processes that are suitable for a deregulated market will be needed since deregulation heightens competition and imposes increasing demands on planners and traffic managers to ensure quantity (more trains) and quality.

Sweden pioneers when it comes to deregulation of the railway sector in Europe. Provided that research and development are in sync with the changes, Sweden has an opportunity to set a good example. Train Plan 2015 aims to develop strategies, methods and tools that -- if the research results are good -- can be incoporated into internal processes at Trafikverket. The main purpose of Train Plan 2015 is to increase the utilization of the railway network and to achieve a better railway transportation system.

 

Tågplan 2015: Tidtabellkonstruktion med optimerat spårutnyttjande och transportkvalitet

Bakgrund

Det är trångt på spåren! Men är det egentligen fullt? Finns det i själva verket kapacitet som döljs av dagens sätt att ta fram och hantera tågplanen? Kan mer kapacitet ”kramas” ur infrastrukturen med att annat sätt att planera och genomföra trafiken? Och kan ett annat sätt att planera möjliggöra bättre hantering av korttidsansökningar och ökad anpassning till förändrade önskemål och krav på trafik?

Idag finns i princip inga möjligheter att anpassa trafiken efter att tågplanen är fastställd, vilket innebär att om den faktiska trafiken förändras så ligger ändå tågplanen fast. Genom att utnyttja dynamiken till att optimera sin verksamhet kan såväl kvalitet som effektivitet ökas, något som används i t ex lean-production och just-in-time i industrin.

Efter avregleringen av järnvägen har verksamheten splittrats upp på flera olika aktörer. Trafikverkets uppgift (tidigare Banverkets) är att förvalta statens infrastruktur samt planera och driftleda trafik. Traditionellt har tågplanen planerats i stor detalj och fastslagits i sin helhet. Därefter har den använts utan efterföljande anpassning, om man bortser från de tåg som tillkommer.

Tidigare försökte man få bukt med kvalitetsbrister i tågtrafiken, fr a med avseende på punktligheten, genom att ställa högre krav på detaljerad information från tågoperatörerna och genom att genomföra en mycket rigorös planering. Detta har lett till långa ledtider.

Samma grundplan används i ett halvår, och grundstrukturen ligger i ett år. Systemet blir stelbent och inflexibelt och anpassning och förändring endast sker i tidtabellskiftena. I själva verket är variationen ganska stor, från månad till månad, vecka till vecka, veckodag till veckodag, men denna variation planeras bort i tågplanen.

Tidigare projektresultat

I projektet DDTP, Den Dynamiska TågPlanen, görs åtskillnad på vad som är en leverans och vad som är produktion. I samband med att tågplanen tas fram, slås fast vad som är åtaganden gentemot operatörer och andra som bedriver trafik. Åtaganden kan t ex vara ankomster och avgångar till trafikutbytesplatser för tågen, men kan också vara gångtid eller andra viktigare egenskaper för operatören. En leverans sker därefter gentemot åtagandet då tågen leds fram under genomförandet.

Att planera för att leverera kallas i detta sammanhang för produktionsplanering. Detta synsätt är i stort hämtat från industrins sätt att arbeta, och i projektet DDTP har de stora dragen för hur detta skulle kunna te sig på Trafikverket arbetats fram. Genom uppdelningen kan den månatliga, veckovisa och dagliga variationen utnyttjas konstruktivt, både i planeringsprocessen och i genomförandet av tågplanen, till att optimera tågföringen och öka utnyttjandet av infrastrukturen.

En ytterligare förtjänst hos detta sätt att planera ligger i att det blir lättare att utvärdera verksamheten eftersom fokus på vad som skall levereras är tydligt. Åtagandet utgör också en naturlig del i en modell för samhällsekonomisk värdering av tågtrafik. En sådan modell skulle med fördel kunna bilda grundvalarna för de regler som används vid tidtabellkonstruktion.

Syfte

Projektet DDTP har tagit fram grunden till ett nytt sätt att planera och ta fram tågplanen. Syftet med Tågplan 2015 är att lyfta in och anpassa det industriella sättet att planera och arbeta i Trafikverkets trafikplanering. Nya planeringsprocesser för järnvägen som passar i en avreglerad marknad behöver tas fram.

Avregleringen kommer att öka konkurrensen ytterligare och ställa ännu högre krav på tidtabellkonstruktörer och tågklarerare att leverera både kvantitet (antal tåg) och kvalitet. Sverige är idag ett föregångsland i Europa inom avreglerad järnvägssektor, och kan bli ett föredöme för andra, givet att forskning och utveckling inom detta område håller jämna steg med förändringarna.

Tågplan 2015 är tänkt att ta fram strategier, metoder och verktyg vilka kan ”knoppas av” in i Trafikverkets förändringsprocess, förutsatt att dessa forskningsresultat är goda. Huvudsyftet för Tågplan 2015 är att öka nyttjandegraden och kvaliteten i järnvägstransportsystemet.

Publications
Number of items: 4.

Forsgren, Malin and Aronsson, Martin and Gestrelius, Sara and Dahlberg, Hans (2012) Opportunities and challenges with new railway planning approach in Sweden. [SICS Report]

Aronsson, Martin and Forsgren, Malin and Gestrelius, Sara (2012) The Road to Incremental Allocation & Incremental Planning. [SICS Report]

Gestrelius, Sara and Aronsson, Martin and Forsgren, Malin and Dahlberg, Hans (2012) On the delivery robustness of train timetables with respect to production replanning possibilities. In: 2nd International Conference on Road and Rail Infrastructure, 7-9 May 2012, Dubrovnik, Croatia.

Forsgren, Malin and Aronsson, Martin and Kreuger, Per and Franzén, Thomas (2009) A Novel Approach to Railway Planning. In: 16th ITS World Congress, 21-25 Sept 2009, Stockholm, Sweden.

This list was generated on Tue Nov 21 16:42:57 2017 CET.