Bakgrund

Ett sätt att modellera järnvägstrafik är genom simulering. I Sverige används bland annat simuleringsverktygen RailSys och OpenTrack, i vilka infrastruktur och tågens rörelser modelleras på mikroskopisk nivå. Trafikverket har i drygt tio år använt RailSys i sin verksamhet.

Den höga detaljeringsgraden i mikromodeller medför att simuleringar av stora nät och många tågrörelser tar lång tid. I ett makroskopiskt verktyg modelleras exempelvis ingen detaljerad spårkonfiguration. Fördelen är att stora simuleringar kan genomföras på betydligt kortare tid.

Inom Shift2Rail-projekten PLASA och PLASA-2, där Trafikverket är en av flera deltagande parter, har ett makroskopiskt simuleringsverktyg, PRISM, tagits fram av DB Analytics. Trafikverket vill undersöka förutsättningarna för att, med hänsyn till svenska förhållanden, implementera PRISM som ett verktyg för tågtrafikanalyser.

Skillnader mellan RailSys och PRISM samt tillämpning i fallstudie

I PRISM modelleras tågens rörelser i förhållande till varandra genom headway-tider. Förbigångar och tågmöten hanteras genom att aktivera dessa möjligheter på respektive station och riktning. Det finns dock ingen begränsning i hur många tåg som kan befinna sig på en station samtidigt om förbigång eller möten tillåtits. Möjligheterna för tågföringen kan alltså antingen överskattas eller underskattas beroende på vilka stationer som aktiveras för detta.

Format och allokering av störningsfördelningar behöver delvis anpassas till respektive verktyg. Till skillnad mot RailSys kan PRISM modellera primärstörningar på stationer för tåg som inte har planerade uppehåll. I PRISM finns möjlighet att på ett enkelt sätt modellera hastighetsbegränsningar samt så kallade enkelspårsdrifter där ena spåret på ett dubbelspår är avstängt, typiskt förekommande vid banarbeten eller banfel.

I PRISM kan tåg initieras före tidtabell via fördelningar, en möjlighet som saknas i RailSys. Däremot finns i RailSys, till skillnad mot PRISM, möjligheter att modellera uteblivna tidtabellstekniska uppehåll. Dessa sker vanligtvis när planerade tågmöten eller förbigångar flyttas till andra platser.

I en fallstudie som genomförts inom projektet PLASA-2 har sträckan Hallsberg–Malmö simulerats i både PRISM och RailSys, med och utan initiering av godståg före tidtabell. I RailSys krävs en omständlig hantering för att åstadkomma detta. Simuleringsresultaten visar entydigt att modellering av tidiga godståg ligger närmare godstågens verkliga utfall. Resandetågens uppvisade ingen egentlig skillnad i utfall.

Slutsatser och erfarenheter hittills

De preliminära intrycken av PRISM är goda. I den genomförda fallstudien tog RailSys-simuleringarna 30–40 timmar, motsvarande tid i PRISM var 3–4 minuter. PRISM öppnar upp möjligheter för att simulera större delar av järnvägsnätet än vad som är praktiskt hanterbart med RailSys.

För närvarande hanterar PRISM inte övergångar mellan två trafikdygn, men det kan implementeras i en framtida version. Generellt finns inget som hindrar att utveckling och anpassning av PRISM görs i Sverige, men detta kräver förståelse för källkoden och dess uppbyggnad.

Modellering av komplexa spårområden och signalsystemsegenskaper sker betydligt mer realistiskt i RailSys. Målet bör vara att använda rätt verktyg i rätt sammanhang beroende på syftet. PRISM och RailSys kan alltså komplettera varandra. Snabbheten i PRISM-simuleringar innebär exempelvis möjligheter att mer metodiskt och systematiskt studera hur utfallsdata från verklig trafik kan användas och anpassas för att finna lämpliga indatafördelningar till simuleringar. Med ett införande av PRISM finns möjligheter att praktiskt simulera stora nät med många tåg, även kombinerat med variation av tidtabeller och infrastruktur.