National Transport Library Research Database

Effektiv operativ omplanering av tåglägen vid driftstörningar (Efficient real-time re-scheduling of trains during disturbances)

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2010-04-01 -- 2013-09-30 ; 4336000 kronorRegistration number:
  • Trafikverket 2010/29603
Subject(s): Online resources: Abstract: Ett attraktivt och hållbart järnvägssystem ska hålla hög säkerhet, vara miljövänligt, ha god tillgänglighet och erbjuda pålitliga transporttjänster som håller tillräckligt hög tidsprecision. Samtidigt ska bankapaciteten utnyttjas i möjligaste mån på ett kostnadseffektivt sätt. Detta kräver en kontinuerlig balans mellan att skapa ett högt banutnyttjande och att bibehålla en tillräckligt hög robusthet, dvs. liten känslighet för störningar. Många orsaker till störningar kan förebyggas och flertalet studier av detta har gjorts, men oförutsedda händelser som skapar störningar är ofrånkomliga och konsekvenserna ska då kunna approximeras, minimeras samt kommuniceras till användarna. Värdefull information som ligger till grund för en god konsekvensanalys av en driftstörning och revidering av tågplanen finns dock inte alltid trafikledaren tillhands. Med nuvarande förutsättningar finns heller inte alltid en möjlighet att använda tillgänglig information eftersom trafikledaren på mycket kort tid måste agera och utan beslutstöd. I det tidigare forskningsprojektet Omplanering Av Tåglägen (OAT, www.bth.se/tek/oat) och det pågående fortsättningsprojektet (OAT+), vilka båda finansierats av Banverket, har matematiska modeller som beskriver hur trafiken kan omplaneras utvecklats liksom optimeringsbaserade metoder för att snabbt ge trafikledaren förslag på hur tågplanen kan revideras baserat på relevant information om förutsättningarna och utefter de trafikstyrningsmål Banverket (BV) har satt upp. Som en del av fortsättningsprojektet OAT+ och inför ITS Världskongressen 2009 har ett samarbete med två andra forskningsprojekt finansierade av BV (DDTP som drivs av SICS och STEG/STRATEG som drivs av BV i samverkan med Uppsala Universitet) skett på initiativ av BV. Samarbetet har syftat till att påvisa nyttan och effekten av ett koncept som kombinerar dessa tre projekt. DDTP syftar till att utveckla en ny princip för tilldelning av tåglägen där det centrala är de leveransåtaganden som BV och resp. operator enas om. Dessa leveransåtaganden anger sedan i operativ drift i större utsträckning än idag vilken betydelse olika förändringar av tåglägen har (dvs. om BV kan förändra ett tågläge utan att det påverkar leveransåtagandet). För att kunna använda denna information i operativ drift vid en omplanering och därmed öka handlingsfriheten behöver dock trafikledaren beräkningsmässigt stöd baserade på metoder och modeller som utvecklats inom OAT+. I STEG/STRATEG-projektet har man även sett behovet av sådant beräkningsstöd och har utvecklat ett digitalt gränssnitt för trafikstyrningen som visar en interaktiv tidtabellsgraf för trafikledaren. Detta gränssnitt saknar dock matematiska modeller och algoritmer för att identifiera olika typer av konflikter och ge förslag på hur de kan lösas på ett optimalt sätt. I detta fortsättningsprojekt "Effektiv operativ omplanering av tåglägen vid driftstörningar" önskar vi därför att i större utsträckning än tidigare kunna omsätta forskningsresultaten från OAT och OAT+ och vidareutveckla metoderna baserade på optimeringstekniker och parallellisering av sökalgoritmer samt utvärdera dem i samverkan med framför allt projektet STEG/STRATEG.Abstract: An attractive and sustainable railway traffic system is characterized by having a high security, high accessibility, high energy performance and offering reliable services with sufficient punctuality. At the same time, the network is to be utilized to a large extent in a cost-effective way. This requires a continuous balance between maintaining a high utilization and sufficiently high robustness to minimize the sensitivity to disturbances. The occurrence of many disturbances can be prevented and several studies have focused on that, but the occurrence of unpredictable events are unavoidable and their consequences then need to analyzed, minimized and communicated to the affected users. Valuable information necessary to perform a complete consequence analysis of a disturbance and the re-scheduling is however not always available for the traffic managers. With current conditions, it is also not always possible for the traffic managers to take this information into account since he/she needs to act fast without any decision-support. In the previous research project Omplanering Av Tåglägen (OAT, www.bth.se/tek/oat) and its ongoing continuation OAT+ (both financed by Banverket, BV) mathematical models describing how the traffic can be re-scheduled have been developed as well as optimization-based methods to solve the re-scheduling problem. These models and methods serve to provide the traffic managers in real-time with suggestions on how to optimally re-schedule the traffic based on information relevant to make a good plan and in line with the objectives and deliverables BV has assigned to. As a part of OAT+ and in conjunction with preparation for ITSWC 2009, a cooperation between OAT+ and two other research projects financed by BV has been established – DDTP which is run by SICS and STEG/STRATEG run by BV in cooperation with Uppsala University. The cooperation was initiated by BV and aims to show the potential benefits and effects of a concept combining these three projects. DDTP aims to develop a new principle for timetabling where the emphasis is on the definition of the deliverables BV and each operator agrees on. The specification of these deliverables can then later be used in real-time by the traffic managers to provide them with more information than today about how the traffic can be re-scheduled without breaking the promises, and if so, what the consequences would be. However, in order for the traffic managers to fully make use of this information in real-time when disturbances have occurred, the traffic managers would need some computational support like the one developed in OAT+. In the project STEG/STRATEG, this need for computational support has also been seen. The project has developed a digital graph showing the actual traffic conditions and the scheduled traffic for a certain time horizon ahead. This graph assists the traffic managers to perform certain changes to the schedule and execute the given commands. However, the graph does not identify and show all conflicts that it possibly contains, nor does it provide any suggestions on how any conflicts can be solved. In this project “Efficient real-time re-scheduling of trains during disturbances” we therefore aim to apply the results from OAT+ in a more practical context than earlier, evaluate the effects and further develop the models and methods in cooperation with STEG/STRATEG.
Item type: