kth.sePublications
Change search
Link to record
Permanent link

Direct link
Jansson, Emil
Publications (5 of 5) Show all publications
Jansson, E., Olsson, N. O. .. & Fröidh, O. (2024). Trackside sensors in unattended train mainline systems: A case study of alarm logs from Sweden. In: 25th Euro Working Group on Transportation Meeting: . Paper presented at Euro Working Group on Transportation (EWGT), 6-8 September 2023, Santander, Spain (pp. 151-157). Elsevier BV, 78
Open this publication in new window or tab >>Trackside sensors in unattended train mainline systems: A case study of alarm logs from Sweden
2024 (English)In: 25th Euro Working Group on Transportation Meeting, Elsevier BV , 2024, Vol. 78, p. 151-157Conference paper, Oral presentation with published abstract (Refereed)
Abstract [en]

Implementing unattended train operation on the mainline could make the railway more competitive by reducing operating costs since there will be no staff onboard the train. This will, however, lead to new challenges. One of those challenges is how to deal with manually controlling trackside sensor alarms. In this paper, we study all trackside sensor alarms (hotbox/hotwheel and wheel damage) in Sweden for one year (2019) to study their frequency and context. The results show that freight trains have 10 times higher frequency for alarms per train kilometer than passenger trains. There are statistically significant seasonal and climate zone differences. The highest frequency of trackside alarms occurs in wintertime in the colder climate zone. The results can be used in the development of unattended train operation support systems on the mainline.

Place, publisher, year, edition, pages
Elsevier BV, 2024
Series
Transportation Research Procedia, ISSN 2352-1457, E-ISSN 2352-1465
National Category
Transport Systems and Logistics
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-334584 (URN)10.1016/j.trpro.2024.02.020 (DOI)2-s2.0-85187567497 (Scopus ID)
Conference
Euro Working Group on Transportation (EWGT), 6-8 September 2023, Santander, Spain
Note

QC 20240322

Available from: 2023-08-23 Created: 2023-08-23 Last updated: 2024-03-22Bibliographically approved
Jansson, E., Olsson, N. O. .. & Fröidh, O. (2023). Challenges of replacing train drivers in driverless and unattended railway mainline systems—A Swedish case study on delay logs descriptions. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, 21, 100875-100875, Article ID 100875.
Open this publication in new window or tab >>Challenges of replacing train drivers in driverless and unattended railway mainline systems—A Swedish case study on delay logs descriptions
2023 (English)In: Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, ISSN 2590-1982, Vol. 21, p. 100875-100875, article id 100875Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Currently, the challenges of driverless or unattended train operation have not been described in detail and are often grouped into one category. This paper contributes to filling a knowledge gap regarding the roles of the train driver about the potential use of automatic train operation (ATO) on high grade of automation (GoA) levels. The results contribute to a better understanding of the challenges with driverless or unattended train operation to support strategies on how to utilize ATO on a wider range of trains than is presently the case. We use the Swedish railway network as a case study and delay logs written by train dispatchers for 2019. Our research quantifies how often unplanned events occur in which the train driver is needed, and the role of the train driver in solving these problems. In addition to this we elaborate on existing GoA levels definitions and propose a revised model that highlights more aspects of the train drivers’ roles. We have identified six categories in which an action by the driver is required: Detect, Report, Inspect, Adjust, Manage passengers, and Respond to train orders. The study illustrates some of the challenges with driverless or unattended train operation, and points to the need to develop strategies not only for the driving aspects of ATO but also for the more general technical operational management of rolling stock in high GoA levels.

Keywords
Railway, Automatic train operation, Driverless trains, Train driver, Roles, Automation challenges
National Category
Transport Systems and Logistics
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-333356 (URN)10.1016/j.trip.2023.100875 (DOI)001141847200001 ()2-s2.0-85166931478 (Scopus ID)
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2019/123866
Note

QC 20230823

Available from: 2023-08-23 Created: 2023-08-23 Last updated: 2024-02-01Bibliographically approved
Jansson, E., Olsson, N. O. .. & Fröidh, O. (2023). The use of human senses by train drivers to detect abnormalities. In: TRA Lisbon 2022 Conference Proceedings Transport Research Arena: . Paper presented at TRA Lisbon 2022 Conference Proceedings Transport Research Arena (TRA Lisbon 2022),14th-17th November 2022, Lisboa, Portugal (pp. 3650-3655). Elsevier BV, 72
Open this publication in new window or tab >>The use of human senses by train drivers to detect abnormalities
2023 (English)In: TRA Lisbon 2022 Conference Proceedings Transport Research Arena, Elsevier BV , 2023, Vol. 72, p. 3650-3655Conference paper, Published paper (Refereed)
Abstract [en]

Driverless and unattended train operation is a foreseeable future. While many functions of the driver can be automatized and replaced but detecting abnormalities is more difficult to automate. This study investigates how train drivers detect abnormalities. The objective is to prepare the way for unattended train operation also for remote areas. Using disruption descriptions, written by train dispatchers, we have identified which senses are used by the train drivers and in which situations. Four of the human senses are used by train drivers to detect abnormalities: the visual, the auditory, the somatosensory, and the olfactory systems. The most used sense by the train drivers to detect abnormalities is the visual system. Before introducing driverless and unattended train operation, alternative tools for detecting abnormalities should be included based on the human senses.

Place, publisher, year, edition, pages
Elsevier BV, 2023
Series
Transportation Research Procedia, ISSN 2352-1457, E-ISSN 2352-1465
National Category
Transport Systems and Logistics
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-334582 (URN)10.1016/j.trpro.2023.11.556 (DOI)2-s2.0-85182918130 (Scopus ID)
Conference
TRA Lisbon 2022 Conference Proceedings Transport Research Arena (TRA Lisbon 2022),14th-17th November 2022, Lisboa, Portugal
Note

QC 20231218

Available from: 2023-08-23 Created: 2023-08-23 Last updated: 2024-01-31Bibliographically approved
Fröidh, O. & Jansson, E. (2021). Energieffektiv järnväg: Styrmedel mot klimatmålen. Stockholm: KTH Royal Institute of Technology
Open this publication in new window or tab >>Energieffektiv järnväg: Styrmedel mot klimatmålen
2021 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Syftet med projektet och rapporten är att analysera och ge förslag till åtgärder som leder till klimatomställningen inom järnvägstrafiken. Etappmålet är 70 % utsläppsreduktion till 2030 och nollutsläpp från transporter år 2045. Fokus ligger på styrmedel för att nå målen, men i uppdraget har förslagen till styrmedel tagit fram utan kvantitativ analys vilket innebär att det återstår arbete med underlaget för beslut.

Den svenska järnvägen och trafikering av den står idag för 0,3 % av transportsektorns utsläpp av växthusgaser. Det är främst dieseldriven tågtrafik som bidrar, medan elkraften som svarar för huvuddelen av energianvändningen är befintlig vattenkraft utan direkta utsläpp.

För att nå klimatmålen föreslås att reduktionsplikt (att ersätta dieselbränsle med flytande biobränsle) införs även inom järnvägen från 2023. För de flesta nyare fordon kan det fungera utan ombyggnader. Det skulle dock kunna få negativa konsekvenser i form av kostnader för ombyggnad eller nyanskaffning av fordon särskilt för godstrafik, som i vissa fall inte kan bäras av operatören. För att lindra konsekvenserna föreslår vi övergångsregler. Tågtrafiken kan dock i vissa fall komma att upphöra och trafik överflyttas till lastbil vilket är kontraproduktivt ur klimatsynpunkt eftersom lastbilstransporter drar 3-5 gånger mer energi. Som kompensation föreslås kilometerbaserade vägavgifter för lastbilstrafiken, alternativt nedsatta banavgifter för godstrafiken som kan bidra till överflyttning av gods till järnväg.

Vidare finns det potential för snabbare utfasning av dieselbränsle i upphandlad trafik. De regionala kollektivtrafikhuvudmännen respektive Trafikverket kan ställa krav på total övergång till biobränsle eller andra driftformer som batterieldrift eller vätgaseldrift för att nå nollutsläpp, troligen redan till 2030.

Fortsatt elektrifiering av järnvägsnätet är också angeläget eftersom eldrift ger så mycket lägre trafikeringskostnader och stärker järnvägstrafikens konkurrenskraft. Vi föreslår ett statligt investeringsbidrag att elektrifiera det kapillära bannätet, det vill säga industrispår, godsterminaler och hamnar med andra spårinnehavare än Trafikverket. För att bidrag ska komma ifråga behöver dock nyttorna visas. Systemfördelen med helelektrifiering är stor, men å andra sidan avtar marginalnyttan med varje tillkommande spår där trafiken är liten.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2021. p. 42
Series
TRITA-ABE-RPT ; 2133
Keywords
elpris, styrmedel, tågtrafik, reduktionsplikt, elektrifiering, klimatplan
National Category
Transport Systems and Logistics
Research subject
Järnvägsgruppen - Effektiva tågsystem för godstrafik; Järnvägsgruppen - Effektiva tågsystem för persontrafik
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-305597 (URN)
Note

QC 20211215

Available from: 2021-12-03 Created: 2021-12-03 Last updated: 2024-03-18Bibliographically approved
Jansson, E. (2020). Automatic train operation i Sverige: En förstudie.
Open this publication in new window or tab >>Automatic train operation i Sverige: En förstudie
2020 (Swedish)Report (Other (popular science, discussion, etc.))
Abstract [sv]

Automatic train operation eller ATO är ett begrepp som innebär att någon funktion för framförandet av ett tåg är automatiserad. Det finns flera olika nivåer av ATO allt från att endast signalsäkerhetssystemet (takhastighets- och stoppsignalskontroll) är automatiserat, som är fallet i Sverige med ATC, till helt automatisk drift utan någon ombordpersonal. Den här förstudien fokuserar på en högre grad av automation (GoA) än enbart signalsäkerhetssystemet. ATO finns implementerat på många olika metrosystem runt om i världen, många av dem är helt automatiserade som i Köpenhamn. Däremot finns det få järnvägssystem med ATO på det öppna järnvägsnätet idag.

Järnvägen i Sverige har idag flertalet utmaningar, bland annat kopplat till kapacitetsbrist, bristande lönsamhet (primärt godsoperatörer) och robusthet. Frågan är om ATO skulle kunna vara en dellösning till dessa problem? I förstudien har dessa områden analyserats och med ett ATO-system kommer varje tåg att framföras som det är programmerat att göra, det vill säga att variationen i förarbeteende försvinner vilket innebär att mindre bufferttid behövs i tidtabellsläggningen och det gör det möjligt att kunna trafikera tågen tätare. Däremot är ATO inte den totala lösningen för ökad kapacitet utan även uppehållstiderna vid stationer är styrande och variationen för dessa behöver även reduceras. Ett annat problem är den bristande lönsamhet, speciellt för godstågsoperatörer, och en orsak kan vara problem med att åstadkomma en effektiv personalplanering. En indikation på detta är hur lång tid som uppehåll enbart kopplade till förare (personalbyten och raster) tar varje år. För godstågen är den siffran 420 000 minuter medan för resandetågen är den 11 000 minuter. Robustheten är ett problem för järnvägssystem och störningar som orsakas av förare står för ca 1 % av den totala förseningstiden för persontåg och ca 6 % för godstågen i tågplan 2019.

Vad krävs då för att implementera ATO? Det finns två olika huvudnivåer som kräver olika förutsättningar. Ett system (GoA 2) med förare och där fordonet framförs automatiskt bör vara relativt enkelt att implementera, det finns exempelvis redan i London och på andra platser i världen. Däremot ett system utan förare eller helt utan ombordpersonal får en helt annan komplexitet och det finns många frågor som behöver lösas innan det kan implementeras. Är lösningen att ha en teknikutbildad tågvärd ombord eller ska beredskapsteam kunna ta sig snabbt till tåget? Detta behöver utredas vidare. Den preliminära bedömningen är att det inte finns några föreskriftmässiga hinder för en implementering av ATO i Sverige. Det är istället infrastrukturförvaltarens och järnvägsföretagens egna regler och deras säkerhetsstyrningssystem som kommer att behöva justeras vid en implementering av ATO.

Resultaten från denna studie visar på att effekterna med förarlösa godståg troligtvis är större än för förarlösa persontåg på grund av störningar på grund av förarpersonal och lönsamhet. Utifrån de uppgifter som ombordpersonal har på resandetåg kommer det att vara en stor utmaning att inte ha någon personal alls ombord. Däremot kan GoA 3 vara en möjlighet för persontågen på sikt, det vill säga utan förare men med någon form av tågvärd. Ett helautomatiskt system (GoA 4) kommer troligtvis endast vara aktuellt inom järnvägssystem som täcker ett mindre geografiskt område vilket möjliggör att jourteam kan relativt snabbt ta sig till fordonet vid någon form av störning. Med godståg behöver ingen hänsyn tas till resenärer ombord och därmed bör det vara lättare med förarlös drift och det borde även vara mer angeläget med tanke på den svåra ekonomiska situation som i stort sett alla godsoperatörer befinner sig i. En av de största utmaningarna med förarlösa godståg är hur olika detektorlarm som exempelvis tjuvbroms och varmgång ska hanteras, men med preventiv information kan det troligtvis gå att undvika flera av larmen.

Den här förstudien ska ses som en introduktion till ATO och förhoppningsvis är den bara början på en fortsatt diskussion om ATO i Sverige. Förhoppningsvis kan även potentiella teststräckor börja utredas och utvärderas framöver och det arbetet bör genomföras i en bred arbetsgrupp där flera olika aktörer från olika håll deltar och bidrar med kunskap.

Publisher
p. 29
Series
TRITA-ABE-RPT ; 2037
Keywords
ATO, Automatic train operation
National Category
Transport Systems and Logistics
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-288833 (URN)978-91-7873-756-7 (ISBN)
Funder
Swedish Transport Administration
Note

QC 20210113

Available from: 2021-01-12 Created: 2021-01-12 Last updated: 2022-06-25Bibliographically approved
Organisations

Search in DiVA

Show all publications