Simulační podpora prověřování variantního uspořádání kolejišť v rámci železničních stanic Případová simulační studie žst. Praha Masarykovo nádraží Bc. M. Binko, Ing. M. Zaťko 24.09. 2013
Cíl studie • za pomoci simulace prověřit výhledový GVD pro dvě varianty infrastruktury: – varianta „Sever“, – varianta „Pošta“, • vyhodnocení případných konfliktů, • navržení opatření vedoucí k odstranění vznikajících konfliktů
2
Řešitelský tým • Zadavatel Správa železniční dopravní cesty, st. o. • Zhotovitel Simcon s. r. o. • Odborná garance - Univerzita Pardubice, Fakulta elektrotechniky a informatiky • Odborná garance - Žilinská univerzita, Fakulta riadenia a informatiky
3
Simulační nástroj použitý simulační nástroj Villon
4
Použitá fyzická infrastruktura žst. Praha Masarykovo n. – varianta „Sever“
5
Použitá fyzická infrastruktura žst. Praha Masarykovo n. – varianta „Pošta“
6
Grafikon vlakové dopravy • pro stanovení parametrů linek byly použity výstupy: – požadavek objednatele dopravy Ropid na výhledový rozsah dopravy (2012), – „Studie obsluhy hlavního města Prahy a jeho okolí hromadnou dopravou osob“, (Metroprojekt, 2002), – „Novelizace koncepce přestavby železničního uzlu Praha (varianta s Masarykovým nádražím)“, (SUDOP Praha, 2008), – „Koncepce provozu pražského S“, (České dráhy, 2010). 7
Grafikon vlakové dopravy • testován byl GVD obsahující tyto linky: Linka
Směr
Takt
S1
Praha-Libeň → Kolín
30 min.
S2
Praha-Vysočany → Lysá nad Labem
30 min.
S4/R4 Praha-Bubeneč → Kralupy nad Vltavou
15 min.
S5
Praha-Dejvice → Kladno
S50
Praha-Dejvice → Letiště Ruzyně
10 min.
R1
Praha-Libeň → Kolín
60 min.
R2
Praha-Vysočany → Lysá nad Labem
60 min.
R30
Praha-Vysočany → Mělník
60 min.
10/20 min.
8
Grafikon vlakové dopravy fragment GVD pro všechny scénáře
9
Technologie obsluhy vlaků • je zadána formou síťového grafu, • zabezpečuje dodržení minimální doby pobytu 6 min. ve stanici Praha Masarykovo n., • pro vlaky jedoucí přes žst. PrahaBubny je zabezpečena doba pobytu 1 min., • jsou použity i další aktivity.
10
Podklady pro experimenty uvažující zpoždění vlaků • výchozím podkladem pro modelování zpoždění je německá metodika DB Richtlinie 405.0204A03, • postup při generování zpoždění: – nejdříve se zjistí, zda vlak bude zpožděn nebo ne vzhledem ke pravděpodobnosti, – pokud ne, vlak přijede do systému včas, – pokud ano, tak se vygeneruje zpoždění podle exponenciálního rozdělení s výše uvedenou střední hodnotou, – při generování jsou zohledněny pro jednotlivé linky maximální přípustné hodnoty zpoždění.
11
SIMULAČNÍ EXPERIMENTY • Scénář 1 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Sever“ • Scénář 2 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Pošta“ • Scénář 3 – Vlaky se zpožděním, varianta infrastruktury „Sever“ • Scénář 4 – Vlaky se zpožděním, varianta infrastruktury „Pošta“
12
Scénář 1 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Sever“ vstupní údaje • infrastruktura žst. Praha Masarykovo nádraží pro variantu „Sever“, • použité modelové soupravy délky 200 m, • na kolejích 1 - 9 je ponechán prostor 20 m od návěstidla pro zarážedla, • u poloviny vjíždějících vlaků linky S2 se předpokládá jízda po koleji 103, • linka R2 má na vjezdu volnou jízdní dobu, • linka R30 přestavována na odstavnou kolej.
13
Scénář 1 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Sever“ vyhodnocení – plán obsazení kolejí (6:00 – 9:00)
Legenda:
- obsazení koleje
- rezervace koleje 14
Scénář 1 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Sever“ vyhodnocení – využití kolejí (6:00 – 9:00) Kolej číslo
Využití koleje
1
55,22%
2
66,51%
3
69,91%
4
77,18%
5
60,99%
6
77,64%
7
82,19%
8
65,62%
9
66,30%
V průměru
69,06% 15
Scénář 1 – Provozní situace po dobu 1 hod. („Sever“)
16
Scénář 2 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Pošta“ vstupní údaje • infrastruktura žst. Praha Masarykovo nádraží pro variantu „Pošta“, • použité modelové soupravy ve složení 2 x 471 (158,4 m), • na kolejích 1 - 9 je ponechán prostor 14,5 m od návěstidla pro zarážedla, • linka R2 má na vjezdu volnou jízdní dobu, • linka R30 přestavována na odstavnou kolej. 17
Scénář 2 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Pošta“ vyhodnocení – plán obsazení kolejí (6:00 – 9:00)
Legenda:
- obsazení koleje
- rezervace koleje 18
Scénář 2 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Pošta“ vyhodnocení – využití kolejí (6:00 – 9:00) Kolej číslo
Využití koleje
1
54,61%
2
63,55%
3
66,53%
4
76,50%
5
59,88%
6
77,05%
7
78,75%
8
65,00%
9
65,63%
V průměru
67,50% 19
Scénář 2 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Pošta“ vyhodnocení – problémy scénáře • dochází ke konfliktu na části zhlaví (viz obrázek), které napojuje koleje v prostoru pošty (zpoždění 35 vteřin u linky S2),
20
Scénář 2 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Pošta“ vyhodnocení – problémy scénáře • 2 x za hodinu nastává konflikt mezi odj. linky S4/R4 a vjezdem linky S5 (zpoždění 49 vteřin u linky S5) – viz obrázek,
21
Scénář 2 – Vlaky bez zpoždění, varianta infrastruktury „Pošta“ vyhodnocení – problémy scénáře • ponechaný prostor 14,5 m na zarážedla nemusí být postačující, • délka všech nástupištních hran 170 m v žst Praha Masarykovo n. je nedostatečná.
22
Scénáře 3 a 4 – Vlaky se zpožděním varianta „Sever“ i „Pošta“ vstupní údaje • • • •
základem pro scénář 3 byl model scénáře 1 základem pro scénář 4 byl model scénáře 2 bylo vyhodnoceno 90 replikaci, představuje to 3 měsíce vlakového provozu, • v každé z replikací byla pro vlaky vygenerována různá zpoždění.
23
Scénáře 3 a 4 – Vlaky se zpožděním varianta „Sever“ i „Pošta“ vyhodnocení – problémy scénářů • linky S4/R4 a S50 mají v obou scénářích nízkou schopnost eliminace případných zpoždění, • je potřebné upravit délku nástupištních hran ve stanici Praha-Bubny, • délka všech nástupištních hran 170 m v žst Praha Masarykovo n. je nedostatečná.
24
Celkové vyhodnocení • je formou srovnání scénářů hlavně následujících kriterií: – míra obsazení nástupištních kolejí, – vývoj délky zpoždění vlaků, – vývoj procenta zpoždění vlaků.
25
Celkové vyhodnocení srovnání obsazení nástupištních kolejí u scénářů 1 a 2 bez zpoždění (6:00 – 9:00) Kolej číslo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V průměru
Využití koleje Scénář 1 Scénář 2 (Varianta Sever) (Varianta Pošta) 55,22% 54,61% 66,51% 63,55% 69,91% 66,53% 77,18% 76,50% 60,99% 59,88% 77,64% 77,05% 82,19% 78,75% 65,62% 65,00% 66,30% 65,63% 69,06% 67,50%
• dosaženy přibližně stejné hodnoty, • využití koleje nad 80 % nastalo pouze u koleje 7 ve Scénáři 1, • snížení počtu nást. kolejí je nepřípustné. 26
Celkové vyhodnocení srovnání Ø obsazení nástupištních kolejí u scénářů 3 a 4 se zpožděním (6:00 – 9:00) Kolej číslo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V průměru
Průměrné využití koleje Scénář 3 Scénář 4 (Varianta Sever) (Varianta Pošta) 47,87% 43,53% 62,54% 58,91% 63,97% 59,39% 68,37% 66,26% 59,15% 58,73% 69,95% 65,04% 72,91% 68,76% 66,94% 65,98% 64,94% 60,95% 64,07% 60,84%
• i v tomto případě dosaženy přibližně stejné hodnoty, • nižší využití oproti scénářům bez zpoždění. 27
Doporučení • Varianta „Sever“ bez zpoždění: – provozně výhodnější kolejová infrastruktura, – obsazení koleje č. 7 (82,19 %) pro linku S5 z Kladna nepředstavuje zásadní problém. • Varianta „Pošta“ bez zpoždění: – provozně méně výhodná kolejová infrastruktura, – přístup na koleje 1 – 3 je nutný přes jednu kritickou výhybku. 28
Doporučení • Varianty „Sever“ a „Pošta“ se zpožděním: – patrný příznivý trend vývoje průměrných zpoždění vlaků, – předpokládat ještě lepších výsledků operativními řešeními vzniklých konfliktních v reálném provozu. • Souhrn – obě infrastruktury představují nezbytné minimum, – nelze vytvořit vhodnější GVD. 29
Závěr • Simulační studie potvrdila, že pro výhledový rozsah dopravy je nezbytný rozsah stanice 9 kolejí s nástupištními hranami, • Varianta infrastruktury„Sever“, s rozšířením stávajícího kolejiště severním směrem k ulici Na Florenci, je po prověření simulací vyhovující, • Varianta infrastruktury „Pošta“, s rozšířením kolejiště jižním směrem do části současného objektu pošty, je méně vhodná. 30
Neřešené téma • Simulační studie neřešila problematiku nástupu a odstupu vlakových souprav před a po dopravní špičce – potenciál pro konflikty na zhlaví. • Kromě toho nebylo řešeno ani odstavování vlakových souprav poblíž Masarykova nádraží.
31
Aplikace výsledků studie • Studie zodpověděla základní otázku na rozsah kolejiště (počet nástupišť). • V červnu 2013 byla schválena změna územního plánu hl. m. Prahy vymezující potřebný rozsah kolejiště. • Byla zahájena příprava stavby Modernizace a dostavba žst. Praha Masarykovo nádraží (předpoklad vydání územního rozhodnutí v roce 2015 – nutná podmínka zahájení stavby) • součástí přípravné dokumentace bude i simulace vč. odstupů/nástupů souprav. 32
