Toepassingsmogelijkheden van Dynamisch Railverkeersmanagement in Arnhem

Toepassingsmogelijkheden van Dynamisch Railverkeersmanagement in Arnhem

Afstudeerverslag Jaap van den Top Januari 2005

1

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem

2

Toepassingsmogelijkheden van Dynamisch Railverkeersmanagement in Arnhem Dit is witte tekst

Afstudeerder: J. van den Top B.Sc. studentnummer 1005863 [email protected]

Onderwijsinstelling: Technische Universiteit Delft

Opdrachtgever: ProRail Strategie & Innovatie

Status: definitief Laatste wijziging: 12 januari 2005

Prof.Dr.-ing I.A. Hansen Ir. P.B.L. Wiggenraad Ir. T. Heijer

Dr.ir. A.A.M. Schaafsma

3


4

Voorwoord

Deze rapportage vormt het afsluitende werk van de Masteropleiding Civiele Techniek, sectie Transportation & Planning, aan de Technische Universiteit Delft. Dit afstudeeronderzoek vond van april tot en met december 2004 plaats in de vorm van een stage bij ProRail, afdeling Strategie & Innovatie. Dit stelde mij in de gelegenheid de kennis die bij beide partijen aanwezig is te combineren. Hierbij werd ik bijgestaan door mijn afstudeercommissie, welke bestaat uit: Afstudeercommissie Prof. dr.-ing. I.A. Hansen (voorzitter) Ir. P.B.L. Wiggenraad Ir. T. Heijer Dr.ir. A.A.M. Schaafsma Ook vele medewerkers van ProRail, NS Reizigers en de TU Delft ben ik dank verschuldigd voor de tijd en moeite die zij hebben genomen om hun kennis en inzichten met mij te delen. Onder andere noem ik Rob Lagendaal van ProRail Railverkeersleiding in Arnhem, Jan van Kooten en Roelof Ybema (NSR), Maarten Pijnacker Hordijk, Dick Middelkoop, Rishie Oedit van ProRail en Rob Goverde van de TU Delft. Niet in de laatste plaats moeten Michiel ten Broek en Arco Sierts worden genoemd die beiden veel zicht hebben geboden in de huidige manier van werken, hoe die tot stand is gekomen en hoe het beter zou kunnen. Aan hen heb ik bovendien het totstandkomen van de afstudeerplaats en het interesse in het onderwerp te danken. Door de vele invalshoeken van alle betrokkenen ontstond een gevarieerd beeld van de heersende problematiek en mogelijke oplossingen daarvan. Hoewel zowel bij ProRail als bij de TU Delft de nodige vakinhoudelijke kennis verondersteld mag worden, is gepoogd om dit rapport zodanig te schrijven dat ook de geïnteresseerde leek het op hoofdlijnen kan volgen. Ter afsluiting hoop ik dat de resultaten van deze studie zullen bijdragen aan een verbetering van het openbaar vervoer en wens ik de lezer veel plezier bij het lezen van dit rapport!

Jaap van den Top Utrecht, 20 december 2004

“Keep everything as simple as possible, but not simpler.” – Albert Einstein.

5


6

Managementsamenvatting Probleemanalyse en werkwijze Station Arnhem staat bekend als een knelpunt in de dienstregeling. Het station zou worden uitgebreid met twee vrije kruisingen en een extra perron. Hiermee zou de punctualiteit en het aantal te verwerken treinen kunnen stijgen, zodat beter aan de wensen van reizigers tegemoet kan worden gekomen. Voor deze uitbreidingen is de komende jaren echter geen budget. De vraag is of deze doelen ook (goedkoper) kunnen worden bereikt door middel van een nieuwe besturingswijze voor het railverkeer: dynamisch verkeersmanagement. Om deze vraag te beantwoorden is vastgesteld wat de mogelijkheden en de tekortkomingen van de huidige besturingswijze zijn, is de dienstuitvoering van maart 2004 nauwkeurig onder de loep genomen en zijn de effecten van mogelijke maatregelen bepaald aan de hand van een simulatiestudie. Ook al treedt er soms hinder in Arnhem op, het station vormt momenteel niet zozeer een knelpunt in de uitvoering, maar wel in de planning. Het is dus zaak om de flexibiliteit van de uitvoering in de planning te representeren. Het blijkt inderdaad zinvol te zijn om DVM-maatregelen in zowel de planning als de uitvoering toe te passen. Deze kunnen een reductie van 58% van de wachttijd opleveren.

Planning en uitvoering Het railverkeer is een proces (afbeelding 0.1): het maakt gebruik van de inputs materieel, personeel en infrastructuur en genereert de outputs vervoer (gewenst) en emissies (ongewenst). Aan de outputs van het proces worden bepaalde eisen gesteld, de outputdoelstellingen, die kunnen worden samengevat met Veilig, Vlug en Voordelig treinvervoer. Om aan deze outputdoelstellingen te voldoen, is het zaak om het verkeersproces te beheersen. Een methode hiervoor, naast andere, is het maken van een planning. De planning heeft twee functies: 1. De klant informeren over het dienstenaanbod (externe functie); 2. Het organiseren van het gewenste dienstenaanbod met een minimaal benodigde hoeveelheid middelen, ten behoeve van de efficiency (interne functie). Planning is feedforwardsturing en werkt vooral effectief wanneer het geplande proces goed voorspelbaar is. Is het niet meer voorspelbaar, omdat er verstoringen optreden, dan is (aanvullend) feedback nodig: door snel tegenmaatregelen te nemen, kunnen de gevolgen van de verstoringen voor het bereiken van de outputdoelstellingen worden geminimaliseerd. Dit betekent dat er een herplanning moet worden gemaakt. De outputdoelstellingen blijven daarbij het regeldoel en niet, zoals nu gebruikelijk is, het oorspronkelijke plan. Hoe sneller een maatregel genomen kan worden, hoe Input:

Output:

Eisen aan output:

(Lading) Klant: Veilig

Infrastructuur

Vervoer

Vlug Voordelig

Personeel

Verkeer

Overheid: Externe veiligheid

Emissies

Materieel

Afbeelding 0.1

Uitstoot van stoffen Geluid

: In- en outputs van het verkeersproces en de

partijen die hieraan eisen stellen.

7

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem effectiever de feedbackregeling werkt. Dit vereist een nauwkeurige monitoring van de actuele procestoestand, zoals de momentane status van treinen, infra-elementen, personeel en vervoerstromen. Door feedback kunnen ook structurele fouten in de oorspronkelijke planning worden hersteld. Het huidige besturingsconcept draagt niet optimaal bij aan het bereiken van de outputdoelstellingen, vanwege de volgende tekortkomingen: 1. In de planning wordt geen rekening gehouden met de waarschijnlijke afwijkingen op de planning, bijvoorbeeld dat een trein zijn pad kan missen. Dit leidt tot onnodige problemen in de uitvoering van het proces. 2. Het uitvoerend personeel (van railverkeersleiding en de vervoerders) beschikt maar over beperkte informatie over de actuele toestand van het verkeerssysteem. Dit leidt tot een slecht presterende feedbackregeling, omdat pas bij relatief grote afwijkingen wordt ingegrepen. Bovendien zijn de toe te passen maatregelen al vooraf bedacht en daardoor niet altijd toegesneden op de specifieke situatie die zich in de praktijk voordoet. 3. Als gevolg van de optredende planafwijkingen in het verkeersproces, moet ook de reiziger regelmatig zijn plan aanpassen: bijvoorbeeld wanneer een aansluiting wordt verbroken. Uit de onderzochte praktijkgegevens blijkt bovendien dat er in de uitvoering méér kan dan in de planning. Er gaat dus kostbare verkeerscapaciteit verloren in het planningsproces: de planning als zodanig draagt dan niet meer optimaal bij aan het bereiken van de outputdoelstellingen.

Van de bestaande besturingswijze naar dynamisch verkeersmanagement Dynamisch verkeersmanagement beoogt de genoemde tekortkomingen weg te nemen door de functies van de planning en de eigenschappen van feedback- en feedforwardregelingen in het oog te houden. Om de bovengenoemde tekortkomingen op te lossen, moeten drie stappen worden gezet: 1. Het aanbrengen van feedback tussen uitvoering en planning, zodat zwakke punten in de planning worden opgemerkt en in een volgende planning kunnen worden verbeterd. 2. Het nauwkeurig (her)plannen van de treindienst op korte termijn (tot enkele minuten) voor de uitvoering. Zo kunnen gevolgen van in de uitvoering opgetreden planafwijkingen worden geminimaliseerd. Blokkeringstrapdiagrammen vormen hiervoor een geschikt middel. 3. Het splitsen van ‘de’ dienstregeling in een (extern) vervoersplan en een (intern) verkeersplan door middel van een zogeheten tijdvenster. Dit biedt enige speelruimte om intern het verkeersproces anders in de richten, zonder dat dat direct gevolgen heeft voor de reizigers en/of verladers.

Verkeer

Vervoer

Interne functie:

Externe functie:

organiseren

informeren

inputgeoriënteerd plannen lange

termijnplanning 0,5-5 jaar

korte termijnplanning 0-60 minuten

Hoeveelheid productiemiddelen

Aanbod van vervoerdiensten

Feedback Optimale inzet productiemiddelen

(huidige planning)

verkeersprocesgeoriënteerd plannen

Definitieve vertrektijd en -perron

outputgeoriënteerd plannen (DVM)

Afbeelding 0.2: Overzicht van de noodzakelijke samenhangende plannen: verkeer en vervoer worden onderscheiden, het lange-termijnplan wordt op korte termijn uitgedetailleerd en er vindt feedback plaats van de uitvoering naar de korte- en lange-termijnplanning. In het huidige besturingsconcept vindt dit vrijwel geheel op lange termijn plaats. Verkeersprocesgeoriënteerd plannen brengt hierin verbetering aan, terwijl DVM alle noodzakelijke elementen bevat. 8

In de besturingswijze anno 2004 vinden deze zaken niet in deze structuur plaats, de aandacht is vooral gericht op het maken van één conflictvrij lange-termijnplan (i.c. de jaarlijkse dienstregeling). Daarin worden niet of nauwelijks oplossingen geboden voor de actuele situatie, in het geval dat zich verstoringen voordoen. De bestaande dienstregeling is als star te typeren. In tegenstelling daarop dienen de besturingsconcepten ‘verkeersprocesgeoriënteerd plannen’ en dynamisch verkeersmanagement (DVM), waarbij verkeersprocesgeoriënteerd plannen als opmaat naar DVM gezien kan worden. Kern van beide is om op basis van de actuele situatie te blijven (her)plannen tot het moment van uitvoering en na afloop deze uitvoeringsgegevens te gebruiken om ook de lange-termijnplannen te verbeteren. Doel van dit alles is de punctualiteit (en de capaciteit) te verhogen. Doordat tot kort voor de uitvoering steeds meer detailinformatie beschikbaar komt ten behoeve van diezelfde uitvoering kan de zekerheid van de plannen steeds worden verhoogd. Tegelijkertijd neemt het aantal mogelijkheden om nog in te grijpen continu af. DVM brengt tevens een expliciete scheiding aan in de planfuncties: dat wil zeggen dat het plan dat aan de buitenwereld wordt medegedeeld, iets ruimer is zodat er in de korte-termijnplanning nog mogelijkheden zijn om het verkeersproces optimaal in te kunnen richten zonder dat de reiziger dit merkt. Op deze manier kan ook met de onzekerheid, die circa een jaar voor de uitvoering nog heerst over de precieze procesafloop, worden omgegaan. In afbeelding 0.2 is weergegeven welke plannen nodig zijn en hoe de besturingsconcepten hiermee overeenkomen.

Analyse uitvoeringsgegevens Uit de onderzochte praktijkgegevens (spitsperiode maart 2004) blijkt dat er veel afwijkingen op de planning voorkomen (punctualiteit: 60-90%, afwijkende rijweg: 0-38%, afhankelijk van de treinserie). Rijtijd is redelijk nauwkeurig voorspelbaar, halteringen vormen een onzekere factor. Er treedt, ondanks de conflictvrije planning, veel hinder op: sommige treinseries komen in 43% van de gevallen een geel sein tegen, de helft daarvan vervolgens een rood sein. In de specifiek onderzochte situaties treedt geen verlaging van de capaciteit van de flessehalzen op, indien treinen gehinderd worden: dit komt omdat de snelheden ook in het ongehinderde geval laag zijn en daarmee de aanzettijdverliezen ook. Zowel uit de gegevens als uit ondervragingen van machinisten blijkt dat de treindienstleiding Arnhem creatief met deze verstoringen omgaat. Juist daarom is het nuttig om bij het ontwerp van infrastructuur en dienstregeling ook rekening te houden met situaties waarin wordt afgeweken van de geplande situatie. Rondom de halte Velperpoort kan bijvoorbeeld door middel van verplaatsing van één sein de opvolgtijd met 1 minuut worden verkort.

Effect van maatregelen Met behulp van simulatie is het effect bepaald van de volgende maatregelen: Niets doen; 4e perron aanleggen en op de conventionele manier doorgaan; Bestaande perronsporen flexibeler gebruiken (DVM); Opsparen van marge met behulp van tijdvenster (DVM); Perronsporen flexibeler gebruiken en opsparen van marge (DVM). Het blijkt dat de varianten in de dienstregeling 2004 nauwelijks verschillend scoren: dat betekent dat er nu geen probleem is waartegen de gesimuleerde maatregelen helpen. Wel lijkt het opsparen van marge effectief op lijnen waar niet veel marges zijn. In de nog fictieve dienstregeling 2007 blijken de maatregelen de situatie wel te verbeteren (afbeelding 0.3). Elke maatregel (4e perron, flexibel spoorgebruik of opsparen van marge) geeft ongeveer 35% reductie van het aantal wachttijdminuten. Combineren van de maatregelen “flexibel spoorgebruik” en “opsparen van marge” geeft nog eens 23% reductie.

9

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Het lukt noch de DVM-maatregelen, noch het 4e perron, om alle ontstane wachttijd te elimineren. De maatregelen zijn dus wel even effectief, maar niet effectief genoeg. Er zijn combinaties van deze maatregelen nodig, eventueel aangevuld met andere maatregelen die rijtijdwinst opleveren. Klantacceptatie en veiligheid vormen nog beperkingen aan gebruik van DVM: De perronspoorkeuze is beperkt, omdat reizigers niet op het allerlaatste moment nog naar een ander perron kunnen lopen. Tijdvensters kunnen niet onbeperkt breed worden gemaakt: reizigers zullen dit ervaren als wachttijd. Onderzocht moet worden hoe ver men hierin kan gaan. Intern kunnen en moeten tijdvensters worden gebruikt om de uitvoeringszekerheid van het plan vast te kunnen stellen.

Totale wachttijd per variant (2007)

totale wachttijd (min)

40,00

30,00

20,00

10,00

0,00 Ref erentie

4e perron

Ruimere keuze perronsporen

Tijdvensters

Spoorkeuze en tijdvensters

Totale wachttijd pe r oorzaak (2007) gemiddeld over alle varianten

40

minuten per uur

35 30 25 20 15 10 5 aansluiting

hindering

rijtijdverschil

volgtijd

geen capaciteit perronspoor

geen capaciteit vrijebaanspoor

0

Met de huidige spoorlayout is flexibel perronspoorgebruik lastig. Aanleg van het vierde perron maakt een spoorgebruik mogelijk dat beter flexibel kan worden gemaakt binnen de Afbeelding 0.3: Wachttijd uitgesplitst naar variant (boven) en naar oorzaak (onder). bovengenoemde beperkingen. Bovendien ontstaat er dan meer capaciteit om de iets grotere verstoringen (verpserringen) adequaat op te kunnen vangen: in deze studie is hiermee geen rekening gehouden. Aangezien de plaats van het vierde perron reeds een bouwput is, is aanleg nu relatief eenvoudig. oorzaak

Opvallend is dat niet het wachten op vrije perronspoorcapaciteit of het gelijkvloers kruisen voor veel wachttijd zorgt, maar met name rijtijdverschillen en wachten op de voorgaande trein. Hoewel ook de ‘intelligentie’ van de in de simulatie gebruikte First Come First Served-verkeersregeling hier (mede) debet aan kan zijn, is het aan te bevelen om, zeker als het aantal treinen toeneemt, inhaalgelegenheden te creëren. Ook hiervoor kan een vierde perron in Arnhem nuttig worden gebruikt. Omdat echter alle treinen in Arnhem stoppen en hier dus geen rijtijdverschillen zijn, zou onderzocht moeten worden wat het effect is van inhaalsporen in bijvoorbeeld Elst en Rheden. Homogeniseren lijkt, vanwege toenemende productiekosten voor vervoerders en lagere klantattractiviteit, een minder nuttige maatregel.

Veiligheid bij DVM Door de ruime opzet van het lange-termijnplan is op die lange termijn nog niet precies bekend wanneer de treinen zullen rijden. Omdat er op voorhand nog geen oplossing voor mogelijke conflicten wordt gekozen, werd door sommigen een afname van de verkeersveiligheid gevreesd. Deze vrees is ongegrond: er komt wel degelijk een conflictvrij plan, zij het op kortere termijn. Door het plan nog kort van te voren bekend te maken, is de kans het grootst dat dit ook daadwerkelijk uitgevoerd kan worden. Aandachtspunt is dat dit plan aan (al) het uitvoerend personeel moet worden meegedeeld, waarbij aandacht moet worden besteed aan de wijze waarop dit gebeurt: voorgesteld wordt om de ontvanger van de informatie (m.n. treindienstleider, machinist en conducteur) hierbij centraal te stellen. In de huidige denkwijze gebeurt dat onvoldoende.

10

Het aantal veiligheidsrelevante conflicten tussen treinen is niet wezenlijk verschillend in de verschillende varianten. In combinatie met een stijging van het aantal treinkilometers zijn wel aanvullende maatregelen nodig om het huidige veiligheidsniveau te handhaven; dit zou echter evengoed het geval zijn zonder toepassing van DVM. Niet het toepassen van DVM, maar een stijging van het aantal treinen leidt dus tot meer conflicten. Er is uit veiligheidsoogpunt daarom geen reden om DVM nu niet in te voeren. Wel is het zo dat de veiligheid een grens stelt aan de toename van de benutting van het spoorwegnet. Met de huidige conflictvermijdende visie op veiligheid is de grens bereikt. Vermoed wordt dat de veiligheid fors kan worden verbeterd door veiligheid niet langer als apart item, maar als integraal onderdeel van de procesbeheersing te zien. Hier moet nader onderzoek naar worden verricht. Aanbevolen wordt om de aangedragen verbeteringsvoorstellen hoe dan ook in overweging te nemen, dus ook als er niet voor toepassing van DVM zou worden gekozen. Met name het geven van snelheidsadviezen als aanvulling op de informatie uit het seinstelsel lijkt erg effectief in het terugdringen van passages stop tonend sein.

Onderneem de volgende stappen Het blijkt dat er uit verkeersoogpunt geen bezwaren zijn tegen invoering van DVM-maatregelen. Als er iets is dat het tegenhoudt, dan zijn het klantwensen en/of veiligheidsaspecten (alleen bij toenemende treinaantallen). Doe daarom het volgende: Voer in ieder geval de veiligheidsmaatregelen in, door de machinist op de hoogte te stellen van het vigerende verkeersplan. Dit is ook zinvol wanneer geen DVM-maatregelen zouden worden toegepast. Doe een praktijkproef om het effect van DVM-maatregelen anders dan door simulatie te bepalen. Tevens kan zo de reactie van reizigers worden bepaald. Begin met eenvoudige maatregelen waar reizigers in beginsel weinig van merken (bv. bij verder gelijk blijvende planning alle vertrektijden in een flessehals met één minuut vervroegen), en breid dit langzaamaan uit. De provincie Gelderland stelt enkele miljoenen euro’s ter beschikking voor het invoeren van innovaties in het openbaar vervoer. Ga door met de aanleg van het vierde perron: het wordt noodzakelijk, er zijn al voorbereidingen voor gedaan en nu stoppen is dus niet zinvol. Aanleg van vrije kruisingen lijkt minder zinvol, omdat dit slechts op één specifieke plaats een relatief kleine vertragingsbron kan wegnemen. Het accepteren van enige hinder en deze elders compenseren, kan aanzienlijk goedkoper zijn. Afhankelijk van de gewenste treinintensiteiten zijn vrije kruisingen echter toch nodig. Aangezien de gewenste intensiteiten nog niet bekend zijn, is hier nog geen uitspraak met zekerheid over te doen. Plaats op spoor EV een extra sein direct voor de halte Velperpoort. Dit vermindert in geval van vertraging de opvolgtijd tussen stoptreinen met 1 minuut en daarmee ook de aansluitbetrouwbaarheid in Arnhem. Zie DVM niet (alleen) als manier om bottlenecks te benaderen, maar als planconcept waarbij de klant centraal wordt gesteld en de inrichting van het verkeersproces daarvan wordt afgeleid. Het in kaart brengen van mogelijke hinder is daar zeker onderdeel van. Op bottlenecks is dit wel het meest zinvol, omdat in geval van planafwijkingen de kans op hinder hier groter is.

11


Inhoudsopgave

Voorwoord .................................................................................5 Managementsamenvatting ...........................................................7 1 Inleiding ............................................................................. 15 1.1 1.2 1.3 1.4

Aanleiding van dit rapport..............................................................................15 Onderzoeksvraag..........................................................................................16 Randvoorwaarden, Uitgangspunten, Aannamen .................................................16 Werkwijze en leeswijzer.................................................................................17

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8

Inleiding .....................................................................................................19 Partijen in de spoorsector ..............................................................................19 Toekomstvisie “Benutten en Bouwen” ..............................................................20 Infrastructuur in Arnhem ...............................................................................22 Dienstregeling 2004......................................................................................23 Toekomstige ontwikkelingen in de regio Arnhem................................................25 Dienstregelingswensen 2007 ..........................................................................27 Conclusies: niet meer infrastructuur, wel meer treinen........................................30

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8

Inleiding .....................................................................................................33 Plannen, waarom eigenlijk?............................................................................33 Regeltechniek ..............................................................................................36 Mogelijke besturingsconcepten........................................................................37 Basisprincipes planning..................................................................................38 Inputgeoriënteerd plannen (huidige werkwijze)..................................................42 Waarom deze werkwijze niet werkt..................................................................44 Conclusies: planning en uitvoering leiden niet tot optimaal resultaat .....................47

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

Inleiding .....................................................................................................49 Conflicten oplossen.......................................................................................49 Verkeersprocesgeoriënteerd plannen................................................................52 Dynamisch Verkeersmanagement: de doelen centraal.........................................57 Vervoerplanning: de eerste planningsfase van DVM............................................58 Verkeersprocesplanning: de tweede fase van DVM .............................................61 Nabeschouwing DVM-Maatregelen ...................................................................64 Vergelijking van de drie planningsmethoden......................................................66 Conclusies: niet nauwkeuriger werken dan nodig ...............................................69

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Inleiding .....................................................................................................71 De geanalyseerde gegevens ...........................................................................71 Vergelijking planning - uitvoering....................................................................76 Analyse Velperbroek Aansluiting - Arnhem........................................................84 Conclusies: planning en uitvoering verschillen ...................................................93

2 Situatiebeschrijving ............................................................. 19

3 Planning en uitvoering in theorie en praktijk ......................... 33

4 Inleiding Dynamisch Railverkeersmanagement ....................... 49

5 Analyse van realisatiegegevens ............................................ 71

12

6 Effect van DVM-maatregelen ................................................. 97 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7

Inleiding .....................................................................................................97 Werkwijze: simulatie.....................................................................................97 Simulatiepakket: Simone.............................................................................100 Invoer voor de simulatie..............................................................................103 Simulatieresultaten dienstregeling 2004 .........................................................106 Simulatieresultaten dienstregeling 2007 .........................................................111 Conclusies: beoordeling van DVM-maatregelen................................................115

7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8

Inleiding ...................................................................................................119 Belang van veiligheid ..................................................................................119 Manieren van veiligheidsborging....................................................................120 Procesbeheersingssysteem...........................................................................126 Voorbeelden van situaties die tot ongevallen kunnen leiden ...............................127 Oplossingsrichtingen ...................................................................................129 Beoordeling veiligheid van DVM-maatregelen ..................................................134 Conclusies: maak het veiliger, ook al hoeft dat niet..........................................137

8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7

Inleiding: wat er in deze studie is gedaan .......................................................139 Conclusies: de belangrijkste resultaten...........................................................139 Aanbevelingen voor te nemen maatregelen.....................................................143 Aanbevelingen voor vervolgonderzoek............................................................146 Evaluatie werkwijze ....................................................................................147 Aanbevelingen werkwijze.............................................................................148 Epiloog .....................................................................................................149

7 Veiligheidseffecten van DVM............................................... 119

8 Conclusies en aanbevelingen .............................................. 139

Gebruikte afkortingen ............................................................. 152 Lijst van definities .................................................................. 153 Bronvermelding ...................................................................... 154

Bijlagen ................................................................................. 157

Bijlage 1: OBE-bladen Arnhem e.o. ..........................................................................158 Bijlage 2: Basisspooropstelling Arnhem.....................................................................167 Bijlage 3: Regeltechniek.........................................................................................167 Bijlage 3: Regeltechniek.........................................................................................168 Bijlage 4: Beveiliging .............................................................................................170 Bijlage 5: Verkorten van de opvolgtijd ......................................................................172 Bijlage 6: Vergelijking punctualiteitsgegevens TNV-Prepare en VGB ...............................173 Bijlage 7: Vensterbreedtes per treinserie...................................................................174 Bijlage 7: Vensterbreedtes per treinserie...................................................................175 Bijlage 8: Buffertijden bij de opvolgen overkruisbewegingen te Arnhem........................176 Bijlage 9: Velperbroek Aansluiting – Arnhem..............................................................177 Bijlage 10: Wachttijden naar oorzaak uit wachtrijmodel ...............................................181 Bijlage 11: Wachttijden naar oorzaak uit Simone (2004)..............................................182 Bijlage 12: Wachttijden naar oorzaak uit Simone (2007)..............................................183 Bijlage 13: Samenstelling afstudeercommissie ...........................................................184

13


14

1

Inleiding

1.1

Aanleiding van dit rapport

Vroeger: Bouwen Nederland heeft het drukste spoorwegnet ter wereld (afbeelding 1.1, Nyfer, 2002). Omdat de vraag naar spoorvervoer op lange termijn blijft toenemen, zullen er steeds méér treinen gaan rijden. Zo kwamen eind jaren 1980 de N.V. Nederlandse Spoorwegen met hun toekomstvisie, “Rail 21 – Sporen naar een nieuwe eeuw”. De bedoeling was om op de belangrijkste vervoersrelaties niet langer een halfuursdienst, maar een kwartierdienst te bieden. Tijdens de uitvoering van dit plan is veel geïnvesteerd in nieuwe railinfrastructuur. Met name moet gedacht worden aan het viersporig maken van de drukste baanvakken en het bouwen van vrije kruisingen (zgn. fly-overs), zodat de ‘linksafslaande’ verkeersstroom de tegemoetkomende stroom ongehinderd kan kruisen.

Nu: benutten Deze nieuwe sporen zijn echter uitermate kostbaar en de politiek is daarom minder scheutig geworden met het beschikbaar stellen van geld voor het bouwen van meer beton en rails. Rail 21 is als toekomstvisie vervangen door ‘Benutten en Bouwen’: hierin ligt de nadruk op het beter benutten van de reeds aanwezige infrastructuur en het vergroten van de betrouwbaarheid van het spoorsysteem. In het kader van Rail 21 waren ook voor station Arnhem fly-overs gepland: één aan de westzijde, en één aan de oostzijde. Tot op heden zijn deze echter niet gerealiseerd en ook de komende jaren zal nog niet begonnen worden met de bouw hiervan. De verwachting is dat er in de komende jaren méér treinen moeten gaan rijden dan er verwerkt kunnen worden: dit betekent dat er in de dienstregeling treinen geschrapt zouden moeten worden waar wel marktvraag naar is. Vanwege de grote dienstregelingswijzigingen die in 2007 op stapel staan, ontstaat de vraag of het mogelijk is om dan, ook zonder de genoemde uitbreidingen, meer treinen te laten rijden. Dynamisch Verkeersmanagement (DVM) kan mede een methode zijn om dit te faciliteren. In dit rapport zal worden onderzocht, wat men wél en wat men niet van deze methode kan verwachten. Ierland Zweden Tsjechië Frankrijk Italië Duitsland België VK Denemarken Japan Zwitserland Nederland

0

10

20

30

40

50

Aan tal t r ei nki l o m e te rs pe r ne t ki lo m e te r

Afbeelding 1.1: Nederland is nu al kampioen benutten (Bron: UIC/Nyfer, 2002).

15


1.2

Onderzoeksvraag

Dynamisch railverkeersmanagement Dynamisch verkeersmanagement (DVM) bestaat uit een aantal maatregelen die samen een nieuw besturingsconcept voor het railverkeersproces vormen. Hierbij wordt in de planning nadrukkelijk rekening gehouden met de fluctuaties die in de praktijk in dit proces kunnen optreden, bijvoorbeeld doordat het in- en uitstappen langer duurt of omdat de trein gehinderd wordt door een andere trein. De term besturingsconcept verdient nadere uitleg: besturing wordt gedefinieerd als plannen + bijsturen. Dit betekent dus dat de DVM-maatregelen zowel kunnen ingrijpen in de planning (aanpassingen op langere termijn) als in de dienstuitvoering (korte-termijnaanpassingen). De grens tussen planning en uitvoering zal minder scherp worden dan die nu, in 2004, is. Bovendien zal er een, op dit moment niet structureel bestaande, terugkoppeling worden gemaakt van de dienstuitvoering naar de planning. Verwacht wordt dat met DVM-maatregelen de aanwezige infracapaciteit beter benut kan worden waardoor er beter kan worden voldaan aan de marktwensen. Door dit besturingsconcept toe passen op de Arnhemse situatie ontstaat de volgende onderzoeksvraag.

Onderzoeksvraag Is het mogelijk om in de toekomst door middel van het nieuwe besturingsconcept ‘dynamisch railverkeersmanagement’ (DVM) in Arnhem meer treinen te laten rijden en/of de betrouwbaarheid van de dienstuitvoering te verbeteren, vergeleken met dezelfde situatie zonder DVM?

1.3

Randvoorwaarden, Uitgangspunten, Aannamen

Het is noodzakelijk om het onderzoeksgebied helder te definiëren en na te gaan, hoe wordt omgegaan met verstorende invloeden van buitenaf. Hiertoe gelden de volgende randvoorwaarden en uitgangspunten.

Randvoorwaarden Bij het uitwerken van de opdracht moet rekening worden gehouden met gewenste frequenties, reistijd, lijnvoering en aansluitingen (op basis van de marktwensen). Aan de randen van het studiegebied worden de treinen zodanig afgeleverd, dat zij voldoen aan de conventionele planningswijze: de grootte van vertragingen en het aantal volgordewisselingen moet dus kleiner zijn dan in de huidige situatie.

Uitgangspunten Het studiegebied beperkt zich tot het emplacement van Arnhem en de vrije baan tot en met de eerste mogelijkheid om een foute treinvolgorde te kunnen corrigeren. Dit kan in Wolfheze, Zutphen, Zevenaar, Nijmegen, Elst Aansluiting, Arnhem Goederen. Het is niet de bedoeling om de huidige planning op basis van de huidige besturingswijze te optimaliseren. Vertragingen van treinen die het studiegebied binnenrijden worden ‘geïmporteerd’ en zijn dus een vaststaand gegeven voor deze analyse. Om de hoeveelheid werk te beperken, vindt de conflictanalyse met behulp van TNV-gegevens alleen plaats op het emplacement Arnhem en Velperbroek aansluiting. Hier treden naar verwachting de meeste conflicten op. De studie zal geheel worden uitgevoerd met reeds beschikbare software (TNV-Prepare en SIMONE).

16

In deze studie wordt geen aandacht besteed aan het ontwikkelen van een traffic management systeem (TMS). Dit is onderdeel van het project COMBINE (de Vries, 2002) Hiertoe liep gelijktijdig met deze studie een praktijkproef “de Groene Golf” (Railinfrabeheer, 2002).

Aannamen De logfiles van maart 2004 van ProRail RVL dienen als input voor de conflictanalyse. Aangenomen wordt dat deze de ‘gemiddelde’, normale gang van zaken in Arnhem beschrijven. De technische capaciteit van het spoor kan ten volle worden benut en wordt niet begrensd door milieu- of externe veiligheidsnormen. Reizigers accepteren enige wachttijd, mits zij zekerheid hebben over het waarmaken van de beloofde reistijden.

1.4

Werkwijze en leeswijzer

Om de onderzoeksvraag te beantwoorden, zullen eerst de relevante lopende ontwikkelingen rondom het Arnhemse railverkeer worden besproken. Dit gebeurt in hoofdstuk 2. Omdat het vermoeden bestaat dat er door de huidige manier van plannen niet optimaal met de beschikbare capaciteit wordt omgesprongen, wordt in hoofdstuk 3 verder ingegaan op planning in het algemeen en op de huidige besturingswijze van het railverkeer. Daarna wordt in hoofdstuk 4 het nieuwe besturingsconcept “dynamisch railverkeersmanagement” toegelicht, dat aan de veronderstelde bezwaren tegemoet kan komen. In hoofdstuk 5 zal dan worden geanalyseerd hoe de bestaande dienstuitvoering in zijn werk gaat. Hiervoor worden de gegevens van de maand maart 2004 uit het TreinNummerVolgsysteem (TNV)systeem gebruikt. Met het computerprogramma TNV-Prepare is het mogelijk hieruit tot op de seconde nauwkeurig de vertragingen van treinen en de gerealiseerde bezettingstijden van infra-elementen te bepalen. Deze resultaten worden gebruikt om DVM-maatregelen mee te formuleren, waarvan de effecten worden getoetst in een simulatiestudie met het model SIMONE (hoofdstuk 6). Omdat er bij spoorwegen traditioneel veel aandacht wordt geschonken aan de verkeersveiligheid, vormt ook dit aspect expliciet een deel van het onderzoek. Hieraan wordt aandacht besteed in hoofdstuk 7. De opbouw van dit rapport is schematisch weergegeven in tabel 1.1. Hierin is ook weergegeven welke hoofdstukken van belang zijn voor lezers met een bepaalde focus. De hoofdstukken zijn in principe zodanig geschreven dat zij zelfstandig leesbaar zijn. De belangrijkste bevindingen uit elk hoofdstuk worden samengevat in de conclusies van het betreffende hoofdstuk. Achterin dit rapport is tevens een lijst van gebruikte afkortingen en definities opgenomen.

Tabel 1.1: 1 2 3 4 5 6 7 8

Opbouw van dit rapport.

Inleiding Situatiebeschrijving Planning en uitvoering in theorie en praktijk Inleiding dynamisch railverkeersmanagement Analyse van realisatiegegevens Effect van DVM-maatregelen Veiligheidseffecten van DVM Conclusies en aanbevelingen

17

Arnhem × × ×

Besturingsconcepten × × ×

Toepasbaarheid DVM

× × × ×


18

2

Situatiebeschrijving

2.1

Inleiding

In dit hoofdstuk zullen de achtergronden van het onderzoek worden toegelicht. Voor het goede begrip van dit rapport wordt kort toegelicht wie de partijen in de spoorsector zijn en welke rol zij spelen. Daarna wordt de situatie in en om Arnhem besproken: hoe ziet de infrastructuur eruit en welke dienstregeling wordt daarop gereden? Welke problemen brengt dat met zich mee en wat verandert er in de toekomst al in deze situatie? Ook wordt de nieuwe toekomstvisie van de spoorsector, Benutten en Bouwen, besproken en kritisch tegen het licht gehouden. Dit schetst het kader waarin DVM kan worden geplaatst. Om de overstap naar DVM te kunnen maken, wordt tot slot ook het ontwerp-dienstregelingsmodel van Benutten en Bouwen nader toegelicht.

2.2

Partijen in de spoorsector

Bij de opsplitsing van Ministerie reizigers de N.V. Nederlandse V&W verladers spoorwegen in 1995 is er een scheiding aanExploitatiebijdrage gebracht in het beheer infrastructuur van het spoorwegnet en in het exploiteren Exploitatiebijdrage Kaartjes onrendabele lijnen van treindiensten óver en spitsdiensten dat spoorwegnet. Het beheer van het spoorwegnet is in handen ProRail vervoerders van ProRail. Voor de Gebruik svergoeding exploitatie van treindiensten zijn er verschillende vervoerders. Afbeelding 2.1: Verband tussen de belangrijkste partijen in de spoorsector. Relevante vervoerders in de regio Arnhem zijn NS Reizigers, NS Internationaal en Syntus voor personenvervoer. In het goederenvervoer door Arnhem is vooral Railion actief. De onderlinge verhoudingen tussen de actoren zijn weergegeven in afbeelding 2.1. Vervoerders en netwerkbeheerder

Reizigers en verladers hebben in principe alleen te maken met hun vervoerder(s), die op hun beurt zaken moeten doen met ProRail om hun treinen te laten rijden. Zij huren daarvoor als het ware een stukje spoorwegnet op een bepaalde tijd, zodat zij daarvan met hun trein gebruik kunnen maken. De prijs die zij hiervoor betalen, is de gebruiksvergoeding. Alle vervoerders dienen hun dienstregelingwensen bij ProRail in, die vervolgens eventuele tegenstrijdige wensen signaleert en in voorkomende gevallen beslist wie van de infrastructuur gebruik mag maken.

19

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Overheid

De boven beschreven marktwerking leidt niet vanzelf tot een maatschappelijk gewenste situatie. Om die toch te bereiken, grijpt de overheid op diverse manieren in in het verkeers- en vervoerssysteem. Wanneer er bijvoorbeeld maatschappelijk gewenste treindiensten zijn, die niet door de marktwerking tot stand komen, dan ‘koopt’ het Ministerie van Verkeer & Waterstaat die treindiensten in bij een vervoerder. Meestal gaat dit via een aanbestedingsprocedure. In voorkomende gevallen kan ook een lagere overheid de verantwoordelijkheid hiervoor hebben gekregen. De treindiensten op de lijn Arnhem – Winterswijk zijn een voorbeeld hiervan: zij worden uitgevoerd door Syntus en vallen onder de verantwoordelijkheid van de provincie Gelderland. Verder stelt het Ministerie van Verkeer & Waterstaat budgetten vast voor het spooronderhoud en de aanleg van grote nieuwbouwprojecten, zoals hogesnelheidslijnen en de Betuweroute. Ook de regelgeving ten aanzien van onder andere geluidhinder en spoorwegveiligheid is een taak van de overheid. Voor spoorlijnen is deze regelgeving in principe landelijk, maar voor bijvoorbeeld opstelterreinen geven de gemeentes een milieuvergunning af. Ook de hoogte van de infraheffing en de maximale prijsstijging van de vervoerbewijzen is door het Ministerie geregeld. In feite kan het Ministerie daarmee aan alle knoppen draaien. In het licht van marktwerking en een zich terugtrekkende overheid is dat opmerkelijk.

2.3

Toekomstvisie “Benutten en Bouwen”

Visie van de grootste partijen

Na de opsplitsing van de N.V. Nederlandse Spoorwegen hadden de nieuwe, hierboven beschreven partijen even de tijd nodig om hun draai te vinden en om hun nieuwe positie en na te streven doelen te bepalen. Het spoorsysteem als geheel was in deze periode min of meer stuurloos: het besef ontstond dat er een gemeenschappelijke visie nodig was. Deze visie, Benutten en Bouwen, is tot stand gekomen na een tweejarige studie waaraan is deelgenomen door deskundigen van de Nederlandse Spoorwegen, ProRail, Railion en het Ministerie van Verkeer & Waterstaat. Het plan schetst een toekomstvisie tot 2020 waarin wordt uitgegaan van een groei in het reizigersvervoer van circa 70% en een ruime verdubbeling van het goederenvervoer. Onderstaande tekst vormt een citaat uit het eindrapport Benutten en Bouwen. De spoorsector komt tot de volgende prioriteitsvolgorde: Betrouwbaarheid een sterke verbetering van de betrouwbaarheid van het hele spoorsysteem Beter benutten het opvangen van de vervoersgroei door de bestaande infrastructuur beter te benutten Nieuwbouw nieuwbouwplannen voor de uitbreiding van het net Er is een ‘systeemsprong’ nodig: een sprong in kwaliteit en capaciteit, zonder grootschalige uitbreiding van de infrastructuur maar waarbij wel de bestaande achterstanden worden weggewerkt. De kenmerken van deze systeemsprong zijn: De bedrijfszekerheid van materieel en infrastructuur wordt sterk verhoogd. Robuuste middelen zijn het uitgangspunt. Bij het opzetten van de treindienst worden robuuste planningen gehanteerd die voorzien in voldoende speelruimte om kleine verstoringen op te vangen. In het reizigersvervoer worden onafhankelijke corridors ingevoerd en worden de logistieke processen ‘gedecompliceerd’, om zo de olievlekwerking van vertragingen tegen te gaan. De besturing van de treindienst wordt verbeterd en er wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van een meer flexibele besturing van het treinverkeer, gebaseerd op dynamisch verkeersmanagement.

Bovenop de bestaande onderhoudskosten van ca. € 1 mrd. per jaar zou uitvoering van dit plan € 13 tot 19 mrd. kosten. Hiervan is circa de helft benodigd om de om de vervoersgroei op te vangen, een kwart om de gewenste betrouwbaarheid te realiseren, een nog kwart om te blijven voldoen aan de normen 20

voor geluid en externe veiligheid. In de Nota Mobiliteit wordt overigens van een duidelijk kleinere groei uitgegaan (ca. 20% tegenover 70% in Benutten en Bouwen). In dat geval zullen ook de kosten van Benutten en Bouwen lager uitvallen. Deze teruggang van groei met een factor 3 is overigens opmerkelijk, omdat het Ministerie van Verkeer & Waterstaat bij het opstellen van beide plannen was betrokken en er in de tussentijd slechts 18 maanden zijn verstreken.

Interpretatie van Benutten en Bouwen Benutten en Bouwen is, zo leert de ondertitel, “het plan van de spoorsector”. In plaats van te sturen op bedrijfsdoelstellingen (bv. leveren van treindiensten met concurrerende prijs-prestatieverhouding) is het echter vooral gericht op het onder de knie krijgen van het eigen ‘productieproces’ (zie paragraaf 3.2). Het decompliceren van de treindienst, de vraag naar bedrijfszekerdere middelen en het maken van robuustere en flexibelere planningen illustreren dit. Hooguit de roep om meer betrouwbaarheid is te zien als een kwaliteitsdoelstelling aan de te leveren diensten. Ook is er een besef dat de productiekosten te hoog zijn. Door de vaste (infrastructuur)kosten uit te smeren over meer treinen, zouden deze per trein omlaag kunnen. Hieruit vloeit de wens voort om de infrastructuur beter te benutten. Dit is echter een middel om lagere productiekosten te realiseren. In Benutten en Bouwen wordt het verheven tot doel. Dit heeft twee gevaren: ten eerste dat andere manieren om tot lagere productiekosten te komen buiten beeld blijven: het gaat tenslotte om beter benutten! Ten tweede blijkt uit onderzoek van Nyfer dat de gemiddelde kosten in een netwerk boven een bepaalde benuttingsgraad weer stijgen (afbeelding 2.2). Dit is het gevolg van hinder die ontstaat bij een overvol benut netwerk. Treinen hinderen elkaar, hetgeen leidt tot langere rijtijden en dus een hogere behoefte aan materieel en personeel. Ook de congestiekosten als gevolg van files op het wegennet zijn hier een voorbeeld van. Het is volgens Nyfer niet bekend met welk punt van de kromme in gemiddelde afbeelding 2.2 de kosten benuttingsgraad van het Nederlandse spoorwegnet correspondeert. Gezien de hoge benutting van het spoorwegnet in Nederland, meer dan in alle andere landen van de wereld benutting (zie afbeelding 1.1), ligt het voor de hand Afbeelding 2.2: Bij toenemende benutting van een netwerk dalen de dat dit in het rechter gemiddelde kosten eerst, om later weer te stijgen. Nederland zit met de huidige besturingswijze vermoedelijk aan de rechterzijde van deze deel van de grafiek ligt. Dit betekent dat er een kromme, maar zeker is dit niet. (Nyfer, 2002). gerede kans is dat de productiekosten bij toenemende benutting juist verder stijgen, in plaats van afnemen. Dit doet overigens niets af aan de achterliggende doelstelling om de kosten van de spoorsector te verlagen. Voor dit rapport is vooral het besef van belang dat er momenteel geen prioriteit wordt gegeven aan bouw van nieuwe infrastructuur. Gezien de Nyfer-studie moet worden voorkomen dat – ook bij een verder toenemende benutting van het railnetwerk – de treinen elkaar hinderen. Wanneer het lukt om meer treinen te laten rijden zonder dat zij elkaar hinderen, zullen de benuttingskosten niet stijgen. Hier zal in hoofdstuk 4 verder op worden ingegaan.

21


2.4

Infrastructuur in Arnhem

Spoorlijnen naar Arnhem Arnhem ligt op het kruispunt van twee spoorlijnen (afbeelding 2.3): van west naar oost loopt de lijn van de Randstad naar Duitsland via Utrecht, Ede-Wageningen, Arnhem en Zevenaar, waar ook een spoorlijn naar Winsterswijk aftakt. Van noord naar zuid loopt een spoorlijn Zwolle – Zutphen – Arnhem – Nijmegen – ’s-Hertogenbosch. Van deze lijn takt in Elst de spoorlijn naar Tiel af. Vrijwel alle lijnen zijn geëlektrificeerd en dubbelsporig. Alleen de aftakkende lijnen van Elst naar Tiel en van Zevenaar naar Winterswijk zijn niet geëlektrificeerd; die naar Winterswijk is bovendien enkelsporig.

Afbeelding 2.3: Geografische weergave van de spoorinfrastructuur rondom Arnhem. Rode (donkere) lijnen zijn geëlektrificeerd, blauwe (lichtere) niet. 22

opstel

9

Utrecht

8 7

25

Zutphen

24 6a 5a

23 22

6b 5b

Arnhem Velperpoort

4

Zevenaar

21 3a

3b

20

Velperbroek Aansl.

Nijmegen Arnhem West Aansl.

Arnhem Berg

2a 2b Arnhem

westelijk emplacement

oostelijk emplacement

Arnhem Goederen

Afbeelding 2.4: Schematische weergave van het spoorwegemplacement in Arnhem. Sporen in Arnhem De sporenlayout is schematisch weergegeven in afbeelding 2.4 en meer gedetailleerd in bijlage 1. De plaats waar de lijnen uit Utrecht en Nijmegen bijeenkomen, heet Arnhem West Aansluiting. Het westelijk emplacement heeft zes doorgaande sporen en noordelijk daarvan een opstelterrein. Het station Arnhem heeft acht sporen, genummerd van 2 t/m 9. De sporen 2 en 5 zijn geen perronsporen en worden vooral gebruikt voor goederentreinen. Ten oosten van de perronsporen voegen alle sporen samen tot een tweesporig baanvak, dat op een spoordijk door de stad loopt. Direct na de halte Arnhem Velperpoort ligt Velperbroek Aansluiting: hier splitst de lijn zich weer: twee sporen gaan naar Zutphen, twee naar Zevenaar en een spoor gaat naar het nabijgelegen emplacement Arnhem Goederen. Bij Arnhem West Aansluiting en bij Velperbroek Aansluiting waren vrije kruisingen gepland; in Arnhem zou aan de noordzijde een vierde perron komen. In het licht van Benutten en Bouwen, waar bouwen de laagste prioriteit heeft en er weinig geld beschikbaar is, zullen deze uitbreidingen voorlopig niet worden gerealiseerd. Daarmee blijft de infrastructuur de komende jaren onveranderd.

2.5

Dienstregeling 2004

Knooppuntendienstregeling Het dienstregelingsmodel 2004 is een zogenaamde knooppuntendienstregeling (Schotanus, 1995). Dit betekent dat de treinen van de verschillende lijnen elk (half) uur in de knooppuntstations min of meer gelijktijdig binnenkomen en vertrekken, zodat er goede aansluitingen zijn voor reizigers uit alle richtingen naar alle bestemmingen. In Arnhem zelf is dit niet zo duidelijk het geval, maar in Utrecht Centraal, Zutphen, Deventer en Zwolle is sprake van sterke overstapknopen. Dit legt in de dienstregeling min of meer een dwangpunt (qua tijd en plaats) op aan de treinseries die een of meer van deze knopen aandoen. Een knooppuntendienstregeling is essentieel om bij lage frequenties ook op overstaprelaties nog concurrerende reistijden te kunnen bieden. Bij toenemende frequenties neemt deze noodzaak af. Bij frequenties hoger dan ca. 4x per uur kan beter worden overgestapt op een doorstroomstation, waarbij treinen alleen op een station stoppen om reizigers in- en uit te laten stappen (Maarschalkerweerd, 1997) . Er wordt niet gewacht op aansluitingen: dat is niet nodig bij hoge frequenties. Bij een doorstroomstation past ook om zaken als keren, schoonmaken en klein onderhoud aan materieel plaats te laten vinden op meer perifeer gelegen eindpunten. Een Nederlands voorbeeld daarvan is Amsterdam Centraal. De meeste treinseries zijn hier ‘doorgeknoopt’: bijvoorbeeld de treinen uit Alkmaar rijden door naar Utrecht en andersom, zodat in Amsterdam alleen gestopt hoeft te worden voor het in- en uitstappen. Voor zover treinen toch in de Amsterdamse regio eindigen, rijden zij door naar Hoofddorp Opstel of opstelterrein Watergraafsmeer. In Arnhem bevindt zich echter nog een opstelterrein aan de westzijde van het station.

23


Tabel 2.1: Overzicht van de treinseries die Arnhem in 2004 aandoen en hun geplande tijden en sporen. Serie Van 100 Amsterdam C Frankfurt (D) 2000 Den Haag C Nijmegen 3000 Den Helder Nijmegen 3600 Zwolle Roosendaal 6100 Tiel Arnhem 7500 Utrecht C Arnhem 7600 Nijmegen Zutphen 30900 Arnhem Winterswijk n.v.t. Antwerpen (B) Bochum (D) Arnhem GE

ICE Sneltrein Intercity Sneltrein Stoptrein Stoptrein Stoptrein Stoptrein Goederen

Naar Frankfurt (D) Amsterdam C Nijmegen Den Haag C Nijmegen Den Helder Roosendaal Zwolle Arnhem Tiel Arnhem Utrecht C Zutphen Nijmegen Winterswijk Arnhem Bochum (D) Antwerpen (B) Kijfhoek

Samenstelling ICE-3

Aantal bakken 8

Lengte (m) A V 200 .12 - .14

8

200 .09 - .15

.39 - .45

.19 - .24

.49 - .54

260 .24 - .29

.54 - .59

.03 - .08

.33 - .38 .51 - .52

A

V

.48 - .50

ICM IRM

10

ICR + 1700 of IRM DM '90

7 6 2

200 .20 - .22

Mat '64

4

100 .20 .11

.41

Mat '64

4

100 .29 - .30

.59 - .00

Lint41

4

.09 - .11

50 .14

.39 - .41 .44

.19

.04 - .05

80 .00 max. 700 m max. 700 m max. 700 m

.34 - .35 .30

.06

2 DE6400 + wgns 2 DE6400 + wgns 2 DE6400 + wgns

.49 .50

.36 16:46 13:37 19:58 - 20:02

spoor 4/6 6/7 6 7 6 7 4 4 3b 3b 8 8 4 6b 9 9 2 2 20

Reizigersvervoer In bovenstaande tabel is de dienstregeling van 2004 (spitsperiode) opgenomen. De lijnvoering is ook grafisch weergegeven in afbeelding 2.5, in bijlage 2 is de basisspooropstelling van Arnhem weergegeven. De meeste treinseries rijden 2 maal per uur: tussen Nijmegen en Utrecht wordt 4 maal per uur een verbinding geboden. Deze treinen moeten in Arnhem van rijrichting wisselen (kopmaken). Aangezien de treinen van Nijmegen naar Utrecht het hele emplacement moeten oversteken, legt dit een behoorlijke druk op de capaciteit van het westelijk emplacement. Verder rijdt er 2 maal per uur een sneltrein en 2 maal per uur een stoptrein tussen Nijmegen en Zutphen. De stoptreinen uit Utrecht (2/uur), Tiel (1/uur + een spitstrein) en Winterswijk (4/uur) eindigen in Arnhem en rijden na kopmaken weer terug. Eens in de twee uur rijdt er een ICE van Amsterdam naar Frankfurt.

Zp

Wf

Ahwa

Tl

Nm

Ah

Dienstregeling 2004 IC Den Helder - Nijmegen S Den Haag C - Nijmegen AR Utrecht - Arnhem ICE Amsterdam - Frankfurt (D) AR Arnhem - Winterswijk AR Tiel - Arnhem S Roosendaal - Zwolle AR Nijmegen - Zutphen GO Kijfhoek - Duitsland

Va

Zv

Afbeelding 2.5: Lijnvoering in de spitsperiode van dienstregeling 2004. Elke lijn vertegenwoordigt een trein per uur. De verkortingen worden verklaard in een lijst achterin het rapport.

24

Goederenvervoer Ook voor goederentreinen bestaat een dienstregeling, maar dit gaat steeds over individuele treinen en niet over treinseries. De goederendienstregeling is niet opgenomen in de tabel omdat dit een regelmaat zou suggereren, die er niet is. Er rijdt gemiddeld één goederentrein per uur per richting door Arnhem. Vrijwel alle goederentreinen rijden tussen Rotterdam en Duitsland (via Utrecht of via Tilburg – Nijmegen) of tussen Corus IJmuiden en Duitsland. Een klein deel van de goederentreinen heeft Arnhem Goederen als herkomst of bestemming. Dit is het verzamelstation voor alle lokale goederentreinen. Dit vervoer stelt echter niet veel voor.

Beperkingen Het gelijkvloers oversteken van de treinseries 2000 en 3000 van Nijmegen richting Utrecht en verder wordt door planners en treindienstleiders als problematisch ervaren. Ook de baanvakken Arnhem – Velperbroek Aansluiting, Arnhem – Nijmegen en Arnhem – Utrecht zitten met de huidige besturingswijze tegen de grens van hun capaciteit. Dit blijkt bijvoorbeeld wanneer men probeert treindiensten toe te voegen (“Betuwelijn” en “Stoptrein Arnhem - Emmerich” in de volgende paragraaf). Ook in de dienstregeling 2004 zit al zo’n beperking: tussen Utrecht en Arnhem zitten de ICE naar Frankfurt en de stoptrein Utrecht – Arnhem elkaar in de weg. Dit betekent dat de stoptrein in Maarn Goederen aan de kant moet om de ICE voorbij te laten. Dit kost drie minuten extra, waardoor verderop de intercity naar Nijmegen hinder van deze stoptrein gaat ondervinden. Deze stoptrein wordt daarom in Wolfheze een tweede keer aan de kant gezet. Om daar op tijd aan te kunnen komen, wordt de (reizigers)stop in station Maarn overgeslagen. De stoptrein is gepland uiteindelijk 6 minuten later in Arnhem dan wanneer er geen ICE rijdt. Deze inhalingen zijn bovendien erg gevoelig voor (het doorgeven van) vertragingen. Dit blijkt ook uit de analyse van de TNV-gegevens (hoofdstuk 5). De reizigers van deze stoptrein worden dus geconfronteerd met een langere planmatige reistijd, minder toegangspunten en een grotere vertragingskans. Dit is een duidelijk praktijkvoorbeeld van de toenemende kans op hinder en bijbehorende kosten bij een hoge netwerkbenutting, zoals die in de studie van Nyfer wordt bedoeld.

2.6

Toekomstige ontwikkelingen in de regio Arnhem

HSL Oost, Knooppunt Rail 21 Arnhem en Nieuw Sleutelproject Arnhem Met het oog op de bovengenoemde beperkingen en de wens om meer treinen te laten rijden, met name naar Utrecht, zijn een aantal samenhangende projecten gelanceerd. Om met de ICE tussen Arnhem en Utrecht 200 km/uur te kunnen rijden en om meer binnenlands verkeer af te kunnen wikkelen, wilde men de lijn naar Utrecht (deels) viersporig maken: de HSL-Oost. Vanwege de grotere treinaantallen zouden te Arnhem West en Velperbroek vrije kruisingen (á € 60 mln) komen en in Arnhem bovendien een vierde perron (€ 170 mln.). Het geheel zou worden gecompleteerd met een nieuw stationsgebouw (€ 60 mln.) en een opknapbeurt van het stadscentrum (nieuw sleutelproject). Veel van de deze projecten zijn uit- of afgesteld. De HSL Oost vindt geen doorgang: tussen Utrecht en Arnhem worden slechts enkele perrons verlengd zodat er langere treinen kunnen rijden. Ook worden enkele seinen verplaatst, zodat de treinopvolging iets sneller kan plaatsvinden. De fly-over aan de westzijde zal nu gereed zijn in 2011, de oostelijke fly-over is geschrapt. Het nieuwe stationsgebouw is in aanleg, maar vooralsnog zonder 4e perron.

Lightrail Knooppunt Arnhem – Nijmegen Onder de titel Lightrail KAN wil het kaderwetgebied Arnhem – Nijmegen een hoogfrequent regionaal stoptreinnetwerk organiseren. Arnhem en Nijmegen vormen de centra van dit netwerk, de grenspunten liggen in Boxmeer, Wijchen, Ede-Wageningen, Zutphen en Zevenaar. Ook opening van nieuwe haltes in Arnhem Schuytgraaf (baanvak Arnhem – Nijmegen) en Westervoort (Arnhem – Zevenaar) staat op het programma. Later zullen nog meer haltes worden geopend.

25


Treindienst naar Emmerich (D) De provincie Gelderland en het Duitse Bundesland Nordrhein-Westfalen willen graag een regionale grensoverschrijdende treinverbinding tussen Emmerich en Arnhem. Syntus gaat met ingang van 2006 voor twee jaar op proef deze verbinding verzorgen. Omdat er onvoldoende infracapaciteit was voor een extra trein, wordt de bestaande trein van Arnhem naar Winterswijk één maal per twee uur in Zevenaar gesplitst. Dit splitsen en combineren kost extra tijd, en omdat de dienstregeling op het enkelsporige baanvak naar Winterswijk zo goed als gefixeerd is, gaat deze tijd ten koste van de keertijd (nu 6 minuten) in Arnhem. Dit kan een knelpunt gaan vormen. Afhankelijk van de proefresultaten wordt deze verbinding in 2007 voortgezet.

Betuweroute

Afbeelding 2.6: Fotomontage van de ligging van het

vierde perron, gezien vanuit de richting Velperpoort. Op de plaats van het busstation links op de foto wordt inmiddels het nieuwe stationsgebouw gebouwd. De wegomlegging rechts is zelfs al gereed en het spoorviaduct onder in beeld is verdubbeld. Ruimtelijk ligt het vierde perron daarmee niets meer in de weg.

In 2007 zal de Betuweroute in gebruik worden gesteld. Dit betekent dat de doorgaande goederentreinen van Amsterdam en Rotterdam naar Duitsland via deze lijn zullen rijden: het baanvak Utrecht – Arnhem wordt volgens de minister gesloten voor goederentreinen. De goederentreinen die tegenwoordig van Rotterdam via Amersfoort naar Bad Bentheim rijden, zullen ook gebruik gaan maken van de Betuweroute. Vanaf Elst rijden zij over bestaand spoor naar Deventer. Dit betekent dat de doorgaande goederentreinstroom in Arnhem draait van oost-west naar noord-zuid. Door geluidsbeperkingen op het baanvak Arnhem – Zutphen rijden deze treinen alleen overdag en hooguit eenmaal per uur per richting. De Netverklaring 2005 van ProRail meldt overigens: “de aangekondigde goederenvervoeruitsluiting voor het baanvak Utrecht-Arnhem-Zevenaar (2006) wordt geschrapt, wegens het ontbreken van wettelijke grondslag voor zo’n uitsluiting.”

Betuwelijn De stoptrein van de (bestaande) Betuwelijn Tiel – Elst – Arnhem zal vanaf 2007 niet verder rijden dan Elst. Dit is noodzakelijk omdat er tussen Arnhem en Elst dermate veel treinen rijden, dat er voor deze trein geen capaciteit meer is. Voor deze trein zal een keerspoor in Elst worden aangelegd, reizigers dienen daar over te stappen. Met name richting Tiel (overstap naar een laagfrequente dienst) zal dit de reistijdbetrouwbaarheid niet ten goede komen.

Amsterdam-Utrecht, HSL Zuid Behalve de Betuweroute zal in 2007 ook de HSL-Zuid worden geopend en komt de spoorverdubbeling Amsterdam-Utrecht gereed. Dit zal leiden tot gewijzigde verkeersstromen en landelijk forse veranderingen in de dienstregeling tot gevolg hebben.

Overige ontwikkelingen Enkele andere ontwikkelingen met een beperktere invloed op dit onderzoek zijn de volgende: Indienststelling nieuw LightTrain-materieel door NS Reizigers in 2009. Of dit nieuwe materieel rondom Arnhem zal worden ingezet, is nog onbekend.

26

Landelijke invoering van Electronic Ticketing / Beheerste Toegang Stations (ET/BTS) in 2006. Tevens invoering van nieuwe treinaanwijzers. Geluidsmaatregelen opstelterrein Arnhem Berg. Om aan de milieunormen te voldoen zijn diverse maatregelen nodig. Nieuwbouw van het hele opstelterrein zou het meest effectief zijn maar is te duur. Er kunnen wel schaalvoordelen behaald worden door eventuele nieuwbouw te combineren met de aanleg van het vierde perron, omdat dan toch een groot deel van het emplacement moet worden gewijzigd.

2.7

Dienstregelingswensen 2007

Corridormodel Zoals beschreven in paragraaf 2.3 wil men de treindienst vereenvoudigen door in zogenaamde corridors te gaan rijden. Doordat de materieel- en personeelsdiensten in principe (per dag) aan deze corridors zijn gebonden, zullen vertragingen op één corridor niet doorwerken op andere corridors. Een voorbeeld van de geplande corridors is weergegeven in afbeelding 2.7. Op deze corridors zullen twee treintypen rijden: intercity’s (vergelijkbaar met de huidige sneltreinen) die de grotere stations met elkaar verbinden en sprinters die overal stoppen. In de brede randstad wil men 6 maal per uur rijden, op de meer perifere routes 3 maal per uur. Buiten de brede randstad zal men het knooppuntenmodel handhaven. Een probleem ontstaat op de overgangen hiervan, omdat hier tevens overstappen ontstaan van 20-minutendiensten op 30-minutendiensten. Dit betekent dat de elegantie van het knooppuntenmodel hier niet langer werkt en er in feite maar eenmaal per uur een goede overstap geboden kan worden. Ondanks een toename van de treinfrequenties, neemt hier voor overstappende reizigers de effectieve frequentie af. Het valt buiten de scope van dit onderzoek om hier verder op in te gaan, maar het is wel een punt dat aandacht verdient bij verdere uitwerking van het dienstregelingsmodel 2007. Verder dient opgemerkt te worden dat alle in het hierna volgende dienstregelingsmodellen voor 2007 nog niet definitief zijn en hooguit een denkrichting vormen.

B&B basisvariant 1.0 (‘corridormodel’) De meest kansrijke dienstregelingsvariant uit het Benutten en Bouwen-model is de volgende: Corrid. G G G F F F F

Type ICE IR AR IR AR AR GO

Aantal/uur 1 6 3 3 3 3 1

Route Schiphol – Utrecht – Arnhem – Zevenaar Grens – Frankfurt Schiphol – Utrecht – Arnhem Ede-Wageningen – Arnhem – Zevenaar – Winterswijk Tilburg – Nijmegen – Arnhem – Zutphen – Zwolle Tilburg – Nijmegen – Arnhem Nijmegen – Arnhem – Zutphen Elst (Betuweroute aansl.) – Arnhem – Zutphen e.v.

Op corridor G zullen 6 sneltreinen per uur van Schiphol naar Arnhem rijden. Opmerkelijk is dat deze niet doorrijden naar Nijmegen, terwijl dat in de huidige dienstregeling 4 maal per uur gebeurt. Doorrijden zou betekenen dat er interactie tussen twee corridors ontstaat en dat is ongewenst. Bovendien vervalt op deze manier het lastige oversteken van de treinen Nijmegen – Utrecht. Daar staat tegenover dat er een grote stroom overstappende reizigers wordt gecreëerd tussen Nijmegen en Utrecht. In dezelfde corridor is 3 maal per uur een stoptrein van Ede naar Winterswijk gepland. Hierbij moet opgemerkt worden dat een 20-minutendienst vanaf Zevenaar onmogelijk is, in verband met het enkelsporige baanvak naar Winterswijk. De kruisingsstations liggen hiervoor op de verkeerde plaats. Een halfuursdienst of een kwartierdienst (tot Doetinchem) is wel mogelijk. Ook een knip in Zevenaar kan, maar leidt tot de genoemde aansluitingsproblemen van een 30-minutendienst op een 20minutendienst. Een alternatief is om niet 3 of 6, maar 4 of 8 keer per uur te gaan rijden. Dit is echter direct een verdubbeling van het huidige aanbod en lijkt niet realistisch.

27

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Op corridor F rijden de sneltreinen Zwolle – Zutphen – Arnhem – Tilburg. De stoptreinen uit ’sHertogenbosch en uit Zutphen overlappen qua lijnvoering tussen Arnhem en Nijmegen, zodat hier 6 maal per uur een stoptrein rijdt. De stoptrein uit Tiel zal in dit model eindigen in Elst, waar moet worden overgestapt. Dit is noodzakelijk omdat het gelijkvloers oversteken van het drukke baanvak Arnhem – Nijmegen naar de huidige inschatting niet zal lukken. De (maximaal) eenmaal per uur rijdende goederentrein van de Betuweroute naar Deventer – Bad Bentheim (D) heeft hier kennelijk geen last van.

Afbeelding 2.7: Voorbeeldcorridors in Benutten en Bouwen.

28

Zp

Wf

Ahwa

Tl

Est

Nm

Ah

Va

Corridormodel 2007 IR Schiphol - Arnhem ICE Schiphol - Frankfurt (D) AR Ede - Winterswijk IR Tilburg - Zwolle AR Nijmegen - Zutphen AR 's Hertogenbosch - Arnhem AR Tiel - Elst GO Kijfhoek - Bad Bentheim (D)

Zv

Afbeelding 2.8: Lijnvoering in het corridormodel Benutten en Bouwen. Light Rail Knooppunt Arnhem-Nijmegen De Light-Rail-plannen van het Knooppunt Arnhem-Nijmegen komen qua lijnvoering min of meer overeen met de dienstregeling 2004. Er komt een halfuurdienst Wijchen – Arnhem bij en de dienst Tiel – Arnhem wordt ook hier geknipt in Elst. De langeafstandstreinen zijn gelijk aan die van 2004, alleen van en naar Utrecht gaat men uit van 2 extra sneltreinen per uur. Afstemming met Benutten en Bouwen heeft blijkbaar (nog) niet plaatsgevonden. Verder kan opgemerkt worden, dat Benutten en Bouwen voorziet in méér stoptreinen per uur dan dit plan en bovendien een eerdere ingangsdatum heeft. Uitvoering van het Benutten en Bouwen-model zou dus automatisch leiden tot zelfs nog meer dan het KAN vraagt. In dat geval rijden er echter wel minder sneltreinen tussen Arnhem en Nijmegen.

Geografische verkortingen

Ah Ahwa Ed Est Nm Tl Va Wf Zp Zv

Arnhem Arnhem West Aansluiting Ede=Wageningen Elst Nijmegen Tiel Velperbroek Aansluiting Wolfheze Zutphen Zevenaar

Voor overige verkortingen zie de afkortingenlijst die is opgenomen achterin dit rapport.

Zp

Wf

Ahwa

Tl

Est

Nm

Ah

Va

Light Rail KAN 2010 IC Den Helder - Nijmegen S Den Haag C - Nijmegen ICE Amsterdam - Frankfurt (D) KAN Ede - Arnhem KAN Arnhem - Zevenaar KAN Wijchen - Arnhem KAN Nijmegen Heijendaal - Zutphen S Roosendaal - Zwolle AR Tiel - Arnhem GO Kijfhoek - Duitsland

Afbeelding 2.9: Lijnvoering in dienstregelingsmodel KAN gepland voor 2010. Elke lijn komt overeen met een rit per uur. De KAN-treinen zijn gestippeld. 29

Zv

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Scenario NVVP

In het Nationaal Verkeers- en VervoersPlan, de bedoelde voorganger van de Nota Mobiliteit, was ook een eindbeeld voor het jaar 2020 geschetst met hoogfrequente treindiensten, zowel op korte als op lange afstand. De vraag is hoe reëel dit nog kan worden geacht, daar het NVVP is weggestemd. De genoemde treinaantallen zullen in deze studie worden gebruikt als bovengrens. Benadrukt wordt dat het in deze studie niet gaat om het toetsen van een dienstregeling, maar om het beoordelen van het besturingsconcept “Dynamisch verkeersmanagement”. Deze toekomstige ontwikkelingen zijn echter wel van belang om ook te kunnen toetsen of dit concept op langere termijn oplossingen biedt.

2.8

Conclusies: niet meer infrastructuur, wel meer treinen

Geen nieuwe infrastructuur

De belangrijkste partijen in de spoorsector zijn de revue gepasseerd. Het blijkt dat het Ministerie van Verkeer & Waterstaat aan alle regelknoppen kan draaien en dus in feite kan beslissen wat er gebeurt. Het is ook het Ministerie dat uitbreidingen en onderhoud aan de infrastructuur moet betalen. In het kader van de toekomstvisie Benutten en Bouwen is afgesproken om prioriteit te geven aan een hogere betrouwbaarheid en om eerst bestaande infrastructuur te benutten. Pas wanneer dat geen soelaas biedt, komt nieuwbouw aan de orde. Wel extra treinen

Nm Ed Zp Zv Voor Arnhem betekent dit, Treinen/uur Huidig 2004 10 7 4 6 dat er de komende jaren 2007 10 10 7 4 geen uitbreidingen aan de B&B corridor 2010 11 9 5 5 infrastructuur te verwachten Lightrail KAN 2020 13 11 6 7 zijn. Wel worden er in NVVP Benutten en Bouwen plannen gemaakt voor een forse frequentieverhoging. Het knooppuntenmodel wordt daarbij ingeruild voor een model met onafhankelijke corridors met hoge frequenties. Alle dienstregelingconcepten zijn weergegeven in onderstaande tabel. Bij elk alternatief staat de ingangsdatum vermeld. Het valt op dat LightRail KAN minder ambitieus is dan Benutten en Bouwen. Het B&B-corridormodel en de huidige dienstregeling (ter vergelijking) vormen daarom in het vervolg dit rapport de belangrijkste alternatieven. Ook voor de langere termijn zijn er plannen die voorzien in meer treinen De plannen gebaseerd op het NVVP (nationaal verkeers- en vervoersplan) kunnen worden beschouwd als een bovengrens van wat er te verwachten is. De grens is bereikt

Nu al worden dienstregelingtechnisch kwetsbare constructies gepland om tussen Utrecht en Arnhem de gewenste treinen te kunnen laten rijden. De toekomstverwachtingen (noodzaak tot knippen van de treindiensten Arnhem – Tiel in Elst; Nijmegen – Utrecht opheffen tussen Arnhem en Nijmegen; geen ruimte voor extra treinen Arnhem – Emmerich) geven aan dat er in de huidige planningwijze inderdaad geen capaciteit meer is voor extra treinen. Zodoende lijkt een nog hogere benutting van het spoorwegnet alleen mogelijk ten koste van een relatief hoge prijs. Dit is in lijn met de stelling van NYFER dat boven een bepaalde benuttingsgraad de kosten weer toenemen als gevolg van elkaar hinderende treinen. Beter benutten zou in dat geval niet leiden tot de beoogde verbetering van de kosteneffectiviteit en aldus zijn eigen doel voorbij schieten. Voor de reizigers brengt het knippen van de treindiensten meer overstappen met zich mee. Gesteld zou kunnen worden dat het gebrek aan een vrije kruising voor de treinen (verkeersstroom) wordt vertaald in een vrije kruising van de vervoersstroom, namelijk door de voetgangerstunnel. Dit is minder attractief voor de reizigers, maar daar staat een frequentieverhoging tegenover.

30

Een nieuw besturingsconcept

Verwacht wordt dat de gewenste frequentieverhoging door de bestaande besturingswijze niet of moeizaam kan worden gefaciliteerd, zodat er (mogelijk onnodig) treinen moeten worden geschrapt. Impliciet leidt dit ook tot een slechtere concurrentiepositie voor de trein. De benutting van de infrastructuur kan mogelijkerwijs wel kosteneffectief worden verhoogd door gebruik te maken van een nieuw besturingsconcept, eventueel aangevuld met kleine aanpassingen aan de infrastructuur. In de volgende twee hoofdstukken worden daarom de bestaande besturingswijze en het nieuwe concept ‘dynamisch verkeersmanagement’ (Schaafsma, 2001) verder toegelicht. Het doel van DVM is dus om efficiënter en effectiever om te gaan met de beschikbare middelen.

31


32

3

Planning en uitvoering in theorie en praktijk

3.1

Inleiding

In het voorgaande hoofdstuk zijn de ontwikkelingen rondom Arnhem beschreven. Er komen meer treinen, maar de beloofde vrije kruisingen en het vierde perron zullen er vóór 2011 niet zijn. Volgens de huidige manier van plannen is de infrastructuur vol en kunnen er nauwelijks méér treinen worden verwerkt. Bovendien is de kwaliteit van de dienstuitvoering onder de maat (zie hoofdstuk 5), waardoor de attractiviteit van het railvervoer kleiner is dan gewenst. De indruk bestaat echter dat er wel degelijk nog ruimte moet zijn voor extra treinbewegingen, maar dat deze ruimte in de planning verdwijnt. In dit hoofdstuk wordt daarom nader op de planning ingegaan. Begonnen wordt met enige theorie: eerst wordt er uitgelegd waarom er eigenlijk gepland wordt, wat men daarmee wil bereiken en welke nadelen aan planning verbonden kunnen zijn 3.2. Vervolgens wordt in paragraaf 3.3 toegelicht welke manieren er behalve planning nog meer zijn om een proces te besturen. Daarna wordt ingegaan op het plannen zelf. Hiertoe worden in paragraaf 3.4 enkele algemene termen toegelicht die bij elke vorm van planning een rol spelen. Met behulp van deze kennis wordt dan in paragraaf 3.5 de besturingswijze van het railverkeer anno 2004 beschreven en in 3.6 wordt verklaard waarom deze besturingswijze niet leidt tot het gewenste resultaat.

3.2

Plannen, waarom eigenlijk?

Product, proces, planning

De Leeuw (2001) geeft in zijn boek “Bedrijfskundig Management” aan dat voor bedrijven in het algemeen de “drie P’s” gelden: Product, Proces en Planning, zie onderstaand schema. Vooruitlopend op paragraaf 3.3 worden daaraan alvast drie termen uit de regeltechniek gehangen, te weten respectievelijk het regeldoel, het geregeld systeem en het regelsysteem.

Product Vervoer (reizigers of goederen) Regeldoel

Proces Verkeer (treinen laten rijden) Geregeld systeem

Planning Procesbeheersing Regelsysteem

Het ‘product’ in de spoorwegbranche is duidelijk: het vervoeren van personen of goederen. Dit behoeft geen verdere toelichting. Wel is het beter om in dit specifieke geval niet te spreken van een product, maar van een vervoerdienst. Beide termen worden in het vervolg, al naar gelang de context, door elkaar gebruikt. Aan deze vervoerdienst worden door de afnemers bepaalde eisen gesteld, die goed kunnen worden samengevat met een vroegere slagzin van de Nederlandse Spoorwegen: “Veilig, Vlug en Voordelig”. Dit wordt in het vervolg de outputdoelstellingen genoemd. Om het product ‘vervoer’ te kunnen leveren, is er een ‘(productie)proces’ nodig: het railverkeer. Dit verkeersproces maakt gebruik van bepaalde inputs, zoals bijvoorbeeld materieel, personeel en infrastructuur. De lading behoort hier niet tot de inputs, maar is wel essentieel. Als de trein vertrekt zonder lading, wordt er immers niets vervoerd. Uit het verkeersproces komen de outputs ‘vervoer’ en ‘emissies’. Het vervoer is hierbij de gewenste output, terwijl de emissies (geluidhinder, gevaar,

33

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem luchtvervuiling) meestal als negatief worden beschouwd. De toegestane hoeveelheid emissies wordt door de overheid vastgesteld. Het verband tussen input, proces en output is weergegeven in afbeelding 3.1.

Input:

Output:

Eisen aan output:

(Lading) Klant:

Infrastructuur

Veilig

Vervoer

Vlug Voordelig

Personeel Verkeer Om het proces in goede banen te Overheid: Externe veiligheid leiden is er een of andere vorm van Emissies Uitstoot van stoffen procesbeheersing nodig. Aangezien Materieel Geluid het proces hier ‘verkeer’ is, is er dan sprake van verkeersbeheersing of- Afbeelding 3.1: In- en outputs van het verkeersproces en de wel verkeersmanagement. Om het partijen die hieraan eisen stellen. verkeer te managen is een besturingsconcept nodig, een set van regels en methoden op basis waarvan het verkeersproces wordt gepland en bijgestuurd. Planning kan (een onderdeel van) zo’n besturingsconcept zijn. De Leeuw (2001): “Planning is een (methodisch) hulpmiddel bij besturing. Planning is te omschrijven als het in samenhang nemen van reeksen beslissingen teneinde de loop van de gebeurtenissen te beïnvloeden. Een plan wordt dan gezien als een stelsel samenhangende maatregelen ter bereiking van bepaalde doelen.”

In dit rapport wordt besturen gedefinieerd als “plannen + bijsturen + uitvoeren”. Een dienstregeling (‘Fahrplan’) is ook een plan, en omvat alle samenhangende maatregelen om treindiensten uit te voeren. Een goed besturingsconcept bestaat dus niet alleen uit een dienstregeling, maar ook uit een methode om zodanig met planafwijkingen om te gaan dat de gestelde doelen nog worden bereikt. Dit bijsturen is in feite hetzelfde als het plan herzien of herplannen, zodat op bijsturing dezelfde principes van toepassing zijn als op planning zelf. Besturen kan dan dus ook worden gedefinieerd als “plannen + herplannen + uitvoeren”.

Twee functies van planning Een planning, en dus ook een dienstregeling, wordt dus gemaakt om het proces te beheersen. Dit dient er wederom voor om een goed product te kunnen leveren dat voldoet aan de marktwensen (veilig, vlug en voordelig). Een (her)planning heeft dan ook twee functies: 1. Informeren van de klant over het dienstenaanbod (regelen van vervoer / output) Een van de meest voor de hand liggende redenen om een dienstregeling te maken is de communicatie met de klant. Die moet tenslotte weten wanneer zijn trein vertrekt. Het spoorboekje is als het ware de productcatalogus van een spoorbedrijf. Dit is dus een doel gericht op de output van het verkeersproces. Een goede dienstregeling gaat uit van klantwensen (m.n. reistijd en vooral ook reistijdbetrouwbaarheid). De baten uit kaartverkoop die ontstaan door deze dienstregeling te rijden, moeten opwegen tegen de exploitatiekosten. Deze komen in de volgende functie aan de orde. 2. Behalen van een hoge efficiency (regelen van de benodigde middelen / input) Ook voor de spoorwegbedrijven zelf is het van belang (van tevoren) te weten wanneer welke trein gaat rijden. Door te plannen kunnen de kapitaalintensieve productiemiddelen ‘infrastructuur’, ‘rollend materieel’ en ‘personeel’ efficiënt worden ingezet. Dat wil zeggen dat er niet méér is dan nodig, maar ook niet minder. Een duidelijk voorbeeld hiervan is een enkelsporig baanvak, waarin één stuk spoor wordt gebruikt voor verkeer in twee richtingen. De gelijktijdige beschikbaarheid van infrastructuur, personeel en materieel moet worden gecoördineerd. De dienstregeling is hier duidelijk een vorm van procesbeheersing. De verkeersveiligheid (voorkomen van botsingen) is een speciaal geval van deze procesbeheersing (zie ook bijlage 3 en hoofdstuk 7). Gepoogd wordt dus om met zo min mogelijk middelen een zo hoog mogelijke performance te behalen, ofwel het bereiken van een economische inzet van de middelen. Dit doel is met name gericht op de input van het verkeersproces.

34

Door Schaafsma (2001) wordt de tweede functie nog onderverdeeld in een logistiek plan (materieel en personeel) en een infraplan (planning van de infrastructuur). Dit verschil sluit aan bij de huidige organisatie van het railvervoer, waarbij vervoerders en infrabeheerders uit elkaar zijn getrokken. In deze studie gaat het echter vooral om het verschil tussen input en output en wordt geen onderscheid gemaakt in een logistiek plan en een infraplan. In Groot-Brittannië worden de twee genoemde functies bij enkele vervoerders expliciet onderscheiden en is er sprake van een ‘public timetable’ (output) en een ‘working timetable’ (input). Deze twee dienstregelingen lopen tot enkele minuten uit elkaar. Dat wil zeggen dat de gepubliceerde aankomsttijd in enkele minuten later ligt dan in de working timetable. Kleine vertragingen zullen dan door reizigers niet als zodanig worden ervaren. Bovendien is voor reizigers een detailniveau van hele minuten voldoende. De working timetable is tot op halve minuten nauwkeurig. In het vervolg van deze scriptie wordt de public timetable (outputfunctie) aangeduid met externe dienstregeling, de working timetable (inputfunctie) met interne dienstregeling. Het woord dienstregeling heeft een bijsmaak van een vooraf in tijd en plaats vastgesteld aanbod van vervoerdiensten (zie ook Maarschalkerweerd, 1997). Dit is echter niet noodzakelijkerwijs het geval. De ‘regeling van de dienst’ van een taxi is bijvoorbeeld dat de dienst binnen een aantal minuten na een telefonische aanvraag wordt geleverd, en bijvoorbeeld ook bij huisartsen en apotheken kan sprake zijn van een (weekeind)dienstregeling. Zowel de externe als de interne dienstregeling zijn inderdaad letterlijk een ‘dienst-regeling’, in die zin dat zij diensten regelen. De externe dienstregeling regelt welke vervoerdiensten aan de klanten worden aangeboden, terwijl de interne dienstregeling binnen het bedrijf de materieel- en personeelsdiensten (en ook het infrastructuurgebruik) regelt. Nadelen van planning

Het maken van een planning kan en moet dus bijdragen tot een efficiënte bedrijfsvoering en dient ter informatie van de klanten. Het maken van een planning biedt dus voordelen. De Leeuw (2001) noemt echter ook enkele nadelen van planning: “Planning moet niet als enig heilmiddel worden aangeboden. Soms helpt het niet en er zijn meer coördinatiemechanismen (…).1 Plannen is niet onder alle omstandigheden zinvol. De zin van planning neemt af, naarmate de bestuurbaarheid afneemt (…). Een verwant aspect in dit verband is de behoefte aan zekerheid en de neiging om van daaruit te streven naar synoptische (nauwkeurig over de details van de toekomst), integrale planning. Gezien de complexiteit is dat echter onmogelijk. Planning kan de speelruimte verminderen. Met name als planningsdenkbeelden worden gebruikt die niet toegesneden zijn op de situatie, kan planning als een harnas gaan werken (bijvoorbeeld: te centralistisch, te detaillistisch (…).” Indien planning niet of minder zinvol is, en dus maar in beperkte mate bijdraagt aan het bereiken van de gewenste doelen, is het volgens De Leeuw beter om (ook) te mikken op bestuurbaarheid en flexibiliteit. Hiertoe worden de hoofdlijnen van de regeltechniek beschouwd. Deze vallen onder de overige coördinatiemechanismen, waar De Leeuw het over heeft.

1

In het wegverkeer wordt bijvoorbeeld wel verkeersmanagement toegepast, maar er wordt niet gepland. 35

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem 3.3

Regeltechniek

Omgaan met afwijkingen De regeltechniek is het vakgebied van de besturing en regeling van processen. In deze paragraaf worden de principes uit de regeltechniek toegepast op de planning en uitvoering van de treinenloop. Wanneer er in het verkeersBuffer Feedforward Feedback proces afwijkingen optreden ten opzichte van de gewenste situatie, is het nodig bij te sturen. Waardoor het systeem ontregeld is, is niet van belang. Het gaat hier alleen om de manier waarop met deze verstoringen wordt Afbeelding 3.2: Drie soorten regelmechanismen: omgegaan zodat de gewenste Links buffers, in het midden feedforward en rechts feedback. De verstoringen D hebben een effect E op het bestuurde toestand hersteld kan worden. Essentieel daarbij is het regelsysteem. Regelsysteem R en buffer B proberen deze effecten zo doel, dat aangeeft in welke rich- klein mogelijk te houden. ting bijgeregeld moet worden. Daarnaast is er sprake van een geregeld systeem en een regelsysteem. Deze drie zaken passen precies op de drie P’s (product, proces en planning) van De Leeuw: de productspecificaties vormen het regeldoel, het verkeersproces is het geregelde systeem en het besturingsconcept vormt het regelsysteem.

Drie regelmechanismen Er blijken drie manieren te bestaan om de toestand van een verstoord systeem bij te stellen. Deze mogelijkheden zijn schematisch weergegeven in afbeelding 3.2. Meer details hierover zijn opgenomen in bijlage 3. Buffers vormen een passieve vorm van bescherming tegen verstorende invloeden. Er wordt niet actief ingegrepen in het systeem en afwijkingen die groter zijn dan de buffer aankan, zullen het systeem nog steeds verstoren, zij het in mindere mate dan zonder buffer. Voorbeeld: een rijstrook die breder is dan een voertuig, zorgt ervoor dat een slingerende auto niet direct van de weg raakt. Een feedforwardregeling is een actieve manier van regelen. De regeling probeert het systeemgedrag te voorspellen en afwijkingen te voorkomen door al in te grijpen voordat de afwijkingen optreden. Een feedforwardregeling werkt daarom alleen goed als het bestuurde systeem goed voorspelbaar is. Onvoorspelde gedragingen kunnen niet worden gecorrigeerd zonder aanvullende toepassing van een feedbackregeling. Voorbeeld: het sluiten van een stormvloedkering voordat het (te) hoog water is. Een feedbackregeling is ook een actieve vorm van besturing. Zodra een (kleine) afwijking ten opzichte van de wenselijke situatie wordt waargenomen, zorgt de feedbackregeling voor tegenmaatregelen. Omdat de regeling pas kan ingrijpen ná het optreden van een afwijking, is deze per definitie imperfect. Wanneer de afwijkingen echter geleidelijk ontstaan én de regeling voldoende snel ingrijpt, kunnen de afwijkingen erg klein worden gehouden. Wanneer de veranderingen plotseling optreden, of althans zich sneller ontwikkelen dan de feedbackregeling kan reageren, is een feedbackregeling niet effectief en is (aanvullende) feedforward-regeling nog steeds noodzakelijk. Voorbeeld: een airbag in een auto kan pas in werking treden ná een botsing, maar moet dit wel snel genoeg doen om nog effectief te zijn.

36

3.4

Mogelijke besturingsconcepten

Manieren van besturen Met behulp van bovenstaande informatie is het mogelijk de huidige planningswijze te vergelijken met andere, deels nieuwe besturingsconcepten (zie afbeelding 3.3). De werkwijze anno 2004 kan worden opgevat als inputgeoriënteerd plannen en is in de afbeelding aangegeven met een 0. Deze werkwijze wordt toegelicht in paragraaf 3.6). Er zijn drie maatregelen nodig die kunnen leiden tot een planning die uiteindelijk het resultaat van het verkeersproces centraal stelt: via stap 1 en 2 naar 3 in de afbeelding. Deze drie maatregelen zullen hieronder worden toegelicht. De besturingsconcepten “verkeersprocesgeoriënteerd plannen” en “outputgeoriënteerd plannen” zullen worden toegelicht in zie hoofdstuk 4. Doelstellingen Inputgeoriënteerd plannen

Lange Termijn (maanden)

Verkeersproces-

Maatregel 1: Feedback

georiënteerd plannen

0

(bestaande werkwijze)

Outputgeoriënteerd

Maatregel 3: Ontkoppelen interne en externe functie

plannen

1

2b

2

(Dit wordt aan de klant geleverd)

Maatregel 2: herplannen tot op korte termijn (feedback en feedforward) Korte Termijn (minuten)

3

Afbeelding 3.3: Mogelijke manieren van plannen. Er zijn drie maatregelen van belang: - het aanbrengen van feedback (input aanpassen op gemeten output); - het herplannen (procesverloop aanpassen op geconstateerde procesafwijkingen); - het ontkoppelen van het interne en externe plan.

Feedbacklus: niet sturen op input, maar op output Inputsturing wil zeggen dat slechts wordt gestuurd op de input van het proces, zonder te kijken naar de output. Het is daarmee een zuivere vorm van feedforwardregeling. Deze denkwijze kan worden gekarakteriseerd met de uitspraak “ook al rijden de treinen niet op tijd, het plan voldoet aan de normen, dus het plan is goed.” Een impliciete aanname is daarbij dat de normen waaraan wordt vastgehouden de werkelijkheid juist omschrijven, hetgeen niet altijd het geval hoeft te zijn. Sturen op output stelt juist wel het resultaat van het proces centraal. Als achteraf blijkt dat de uitvoering niet liep zoals dat gepland was, dan is dat een reden om de planning de volgende keer anders in te richten. Dit is terugkoppelen op de uitvoering, ofwel feedback. Omdat het hier gaat over de dienstregeling met een looptijd van (gebruikelijk) een jaar, zal hier in het vervolg aan worden gerefereerd met de term lange feedbacklus.

Herplannen: niet statisch, maar dynamisch Een afwijking in de uitvoering kan ook leiden tot een korte feedbacklus, dat wil zeggen dat het plan wordt aangepast aan de actuele omstandigheden in de praktijk. Er is dus sprake van herplannen. Dit vindt typisch plaats op een korte termijn van uren of minuten voor het moment van uitvoering. Een feedbackregeling is effectiever naarmate er sneller wordt ingegrepen. De ‘verversingsfrequentie’ waarop het plan nog wordt aangepast aan de nieuwste inzichten is daarom van belang. Twee uitersten zijn de begrippen statisch en dynamisch, die respectievelijk overeenkomen met nooit herplannen en continu herplannen. Indien een planafwijking optreedt, zal een herplanning ervoor moeten zorgen dat de uitvoeringssituatie, gegeven het feit dat die nu is zoals die is, alsnog zo dicht mogelijk in de buurt komt van de outputdoelstelling veilig, vlug en voordelig vervoer.

37


Plannen ontkoppelen: extern en intern Een derde verbeteringsslag is mogelijk door de dienstregeling te splitsen in een extern en een intern plan. Door bij deze ontkoppeling het externe plan iets ruimer op te zetten dan het interne plan, ontstaat enige buffer (in tijd en/of plaats, omdat exacte tijdligging en spoorgebruik nog niet vastliggen) tussen het verkeersproces en de aan de klanten beloofde output. Dat biedt de mogelijkheid om ook bij kleine onvolkomenheden in de productie nog te kunnen voldoen aan de outputdoelstellingen. Het geeft tevens ruimte voor een herplanning van het verkeersproces, zonder dat direct de aan de klanten beloofde dienstregeling wordt geschonden. Hier zal verder op worden ingegaan in paragraaf 4.5. Het lange termijnplan is minder gedetailleerd uitgewerkt dan nu gebruikelijk is. Het is gedetailleerd genoeg wanneer aan de twee functies van een planning kan worden voldaan: de klant informeren over het dienstenaanbod, en het bepalen van de benodigde hoeveelheid productiemiddelen. In het korte termijnplan worden de opengelaten details (exacte tijdligging en spoorgebruik van treinen) ingevuld en aan de betrokkenen (reizigers en personeel) meegedeeld. Dit is vergelijkbaar met de planning in de luchtvaart (Schaafsma, 2001), waar een globaal idee bestaat over de tijd van een vlucht, maar de exacte volgorde van starts en de toewijzing van gates volgt pas kort voor het moment van uitvoering. Het externe plan vormt als het ware de omhullende van een aantal interne plannen, waarvan op korte termijn het beste wordt gekozen. Een vanzelfsprekende voorwaarde is dan wel dat er bij het opstellen van het externe plan minimaal één (verzameling van) oplossing(en) in het interne plan kan worden uitgewerkt, zodanig dat het externe plan met de gewenste zekerheid kan worden uitgevoerd. Het is desgewenst mogelijk om al op voorhand een voorkeursoplossing te kiezen. Indien de kans groot is dat deze later toch wordt vervangen door een andere, kan dit leiden tot verwarring en is het wellicht beter om de keuze nog uit te stellen tot het moment waarop voldoende informatie beschikbaar is om de keuze te kunnen maken.

Samenvatting besturingsconcepten De huidige manier van plannen is grotendeels inputgeoriënteerd. Door een terugkoppeling aan te brengen, kunnen de outputdoelstellingen beter worden benaderd. Dit wordt in deze rapportage aangeduid met verkeersprocesgeoriënteerd plannen. Door tevens het interne en externe plan te ontkoppelen, blijft er enige planvrijheid tot vlák voor de uitvoering. Dit biedt de mogelijkheid om het (verkeers)plan nog tot vlak voor de feitelijke uitvoering aan te passen (dynamisch). Bovendien zijn er door de ontkoppeling meer mogelijke oplossingen, zodat ook de kans groter is dat de optimale oplossing nog gekozen kan worden. Omdat bij deze planningswijze de output van het verkeersproces centraal blijft staan, zal dit worden aangeduid met outputgeoriënteerd plannen of dynamisch plannen: de planning wordt immers nog tot op het allerlaatst aangepast aan het regeldoel. Dynamisch plannen vormt een onderdeel van dynamisch verkeersmanagement (DVM). In paragraaf 3.6 wordt verder ingegaan op de huidige werkwijze, die kan worden gekarakteriseerd als inputgeoriënteerd plannen. In hoofdstuk 4 wordt dan met verkeersprocesgeoriënteerd plannen als tussenstap ingegaan op dynamisch railverkeersmanagement. Voor al deze besturingsconcepten geldt een aantal gemeenschappelijke basisprincipes, die worden toegelicht in de volgende paragraaf.

3.5

Basisprincipes planning

Pad De gewenste aantallen en soorten treinen volgen uit de klantwensen. Om deze treinen over een efficiënte inzet van materieel, personeel en infrastructuur te kunnen afwikkelen, is het nodig om het treinverkeer te plannen. In dit planningsproces krijgt elke trein een zogeheten pad toegewezen, dat weergeeft op welke plaats een trein zich op elk moment bevindt. In afbeelding 3.4 zijn twee paden weergegeven in een tijd-weg-diagram.

38

tijd

tijd

pad 2 n% speling

buffertijd min. opvolgtijd

pad 1 weg

min. rijtijd weg

Afbeelding 3.4: Tijd-weg-diagram met twee treinpaden (links) en de definitie van rijtijdspeling en buffertijd (rechts). Speling en buffers Wanneer er meerdere treinen op het netwerk rijden bestaat de kans dat deze elkaar in de weg zitten. Er is dan sprake van een conflict. De kans op een conflict neemt meer dan proportioneel toe bij een groter wordende netwerkbelasting en leidt tot extra (rij- of wacht)tijd voor de gehinderde trein, zie afbeelding 3.5. Er bestaan twee maatregelen om vertragingen als gevolg van een conflict te voorkomen dan wel te beperken, die ook in afbeelding 3.4 zijn weergegeven: Rijtijdspeling dient om variaties in de rijtijden op te vangen, die bijvoorbeeld Afbeelding 3.5: Toenemende wachttijd bij ontstaan door weersinvloeden of omdat toenemende belasting (Bron: Pachl, 2002). de ene machinist een wat ander rijgedrag heeft dan de andere. Rijtijdspeling wordt in het algemeen toegepast als toeslagpercentage op de technisch minimaal haalbare rijtijden. Buffertijd dient om tussen twee treinen die na elkaar gebruik maken van hetzelfde stukje infrastructuur (dat kan kruisen zijn of opvolgen) een beetje tijd vrij te laten. Een vertraging van de eerste trein wordt dan niet direct doorgegeven aan de tweede. Buffertijd wordt toegepast als extra tijd bovenop de technisch minimale opvolgtijd, die voornamelijk wordt bepaald door het beveiligingssysteem (bijlage 4). Daarnaast kunnen ook buffertijden voorkomen in bijvoorbeeld materieel- en personeelsdiensten (pauze). Zowel buffertijden als rijtijdspeling zijn buffers in de zin van de regeltechniek. Buffertijd en rijtijdspeling zijn ook gedeeltelijk uitwisselbaar: een vertraagde trein met een scherp rijdende machinist kan, als hij zijn speling gebruikt, met minder buffertijd volstaan om een volgende trein niet te hinderen. Behalve buffertijd zijn er ook andere buffers in het railverkeerssysteem denkbaar, zoals inhaalsporen, en/of reservematerieel en –personeel. Ook deze kunnen worden ingezet om een vertraging van trein 1 niet door te geven aan trein 2.

Conflicten tussen treinen Evenwel is niet te voorkomen dat er soms een conflict ontstaat tussen treinen: een vertraging kan altijd groter zijn dan de toegevoegde rijtijdspeling of de buffertijd.

39

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Verkeershinder wordt hier gedefinieerd als een conflict waarbij één van de treinen snelheid moet terugnemen en eventueel zelfs moet wachten. De mate van verkeershinder uit zich in een langere rijtijd. Als deze extra rijtijd er toe leidt dat de trein niet langer op de geplande tijd zijn rit voort kan zetten, is er sprake van (trein)vertraging. Rijdt de trein wel verder volgens de planning, dan is er ofwel sprake van geplande wachttijd, ofwel is er in het voorgaande sneller gereden dan gepland.

Gevolgen

Onvoorzien

Verkeer

Vervoer

trein-

reizigers-

vertraging

vertraging

geplande rij-

geplande

of wachttijd

reistijd

Conflict

Voorzien

Afbeelding 3.6: Onderscheid tussen voorziene en onvoor-ziene conflicten en hun gevolgen voor verkeer en vervoer.

Er is sprake van vervoershinder bij een conflict waardoor de trein later aankomt dan met de klant afgesproken. Een ‘netjes’ opgelost (verkeers)conflict, dat wil zeggen binnen de kaders van het externe plan, hoeft dus niet tot vervoershinder te leiden. De mate van vervoershinder kan worden uitgedrukt in een aantal minuten (reizigers)vertraging. Het verschil tussen een voorzien en een onvoorzien conflict is gedeeltelijk een keuze van de dienstregelingontwerper. Door weinig speling en buffertijden in de planning op te nemen wordt impliciet gekozen voor meer onvoorziene conflicten en dus meer treinvertragingen. Het toevoegen van meer rijtijdspeling geeft een toename van de betrouwbaarheid (een groter aandeel van de treinen is in staat binnen de gestelde tijd daadwerkelijk van A naar B te rijden), maar dit gaat ten koste van de gemiddelde rij- en reissnelheid. Het toevoegen van buffertijd leidt ook tot een toename van de betrouwbaarheid, maar verlaagt de bruikbare capaciteit (in treinen per uur) van de infrastructuur.

Verkeerscapaciteit en infrabenutting Het aantal treinen dat een knooppunt of een baanvak (spoor tussen twee knopen) maximaal kan verwerken is de (verkeers)capaciteit. De mate waarin deze capaciteit daadwerkelijk wordt gebruikt, noemen we (verkeers)belasting of infrabenutting. Dé verkeerscapaciteit van een spoorlijn is niet zomaar te bepalen, omdat deze afhangt van de treindienst die erop wordt uitgevoerd. Als er op hetzelfde spoor treinen rijden met grote onderlinge rijtijdverschillen (bijvoorbeeld stoptreinen en sneltreinen), dan is het aantal treinpaden beperkt. Dit komt omdat de treinpaden ongelijkvormig zijn en niet mooi stapelbaar zijn betrouwbaarheid in een tijd-weg-diagram. Er ontstaat veel versnijdingsverlies. Zouden alle treinen even hard rijden of de snelle treinen de langzamere frequent(er) kunnen inhalen, dan is dit versnijdingsverlies veel kleiner. aantal treinen snelheidsverschillen Rondom station Arnhem zijn deze rijtijdverschillen niet van groot belang, omdat alle treinen ongeveer even snel rijden en alle treinen in Arnhem stoppen. Op de toe- en afleidende baanvakken spelen de snelheidsverschillen wel een rol, zie hoofdstuk 6. De ontwerpkeuze tussen snelheidsver-

gemiddelde snelheid

Afbeelding 3.7: De benuttingsbalans. De huidige situatie op het spoor is grijs weergegeven. Met een corridormodel gaat dit over in de zwarte lijn.

40

schillen en aantal treinen alsmede de in de vorige subparagraaf genoemde keuze tussen het verhogen van de betrouwbaarheid in ruil voor een lagere gemiddelde snelheid, kan worden weergegeven in de benuttingsbalans (afbeelding 3.7). Er zijn volgens Barter (2004) twee manieren om de belasting van een infrastructuurelement te meten. 1. Paden per uur gebruikt De capaciteit is gelijk aan het grootst mogelijke aantal treinpaden dat per tijdseenheid kan worden gebruikt. De belasting is dan het percentage feitelijk gebruikte paden. Nadeel van deze methode is dat de capaciteit afhangt van de vorm van de paden en daarmee van de treindienst, zoals boven beschreven. Een baanvakbelasting van 75% wil bijvoorbeeld zeggen dat driekwart van alle beschikbare treinpaden wordt gebruikt. Dit kunnen evenwel 75% van véél treinpaden zijn (in een homogene situatie) of 75% van weinig treinpaden zijn (in een inhomogene situatie). 2. Minuten per uur gebruikt De capaciteit van een infrastructuurelement wordt gesteld op 60 minuten per uur. Alle treinbewegingen worden omgerekend in een tijdsduur waarin de infrastructuur bezet is door of gereserveerd is voor de treinbeweging. Aangezien ook abstractere zaken als inhomogeniteit en buffertijd in een tijd kunnen worden uitgedrukt, kunnen deze zaken eenvoudig worden meegerekend. Ook hier wordt de belasting weergegeven als percentage (van een uur). Een voorbeeld, zie afbeelding 3.8, is dat bijvoorbeeld 12 minuten per uur (20%) wordt ‘opgeslokt’ door de minimaal benodigde opvolgtijden, 36 minuten per uur (60%) aan rijtijdverschil (inhomogeniteit) en de resterende 12 minuten (20%) is beschikbare buffertijd. Voorbeeld van capaciteitsbenutting 100% 90%

12

Buffertijd (min)

80% 70% 60% 50%

Rijtijdverschillen (min)

36

40% 30% 20% 10%

Som van technisch minimale opvolgtijden (min) 12

0%

Afbeelding 3.8: Voorbeeld van de benutting van baanvak met een inhomogene treindienst. Het grootste deel van de tijd zit in rijtijdverschillen. Per uur is in dit voorbeeld 12 minuten buffertijd beschikbaar; de baanvakbelasting bedraagt dan dus 80%. Voor beide methoden kan gebruik worden gemaakt van blokkeringstijden (zie paragraaf 4.3) om de tijdsduur te bepalen dat de infrastructuur is toegewezen aan een trein. De tweede methode is generieker (onafhankelijk van de vorm treinpaden) en verdient om die reden de voorkeur in het vervolg van deze studie. Deze methode wordt in feite ook gebruikt bij het bepalen van kritieke circuits in een dienstregeling (Potuijt, 2004). Overigens is de capaciteit niet alleen afhankelijk van de infrastructuur en de uitgevoerde treindiensten, maar ook van eigenschappen van materieel en personeel (acceleratie- en remvermogen, alertheid om op tijd te rijden).

41


Planning- en capaciteitsnormen Om de dienstregelingontwerper enig houvast te geven bestaan er planningen capaciteitsnormen. Deze zijn in het verleden grotendeels ontstaan door trial and error en dragen ervoor zorg dat een baanvak of knooppunt niet te vol wordt gepland. De planningnormen geven aan hoeveel tijd er minimaal tussen treinen moet zitten (minimaal benodigde tijd + buffer) en hoeveel speling er (minimaal) toegepast dient te worden. De capaciteitsnormen zorgen dat er ook nog in totaal (bijvoorbeeld per uur) voldoende buffertijd in de dienstregeling zit. De capaciteitsnormen stellen dat bij een geplande belasting van circa 75% een baanvak, knoop of perronspoor niet verder belast kan worden. De resterende circa 25% dient dan als bijstuurruimte. Momenteel gaan er stemmen op om ook een gemiddelde hoeveelheid buffertijd per treinopvolging te normeren.

3.6

Inputgeoriënteerd plannen (huidige werkwijze)

Inleiding In deze paragraaf zal eerst de huidige plannings- en bijsturingswijze (samen: het huidige besturingsconcept) worden toegelicht. Daarna wordt dit vergeleken met de voorgaande theorie en wordt verklaard waarom de huidige planningswijze niet optimaal werkt. Overigens wordt ook voor het dienstregelingontwerp 2007 gewerkt met inputsturing: zo is er een nieuwe set normen waarvan niet mag worden afgeweken.

Drie planfasen Formeel is ProRail Railned belast met het maken van een dienstregeling. Railned Capaciteitsverdeling maakt echter alleen de planning voor de vrije baan, de knooppunten zijn uitbesteed aan NSR Logistiek, de planningsafdeling van de grootste vervoerder. ProRail Railned houdt wel het laatste woord en beslecht eventuele conflicten in de dienstregelingsaanvragen van verschillende vervoerders. Een van de belangrijkste redenen voor het uitbesteden aan NSR is gelegen in VPT (Vervoer Per Trein), het informatiesysteem voor planning en besturing van het railverkeer. Dit is ontwikkeld in de tijd dat NS nog één bedrijf was en is niet geschikt om in de nieuwe rolverdeling adequaat te werken. Aan een opvolger (PTI) wordt gewerkt. De huidige dienstregeling komt tot stand door een wisselwerking tussen de centrale planningsafdeling van NSR Logistiek en Railned Capaciteitsverdeling (in Utrecht) en de lokale planningsafdelingen van NSR in de regio. Centraal wordt begonnen met het ontwerp van een productiemodel, bijvoorbeeld een knooppuntendienstregeling of een corridormodel. Hiervoor wordt in DONS (Designer Of Network Schedules) een basisuurpatroon (BUP) gemaakt. Dit bevat een ‘standaarduur’ van de dienstregeling, dat in grote lijnen elk uur van de dag herhaald wordt. Dit BUP vormt de basis voor het jaarplan (52 patroonweken). Deze uitgewerkte weken bevatten alle BUP’s met de nodige aanpassingen voor spits/dal en week/weekeinde. Dit jaarplan vormt wederom de basis voor het dagplan, een uitgewerkt plan waarin elke dag uniek is en waarin dus bijvoorbeeld ook de feestdagen, extra treinen, materieelomlopen, rangeerbewegingen en geplande werkzaamheden zijn verwerkt. Ook de informatie voor het bedienen van de treinaanwijzers zit in het dagplan. Het dagplan bestaat uit zogenaamde procesregels die van belang zijn voor de uitvoering. Meestal is elke activiteit van een trein (aankomst, vertrek, rangeren) in één regel weergegeven.

Planningnormen Bij het maken van de planning worden standaard capaciteits- en planningnormen gebruikt, die voor verschillende situaties (treinopvolgingen of overkruisingen) zijn berekend en landelijk geldend zijn. Deze normen zijn zodanig opgesteld dat alle treinen, indien er geen vertragingen zouden zijn, elkaar niet hinderen en dus een zo ‘mooi mogelijk’ seinbeeld tegenkomen. Er wordt dus uitgegaan van een

42

conflictvrije planning. Anders dan bij vliegtuig of bus wordt bij de spoorwegen dus ook de afhandelingsvolgorde op kruisingen en samenvoegingen van tevoren gepland. Alle conflicten worden planmatig opgelost, hetgeen betekent dat sommige treinpaden enkele minuten moeten worden opgeschoven of uitgebogen om conflictvrij in het plan te passen. Het kunnen maken van een conflictvrij plan wordt gezien als bewijs dat het plan uitvoerbaar is. Het is niet alleen van belang dat er per trein (7% rijtijdspeling) en tussen twee treinen (buffertijd) voldoende ‘lucht’ in de dienstregeling zit. Ook voor de totale ‘bewegingsvrijheid’ per uur is er een norm, de baanvakbelasting. Deze bedraagt 70% in de dalperiode en 80% in de spitsperiode. Dat wil zeggen dat 30 resp. 20% van de tijd beschikbaar is om een verstoorde treindienst te herstellen. Er is dus in de spits minder capaciteit om bij te sturen, terwijl kan worden aangenomen dat er in de spits juist langere procestijden zullen zijn: in- en uitstappen duurt langer, treinen zijn langer en zwaarder en de tractie-energievoorziening daalt, waardoor de treinen langzamer op gang komen. De planning is dus moeilijker te halen en er zal dus juist méér noodzaak tot bijsturen zijn. Doordat de procestijden langer zijn, neemt bovendien de verkeerscapaciteit af (capaciteitsdefinitie van Barter). Eigenlijk zou er in de spitsperiode dus juist een lagere maximumbelasting gesteld moeten worden in plaats van een hogere. De sluitpost is hier de punctualiteit. De rijtijdspeling van 7% wordt in het algemeen niet gelijkmatig over het traject toegevoegd, maar met name vóór grote knooppunten. Aan het begin van een traject wordt zelfs wel eens negatieve speling toegepast. Ook de vertrektijden van haltes onderweg worden omlaag afgerond. Zo hoeft een trein onderweg niet te wachten op het verstrijken van z’n vertrektijd, maar kan hij rijden zodra dat kan. Door deze twee maatregelen lijkt het soms alsof een trein aan het begin van zijn rit één of twee minuten vertraging heeft. Het treinpersoneel voelt de noodzaak om scherp te rijden en alle reizigers zijn op tijd op het perron. Vóór een volgend knooppuntstation wordt vervolgens de meeste speling gelegd en bovendien de aankomsttijd omhoog afgerond, zodat er vaak twee of zelfs drie minuten extra rijtijd op dat deeltraject zit. De trein die het hele traject te laat was, is ineens weer op tijd of zelfs een paar minuten te vroeg. Dit is een feite een vorm van ‘opsparen van marge’ die in paragraaf 4.6 wordt geïntroduceerd. Deze werkwijze is illustratief voor de meeste baanvakken. Uitvoering van het plan

Het op bovenstaande wijze opgestelde dagplan wordt maximaal 36 uur voor het in werking treedt afgesloten en beschikbaar gesteld aan ProRail Railverkeersleiding (zie paragraaf 3.6). Dit gaat via VPT, van waaruit de verkeersleidingspost het plan kan downloaden. Het dagplan komt terecht in VPTProcesleiding en heet vanaf dat moment Procesplan Rijwegen. Elke regel in het procesplan heeft betrekking op een rijweg (zie paragraaf 4.3 en/of bijlage 4) die ingesteld moet worden voor een bepaalde trein. Bij de regel hoort minstens een treinnummer, een plantijd (zoals geplande aankomst- of vertrektijd van die trein), een insteltijd (waarop de rijweg ingesteld moet worden om de trein niet te hinderen), een van-, via- en naar-spoor. De treindienstleider was vroeger degene die rijwegen instelde. Tegenwoordig worden rijwegen bijna overal automatisch ingesteld door VPT-ARI (Automatische RijwegInstelling). ARI volgt strikt de regels uit het procesplan op. Het is de taak van de treindienstleider om dit procesplan aan te passen aan de gewijzigde omstandigheden buiten, bijvoorbeeld het verwerken van vertragingen of het wijzigen van procesregels bij uitval van treinen of infrastructuur. De treindienstleider werkt circa 15 tot 30 minuten vooruit. Zijn werk is daarmee niet langer uitvoerend, maar in feite de laatste fase van de planning geworden. De treindienstleider kan overigens, als hij dat nodig vindt, altijd ARI uitschakelen en het werk zelf doen. Op dat moment wordt hij van planner weer uitvoerder. Bijsturing

De treindienstleiding maakt deel uit van de bijsturingsorganisatie van het railverkeer. De bijsturing van het verkeersproces is opgedeeld in twee lagen: een landelijke laag, die de stromen tussen de

43

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem knopen regelt, en een lokale laag, die is belast met het regelen van het verkeer op de knopen en de tussengelegen baanvakken. Sinds de opsplitsing van NS regelt RVL daarbij het gebruik van de infrastructuur, de vervoerders regelen de bijsturing van hun materieel en personeel. De treindienstleiding is daarmee een zuivere verkeersleiding. De vervoerleiding zou in handen moeten zijn van de vervoerder, maar die blijkt zich met name bezig te houden met het bijsturen van personeel en materieel (input) en niet met het besturen van reizigersstromen (output). Bij cynici leidt dit wel eens tot de uitspraak dat NS treinen laat rijden in plaats van reizigers te vervoeren. Planafwijkingen worden beschouwd als overige RVL NSR uitzonderingssituatie en de omgang met vervoerders zulke verstoringen is vastgelegd in vooraf met de vervoerders afgesproken netwerkregelcentrum maatregelen. Bij versperringen (het besturing landelijk niet-beschikbaar zijn van infrastructuur) bijsturing staat in de afhandelingsscenario’s regionaal beschreven welke treinseries er treindienstknooppuntopgeheven worden tussen welke leiding controle plaatsen en welke blijven rijden. Bij vertragingen kan het zijn dat de Afbeelding 3.9: Bijsturingsorganisatie van het treinvolgorde moet worden veranderd. railverkeer. Hiervoor bestaan zogeheten if-thensheets. Deze geven (meestal per treinpaar) aan bij hoeveel minuten vertraging de volgorde moet worden veranderd. In de praktijk blijken er echter meestal meer treinen bij de afweging te moeten worden betrokken dan in deze sheets staat. Het nut hiervan wordt nog bevestigd door de zogenaamde Sigarendoosberekeningen in het rapport “Effecten geavanceerde verkeersregeling - kwantificering van de winst in enkele representatieve situaties” van Holland Railconsult (2002), waaruit blijkt dat afweging tussen drie treinen leidt tot een betere situatie dan paarsgewijze vergelijking. De if-thensheets worden in de praktijk dan ook niet gebruikt. Het wijzigen van de treinvolgorde vindt dan plaats in goed overleg tussen de treindienstleiders.

3.7

Waarom deze werkwijze niet werkt

Geïdentificeerde problemen in de planning: geen terugkoppeling van realisatiegegevens In termen van regeltechniek is inputgeoriënteerd plannen een feedforwardregeling: op basis van gewenste lijnvoeringen en frequenties en de planningnormen wordt een plan gemaakt. Verwachte conflicten worden al opgelost voordat zij zich aandienen; of de gekozen oplossing wel of niet werkt wordt niet structureel teruggekoppeld. Dit is een van de redenen dat de outputdoelstellingen niet optimaal worden bereikt. Meer in detail zijn de onderstaande problemen te identificeren in het opstellen van de planning: De normen kloppen niet altijd . De gehanteerde normen zijn gebaseerd op een standaardsituatie en landelijk geldend verklaard. Er komen echter plaatsen voor waar de norm niet voldoet en de treinen elkaar dus planmatig toch kunnen hinderen. Daarnaast zijn de planningnormen grotendeels opgesteld via trial and error en is het de vraag of deze wel tot een optimale planning leiden. Er wordt dus niet voldaan aan de voorwaarde van ‘goede voorspelbaarheid’ van een feedforwardregeling. Er wordt van de normen afgeweken . In het jaarplan zijn de planningsnormen ‘heilig’. In het dagplan (met name bij het plannen van extra treinen) wordt er wel eens een oogje dichtgeknepen en een minuutje gesmokkeld. In feite komt dit ongeveer neer op het wegnemen van de buffertijd, maar dit is niet expliciet aangezien

44

de buffertijd niet bekend is. De planners zijn veelal zelf treindienstleider geweest en (menen te) weten wat er ter plaatse wel en niet kan. Opmerkelijk is dat men bij Railverkeersleiding zelf niet zo gelukkig is met dit soort krappe planningen, zo blijkt uit een werkbezoek. Er vindt geen terugkoppeling plaats of de gekozen oplossing inderdaad gewerkt heeft, en evenmin wordt aan de uitvoering vooruitgemeld dat er van de norm is afgeweken. Ook de orderacceptatie door Railverkeersleiding blijkt soms treinen te accepteren, die eerder door Railned werden geweigerd omdat dat niet zou passen. De planning geeft geen trajectoriën weer, maar verbindt slechts punten in tijd en plaats . Een pad in een tijd-weg-diagram lijkt weer te geven waar de trein zich op elk moment bevindt. Dit is echter niet het geval: tussen bepaalde dienstregelpunten wordt een rijtijd berekend, en deze punten worden vervolgens met rechte lijnen verbonden. Bij reizigerstreinen leidt dit vermoedelijk slechts tot kleine afwijkingen, maar voor goederentreinen zouden de afwijkingen kunnen oplopen tot hinderlijke planningsfouten, zeker indien er hellingen in het traject liggen (bijvoorbeeld bij bruggen of tunnels). De planning is te nauwkeurig over nog onbekende details . De planning is in een te vroeg stadium uitgedetailleerd. Dat wil zeggen dat er oplossingen worden gekozen (bijvoorbeeld een afhandelingsvolgorde op een kruising) zonder dat er nog informatie beschikbaar is over hoe het (mogelijke) probleem zich feitelijk zal aandienen. Er wordt geen rekening gehouden met de dynamiek die in de uitvoering zal gaan optreden. Wanneer in de planning eenmaal is geschoven of uitgebogen en dit aan de reizigers is gepubliceerd, kan dit in de uitvoering niet meer ongedaan worden gemaakt. Dit beperkt later de mogelijkheden om alsnog de optimale oplossing te kiezen. Tevens blijkt dat het plan soms inconsistent is (praktijkproef de Groene Golf, 2004).

Geïdentificeerde problemen in de uitvoering: gebrek aan informatie en communicatie In een verstoorde uitvoeringssituatie is het noodzakelijk een herplanning te maken. In de huidige bijsturingsorganisatie is dit gebaseerd op een feedbackregeling: als een trein een (kleine) vertraging heeft opgelopen, zullen zowel machinist als treindienstleider maatregelen nemen om de vertraging te reduceren. Beide zijn hierbij echter beperkt in hun mogelijkheden. Onderstaande problemen zijn geconstateerd in de landelijke werkwijze en zijn dus niet specifiek gericht op de Arnhemse situatie. Enkele ondervraagde machinisten zijn van mening dat de treindienstleiding in Arnhem beter presteert dan gemiddeld, zodat hier wellicht minder winst te halen valt dan elders. De bedrijfsdoelstellingen en gemaakte keuzes worden uit het oog verloren . Wanneer de verkeersafwikkeling door de bijsturingsorganisatie(s) wordt herpland, wordt vaak niet de gewenste vervoersoutput als regeldoel genomen, maar het oorspronkelijke plan. Het (oorspronkelijke) plan is echter geen doel op zichzelf, maar slechts een manier om volgens de toenmalige inzichten het beste outputresultaat te verkrijgen. De destijds gemaakte afwegingen worden echter niet met het plan ‘meegeleverd’. Zo kan het bijvoorbeeld zo zijn dat een planner ergens bewust iets krap plant om problemen verderop te voorkomen. Wanneer men in de uitvoering niet weet dat dit het geval is en de betreffende trein inderdaad zo snel mogelijk behandelt, zal dit verderop problemen kunnen veroorzaken. Andersom zou het ook kunnen dat er oorspronkelijk bepaalde redenen waren om een bepaalde oplossing níet te kiezen. Wanneer die redenen in een verstoorde uitvoeringssituatie niet meer van belang zijn, kan wellicht een eerder afgewezen oplossing alsnog beter in staat zijn om de doelen te bereiken dan het oorspronkelijke plan. Terugregelen naar het oude plan geeft daarom niet altijd het best mogelijke resultaat. Het feedbackmechanisme werkt niet goed . Voor een effectieve (feedback)bijsturing is het noodzakelijk om afwijkingen van de gewenste situatie snel op te merken en vervolgens snel in te grijpen. Dit is nu niet voldoende mogelijk. Onderstaande punten verhinderen het snel constateren van planafwijkingen:

45

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Gedurende de planfasen verdwijnt informatie. Behalve informatie over de gemaakte keuzes, verdwijnt in de detaillering van het plan ook inhoudelijke informatie. In de overgang van jaarplan naar dagplan verdwijnen bijvoorbeeld alle (die dag) ongebruikte goederenpaden en de hoeveelheid toegevoegde rijtijdspeling. Tijdens het herplannen is dan niet meer bekend in welk (vrijgebleven) pad een vertraagde goederentrein ‘netjes’ verwerkt kan worden, of hoeveel minuten een trein sneller dan het oorspronkelijke plan zou kunnen rijden. o Het is niet precies bekend waar treinen zich bevinden en hoe snel zij rijden. De actuele treinenloop wordt door het TreinNummerVolgsysteem (TNV, zie hoofdstuk 5) in discrete stappen weergegeven. Op vrije banen lijken soms treinvolgordes omgedraaid te zijn, de vertragingsvooruitmeldingen zijn slechts in hele minuten en kunnen bovendien enkele minuten afwijken van de realiteit. In geval van een verstoorde treindienst vallen de vertragingsmeldingen soms geheel weg. o Er is geen conflictsignalering. Het informatie- en communicatiesysteem VPT is vooral een elektronische versie van de vroegere werkwijze, waarin werd herpland door met een liniaal een nieuw pad in een papieren tijd-weg-diagram te tekenen. Dit gebeurt nu niet meer, waardoor men conflicten niet (voldoende ver) van tevoren ziet aankomen. VPT waarschuwt niet voor conflicterende treinpaden (netwerkbesturing) of rijwegen (treindienstleiding). De treindienstleider, die een kwartier vooruit werkt, heeft daarbij bovendien geen visuele ondersteuning omtrent de (verwachte) verkeersafwikkeling rond die tijd. o Treinen met minder dan 3 minuten vertraging gelden als ‘op tijd’. Zij kunnen ondanks dat wel aansluitingen verbreken of conflicten veroorzaken. Dit is wat Schotanus (2004) aanmerkt als de ‘dienstregelingsbug’. De hoeveelheid werk die een planaanpassing vergt leidt er, in combinatie met de drempel van 3 minuten, toe dat niet altijd wordt ingegrepen, de trein geldt immers toch als ‘op tijd’. o De treindienstleider heeft geen betrouwbare informatie over zaken als de actuele treinlengte, treingewicht en tractievorm. Indien op basis van de beschikbare informatie een herplanning wordt gemaakt, dan moet vervolgens snel een effectieve maatregel worden genomen. Ook dat kan beter:: o Vooraf bedachte scenario’s zijn te eenvoudig. In de herplanning wordt gebruik gemaakt van vooraf vastgestelde scenario’s. Hoewel de vooraf vastgestelde versperringsmaatregelen op zichzelf tot een stabiele toestand kunnen leiden, blijkt het in de praktijk nogal eens een probleem te zijn om deze toestand te bereiken. Dit wordt veroorzaakt doordat bij het begin van een verstoring niet altijd alle materieel en personeel op de juiste plaats is (bijvoorbeeld aan de ‘verkeerde kant’ van de versperring). De if-then-sheets zijn te simpel; deze uitbreiden zou kunnen, maar dat worden er al snel te veel. Er ontbreekt dus een adequate regelstrategie die de verstoorde toestand kan bijsturen in de richting van de bedrijfsdoelstellingen. o Het duurt lang voordat er een maatregel is gekozen: de bijsturingsorganisatie is verdeeld over vier plaatsen, die elk in een andere ruimte gevestigd zijn. Bij planwijzigingen moeten twee of zelfs vier partijen zaken wijzigen. Dit leidt tot veel (tele)communicatie. De vele en lange communicatielijnen hebben als gevolg dat het lang duurt voor er een beslissing wordt genomen. Een lange responstijd is in een feedbackregeling niet effectief: er worden mogelijk beslissingen genomen op basis van verouderde informatie. Soms wil men sneller een beslissing nemen (of de telefoon is bezet…) en beslist ieder voor zich. Dit leidt soms tot inconsistentie: bijvoorbeeld een treindienstleiding die een vertraagde trein opheft, terwijl de vervoerder dezelfde trein gewoon wil laten rijden en zijn personeels- en materieelinzet daarop afstemt. o De regelruimte is beperkt: treindienstleiders hebben door het al vastgestelde plan nauwelijks ruimte om treinen anders te laten rijden in plaats of in tijd: dit is tenslotte al precies vastgelegd en ook aan reizigers meegedeeld. Eerder vertrekken kan nu niet o

46

o

3.8

meer. De Leeuw (2001) noemt dit expliciet als een nadeel van planning. “Met name als planningsdenkbeelden worden gebruikt die niet toegesneden zijn op de situatie (hetgeen dus het geval is met de geldende planningnormen), kan planning als een harnas gaan werken”. Om de uitvoeringsconflicten op te lossen, moeten de treindienstleiders zich deze regelruimte toch toe-eigenen. Op basis van hun eigen inzicht kunnen zij inschatten welke treinen wel enkele minuten vertraging kunnen hebben, en welke met prioriteit behandeld moeten worden omdat er anders verderop problemen ontstaan. Hierbij wordt over het algemeen alleen lokaal geoptimaliseerd en vindt geen communicatie met de buurtreindienstleiders plaats, alleen bij volgordewisselingen. Niet alle maatregelen zijn effectief: de rijtijdspeling is bijvoorbeeld bedoeld om variaties in het rijproces op te vangen en niet om vertragingen te elimineren. Hier wordt dus oneigenlijk gebruik van gemaakt. Als dit leidt tot het bereiken van de outputdoelstellingen is hier niets op tegen, maar in de gevallen waarin de rijtijdspeling nodig is waarvoor deze is bedoeld, kan dus niet óók nog vertraging worden ingelopen. Zelfs als de volledige speling beschikbaar zou zijn, is voor het kwijtraken van één minuut vertraging 14 minuten nodig (7% speling). Regeltechnisch gezien is dit geen effectieve manier van bijsturen. Zeker in een druk netwerk is het goed mogelijk dat de vertraging sneller aan andere treinen wordt doorgegeven, dan dat deze wordt afgebroken.

Conclusies: planning en uitvoering leiden niet tot optimaal resultaat

Planning en bijsturing in theorie In dit hoofdstuk is duidelijk geworden dat het opstellen van een dienstregeling of een planning twee doelen dient: het informeren van de klanten (externe functie) en het bereiken van een economische inzet van de beschikbare middelen (bedrijfsinterne functie). Planning vormt in combinatie met

Afbeelding 3.10: Vergelijking tussen geplande en gerealiseerde treinenloop rondom Schiphol in maart 2003. Het beeld van Arnhem, dat in hoofdstuk 5 wordt geschetst, is vergelijkbaar. (Bron: Schotanus, 2004)

47

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem bijsturing een besturingsconcept, of in meer algemene termen een regelmechanisme. Er zijn in essentie drie mogelijke regelmechanismen: buffers (passieve sturing) feedback (actieve sturing) feedforwardregeling (actieve sturing) Het verschil tussen de actuele toestand en het regeldoel geeft aan in welke richting bijgeregeld moet worden. De externe dienstregeling zou het regeldoel van zo’n regeling moeten vormen.

Planning en bijsturing in de praktijk De huidige planningmethode wordt gekenmerkt door een feedforward-planning met gebruikmaking van buffers, die impliciet zitten verwerkt in de landelijk geldende planningnormen. Dat wil zeggen dat conflicten vooraf, bij het opstellen van het plan, worden opgelost. In de praktijk doen zich echter als gevolg van verstoringen toch verstoringen conflicten voor. Fouten in de uitvoering van het plan leiden niet structureel tot verbetering van de planning. De huidige feedforwardplanning is daarom niet in staat om het regeldoel optimaal te bereiken. De bijsturing vindt plaats op basis van feedback. Opvallend is dat niet naar het regeldoel wordt bijgestuurd, maar naar het oorspronkelijke plan. Door lange communicatielijnen en het (onjuiste) idee dat een trein met drie minuten vertraging nog op tijd is, is ook deze feedbackregeling niet in staat het regeldoel te bereiken. Door de strakke planning is tevens de regelruimte beperkt: dit betekent dat de beschikbare buffers niet goed kunnen worden gebruikt. Door het ontbreken van een ontkoppeling tussen de interne en de externe dienstregeling wordt elke (interne) procesverstoring ook extern merkbaar voor de klant.

Verbetering mogelijk door een beter besturingsconcept Zowel van de planning als van de bijsturing kan worden gesteld dat deze geen optimale regelmechanismen bevatten. Hierdoor blijven zich planafwijkingen voordoen en worden de outputdoelstellingen (het waarmaken van de externe dienstregeling) niet gehaald. Met name in een zwaar belast netwerk, waar het Nederlandse gerust toe gerekend mag worden, zal zo’n vertraging snel worden doorgegeven aan andere treinen, die op hun beurt ook andere treinen ‘besmetten’: dit is de bekende olievlekwerking van vertragingen. De huidige manier van plannen houdt niet expliciet rekening met het optreden van planafwijkingen: er is geen gevoeligheidsanalyse of een “plan B”. Er worden dan ook geen maatregelen afgedwongen om de kans op of om de gevolgen van die spreiding te beheersen, anders dan de speling en buffers op de treindienst zelf. Hooguit de if-then-sheets zijn een vorm van tweede-orde planning, maar zoals al eerder is aangetoond voldoen deze sheets niet en worden weinig gebruikt. Voorgesteld wordt om in drie stappen een optimaal resultaat te bereiken: Toevoegen van een feedbacklus tussen uitvoering en planning, zodat structurele fouten aan het licht komen en kunnen worden verbeterd; De dienstregeling nauwkeurig herplannen op basis van blokkeringstrapdiagrammen; De aan reizigers gepubliceerde dienstregeling zodanig ruim opzetten dat kleine procesfouten kunnen worden opgelost zonder de beloftes aan reizigers te hoeven breken. In hoofdstuk 4 worden twee andere besturingsconcepten geïntroduceerd, die over een beter regelmechanisme beschikken en daarom beter in staat zouden moeten zijn om de outputdoelstellingen waar te maken: verkeersprocesgeoriënteerd plannen als methode om de kans op een conflict te reduceren, en dynamisch railverkeersmanagement om de gevolgen van een conflict te beheersen.

48

4

Inleiding Dynamisch Railverkeersmanagement

4.1

Inleiding

In het voorgaande hoofdstuk is aangetoond dat het besturingsconcept voor railverkeer anno 2004 zodanig is georganiseerd, dat niet optimaal kan worden voldaan aan de doelstellingen die aan het verkeersproces gesteld kunnen worden: namelijk het leveren van een betrouwbare vervoersdienst tegen een acceptabele prijs. De redenen hiervoor waren het feit dat de planning een (bijna) zuiver feedforwardproces is, dat plaatsvindt op basis van generieke in plaats van specifieke planningnormen. Hierdoor ontstaan fouten, die echter niet worden opgemerkt door het ontbreken van structurele feedback van de uitvoering naar de planning. In de bijsturing zelf is wel sprake van een feedbackregeling, maar de regelruimte is beperkt en de bijsturingsmaatregelen grijpen te laat en/of te langzaam in zodat problemen zich alsnog kunnen uitbreiden. Deze besturingswijze was te karakteriseren als inputgeoriënteerd plannen. Gesteld kan worden dat de huidige besturingswijze niet optimaal conflicten kan oplossen. In termen van de regeltechniek betekent dit dat de wijze van regeling niet (altijd) in staat is om het regeldoel te bereiken. Of dit te wijten is aan een gebrekkige planning of aan een gebrekkige uitvoering is niet zo relevant: waarschijnlijk is het een combinatie van beide. In paragraaf 4.2 wordt daarom geanalyseerd hoe conflicten opgelost kunnen worden. Daarna komen twee nieuwe besturingsconcepten aan bod, die beter moeten functioneren door toepassing van slimmere regelmechanismen. Als tussenstap wordt in paragraaf 4.3 eerst het verkeersprocesgeoriënteerd plannen besproken. Daarna wordt dynamisch railverkeersmanagement toegelicht in de paragrafen 4.4 tot en met 4.7. De drie concepten worden met elkaar vergeleken in paragraaf 4.8.

4.2

Conflicten oplossen

Kans op en gevolgen van conflicten

Het ontstaan van problemen in de dienstuitvoering is nooit geheel te voorkomen. Er kunnen altijd gebeurtenissen optreden die niet gepland waren, zoals technische defecten aan materieel of infrastructuur, onwel geworden reizigers of aanrijdingen met objecten op het spoor. Dit leidt tot primaire vertraging van één of meer treinen. De overlast hiervan kan worden beperkt door inzet van betrouwbaardere middelen of door speling toe te voegen. Dit heeft echter als nadeel dat de kosten zullen stijgen: een verhoging van de betrouwbaarheid van middelen vergt immers meer onderhoud. Door extra speling nemen de nemen de reistijden toe (zeker wanneer daardoor aansluitingen worden verbroken) en worden ook de personeels- en materieelomlopen langer. De attractiviteit van de vervoerdienst neemt op die manier af, terwijl de kosten toenemen. Dit staat haaks op de na te streven doelen. De betrouwbaarheid (die zich uit in Vlug vervoer) is veel waard, maar op een gegeven moment wegen de extra investeringen in meer betrouwbaarheid niet meer op tegen de extra baten. Een zekere mate van verstoring moet dus altijd geaccepteerd worden. Wanneer andere treinen door een vertraagde trein worden gehinderd (of de vertraagde trein wordt zelf gehinderd, bijvoorbeeld om een niet vertraagde trein voor te laten gaan) is er sprake van een conflict tussen deze twee treinen. Hierbij kan secundaire of vervolgvertraging ontstaan.

49

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem De kans op primaire vertragingen wordt met name bepaald door de betrouwbaarheid van de input van het verkeersproces, zoals de (tijdige) beschikbaarheid van materieel, personeel en infrastructuur en eventuele lading. De kans op secundaire vertragingen is hier onafhankelijk van en wordt bepaald door de planning. Hoe meer treinen er in de planning zijn opgenomen (met overigens ongewijzigde omstandigheden), hoe groter de kans op een conflict. De gevolgen (dus de hoeveelheid vervolgvertraging) van een dergelijk conflict zijn vooral afhankelijk van de manier van bijsturen. Er is dus een zekere kans op hinder, en er is een zeker gevolg. Het product van kans en gevolg wordt in het algemeen gedefinieerd als risico. Dus:

Hinderrisico = kans op hinder × gevolg van hinder Vooral op knooppunten, waar treinen uit verschillende richtingen samenkomen, bestaat er een relatief grote kans op hinder. Hoe meer knooppunten een trein onderweg passeert, hoe groter de kans dat de trein (op één of meer van die plaatsen) gehinderd wordt. Dit is schematisch weergegeven in afbeelding 4.1. Met de onderbroken streep is weergegeven hoe snel de trein het traject redelijkerwijs kan afleggen als hij niet gehinderd zou worden. Als gevolg van maximale hinder bij een conflict op de knooppunten kan de realisatie echter bijvoorbeeld de doorgetrokken streep zijn. In de praktijk zullen de meeste doorkomsten dan tussen deze twee uitersten in liggen, hetgeen kan worden weergegeven met een kansverdeling. Aan het begin van de rit zijn de doorkomsttijden nog met vrij grote zekerheid te voorspellen, maar naarmate er meer mogelijke conflictpunten zijn gepasseerd, wordt deze zekerheid steeds kleiner, hetgeen kan worden weergeven door een steeds plattere en bredere kansverdeling. Wanneer een trein eenmaal een knooppunt gepasseerd is, is bekend hoeveel minuten secundaire vertraging deze trein heeft opgelopen. Dit betekent dat tijd de zekerheid weer toeneemt, naarmate het uitvoeringsmoment nadert. De trein komt dan op een bepaald punt van de kansverdeling uit. De mate van onzekerheid neemt dus toe met toenemende afstand, en neemt af met verstrijkende tijd. Niet alleen de grootte van de conflictkans heeft een weg relatie met plaats en tijd, knooppunt 2 knooppunt 1 maar ook de gevolgen zijn Afbeelding 4.1: Door toenemende kans op hinder of hiervan afhankelijk. In de procesuitloop gedurende een treinrit neemt de onzekerheid over volgende subparagraaf wordt het passeertijdstip van de trein op een verderweg gelegen punt toe: de kansverdeling van de passeertijd wordt breder en platter. hier verder op ingegaan.

Oplossingen in tijd en in ruimte Wanneer zich een conflict aandient, is het zaak om de gevolgen hiervan te minimaliseren door middel van bijsturen of herplannen (dit zijn twee woorden voor hetzelfde). Er kan alleen sprake zijn van een conflict tussen twee treinen wanneer zij op hetzelfde moment aanspraak maken op eenzelfde plaats. Het conflict is in essentie dan ook oplosbaar op twee manieren, die ook zijn weergegeven in afbeelding 4.2, waarin twee treinen gelijktijdig aanspraak maken op een kruising. Oplossingen zijn: 1. De tijd gelijk houden en minstens een van de twee treinen op een andere plaats plannen. In de afbeelding betekent dit dat de kruising wordt verlegd naar de wisselstraat rechts. 2. De plaats gelijk houden en minstens een van de twee treinen op een andere tijd plannen. In de afbeelding betekent dit dat de tweede trein de kruising later passeert.

50

conflict

trein 2

verschuiven in tijd trein 1

tijd

verschuiven in ruimte

weg 2

1 1 2

Afbeelding 4.2: Oplossen van een conflict door een verschuiving in tijd of in ruimte. Wanneer er niet wordt ingegrepen verhindert de beveiliging (zie bijlage 4) de gelijktijdige rit over het conflictpunt en treedt automatisch oplossing 2 in werking. Dit resulteert dan in wachttijd voor de tweede trein: vertraging. Tijd en plaats komen overeen met de twee dimensies van een tijd-weg-diagram en de beide oplossingen behelzen in feite dan ook een verschuiving van een treinpad in het tijd-weg-diagram (zie afbeelding 4.2). Een derde mogelijkheid is het uitbuigen van een pad, hetgeen overeenkomt met een andere snelheid. Omdat snelheid per definitie de koppeling tussen plaats en tijd is, komt dit altijd overeen met een of beide van bovengenoemde oplossingen.

Wie beïnvloedt wat tijdens de conflictoplossing? In tabel 4.1 is weergegeven welke personen kunnen ingrijpen in de uitvoering. Daarbij is ook aangegeven in welke fase zij kunnen ingrijpen, te weten in de planning, de herplanning of in de uitvoering. In de laatste twee kolommen is aangegeven wat de belangrijkste informatiebronnen zijn en welke zaken beïnvloed kunnen worden. Het plan komt op verschillende manieren terug. De planner kan het plan nog geheel beïnvloeden, terwijl het plan nog kan aanpassen aan de actuele verstoringen.. De machinist ziet het (oorspronkelijke) plan op zijn dienstkaartje, terwijl de conducteur juist met het (externe) plan te maken heeft. Alle productiefasen na de planning hebben tevens te maken met aanvullende actuele informatie, zoals seinbeelden en vertragingen. De regelruimte neemt af naarmate het uitvoeringsmoment nadert; dit terwijl de zekerheid over de actueel realiseerbare tijdligging van een trein juist toeneemt. Het moge duidelijk zijn dat het van belang is om rekening te houden met spreiding in uitvoering: ofwel door te proberen de spreiding naar nul te brengen (paragraaf 4.3), ofwel door in de planning expliciet rekening te houden met de mogelijkheid van die spreiding en de voorwaarden te scheppen voor een goede herplanning (paragrafen 4.4 t/m 4.7).

Tabel 4.1: Wie doet wat in de regelcyclus? Actor planner

Productiefase Informatiebron(nen) planning marktwensen + eigen plan + historische gegevens treindienstleider herplanning procesplan + actuele gegevens machinist uitvoering dienstkaartje + seinbeelden conducteur uitvoering dienstregeling + vertreksein

51

Regelruimte lijnvoering, frequentie, spoorgebruik, tijden (eerder of later) spoorgebruik, tijden (later) tijden (later), via snelheid tijden (later)


Verkeersprocesgeoriënteerd plannen

Inleiding

Verkeersprocesgeoriënteerd plannen beoogt aan de outputdoelstellingen te voldoen door een minutieuze planning en uitvoering van de treindienst. Dit komt neer op het minimaliseren van de kans op een conflict. Om dit te bereiken moeten de generieke planningnormen worden vervangen door locatiespecifieke details. De bijsturing dient sneller en nauwkeuriger plaats te vinden. Als gevolg van het zeer nauwkeurig plannen volgt automatisch een (interne) dienstregeling met een vaste tijd en plaats voor elke trein, hetgeen betekent dat ook de volgordes tussen treinen op conflictpunten vooraf wordt geregeld. Deze werkwijze wordt tot in het extreme toegepast in Japan, en ook in Zwitserland wordt op deze manier gewerkt. In deze paragraaf wordt eerst aandacht besteed aan deze vorm van planning, daarna wordt de bijbehorende bijstuurstrategie besproken en tot slot wordt aan de hand van de gebruikte regelmechanismen besproken wat in deze vorm van verkeersregeling wél en wat niet goed gaat. Nauwkeuriger plannen

Verkeersprocesgeoriënteerd plannen beoogt het infrastructuurgebruik te plannen per infra-element: wanneer is welk element precies nodig voor een treinbeweging? Hoe lang is het niet beschikbaar? Infra-elementen worden aan treinen toegewezen door middel van een niet-stop-tonend sein: voor een trein is dit het teken dat hij de achterliggende elementen kan berijden tot het volgende stop-tonende sein. De beveiliging verhindert dat een infra-element (vanaf nu: sectie) dat al aan een trein is toegewezen, kan worden toegewezen aan een andere trein: een eenmaal toegewezen sectie blijft geblokkeerd totdat de desbetreffende trein haar weer heeft vrijgemaakt. Tussen twee seinen (een seinstap) liggen meestal meerdere secties. Dat wil zeggen dat secties meestal alleen groepsgewijs worden toegewezen. Alle secties die door het sein worden gedekt beschikbaar moeten zijn, voordat het sein uit de stand stop kan komen. Op emplacementen kan de treindienstleider kiezen welke sporen hij wil gebruiken en aldus beïnvloeden welke secties hij nodig heeft voor een treinbeweging. Een dergelijke toewijzing van een groep secties aan een trein heet een rijweg. Op vrije baansporen valt er niks te kiezen en heet een groep secties een blok. Het toewijzen kan alleen per seinstap; de toegewezen secties binnen een blok of rijweg komen apart weer vrij. Zie bijlage 4 voor een preciezere toelichting omtrent de werking van de beveiliging. De tijd dat de infrastructuur aan één trein is toegewezen is dus van invloed op de capaciteit van die infrastructuur: een volgende trein kan immers pas worden toegelaten, als de voorgaande trein de infrastructuur heeft vrijgemaakt. Hoe korter deze tijd is, des te korter wordt de opvolgtijd tussen twee treinen en des te meer treinen kunnen er rijden. Reden om deze tijd wat nader te beschouwen. Blokkeringstijd

De tijd dat de infrastructuur niet beschikbaar is voor andere treinbewegingen wordt in dit document bloktijd of blokkeringstijd2 genoemd. Om verwarring uit te sluiten, wordt de term bloktijd liever niet gebruikt: het gaat immers om het blokkeren van secties, ongeacht of zij in een rijweg of in een blok liggen. De blokkeringstijd van een sectie begint op het moment dat het element niet meer toewijsbaar is aan een treinbeweging (bijvoorbeeld omdat het al aan een andere beweging is toegedeeld). De blokkeringstijd hoeft niet eerder te beginnen dan het moment dat de trein op zichtafstand

2

Duits: Sperrzeit. Het begrip wordt in de Nederlandse spoorsector (nog) niet toegepast. 52

van het voorsein van dat blok is, zie afbeelding 4.3. Eerder hoeft de machinist van de aankomende trein niet te weten of het blok vrij is. De blokkeringstijd van een sectie eindigt op het moment dat een sectie weer vrij is. In een zogenaamd blokkeringstrapdiagram (afbeelding 4.3) is grafisch weergegeven wanneer de blokkeringstijden van een treinbeweging beginnen en eindigen (Pachl, 2002 en Hansen, 2003). In de planning wordt uitgegaan van een ongehinderde situatie, dat wil zeggen dat een trein alleen maar groene seinen tegen zal komen. Dit betekent dat een sein, in de planning, groen moet worden uiterlijk op het moment dat een trein op zichtafstand voor dit sein is, anders zou de machinist al beginnen met remmen. Dit sein kan alleen groen worden op het moment dat het tweede blok vóór de trein op dat moment nét vrij is gekomen. Na het verstrijken van de tijd die nodig is om de zichtafstand en de remwegafstand (het vorige blok) af te leggen (resp. de reactietijd en de naderingstijd) is de trein aangekomen bij het blok zelf. Ook hierover geldt een bepaalde rijtijd. Achter dit blok kan een doorschietlengte liggen, maar dit is in Nederland niet gebruikelijk. Wanneer ook het einde van de trein het blok en de eventuele doorschietlengte heeft verlaten, komt het blok weer vrij voor de volgende trein en is de blokkeringstijd afgelopen. Merk op dat het in de planning gaat om wenselijke blokkeringstijden (Soll-situatie) en niet om gerealiseerde blokkeringstijden (Ist-situatie, zie hoofdstuk 5). Op vrije banen zal in de meeste gevallen een sein al veel eerder groen zijn dan wanneer een trein het voorsein nadert. In de planning geven de blokkeringstrapdiagrammen dus een uiterste (wens)beeld aan, waarbij geen hinder voor de treinen optreedt. Als de wenselijke blokkeringstijden elkaar zouden overlappen, dan is de infrastructuur niet op tijd beschikbaar voor een treinbeweging en ontstaat er (al dan niet gepland) wachttijd voor de trein in kwestie.

Tijd Schakeltijd Vrijmaaktijd

Rijtijd over blok

Naderingstijd

Reactietijd

groen Zichtafstand

geel

rood

Bloklengte (remwegafstand)

Bloklengte

Doorschietlengte

Afstand Treinlengte

Afbeelding 4.3: Definitieschets van blokkeringstijd op de vrije baan (Afgeleid uit Hansen, 2003). 53

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem De beveiliging zal overigens altijd verhinderen dat een tweede trein al toegang krijgt tot een spoor of blok dat door de voorgaande trein nog niet is verlaten: de blokkeringstijd voor die tweede trein kan dus in de uitvoeringssituatie nooit beginnen vóórdat de blokkeringstijd als gevolg van de voorgaande trein is verstreken. De minimale opvolgtijd tussen twee treinen wordt bepaald door die situatie, waarin de blokkeringstrappen van twee treinen elkaar nét raken, zoals is weergegeven in afbeelding 4.4. In dit geval is de buffertijd dus gelijk aan 0.

minimale opvolgtijd

tijd

weg

Afbeelding 4.4: De minimale opvolgtijd wordt bepaald door die situatie, waarin de blokkeringstijden elkaar nét raken. Door in de planning uit te gaan van groene seinen ontstaat een, in beginsel, instabiele planning: door de treinen op de best mogelijke seinbeelden te plannen, ontstaan in principe ook de kortst mogelijke blokkeringstijden3. Als treinen om wat voor reden ook een deel van een blok langzamer rijden, neemt de blokkeringstijd toe en daarmee ook het moment dat een blok vrijkomt voor een volgende trein. Die moet daarop ook langzamer gaan rijden, enzovoorts. Dit blijft zich voordoen totdat er een treinopvolging plaatsvindt met een voldoende grote buffertijd om het doorgeven van de ontstane vertraging te elimineren. De rijtijdspeling, eigenlijk bedoeld om procesvariaties op te vangen, biedt in het algemeen te weinig ruimte om de hierdoor ontstane wachttijd weer terug te winnen. De noodzaak tot bijsturen wordt gezien als uitzonderingssituatie, en duidt erop dat het plan mogelijk nog verbeterd kan worden. In concreto betekent dit vaak dat de buffertijd tussen twee treinen moet worden vergroot, zodat er minder vertraging wordt overgedragen.

Nauwkeuriger bijsturen De bijstuurstrategie is niet wezenlijk anders dan in de huidige situatie en wordt daarom maar kort besproken. Door de drang naar een nauwkeurige dienstuitvoering is een grotere discipline bij het uitvoerend personeel noodzakelijk zodat ook op de minuut nauwkeurig, of mogelijk zelfs nog preciezer, wordt gereden. In Japan wordt bijvoorbeeld op seconden nauwkeurig gepland én uitgevoerd. Indien het oorspronkelijke plan verstoord is, is het van belang om eveneens op basis van blokkeringstrapdiagrammen een herplanning te maken.

3

In hoofdstuk 5 zullen enkele uitzonderingssituaties blijken.

54

Betere regeltechniek… Verkeersprocesgeoriënteerd plannen voorziet in twee van de drie gewenste verbeteringsslagen: het realiseren van de lange en de korte feedbacklus. Het maakt door de nauwkeurigere planning op basis van blokkeringstrapdiagrammen inzichtelijk hoe met de infrastructuur wordt omgegaan. Door toepassing van deze locatie- en treinspecifieke blokkeringstijden werkt de feedforward-planning beter dan bij de huidige werkwijze: de voorspelbaarheid van het proces neemt toe. Tevens kan, wanneer uit realisatiegegevens (zie Hoofdstuk 5) blijkt dat de blokkeringstijden in de realiteit anders zijn dan gepland, dit op de planning worden teruggekoppeld. Door het aanbrengen van de terugkoppeling worden de nadelen van de feedforwardplanning grotendeels opgelost. Ook de bijsturing wordt beter door het expliciet aanbrengen van buffertijden in de planning: er komt dan meer bijstuurruimte beschikbaar en de kans op vertragingen neemt af. Omdat het verkeersproces nauwkeuriger is gepland, zijn ook planafwijkingen sneller zichtbaar. Dit maakt het voor de bijsturing mogelijk om sneller in te grijpen, zodat de gewenste toestand sneller dan nu hersteld worden. Door de buffertijd tussen treinen die elkaar in de uitvoering vaak hinderen te vergroten, wordt beoogd de robuustheid (verstoringsongevoeligheid) van het plan te vergoten. Aangezien er altijd 60 minuten in een uur gaan, kan de buffertijd echter alleen toenemen als ergens anders tijd gewonnen kan worden, bijvoorbeeld door: 1. het loslaten van de klokvaste dienstregeling (geen 60 minuten als interval kiezen); 2. meer rijtijdspeling te vinden binnen de bestaande rijtijden (harder rijden, snellere aanzet of uitgesteld remmen); 3. buffertijd tijdens de uitvoering over het uur her te verdelen (herplannen); 4. verminderen van de rijtijdverschillen tussen de inhaalpunten (homogeniseren4 of toevoegen van inhaalpunten); 5. minder treinen te laten rijden (minder blokkeringstijden); 6. een kortere technisch minimale opvolgtijd te realiseren (kortere blokkeringstijden). De makkelijkst uitvoerbare oplossingen (geen klokvaste dienstregeling, minder treinen, afname van de gemiddelde snelheid a.g.v. homogeniseren) zijn tevens de maatregelen waarbij de klantacceptatie terug zal lopen. Toepassing van deze maatregelen helpt dus maar niet of beperkt om de outputdoelstellingen te halen. De andere maatregelen zijn vooral procesintern en de reizigers ondervinden hier geen hinder van. Dat deze methode kan werken bewijst het feit dat deze onder andere in Zwitserland, Duitsland en Japan succesvol wordt toegepast. De methode kent echter ook nadelen, waardoor nog steeds niet optimaal wordt voldaan aan de doelstelling van vlug en voordelig vervoer.

…maar nog geen optimaal resultaat Bij elk proces bestaat een kans dat dit niet binnen de geplande tijdsduur kan worden voltooid. Door betrouwbaardere middelen in te zetten, kan deze (primaire) kans worden verkleind, maar hij wordt nooit nul. Daarnaast vergen betrouwbaardere middelen ook hun prijs: zij zijn duurder in aanschaf en onderhoud. Uit bedrijfseconomisch oogpunt is het daarom zinvol om soms uitloop van processen te accepteren. De verspreiding van de aldus ontstane vertraging in ruimte en tijd kan worden beperkt door het toepassen van speling en buffertijd, maar er zullen altijd afwijkingen zijn die groter zijn dan de toegevoegde speling en buffertijden kunnen opvangen. Daarnaast zijn aan speling en buffers ook nadelen verbonden: het toevoegen van rijtijdspeling, als dat al mogelijk is binnen de gekozen dienstregelingsstructuur, leidt tot een langzamere verbinding en dus tot een minder aantrekkelijke treindienst. Daarnaast is er dan globaal gezien meer materieel en personeel nodig, hetgeen de kosten verhoogt. Het toevoegen van buffertijd gaat ten koste van het aantal beschikbare paden per uur. Dit 4

Homogeniseren wil zeggen: het gelijkmatiger maken van de rijtijden van de treinen op een traject, zodat er minder rijtijdverschillen ontstaan. Gegeven een bepaalde afstand tussen twee inhaalpunten zijn er in principe zijn er twee mogelijkheden: de stoptreinen sneller laten rijden of de sneltreinen langzamer. 55

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem betekent dat de infrastructuurkosten over minder paden moeten worden uitgesmeerd (of er meer infrastructuur nodig is – bijvoorbeeld inhaalsporen of een beter beveiligingssysteem – voor een gelijk aantal paden) en een pad dus duurder wordt. Dit laatste is in strijd met de Beter Benutten-doelstelling uit Benutten en Bouwen en meer algemeen niet bevorderlijk voor de concurrentiepositie van de spoorsector. De extra kosten die het toevoegen van speling en buffers veroorzaken, zullen moeten worden gecompenseerd door (de baten van) een hogere betrouwbaarheid, bijvoorbeeld als gevolg van meer reizigers en minder kosten van reservematerieel en -personeel. De optimale grootte van de speling en buffertijden wordt dus in feite bedrijfseconomisch bepaald en niet door het bij deze strategie gekozen regeldoel: “minimale hinder voor het treinverkeer”. Met een goed gekozen speling en buffertijd kunnen de meest voorkomende afwijkingen worden onderdrukt, maar een deel van de afwijkingen zal blijven voortbestaan. Uit de planning aan de hand van blokkeringstijden volgt een treinenloop en (dus) ook de aankomsten vertrektijden van de treinen. Het zijn ook deze tijden die aan reizigers gepubliceerd worden. Er wordt dus nog geen ontkoppeling gemaakt tussen een interne en een externe dienstregeling; hooguit in zoverre dat het interne plan niet is afgerond op hele minuten. Bij het maken van een herplanning beperkt dit echter de mogelijkheden: eerder vertrekken dan gepubliceerd kan tenslotte niet, ook al zou het procesmatig in de actuele uitvoeringssituatie best kunnen. Later aankomen en vertrekken dan gepubliceerd kan nog wel, maar zal door reizigers direct worden ervaren als vertraging. Hier wordt in het volgende voorbeeld op ingegaan.

Verbetermogelijkheden Doordat conflicten al in het plan worden opgelost, trein 3 kan het ondanks buffers nog steeds voorkomen dat trein 1 een trein gehinderd wordt. Een voorbeeld (Den Haag HS, dienstregeling 2004) hiervan is weergegeven in afbeelding 4.5. Trein 3 heeft trein 2 gehalteerd in het station en is gepland om na het binnenrijden van trein 1 en 2 te vertrekken. Trein 3 moet hierop een aantal minuten wachten. De Afbeelding 4.5: Mogelijke hinder voor een corresponderende vertrektijd is ook in de conflictvrij geplande trein. dienstregeling opgenomen. Wanneer nu trein 1 of trein 2 vertraging heeft, kan trein 3 niet alsnog eerst vertrekken, omdat dan de gepubliceerde vertrektijd nog niet is aangebroken. Dit betekent dat trein 3 eerst planmatig een aantal minuten staat te wachten op een trein, die in de praktijk niet verschijnt. Wanneer vervolgens het vertrektijdstip is aangebroken bestaat dan de kans dat hij alsnog moet wachten totdat de (mogelijk vertraagde) treinen 1 of 2 zijn gearriveerd. In algemene bewoordingen kan worden gesteld dat deze situatie ontstaat omdat er al een definitieve tijdsligging van de oplossing wordt gekozen, terwijl er nog onzekerheid bestaat over de feitelijke tijdligging van de betrokken treinen. Impliciet is daarmee ook de volgorde van de treinen vastgelegd. Deze volgorde wijzigen kan, maar alleen door aan de gepubliceerde tijden te tornen. Het kunnen maken van een conflictvrij plan met voldoende buffers op de juiste plaats wordt gezien als een garantie dat het plan uitvoerbaar is. Andersom hoeft dit echter niet te betekenen dat het niet kunnen vinden van een conflictvrij plan betekent dat er ook geen uitvoerbare oplossing is: in de buffertijd en de verloren tijd als gevolg van versnijdingsverlies zouden mogelijk nog treinen kunnen rijden. De oorzaak dat er dan toch geen conflictvrij plan kan worden gevonden, ligt vaak in het feit dat er in het railverkeerssysteem nauwelijks tot geen buffers (in tijd en/of in plaats) aanwezig zijn tussen de verschillende (beperkende) knooppunten (Schaafsma, 2001). Dit betekent dat elk van de knooppunten op zichzelf nog onbenutte capaciteit kan hebben, maar dat het niet mogelijk is om een trein (zonder hinder) achtereenvolgens door elk van deze knooppunten te leiden. Wanneer deze knooppunten van

56

elkaar ontkoppeld kunnen worden (zie paragraaf 6.7), zou het mogelijk kunnen zijn om de capaciteit beter te benutten, waardoor de exploitatiekosten wellicht kunnen dalen. Verkeersprocesgeoriënteerd plannen leidt aldus wel tot een goed verlopend verkeersproces, maar nog niet per sé tot een goed outputresultaat. Nyfer (2002) stelt dat er grenzen zijn aan een nog hogere benutting van het Nederlandse spoorwegnet vanwege toenemende congestiekosten. Hoewel niet exact bekend is waar ten opzichte van die grens Nederland zich bevindt, wordt verwacht dat deze grens bijna wordt bereikt of al is overschreden. Geconcludeerd kan dus worden, dat verder benutten nog wel tot de mogelijkheden behoort, wanneer het lukt om de hinder als gevolg van congestie te beperken. Dit is wat wordt beoogd met dynamisch verkeersmanagement5 (DVM).

4.4

Dynamisch Verkeersmanagement: de doelen centraal

Inleiding

In de vorige paragrafen is reeds aangegeven wat de doelen van DVM zijn: primair laat DVM zich sturen door niet het verkeersproces zelf, maar de output daarvan als regeldoel te nemen: het vervoer zelf. Daarnaast mikt het niet op het minimaliseren van de kans op hinder (treinen uit elkaar plannen), maar op het minimaliseren van de gevolgen van eventueel optredende hinder: zowel voor het railverkeersproces zelf, maar ook de gevolgen voor reizigers en verladers. De exacte inrichting van het verkeersproces is daarbij dus ondergeschikt aan het bereiken van de doelen. Niet het exacte vertrek-, passage- en aankomsttijdstip, maar de effectieve reistijd over de keten (van deur tot deur, dus inclusief overstappen) voor de klant en de integrale bedrijfskosten voor het bedrijf moeten centraal staan. Dit sluit ook precies aan bij de twee functies van de dienstregeling: intern het bepalen van de benodigde input(s) voor het verkeersproces, en extern het informeren van de reizigers (of verladers) over de te verwachten reistijd. Hypothetisch

Dynamisch railverkeersmanagement is een verzamelnaam voor vele mogelijke maatregelen, die verderop zullen worden besproken. Deze maatregelen worden incidenteel al wel toegepast, echter zonder dat ze zijn geëxpliciteerd en niet in onderlinge samenhang. Het is historisch zo gegroeid. Wanneer hier wordt gesproken over bepaalde eigenschappen van DVM, dan worden hier veronderstelde of beredeneerbare effecten bedoeld. Slechts een praktijkproef kan uitsluitsel geven over het daadwerkelijk optreden van deze effecten: met name de klantacceptatie is moeilijk beredeneerbaar of inschatbaar. Ook de in paragraaf 4.5 en 4.6 voorgestelde maatregelen zijn, onder de huidige omstandigheden, niet alle even reëel. Deze maatregelen zullen echter bij wijze van experiment toch worden voorgesteld en beoordeeld. Zo kan duidelijk worden gemaakt hoeveel winst er met deze maatregelen te behalen zou zijn en kan worden afgewogen of het de moeite waard is om een dergelijke maatregel toch mogelijk te maken door de veroorzakende beperkingen weg te nemen. Om DVM mogelijk te maken, zijn er een aantal maatregelen nodig en enkele andere kunnen het effect van DVM versterken. Deze maatregelen zullen in de volgende twee paragrafen worden toegelicht: allereerst de maatregelen in de planning, daarna de maatregelen in de herplanning, die vanaf nu ook wel verkeersprocesplanning zal worden genoemd.

5

Ook bij toepassing van dynamisch verkeersmanagement op het wegennet wordt de benutting verhoogd zonder hinder als gevolg van congestie verminderd, bijvoorbeeld door toeritdosering, snelheidsadviezen en het openstellen van de vluchtstrook. 57


Vervoerplanning: de eerste planningsfase van DVM

Ontkoppeling van interne en externe planningsfunctie

Zoals in paragraaf 4.2 reeds is betoogd, is er op lange termijn voor de uitvoering, dus op het moment dat er wordt begonnen met plannen, nog relatief weinig zekerheid over de feitelijke treinenloop. Tegelijkertijd is het wel zo dat reizigers veel belang hechten aan de betrouwbaarheid van hun reistijd (Stratego-onderzoek uitgevoerd door MOA/NS Commercie): afhankelijk van het reismotief wordt hieraan een veel zwaarder gewicht toegekend dan aan de reistijd zelf. Dit varieert van een factor 3 voor forenzen tot een factor 1,5 voor sociaal-recreatieve reizigers. Het is dus zaak om toch aan deze wens tegemoet te komen en de betrouwbaarheid te verhogen:het is dan ook terecht dat dit een speerpunt is van Benutten en Bouwen. Het ontkoppelen van de planning voor reizigers en de planning voor het interne procesverloop biedt hier uitkomst. We gaan hier in op de eerste planningsfase. In deze eerste planningsfase wordt rekening gehouden met de onzekerheid over de precieze treinenloop en wordt vooral aandacht besteed aan de twee hoofddoelen van planning: 1. Het informeren van de klant over het dienstenaanbod . Het betreft hier vooral het kiezen van een dienstregelingsstructuur (knooppuntendienstregeling, corridormodel, individuele treinen op het moment dat er vraag naar is) met aantrekkelijke reistijden voor de reizigers. Er moet worden bepaald welke reistijd tussen een tweetal plaatsen nog concurrerend is. Dit betekent dat op dit niveau ook wordt opgegeven waar welke aansluitingen (ook op voor- en natransport) moeten worden geboden. Het resultaat is een samenhangend plan met een globaal overzicht van alle mogelijke reismogelijkheden. De aankomsten vertrektijden zijn op dat moment nog niet exact bekend, maar wel binnen een marge van enkele minuten. Wel staat vast welke verbindingen er worden geboden. Dit plan wordt ook gepubliceerd aan de klanten. 2. Het bepalen van de hoeveelheid benodigde input voor een concurrerende prijs . Voor het bereiken van een economische inzet van de middelen is vooral van belang om te weten hoeveel middelen er nodig zijn: dit moeten er niet meer zijn dan nodig, maar zeker ook niet minder. Het exacte tijdstip van gebruik hoeft nog niet te worden vastgesteld, evenmin hoeft men al precies te weten welke eenheid er precies gebruikt gaat worden. In de planning van materieel- en personeelinzet wordt al lang op dit niveau gewerkt. Voor het gebruik van de infrastructuur is dit nieuw. In deze planfase is het voldoende om na te gaan of er oplossingen mogelijk zijn om binnen een bepaalde tijd alle gewenste treinbewegingen uit te kunnen voeren. Deze oplossing(en) wordt echter nog niet gekozen. In feite wordt de planning zodanig gemaakt dat er nog meerdere oplossingen passen: in de uitvoering wordt dan de best passende oplossing toegepast. Het bepalen van de hoeveelheid benodigde productiemiddelen betekent ook dat maatgevende details (bijvoorbeeld het gebruik van een enkelsporige lijn) hier reeds dienen te worden verwerkt in de planning. De hoofddoelen van planning worden op deze manier bereikt, terwijl de door De Leeuw genoemde nadelen van planning (zie paragraaf 3.2) effectief worden ondervangen. Er worden nog geen keuzes gemaakt op een moment dat er onvoldoende informatie beschikbaar is om de juiste afweging te kunnen maken. Deze grove planning wordt in een later stadium verder gedetailleerd (zie volgende paragraaf). Dit betekent dat er in deze eerste fase van de planning zo veel mogelijk vrijheden moeten worden opengelaten: dit maximaliseert de ruimte om deze verdere invulling te optimaliseren. Definitie van tijdvensters

Een tijdvenster (zie afbeelding 4.6) is een middel om de noodzakelijke ontkoppeling te maken. De belangrijkste taak van een tijdvenster is het expliciet maken van de uitvoeringsonnauwkeurigheid van het verkeersproces, of plastischer geformuleerd: het is een maat voor de tijdsspreiding van de treindiensten. Om een bepaald (hoog) betrouwbaarheidsniveau te realiseren is het nodig om een bepaald (hoog) percentage van de treinritten binnen het venster te ‘vangen’. Hoe breder het venster,

58

toelaatbare vensterbreedte (klantacceptatie)

trein valt buiten het venster (te laat)

tijd

Laatste Aankomst

Tijdvenster

Vroegste Aankomst onderzijde venster = technisch minimale rijtijd Vroegste Vertrek

benodigde vensterbreedte (bevat gewenste percentage treinen)

weg

Afbeelding 4.6: Definitieschets van een tijdvenster. Het venster wordt zodanig gekozen dat een gewenst percentage van de treinritten (bv. 87%) binnen het venster valt. Dit wordt de vensterbreedte genoemd. Sommige treinen zullen niet in staat zijn om binnen het venster te rijden en worden als ‘te laat’ aangemerkt. des te meer treinen binnen het venster vallen en hoe betrouwbaarder de vervoerdienst kan worden. Voor vertrekkende reizigers is de onderkant van het venster van belang: dit is de vroegst mogelijke vertrektijd van hun trein. Voor aankomende reizigers is juist de bovenkant van het venster van belang: dit is het tijdstip waarop zij met de gekozen betrouwbaarheid zullen aankomen. Een trein die buiten zijn venster rijdt en dus reizigers te laat op hun bestemming aflevert, wordt als te laat aangemerkt. De regel dat een trein met minder dan 3 minuten vertraging als ‘op tijd’ geldt, vervalt dus.

Klantacceptatie van tijdvensters Toepassing van een tijdvenster betekent dat de planmatig beloofde reistijd voor de reizigers zal stijgen met de vensterbreedte. Evenwel blijft de gerealiseerde reistijd gelijk: immers rekenen mensen er nu ook al mee dat de trein iets te laat kan zijn. Een tijdvenster brengt vooral de planmatig beloofde reistijd in overeenstemming met de reistijden die daadwerkelijk kunnen worden gerealiseerd: uit het stratego-onderzoek blijkt dat reizigers planmatige reistijd aanzienlijk prettiger vinden dan ongeplande reistijd. Tijdvensters zijn niet meer dan een spreidingsmaat: ze leiden op zichzelf nog niet tot een punctueler treinverkeer. Tijdvensters kunnen mogelijkerwijs voor onduidelijkheid zorgen bij reizigers, zoals bijvoorbeeld in afbeelding 4.7 is weergegeven. Een trein die (uiterlijk) om 13 minuten over het hele uur aan moet komen in knooppunt 1, kan daar alweer (op z’n vroegst) om 12 minuten over het hele uur vertrekken. Het lijkt dus of een trein eerder vertrekt dan deze aankomt. Het is vooralsnog onduidelijk hoe reizigers hierop reageren. Dit probleem doet zich overigens alleen voor indien reizigers nauwkeurig het spoorboekje bestuderen. Gebruikers van een reisplanner zullen slechts een van beide tijden te zien krijgen.

tijd

15 (LA) (LA) 13

14

13

12 (VV)

11

10

08 (VV) weg beginstation

knooppunt 1

eindstation

Afbeelding 4.7: Vroegste vertrek en laatste aankomst grafisch weergegeven.

59

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Een tweede gevaar kan optreden wanneer een trein meestal bovenin zijn venster rijdt. Reizigers moeten dan op het vertrekstation op hun trein wachten en zouden dit kunnen ervaren als vertraging, ook al komen zij wel op tijd op hun eindbestemming aan. Daarbij komt dat reizigers wachttijd op de halte slechter waarderen dan de in-voertuig-tijd (Van Nes / van Oort, 2004). Een mogelijke reden voor deze slechte waardering is de onzekerheid waarmee wachtende klanten te maken hebben. Wellicht helpt het om deze onzekerheid weg te nemen: zo weten bijvoorbeeld reizigers van een metro ook niet van tevoren wanneer hun metro precies zal vertrekken, terwijl men dat geen probleem vindt. Blijkbaar heeft men het vertrouwen dat de geschatte reistijd (inclusief wachten en overstappen) waargemaakt zal worden. Het is van belang dit vertrouwen ook bij spoorvervoer te behouden, bijvoorbeeld door reizigers goed te informeren over het vervolg van hun reis: hoe laat vertrekt de trein naar Utrecht vandaag écht? Dit neemt onzekerheid bij de reiziger weg en verhoogt zo de reisbeleving. Men kan bijvoorbeeld op het vroegste-vertektijdstip meedelen dat “de trein naar Utrecht vandaag zal vertrekken om 12 uur 40”. Een zinvolle aanvulling daarbij is het gebruik van lijnnummers zoals ook gebruikelijk is bij bussen en bijvoorbeeld de S-Bahn in Duitsland. Zeker wanneer wordt overgegaan tot een corridordienstregeling is dit een zinvolle stap. De huidige manier, om treinen te identificeren aan de hand van hun vertrektijd, is minder duidelijk, zeker wanneer deze vertrektijd enigszins variabel wordt gemaakt. Een trein zal als gevolg van de uitvoeringsspreiding meestal (iets) later vertrekken dan het gepubliceerde vertrekmoment. Wanneer de vensterbreedte erg groot is, zullen vertrekkende reizigers toch nog vaak op hun trein moeten wachten. Dat is niet attractief. De maximaal acceptabele vensterbreedte volgt daarom uit de klantacceptatie. Het bepalen daarvan valt buiten het kader van deze rapportage. Vooralsnog wordt 3 minuten als bovengrens aangenomen: dit wordt verder de toelaatbare vensterbreedte genoemd. 3 Minuten sluit aan bij de huidige (interne) definitie van punctualiteit en lijkt nog een acceptabele wachttijd, als men er inderdaad van verzekerd is dat men op tijd op z’n bestemming zal arriveren. Het is echter wel belangrijk om snel inzicht te krijgen in een preciezere waarde.

Plannen met vensters Op een plaats waar men DVM zou willen toepassen, zullen treinen met een bepaalde tijdsspreiding het gebied binnenrijden. De mate van deze uitvoeringsspreiding kan worden bepaald door realisatiegegevens te onderzoeken (zie hoofdstuk 5), maar kan (bijvoorbeeld voor nieuwe dienstregelingen) ook uit simulatie worden bepaald. Door realisatiegegevens te gebruiken, wordt ook direct de lange feedbacklus (zie paragraaf 3.4) aangebracht. Dit staat bekend onder de term organisch plannen, omdat de dienstregeling zich als het ware ‘levend’ aanpast aan de omstandigheden ‘buiten’. DVM beoogt niet deze geïmporteerde vertragingen op te lossen: wel houdt het rekening met het feit dat deze treinen blijkbaar vertraagd kunnen aankomen en probeert het daar zo goed mogelijk mee om te gaan. De vensterbreedte die aangeeft binnen welke tijd het gewenste percentage treinen in staat is om aan te komen, zal worden aangeduid met de term benodigde vensterbreedte. Indien men bijvoorbeeld een venster wil hebben met 87% betrouwbaarheid (eis van Benutten en Bouwen voor 2007), en 87% van de treinen is in staat om met maximaal 3,8 minuut vertraging aan te komen, dan bedraagt de benodigde vensterbreedte dus 3,8 minuut. Het spreekt voor zich dat de benodigde vensterbreedte in een goed plan kleiner is dan de toelaatbare vensterbreedte. In bovenstaande voorbeeld is dat dus niet het geval en zijn er extra maatregelen nodig om de 3,8 minuut te reduceren tot 3,0 minuut. Het tijdvenster geeft zo eigenlijk de grenzen aan die vanuit het externe plan worden gesteld aan de te vinden oplossingen voor het interne plan: de vensters moeten dus klein genoeg zijn om reizigers een attractief product te kunnen bieden en om de benodigde input nauwkeurig te kunnen bepalen, maar grof genoeg om het verkeersproces nog flexibel in te kunnen richten. Treinen mogen daarbij enigszins schuiven, maar niet buiten hun venster. De vensters vormen de randvoorwaarde voor de verkeersprocesplanning (paragraaf 4.6).

60

Er zijn twee manieren om met de benodigde vensters om te gaan. Onderstaande tekst is een citaat uit Schotanus, (2004): “Als aan de huidige systematiek van conflictvrij plannen wordt vastgehouden dan zal het hele venster vrij van conflicten gehouden moeten worden. In de huidige dienstregeling komen treinopvolgingen van twee minuten voor, drie minuten is normaal. Voor het vrijhouden van het hele venster bij de huidige uitvoeringsmarges moet dit 6 worden opgerekt tot 5 à 8 minuten . Consequentie is dat de capaciteit van de knooppunten (meer dan) halveert. Dit lijkt niet reëel. Er zijn meerdere mogelijkheden om dit op te lossen: Vasthouden aan conflictvrij plannen en de vensterbreedte terugbrengen tot ca. 30 seconden (dit is wat de Japanse spoorwegen doen), Vasthouden aan de huidige uitvoeringsnauwkeurigheid van 3 à 5 minuten en conflicten in de uitvoering oplossen (dit is vergelijkbaar met wat bus en vliegtuig doen).”

De eerstgenoemde mogelijkheid komt nagenoeg overeen met verkeersprocesgeoriënteerd plannen. Deze methode kan werken indien de tijdvensters heel smal zijn en de treinen dus vrijwel 100% punctueel rijden. Voor Nederland lijkt dat, althans op dit moment, niet haalbaar. De tweede mogelijkheid betekent dat tijdvensters elkaar overlappen. Dit betekent niet noodzakelijkerwijs dat er ook daadwerkelijk een conflict tussen treinen gaat optreden: tijdvensters geven immers alleen aan binnen welke bandbreedte een treinbeweging naar alle waarschijnlijkheid zal plaatsvinden. Het geeft alleen aan dat er een kans is dat er een conflict zal ontstaan. Overigens bestaat deze kans in een conflictvrije planning ook, maar wordt daar niet onderkend omdat er vanuit wordt gegaan dat treinen op tijd rijden. Het potentiële conflict wordt door gebruik te maken van de tijdvensters al wel onderkend, maar nog niet opgelost. Het oplossen van de zich aandienende conflicten gebeurt op korte termijn voor de uitvoering. Hierover gaat de volgende paragraaf. Omdat de oplossing van een conflict nog niet bekend is, is het van belang om de inzet van buffertijd nog niet vooraf vast te leggen. Dit gebeurt pas in de verkeersprocesplanning. Mocht het zo zijn dat een trein zonder ‘schade’ door de flessenhals is gekomen, dan moet deze voor het verlaten van het studiegebied zijn speling ergens kunnen consumeren om weer volgens de conventionele planning de rit te kunnen vervolgen. Dit wachten (of langzamer rijden) dient te gebeuren op een plaats waar de trein niet in de weg staat, dus niet in de flessenhals maar erná.

4.6

Verkeersprocesplanning: de tweede fase van DVM

Verdere invulling van het grove plan

Het nog niet tot in alle detail uitgewerkte plan uit de eerste planningsfase moet nog verder worden uitgewerkt voordat de treindienst kan worden uitgevoerd. Op basis van de grove planning is al wel bekend dat er voldoende inputs (infrastructuur, materieel en personeel) beschikbaar zijn, maar de precieze inzet van deze middelen moet nog worden bepaald. Ook de publieke functie van het plan verdient nadere detaillering: immers zijn de reizigers wel op de hoogte van het bestaan van een reismogelijkheid, maar zaken als de precieze vertrektijd en vooral vertrekspoor zijn nog niet bekend. Deze zaken worden, in lijn met de optredende mate van (on)zekerheid over het procesverloop, pas kort voor de uitvoering definitief ingevuld. Met een (computerondersteunde) feedforward-regeling kan het optreden van een conflict en de gevolgen daarvan nauwkeurig worden voorspeld en kunnen mogelijke maatregelen worden voorgesteld. Er is dan sprake van een Traffic Management Systeem (TMS7). De treindienstleider blijft echter altijd in staat om adviezen af te wijzen en zelf te bepalen wat er gebeurt. Een TMS kan worden gezien als een specifieke toepassing van het procesbeheersingssysteem. Het TMS, maar ook de 6

Dit is in overeenstemming met de resultaten die in hoofdstuk [5] worden gepresenteerd. In juni 2004 liep er bij ProRail een proef met een TMS onder de naam “de Groene Golf”, gebaseerd op het Europese project COMBINE.

7

61

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem treindienstleider, moet zo nauwkeurig mogelijk op de hoogte zijn van plaats en snelheid van alle treinen. Ook de actuele en verwachte status van de infrastructuur (blokkeringstijden) moet bij het TMS bekend zijn. Door het TMS frequent de optimale oplossing te laten herberekenen, ontstaat de benodigde feedbacklus die voorkomt dat de actuele herplanning uit de pas loopt met de realiteit. Het berekenen van de optimale oplossing komt in feite neer op het berekenen van alle mogelijke (of alleen de meest kansrijke) afhandelingsvolgordes door middel van blokkeringstrapdiagrammen. De gebruikte methode is daarmee exact gelijk aan het verkeersprocesgeoriënteerd plannen. Het moment waarop de planning wordt opgesteld verschilt wel: niet een jaar van te voren, maar hooguit enkele tientallen minuten. Dit betekent dat er veel meer zekerheid is over de te verwachten situatie en de kans dat het plan daadwerkelijk uitvoerbaar is. Ten opzichte van het verkeersprocesgeoriënteerd plannen is er ook een verschil in de doelstelling: niet minimale hinder voor elke trein en een vlekkeloze uitvoering van het proces is het doel, maar minimale hinder voor de reizigers. Uitloop van een proces A kan daarbij worden gecompenseerd door een sneller verloop van een ander proces B. De oplossing met de minst hinderlijke gevolgen wordt gekozen als uitvoeringsplan. Bij voorkeur is dit een oplossing waarbij alle treinen binnen hun tijdvenster, en dus binnen de aan de klant gepubliceerde uitvoeringsspreiding, kunnen blijven rijden. Om voldoende oplossingsruimte te hebben voor het maken van het verkeersprocesplan, zijn er behalve de in paragraaf 4.5 voorgestelde maatregelen ook maatregelen nodig en mogelijk in de uitvoering.

Tijd sparen De beschikbare infracapaciteit van 60 minuten per uur kan beter worden benut wanneer de diverse deelprocessen (zoals rijden, halteren, vertrekproces) van het railverkeer minder tijd in beslag nemen. De meeste maatregelen zijn dan ook uit te drukken in een of andere vorm van ‘tijd sparen’. De vrijgekomen tijd kan in theorie worden gebruikt om ofwel de hoeveelheid buffertijd per uur te vergroten (grotere betrouwbaarheid), ofwel om het aantal treinbewegingen per uur toe te laten nemen (hogere frequenties), of van beide een beetje. Analoog aan de theoretische beschouwing in paragraaf 4.2 zijn de maatregelen om tijd te sparen indeelbaar in twee domeinen: verplaatsing van een treinpad in tijd of verplaatsing in de ruimte. Behalve de DVM-maatregelen, die moeten zorgen voor een goede herplanbaarheid (minimale hinder bij een optredend conflict), zijn er ook een aantal capacitaire maatregelen denkbaar die goed hand in hand gaan met DVM. Capacitaire maatregelen zorgen ook voor voordeel wanneer er geen conflict wordt opgelost. Elk van deze drie categorieën zal hieronder worden toegelicht.

Maatregelen in tijdsdomein Flexibele buffertijd . Doordat de precieze ligging van de treinpaden nog niet bepaald is, kan ook niet per treinpaar worden bepaald hoeveel buffertijd precies tussen elke tweetal treinen nodig is. In feite is het voor een maximale benutting van de infrastructuur wenselijk zo min mogelijk (want: onbenutte) buffertijd te hebben. Door het verkeersproces pas vlak voor de uitvoering te plannen, kan beter worden bepaald tussen welke treinen buffer tijd nodig is en waar deze kan vervallen. Dit betekent dat er waarschijnlijk met minder buffertijd kan worden volstaan. Adviessnelheid Een adviessnelheid is een hulpmiddel voor de machinist om te zorgen dat hij niet vóór een bepaald tijdstip bij een conflictpunt arriveert. Hier zou hij dan moeten stoppen en weer aanzetten. Dit kost extra tijd (het aanzettijdverlies) en energie en is vervelend voor reizigers. Vooral voor traag remmende en optrekkende goederentreinen blijkt dit effectief te werken (voorlopig resultaat praktijkproef de Groene Golf). Wanneer de trein zodanig rijdt dat deze nét op het moment dat zijn seinbeeld verbetert bij dit sein arriveert, is de hinder voor die trein minimaal. Dit sluit ook aan bij de definitie van de (wens-)blokkeringstijd. Minimale hinder voor een trein hoeft niet noodzakelijkerwijs gelijk te zijn aan het maximaliseren van de

62

doorstroming op een bottleneck (zie hoofdstuk 5). Echter ook bij een ander regeldoel kan een adviessnelheid een goed instrument zijn. Opsparen van marge . In de huidige planning wordt rijtijdspeling al zo veel mogelijk achterop een traject (maar wel vóór een conflictpunt) gelegd (zie paragraaf 3.6). Een trein die zijn marge onderweg niet nodig heeft, hoeft dan niet telkens zijn vertrektijd afwachten en heeft zijn speling dan nog beschikbaar voor het geval dat deze verderop nodig is. Deze aanpak wordt in feite geëxpliciteerd door tijdvensters. Een trein die zijn marge niet gebruikt, komt dan onderin zijn venster te rijden. Opsparen van marge is in feite een combinatie van de bovengenoemde maatregelen “flexibele buffertijd (in dit geval rijtijdspeling)” en “adviessnelheid”. Het snelheidsadvies is in dit geval tamelijk simpel en op te vatten als “rijd altijd zo snel mogelijk!”. Korter halteerproces . Het halteerproces kan worden verkort door meteen te vertrekken wanneer het in- en uitstappen heeft plaatsgevonden. Als gevolg van de variabele halteertijden zijn ook de rijtijden van de trein binnen een zekere bandbreedte. Tijdvensters bieden een geschikte methode om hier rekening mee te houden. In feite wordt halteerbuffertijd verplaatst naar rijtijdspeling, waardoor de schaarse perronspoorcapaciteit sneller vrijkomt. Bij haltes langs de vrije baan is het zinvol de stop-door-schakeling opnieuw in te stellen, zodat niet hoeft worden gewacht op het sluiten van een overweg.

Afbeelding 4.8: In Keulen rijden

sommige stoptreinen na aankomst al zo snel mogelijk door naar hun eindpunt Köln-Deutz: in feite een vorm van opsparen van marge en/of korter halteerproces. Deze trein heeft overigens ook al een lijnnummer. Volgorde handhaven of wisselen . Wanneer twee treinen gelijktijdig aanspraak maken op dezelfde infrastructuur kunnen één of beide treinen in de tijd verschoven worden. Mogelijkerwijs verandert daarbij de treinvolgorde, maar dat is niet noodzakelijk. Een en ander is afhankelijk van de beschikbare regelruimte (waar bevinden de treinen zich ten opzichte van de bovenkant van hun venster) en de inhomogeniteit op de aansluitende baanvakken. Merk op dat er in feite geen sprake is van een volgordewisseling, omdat er nog geen volgorde gepland was.

Maatregelen in plaatsdomein Andere rijweg . Op grote wisselcomplexen is er vaak meer dan één mogelijkheid om van een bepaald spoor naar een ander spoor te komen. Meestal wordt hierbij de zogenaamde voorkeursrijweg gebruikt. Door (afhankelijk van waar de andere treinen zijn) via andere wissels te rijden, kunnen wellicht meer gelijktijdige treinbewegingen worden gefaciliteerd. Van- en naar-spoor blijven echter hetzelfde. Ander (perron)spoor . Op een groter schaalniveau kan de route van een trein ook worden aangepast. De trein wordt dan behandeld op een ander spoor. Doel is wederom het mogelijk maken van gelijktijdige treinbewegingen of het niet hoeven wachten op een vrij (perron)spoor. Perronsporen kunnen alleen gewisseld worden langs hetzelfde perron, om grote voetgangersstromen te voorkomen. Dit heet ook wel Cross Platform Switch. Andere wisselstraat . Door een kruisbeweging te verleggen naar een verderop gelegen wisselstraat kan er meer

63

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem (tijd)ruimte tussen twee treinen gecreëerd worden. Beide treinen kunnen dan blijven rijden en elkaar kruisen op een plaats dat zij geen hinder meer van elkaar ondervinden. Ander dienstregelpunt (flexibel inhalen / kruisen) . Tijdvensters maken het mogelijk om ook inhalingen van treinen flexibel te verleggen. Dit maakt de afhankelijkheid tussen treinen kleiner en draagt aldus bij tot een betere punctualiteit (zie ook tabel 5.2 in paragraaf 5.3).

Capacitaire maatregelen: Kortere opvolgtijd . De opvolgtijd tussen twee treinen wordt bepaald door de wens om in absolute remwegafstand8 te rijden en door het type detectie, signalering en treinbeïnvloeding (zie bijlage 5). De absolute remwegafstand wordt als randvoorwaarde gezien. Op elk van de drie aspecten detectie, signalering en treinbeïnvloeding kan tijd worden bespaard. De precieze werking van deze maatregel doet hier niet terzake. Wel is van belang om kennis te nemen van het feit dat een kortere opvolgtijd zorgt voor een meer flexibele herplanbaarheid. Vliegende start . Een ingestelde rijweg is momenteel voor de conducteur (!) het teken om te vertrekken. Dit betekent dat tijdens het instappen van de laatste reizigers en het sluiten van de deuren dure infracapaciteit gereserveerd is voor een trein die deze nog niet nodig heeft. Door een interactie mogelijk te maken tussen het halteerproces op het perron en de mogelijkheid om een rijweg in te stellen, neemt het tijdbeslag van een rijweg af en kan dus de capaciteit van de wisselstraat worden verhoogd. Hiertoe is het nodig dat: o De conducteur op de hoogte is van de mogelijkheid om een rijweg in te stellen; o De treindienstleider ervan op de hoogte is dat de trein vertrekgereed is. Met de huidige mobiele communicatiemiddelen (zoals GSM-Rail) moet dit eenvoudig te realiseren zijn. Deze maatregel is goed te combineren met DVM-maatregel “korter halteren”. Materieelgebonden maximumsnelheid . Voor treinen die niet voldoende beremd zijn om binnen de seinafstand van een baanvak te kunnen stoppen bestaan snelheidsbeperkingen. Evengoed zou men voor treinen die juist beter beremd zijn, zoals de meeste reizigerstreinen, de snelheid kunnen verhogen. Deze snelheidsverhoging kan planmatig worden gebruikt of als extra buffer (rijtijdspeling). Dit is wat men in Japan doet (Schaafsma, 2001).

4.7

Nabeschouwing DVM-Maatregelen

De realiteit is al dynamisch… Een nabeschouwing van de genoemde maatregelen leert dat het overgrote deel al dagelijks door treindienstleiders en in mindere mate door planners wordt toegepast. Alle maatregelen in het plaatsdomein (andere rijweg, ander spoorgebruik en verleggen van kruisingen) worden veelvuldig toegepast om de treinenloop aan de gang te houden en in te spelen op de actuele situatie. Van de tijdsdomein-maatregelen zit het opsparen van marge gedeeltelijk al in de planning verwerkt, zij het niet expliciet, terwijl een snellere vertrekprocedure bij vertragingen al standaard is: dan hoeft immers de vertrektijd niet te worden afgewacht. Een kortere opvolging door te rijden op geel in plaats van op groen komt zeer frequent voor. Soms wordt de opvolgtijd nog extra verkort door rijwegen in te stellen naar een (nog) bezet spoor, terwijl de voorgaande trein daar nog vertrekt. Ook het wisselen van volgordes is aan de orde van de dag. 8

Dat wil zeggen dat vóór elke trein minimaal zijn eigen remweg vrij is van obstakels. In het autoverkeer wordt normaalgesproken in relatieve remwegafstand gereden, waarbij dus erop wordt vertrouwd dat het voorliggende voertuig ongeveer even hard remt als het bestuurde voertuig. 64

Voor een vliegende start, adviessnelheden en een materieelgebonden hogere maximumsnelheid ontbreekt het momenteel aan de technische middelen om dit mogelijk te maken.

…nu de planning nog De in de uitvoering bestaande dynamiek zit echter niet verwerkt in de planning. Om deze maatregelen te kunnen nemen, moeten de treindienstleiders zichzelf regelruimte toe-eigenen, aangezien deze niet expliciet is aangegeven. Zij doen dit op basis van hun ervaring: zij kunnen redelijk inschatten welke treinen veel en welke weinig speling hebben in het vervolgtraject, hoewel ook deze informatie in het BUP vastligt en niet meer in het dagplan staat. Het ligt voor de hand om ook in de planning rekening te houden met het feit dat deze maatregelen toegepast kunnen worden. De schommelingen in de uitvoer kunnen in het plan goed gemodelleerd worden met tijdvensters.

Eisen aan het Traffic Management System De regelwinst die kan worden behaald, hangt naar verwachting voor een groot deel af van de intelligentie van het TMS. Het ontwikkelen van een goed TMS is echter een studie op zichzelf waard, hetgeen momenteel loopt onder de projectnaam Combine 2 / de Groene Golf. In deze rapportage ligt de aandacht vooral op het bepalen van het effect van de DVM-maatregelen in de planning. In de simulatiestudie in hoofdstuk 6 wordt daartoe gebruik gemaakt van een eenvoudig TMS met een ‘first come first served’-regeling (FCFS), aangevuld met extra voorwaarden. Dit is een ‘domme’ regeling, maar dit betekent ook dat wanneer daarmee al regelwinst kan worden behaald, deze met een slimmere regelautomaat altijd groter zal zijn. Het is dan dus in ieder geval wel de moeite waard om de DVM-maatregelen in de planning door te voeren. Een automatisering van het verkeersregelen kent ook nadelen (Pachl, 2002): zolang het TMS werkt, wordt altijd een (bijna) optimale oplossing gekozen. Wanneer echter de regelautomaat uitvalt en zich een conflict aandient, ontstaat er een probleem omdat er bij de treindienstleiders geen parate kennis en ervaring meer aanwezig is. Er zal daarom een niet optimale oplossing worden gekozen, waardoor treinen elkaar meer hinderen dan voorzien. Dit introduceert (bij een hoge belasting van het netwerk) nieuwe conflicten, waarvoor eveneens niet optimale oplossingen worden gekozen enzovoorts. Uiteindelijk stort de treindienst dan in. (Op tijd) snijden in het aantal treinen is dan de enige oplossing.

Veel gemaakte denkfouten In deze laatste subparagraaf zullen enkele veel gemaakte denkfouten omtrent DVM-toepassing worden ontkracht. Dynamisch verkeersmanagement is geen wondermiddel . Het doet geen vertragingen als sneeuw voor de zon verdwijnen. Het kan wel helpen om vervolgvertragingen te voorkomen, of in andere termen, om de gevolgen van eenmaal opgetreden vertragingen te beperken. Daarnaast blijft het uiteraard nodig om te blijven zoeken naar de oorzaak van (primaire) vertragingen en deze op te lossen. Dit zoekproces is geen onderdeel van DVM. Vergelijk het met een lekkage: de enige en meest effectieve manier om geheel van de wateroverlast af te komen is het dichten van het gat. Zolang dat echter niet gebeurd is, kan het geen kwaad om een emmer eronder te zetten en een dweil ter hand te nemen om de gevolgen van de lekkage te beperken. DVM kost geen extra tijd . Een veel gemaakte fout is dat toepassing van DVM-maatregelen (tijdvensters) gepaard gaat met extra reistijd: DVM kost dus tijd, zo redeneert men. Deze redenering is echter onjuist. De extra reistijd ontstaat namelijk als gevolg van het feit dat treinen elkaar hinderen, hetgeen ook gebeurt wanneer tijdvensters niet zouden worden gebruikt. Gebruik van de DVM-maatregelen leidt op zichzelf tot een afname van de gevolgen van een conflict. Dit heeft dus altijd een rijtijdreductie tot gevolg. De extra reistijd ontstaat dus zonder DVM ook en heet dan ‘vertraging’. De extra reistijd is dan weliswaar niet planmatig, maar hij is er wel en wordt door reizigers aanmerkelijk slechter ervaren dan een even lange planmatige reisduur. Door te

65

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem rekenen met tijdvensters worden de kleinste 87% van de vertragingen ‘ingebouwd’ in de reistijd. Reizigers zullen dit waarschijnlijk beter waarderen dan wanneer zij onzekerheid hebben over het verloop van hun reis. Als gevolg van die onzekerheid nemen reizigers nu vaak een trein eerder om in ieder geval maar op tijd te zijn. Ook dit is buitenplanmatige reistijd, die ontstaat omdat in het planningsproces niet de reistijd van de klant centraal staat, maar de (ongehinderde) rijtijd van de treinen.

4.8

Vergelijking van de drie planningsmethoden

In het vorige hoofdstuk is de huidige planningmethode besproken, in dit hoofdstuk gevolgd door verkeersprocesgeoriënteerd plannen en dynamisch verkeersmanagement. In deze paragraaf zal aandacht worden besteed aan een vergelijking tussen deze drie methoden. Het accent zal hierbij liggen op de principes uit de regeltechniek (zie bijlage 3). Per planningwijze verbeterende regeltechniek

De huidige manier van werken kon worden gekarakteriseerd als inputgeoriënteerd plannen. De huidige planning is feedforward met nauwelijks enige feedback van de uitvoering, waardoor structurele fouten niet worden opgelost. In de uitvoering is juist de feedback te traag en zou enige feedforwardregeling noodzakelijk zijn: hiervoor ontbreken echter de middelen. De benodigde hoeveelheid buffers (buffertijd en rijtijdspeling) volgt uit de standaard planningnormen, maar het is niet bekend of deze in het algemeen wel voldoende is, laat staan in specifieke gevallen. De planning lijkt een doel op zichzelf geworden, en het bereiken van een goede dienstuitvoering wil men bereiken door vast te houden aan de planningnormen. Alle details worden een jaar van te voren gepland; herplannen (bijsturen) wordt gezien als uitzonderingssituatie. Verkeersprocesgeoriënteerd plannen brengt hierin verbeteringen aan door niet de planning zelf als doel te stellen, maar een nauwkeurige uitvoering hiervan. De lange termijnplanning wordt daarom zeer gedetailleerd opgesteld aan de hand van blokkeringstrapdiagrammen. De hoeveelheid buffertijd in deze planning wordt nauwkeurig afgestemd op de situatie, die blijkt uit uitvoeringsgegevens (lange feedbacklus). Een goede dienstuitvoering wil men bereiken door de kans op conflicten zo klein mogelijk te maken. Afwijkingen op de planning dienen zo snel mogelijk te worden geconstateerd en het plan moet op deze afwijking worden aangepast (korte feedbacklus). Hiertoe is het nodig om op structurele basis een herplanning te maken. Dynamisch verkeersmanagement neemt de voordelen van verkeersprocesgeoriënteerd plannen mee, maar gaat nog een stapje verder en stelt niet het verkeersproces centraal als regeldoel, maar het vervoer. De planning wordt daartoe opgesplitst in een vervoerplan, dat het regeldoel vormt voor de interne verkeersplanning. In elk van de plannen wordt niet meer gepland dan nodig, maar ook niet

Verkeer

Vervoer

Interne functie:

Externe functie:

organiseren

lange termijnplanning 0,5-5 jaar


informeren

inputgeoriënteerd plannen




(huidige planning)

verkeersprocesgeoriënteerd plannen


outputgeoriënteerd plannen (DVM)

Afbeelding 4.9: Samenhangende plannen met elk een eigen doel. 66

minder. Dat wil zeggen dat er rekening wordt gehouden met de onzekerheid over het toekomstige proces. De inzet van de productiemiddelen wordt niet nauwkeuriger gepland dan op enig moment mogelijk, maar er wordt rekening gehouden met enige onnauwkeurigheid in de uitvoering. Er bestaat dus een kans op conflicten in de uitvoering, maar de gevolgen hiervan worden beperkt tot een niveau dat niet schadelijk is voor de outputdoelstellingen: het leveren van vlugge en voordelige vervoerdiensten. De twee gebreken uit de huidige planwijze worden goedgemaakt: de eerste planningsfase wordt voorzien van een terugkoppeling op de realisatie (organisch plannen), terwijl de uitvoering zelf juist wordt ondersteund door een feedforwardregeling met (automatisch) snelle feedback. Herplanbaarheid

In de statische plannen wordt het kunnen maken van een conflictvrij plan (met voldoende buffertijd) gezien als een garantie voor de uitvoerbaarheid ervan. Het kunnen vinden van een conflictvrije oplossing hoeft echter niet te betekenen dat dit ook de enig mogelijke oplossing is. Dat alle conflictvrije plannen uitvoerbaar zijn, hoeft andersom niet te betekenen dat alle uitvoerbare plannen (op voorhand) conflictvrij moeten zijn. Belangrijker is om vast te stellen of er voldoende capaciteit is om het aantal gewenste paden te kunnen aanbieden, dan ook direct de afwikkeling vast te leggen. Voor zover bekend wordt er in de planning geen rekening gehouden met de gevolgen van een mogelijke verschuiving van een dienstregelingspad. Er zou een gevoeligheidsanalyse moeten worden uitgevoerd die de prestatie van de dienstregeling beoordeelt wanneer treinen hun pad missen. In dynamisch verkeersmanagement zit dit gedeeltelijk verwerkt (flexibel inhalen) maar dit is een aspect dat nog beter uitgediept zou moeten worden, ongeacht de gehanteerde planningswijze. Tabel 4.2:

Schematisch overzicht van de besturingsconcepten.

Planning

Regeldoel:

Vastleggen in tijd?

Inputgeoriënteerd plannen

Verkeersprocesgeoriënteerd plannen

Dynamisch Verkeersmanagement

Planningnorm

Verkeersproces

Vervoer

Ja: generieke norm met impliciete buffertijd

Ja: buffertijd specifiek per treinpaar

Nee: voldoende buffertijd over het uur is voldoende

Vastleggen in plaats?

Ja: uit planning volgt geen noodzaak voor reservecapaciteiten

Regelstrategie:

Feedforward op basis van planningnormen

Herplanning

Regeldoel:

Variatie in tijd? Variatie in plaats? Regelstrategie:

Ja: aanleg extra infrastructuur Nee: bijstuur-infra aanleggen nodig om treinen uit elkaar te waar veel uitvoeringsspreiding kunnen plannen optreedt, maar die nog niet toewijzen Feedforward op basis van Feedforward op basis van blokkeringstijden; realiseerbare reistijden, aangevuld met feedback aangevuld met feedback (organisch plannen)

Minimale afwijking van Minimale afwijking van Minimale afwijking van extern oorspronkelijke plan oorspronkelijke plan plan Geplande tijdligging achteraf Geplande tijdligging achteraf Definitief vaststellen wijzigen wijzigen tijdsligging Gepland spoorgebruik achteraf Gepland spoorgebruik achteraf Definitief spoorgebruik nu pas wijzigen wijzigen uitdetailleren Feedforward op basis van inschatting treindienstleider, met langzame feedback

Feedforward op basis van blokkeringstijden, feedback (eventueel door TMS)

67

Feedforward op basis van blokkeringstijden; feedback (beide door TMS)

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Door rekening te houden met uitvoeringsspreiding blijkt ook waar eventuele uitwijkmogelijkheden zinvol zijn: zowel op de plaatsen waar hinder optreedt zelf, maar gezien de toenemende kans op gehinderd-zijn in de loop van een traject, ligt het voor de hand om vooral extra bijsturingsmogelijkheden te bouwen aan het einde (in rijrichting gezien) van lijndiensten.

Verkeersprocesgeoriënteerd plannen of dynamisch verkeersmanagement? Zowel verkeersprocesgeoriënteerd plannen als dynamisch verkeersmanagement betekenen een verbetering ten opzichte van de huidige situatie. Volgens de regeltechniek kan DVM beter voldoen aan de gestelde outputdoelen “vlug en voordelig”, maar de statische methode heeft zich al bewezen in onder andere Japan en Zwitserland. Welk van de twee wijzen voldoet onder welke omstandigheden het beste aan de outputdoelstellingen van “Veilig, vlug en voordelig” railvervoer? Vroeger was een conflictvrij plan en het stug daaraan vasthouden noodzakelijk om de doelen ‘veilig, vlug en voordelig’ te bereiken. De kans op het stil komen te staan van een trein voor een rood sein was vroeger praktisch gezien alleen te beperken door treinen ver uit elkaar te plannen en alles te richten op een zo nauwkeurig mogelijke procesuitvoering. Dit was nodig omdat de technische middelen ontbraken om de gevolgen van verkeersconflicten acceptabel te beheersen, zowel qua veiligheid (risico passage stoptonend sein), tijdshinder (traag optrekken en vervolgens lange blokkeringstijden) en energiekosten. Men kon vroeger niet anders en de verkeersprocesgeoriënteerde plantechniek voldeed toen dus wel degelijk aan de outputdoelstellingen. Deze nadelige effecten kunnen steeds beter worden tegengegaan door de technologische ontwikkelingen, met name op het gebied van de ICT en de vermogenselektronica. De belangrijkste ontwikkelingen zijn: De veiligheidsrisico's zijn beperkt door de komst van treinbeïnvloeding, en verdwijnen praktisch volledig bij toepassing van geavanceerde treinbeïnvloedingstechnieken (bijvoorbeeld ATB-NG, LZB of ETCS) of automatische bediende treinen. Toepassing van een TMS met snelheidsadvisering kan de tijdhinder en energiekosten als gevolg van het tegenkomen van rode seinen aanzienlijk beperken. De gevolgen van een conflict kunnen nog verder worden verkleind door een snelle treinopvolging (dit vergroot de regelruimte van het TMS). Hiertoe kan bijvoorbeeld worden gedacht aan nauwkeurigere treindetectie, automatische instelling van rijwegen, remcurvebewaking en een materieelgebonden maximumsnelheid. Door mobiele communicatie (GSM-Rail) kan van elke trein eenvoudig de actuele snelheid en plaats worden doorgegeven. Andersom kunnen ook berichten (bijvoorbeeld snelheidsadviezen) naar de trein worden gezonden. Snelle computertechnologie maakt het mogelijk om nog tot vlak voor de uitvoering de optimale afhandelingsvolgorde te bepalen. Door recuperatief remmen wordt het energieverlies (kostenaspect) als gevolg van afremmen aanzienlijk beperkt. Een snellere aanzet leidt tevens tot minder tijdverlies. Hoe beter van deze ontwikkelingen kan worden gebruik gemaakt, des te meer wordt het mogelijk om de nadelen van een conflict te beheersen. Het is dan minder noodzakelijk om treinen ver uit elkaar te plannen, ofwel de capaciteit kan beter worden benut: de doelstelling ‘goedkoper’ wordt beter zonder dat veilig of vlug in het geding komt. Dit pleit dus voor vervanging van verkeersprocesgeoriënteerd plannen door dynamisch railverkeersmanagement. De eerste vier genoemde punten worden nagenoeg volledig worden gedekt door het European Rail Traffic Management System (ERTMS). Hoewel ERTMS geen voorwaarde is voor het invoeren van DVM, zal dit wel een belangrijke synergie kunnen opleveren zodat er meer baten ontstaan dan wanneer DVM en ERTMS beide los van elkaar worden ingevoerd. Ook in Zwitserland is men nadrukkelijk van mening dat ERTMS/ETCS méér is dan alleen een nieuw treinbeïnvloedingssysteem en een belangrijke rol speelt in het verhogen van de capaciteit (SBB, 2001).

68

Opgemerkt dient te worden dat bij een zeer betrouwbare dienstuitvoering, zoals ook in Zwitserland en Japan het geval is, de treinen minder ver uit elkaar hoeven worden gepland en de infrastructuur behoorlijk intensief kan worden gebruikt. Bij lagere punctualiteit wordt dit steeds inefficiënter. Hoe nauwkeuriger het lukt om de uitvoeringsspreiding terug te dringen, des te minder verschil is er tussen verkeersprocesgeoriënteerd plannen en dynamisch verkeersmanagement. Doordat de huidige automatische treinbeïnvloeding (ATB) niet ingrijpt bij snelheden lager dan 40 km/uur is met name het bereiken van de veiligheidsdoelstelling bij DVM nog een punt van zorg. Hier zal in eerste instantie bewust aan voorbij worden gegaan, omdat het doel van deze studie is om de mogelijke regelwinst van DVM te bepalen en er nog geen maatregelen uitgesloten moeten worden. In hoofdstuk 7 zal vervolgens worden beoordeeld wat binnen de huidige veiligheidsgrenzen wel en niet toelaatbaar wordt geacht. De afweging kan dan worden gemaakt of investeren in betere treinbeïnvloeding en DVM bijvoorbeeld economischer is dan het bij bouwen van infrastructuur onder de huidige condities.

4.9

Conclusies: niet nauwkeuriger werken dan nodig

Onzekerheid op lange termijn, zekerheid op korte termijn De bestaande besturingswijze van het railverkeer houdt onvoldoende rekening met in de realiteit optredende spreiding in de uitvoering. Er treden daarom regelmatig conflicten op in de uitvoering van het plan. In dit hoofdstuk zijn twee nieuwe besturingsconcepten voorgesteld die het risico van een conflict beperken. Verkeersprocesgeoriënteerd plannen richt zich op een uiterst nauwkeurige planning en uitvoering van het plan. Op deze manier wordt gepoogd de kans op een conflict te beperken. Dynamisch Verkeersmanagement (DVM) biedt een concept waarbij niet de kans, maar juist de gevolgen van een zich voordoend conflict geprobeerd worden te minimaliseren. Het concept van DVM geeft invulling aan de onzekerheid door in twee stappen te plannen. 1. Op lange termijn (jaren tot uren voor uitvoering) wordt gepland met tijdvensters, een zekere bandbreedte waarbinnen de trein zich naar alle waarschijnlijkheid zal bevinden. In deze planfase wordt de behoefte aan middelen gespecificeerd en het aanbod van treindiensten aan de reizigers gepubliceerd. 2. Het plan uit stap 1 wordt op korte termijn (uren tot minuten voor de uitvoering) uitgedetailleerd. Er wordt op basis van actuele gegevens een optimale uitvoeringsvolgorde bepaald door een Traffic Management Systeem. Spoorgebruik en exacte aankomsten vertrektijden worden nu pas definitief bepaald en aan de gebruikers bekend gemaakt. Door deze twee stappen sluit de planning beter aan bij de mate van onzekerheid van de realiteit. De noodzaak om een vooraf vastgesteld plan achteraf te wijzigen vervalt daarmee.

Nieuwe technologie maakt DVM mogelijk, maar is niet vereist Bij veel onregelmatigheden (grote kans op hinder) in de dienstuitvoering zou een verkeersprocesgeoriënteerde planning erg ruim moeten worden opgezet, hetgeen zou leiden tot een lage benutting van de beschikbare capaciteit. Dynamisch verkeersmanagement beoogt niet in de eerste plaats een zo zuiver mogelijk procesverloop na te streven, maar de gevolgen voor de te leveren output zo veel mogelijk te beheersen. Wanneer de gevolgen voor de outputdoelstellingen niet te groot zijn, kan geaccepteerd worden dat er zo af en toe een conflict optreedt. Door de technische ontwikkelingen in, met name, de ICT en vermogenselektronica wordt het beheersen van de gevolgen steeds beter mogelijk. Hoewel zij geen vereiste zijn voor toepassing van DVM, gaat dit wel goed met elkaar samen.

69

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Voor elk van de planningsmethoden is het van belang om aandacht te schenken aan de ‘herplanbaarheid’. Wat zijn de gevolgen wanneer een trein zijn geplande pad mist? Vanuit de planning wordt op dit moment wel planmatig ongebruikte tijd (buffertijd) afgedwongen, maar geen planmatig ongebruikte infrastructuur (bv. inhaalsporen). Evenwel kan dit een duurder, maar effectiever middel zijn om ook een goede herplanbaarheid te realiseren. Gebruikmaking van DVM gaat een beetje deze kant op: het betekent in feite dat enige spreiding in de uitvoering wordt toegestaan, met name op plaatsen waar deze lastig terug te dringen is, bijvoorbeeld als gevolg van een hoge grondprijs (Schiphol), dure vrije kruisingen of viersporigheden (Utrecht – Arnhem) of een hoge prijs van (buffer)tijd als gevolg van een grote marktvraag naar treinpaden (knooppuntstations). Op ‘goedkopere’ plaatsen kan de toegelaten spreiding weer worden verminderd, bijvoorbeeld door vroege treinen weer op de geplande vertrektijd te laten wachten of door treinen elkaar in te laten halen. In feite betekent dit dat er op ‘dure’ plaatsen enige uitvoeringsspreiding wordt geaccepteerd: de nadruk ligt hier op doorstromen. Op ‘goedkope’ plaatsen kan de spreiding weer gereduceerd worden. De tijdvensters geven op iedere plaats de toegestane mate van spreiding aan. Klantwensen centraal

Omdat DVM in principe de klantwensen centraal stelt in plaats van het verkeersproces, verdient het aanbeveling om niet alleen over te schakelen op DVM op die plaatsen waar de beschikbare capaciteit krap is. Wel is op deze plaatsen het effect van DVM waarschijnlijk het grootste, omdat hier de meeste kans bestaat op het optreden van een conflict tussen treinen, dat DVM kan helpen oplossen. Het is van belang om uit te gaan van de klantwensen: een korte reistijd, zowel planmatig als in beleving, en dat tegen een redelijke prijs. De huidige manier van sturen op verkeersniveau (ook in Benutten en Bouwen) leidt tot technisch optimaliseren, zoals het bewust verbreken van overstappen, rijden in corridors, en homogeniseren: door deze maatregelen gaan wel de treinen op tijd rijden, maar de reiziger schiet hier niet zo veel mee op. Evenwel is ook de vraag hoe reizigers zullen reageren op tijdvensters. De verwachting is dat bij een voldoende hoog betrouwbaarheidsniveau en niet te brede vensters dit geen bezwaar zal zijn. Hier moet nader onderzoek naar worden verricht. Indien de tijdvensters niet goed geaccepteerd worden, zijn alsnog de voorgestelde wijzigingen voor het verkeersprocesgeoriënteerd plannen de moeite waard om door te voeren. De tijdvensters zijn in feite het enige verschil tussen deze twee planningmethoden. Vervolg

In dit hoofdstuk is beredeneerd waarom DVM kan leiden tot een betere benutting van de infrastructuur en/of een verhoging van de betrouwbaarheid. In de volgende twee hoofdstukken wordt uitgezocht hoeveel winst er te behalen is. In hoofdstuk 5 worden daartoe realisatiegegevens onderzocht. Op basis hiervan worden in hoofdstuk 6 nuttig lijkende maatregelen geformuleerd en het effect hiervan bepaald met behulp van simulatie.

70

5

Analyse van realisatiegegevens

5.1

Inleiding

In de vorige hoofdstukken is de situatie beschreven die zich de komende jaren in Arnhem zal voordoen en is een mogelijke oplossing, dynamisch verkeersmanagement, toegelicht. Er blijken drie stappen te zijn die gezet zouden moeten worden: Planning aanpassen aan gebleken uitvoeringsgebreken (lange feedbacklus); Ontkoppelen intern en extern plan, bijvoorbeeld door middel van tijdvensters; Tot vlak voor uitvoeringstermijn herplannen (korte feedbacklus). Doel van dit hoofdstuk is om meer duidelijkheid te krijgen over de invulling van deze stappen. Ten behoeve van de lange feedbacklus wordt bepaald wat de sterke en zwakke punten in de dienstuitvoering zijn. De verschillen die tussen intern en extern plan aangebracht zouden moeten worden, worden bepaald door de gerealiseerde aankomsttijdstippen te vergelijken met de geplande aankomsten. De mogelijkheden om nog op korte termijn te kunnen herplannen, worden bepaald door de gerealiseerde rij- en halteertijden te vergelijken met de geplande tijden. De gebruikte gegevens worden beschreven in paragraaf 5.2. In paragraaf 5.3 (algemeen beeld) en 5.4 (voorbeeld van het baanvak Velperbroek Aansluiting – Arnhem) wordt bovenstaande informatie inzichtelijk gemaakt. In 5.5 worden hieraan enkele conclusies verbonden.

5.2

De geanalyseerde gegevens

TNV-logbestanden Om een beeld van de werkelijke dienstuitvoering te krijgen, worden de TNV-loggegevens van de spitsperiode van maart 2004 geanalyseerd. TNV, het TreinNummerVolgsysteem, is een onderdeel van VPT (zie hoofdstuk 3). Deze logbestanden bevatten gegevens uit de beveiliging, de zogenoemde inframeldingen. Het betreft hier zaken zoals de momenten waarop secties vrij of bezet raakten, seinen uit de stand ‘stop’ komen of daarin terug vielen, en de tijdstippen waarop wissels werden omgelegd en de bijbehorende eindstand hebben bereikt.

Afbeelding 5.1: Schets van secties en TNV-Vensterposities. Wanneer bijvoorbeeld sectie S2 bezet raakt, wordt het treinnummer uit TNV-positie 1 doorgeschoven naar positie 2 (bij rechtsleidend wissel) of positie 4 (bij linksleidend wissel).

71

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem 1-MAR-200412:28:385AH$1053AT 1-MAR-200412:28:386VA$248 1-MAR-200412:28:395AH$226BT 1-MAR-200412:28:39130940

AH

EV2S.0AH

V G B EV1S.0

Afbeelding 5.2: Stukje van een TNV-logfile met achtereenvolgens: het vrijkomen van sectie 1053AT in Arnhem; het uit de stand ‘stop’ (‘ga’) komen van sein 248 te Velperbroek Aansluiting het bezet raken van sectie 226BT in Arnhem en daaraan gekoppeld een TNVverplaatsing van treinnummer 30940 van Venster EV2S.0 naar EV1S.0 Deze inframeldingen zijn echter niet gekoppeld aan een bepaald treinnummer. De treinnummers worden bijgehouden in zogeheten TNV-Vensterposities, die aan sommige secties gekoppeld zijn. Ook deze informatie is in de logbestanden opgenomen. Het programma TNV-Prepare, dat aan de TU Delft is ontwikkeld (Goverde/Hansen, 2000), kan alle gegevens van een trein bij elkaar zoeken en koppelt daarbij dus ook de treinnummers aan de sectiebezettingen. Deze informatie wordt per treinserie weergegeven in een tabel, zie afbeelding 5.3. Hiervan wordt in navolgende analyse gebruik van gemaakt.

Afbeelding 5.3: Uitvoer van TNV-Prepare is een tabel met voor elke trein een serie tijdstippen van inframeldingen en vensterverplaatsingen. Gewenste gegevens In de inleiding van dit hoofdstuk zijn drie doelen genoemd om de TNV-gegevens onder de loep te nemen. Ten behoeve van de simulatiestudie (zie hoofdstuk 6), waarin het effect van enkele maatregelen wordt bepaald, zijn tevens nog enkele gegevens nodig. Uiteindelijk moeten de volgende vragen beantwoord worden: T.b.v. de feedback: o Waar zitten knelpunten in de bestaande dienstregeling en/of infrastructuur? o Hoe groot zijn de rijtijdspeling en buffertijden? o Komt overlap van blokkeringstijden voor? o Rijden treinen structureel langzamer dan gepland? T.b.v. de tijdvensters: o Hoeveel spreiding komt er voor tussen verschillende realisaties van dezelfde trein?

72

T.b.v. het herplannen: o Wat zijn daadwerkelijk realiseerbare rij-, halteer- en blokkeringstijden? o Welke opvolgtijden zijn minimaal nodig bij bepaalde overkruisingen en opvolgingen? o Zijn deze anders in het gehinderde en het ongehinderde geval? T.b.v. van de simulatie: o Hoe groot zijn de vertragingen bij binnenkomst in het studiegebied (input simulatie)? o Hoe groot zijn de vertragingen bij verlaten van het studiegebied (valideren simulatie)? Het betreft hier in feite procestijden die horen bij de processen aankomen, halteren en vertrekken (vanuit de trein gezien) en bij de processen opvolgen en kruisen (vanuit de infra gezien). Aangezien deze processen allemaal enigszins verstoord worden door min of meer toevallige invloeden (pittige of voorzichtige machinist, veel of weinig reizigers, wel of geen hinder van een andere trein) is het van belang om niet alleen het gemiddelde, maar ook de spreiding van deze procestijden te kennen. Een gedetailleerde analyse van de gegevens beperkt zich in deze studie tot de inframeldingen van Arnhem en Velperbroek Aansluiting. Voor de stations op de gebiedsrand (Nijmegen, Zutphen en Zevenaar) wordt ten behoeve van de simulatie bepaald, hoeveel vertraging de treinen hebben bij binnenkomst en verlaten van het studiegebied. Dit zou eigenlijk ook voor Wolfheze moeten gebeuren, maar aangezien dit station vanuit Utrecht wordt bediend, zijn hiervan geen meldingen beschikbaar. Alleen de gegevens uit de spitsperiode (06.00 tot 09.00 uur en 16.00 tot 19.00 uur) worden geanalyseerd. Achterliggende gedachte is dat alle processen dan het langst duren: doordat er meer reizigers zijn, duurt het in- en uitstappen langer. De treinen zijn langer en zwaarder, waardoor zij trager op gang komen en wissels langer bezet houden dan buiten de spits. Bovendien daalt de bovenleidingsspanning bij een grote belasting, hetgeen het op snelheid komen nog extra bemoeilijkt. Ook zijn van sommige treinseries de frequenties hoger in de spits, waardoor er meer kans is op conflicten tussen treinen. Een andere reden om voor de spitsperiode te kiezen is de betrouwbaarheid, die in Benutten en Bouwen als erg belangrijk wordt gekwalificeerd. Omdat de meeste reizigers in de spits reizen, is het van belang om juist óók dan een grote betrouwbaarheid te realiseren. We bekijken daarom alléén de gegevens uit de spits. Betrouwbaarheid van de gegevens

De inframeldingen worden door de beveiliging doorgegeven aan TNV. Bij ontvangst van de melding krijgen zij een tijdstempel. De vertraging in de doorgifte van gegevens is klein (enkele seconden), zodat de gegevens in de TNV-logfiles op enkele seconden nauwkeurig zijn. Door deze vertraging kan echter het tijdstempel een of twee seconden te laat worden geplaatst (Goverde, 2003). Door het verschil in doorgiftevertraging kan het ook voorkomen dat meldingen niet in dezelfde volgorde staan als waarin deze zijn opgetreden (Raad voor de Transportveiligheid, 2001). De inframeldingen en TNV-vensterverplaatsingen zijn daarmee op zichzelf zeer nauwkeurig. Dit betekent echter niet dat ook de resultaten van de analyse even betrouwbaar zijn. Ten eerste waren er verstoringen in de treindienst, ten tweede gaat er incidenteel ook informatie verloren bij het opzoeken met TNV-Prepare. Beide aspecten zullen nu worden toegelicht. In de maand maart 2004 waren er twee grote verstoringen en één bijsturingsmaatregel die de gevonden informatie uit logfiles beïnvloed hebben: Bij binnenkomst vanuit Utrecht splitst het spoor zich in spoor 23 en 24. Het hiervoor gebruikte hogesnelheidswissel (wissel 1013) is eind februari beschadigd bij een ontsporing en heeft in de gehele maand maart geklemd gelegen in de linksleidende stand. Dit betekent dat alle treinen uit Utrecht spoor 23 niet konden bereiken. De invloed op de studieresultaten is nihil,

73

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem aangezien dit wissel geen snelheidsbeperking oplegt: rijwegen via spoor 23 en via spoor 24 zijn dus vergelijkbaar. Tussen Zevenaar en Emmerich (D) is door een kabelbrand de beveiliging gestoord geweest. Hierdoor moest tussen Emmerich en Zevenaar op stationsafstand (i.p.v. op blokafstand) worden gereden hetgeen grote vertragingen tot gevolg had. Treinen uit Duitsland (ICE’s en goederentreinen) hebben daarom een niet representatieve vertraging. De intercity van de serie 3000 van Den Helder naar Nijmegen gaat in Nijmegen over op de trein terug naar Den Helder. Hier is planmatig 9 minuten de tijd voor. Bij vertragingen groter dan circa 10 minuten wordt deze trein daarom vaak opgeheven tussen Arnhem en Nijmegen. Op die manier wordt voorkomen dat ook de terugrit weer met vertraging wordt begonnen. Tussen Arnhem en Nijmegen zijn daarom minder ritten van de serie 3000 gevonden dan van Arnhem richting Utrecht v.v. Behalve deze grote verstoringen zijn er ook kleinere verstoringen, die vaak optreden. Deze worden geacht representatief te zijn voor de normale gang van zaken en worden daarom niet uitgefilterd. Door de bestaande dienstregeling treedt wel een zekere kleuring op in de gegevens, waardoor bepaalde treinseries vertragingsgevoeliger kunnen zijn dan andere. Binnen het studiegebied wordt hiermee omgegaan door onderscheid te maken in gehinderde en ongehinderde treinen. Zwakke punten buiten het studiegebied kunnen ertoe leiden dat treinen vertraging naar het studiegebied ‘importeren’. Deze vertragingen worden beschouwd als randvoorwaarde. TNV-Prepare is zodanig ontwikkeld dat de gegeven informatie consistent is. Als er twijfel bestaat over de juistheid van de gevonden informatie, wordt deze informatie niet getoond. Dit betekent dat voor sommige treinen bepaalde velden niet zijn ingevuld. Bovendien vindt TNV-Prepare alleen treinen die gebruik maken van bepaalde, vooraf opgegeven rijwegen. Wijken treinen hiervan af, dan worden deze niet weergegeven. Aangezien planmatig rijdende treinen meestal hun vooraf vastgelegde rijweg volgen, worden deze in het algemeen goed gevonden. Treinen waarmee ‘iets aan de hand is’, zullen vaker via een andere rijweg worden geleid en worden dus niet altijd gevonden (de meest voorkomende alternatieve rijwegen zijn wel uitgevraagd). Dit betekent dat de getoonde informatie een rooskleuriger beeld geeft van de dienstuitvoering dan feitelijk het geval is geweest. Ook het vinden van goederentreinen heeft hieronder te lijden: omdat deze niet op een vast spoor hoeven te komen en soms onder een afwijkend treinnummer rijden, vervallen hier veel meer registraties. Omdat goederentreinen bovendien minder frequent rijden dan reizigerstreinen, geeft dit een aanzienlijk kleinere steekproefgrootte. Tabel 5.1:

Algemene gegevens over de geanalyseerde treinseries. Percentage gevonden treinen

ICE Sneltrein Intercity Sneltrein Stoptrein Stoptrein Stoptrein Stoptrein Goederen

Serie 100 oneven even 2000 oneven even 3000 oneven even 3600 oneven even 6100 oneven even 7500 oneven even 7600 oneven even 30900 oneven even n.v.t. oneven even even

Van Amsterdam C Frankfurt (D) Den Haag C Nijmegen Den Helder Nijmegen Zwolle Roosendaal Tiel Arnhem Utrecht C Arnhem Nijmegen Zutphen Arnhem Winterswijk Antwerpen (B) Bochum (D) Arnhem GE

Naar Frankfurt (D) Amsterdam C Nijmegen Den Haag C Nijmegen Den Helder Roosendaal Zwolle Arnhem Tiel Arnhem Utrecht C Zutphen Nijmegen Winterswijk Arnhem Bochum (D) Antwerpen (B) Kijfhoek

Samenstelling ICE-3

Aantal bakken 8

ICM

8

IRM

10

ICR + 1700 of IRM DM '90

7 6 2

Mat '64

4

Mat '64

4

Lint41

4

2 DE6400 + wgns 2 DE6400 + wgns 2 DE6400 + wgns

74

aantal Lengte (m) ritten 200 46 46 200 115 138 260 138 161 200 138 161 50 92 92 100 115 138 100 161 138 80 138 138 max. 700 m 23 max. 700 m 23 max. 700 m 23

Ah 81,5% 84,8% 84,1% 87,4% 81,0% 92,9% 84,6% 94,0% 93,8% 88,0% 87,7% 90,0% 98,3% 84,6% 96,8% 97,6% 73,9% 56,5% 65,2%

Nm

Zp

96,1% 90,1% 82,2% 93,5% 94,3% 97,3%

96,4% 96,3%

98,3% 90,3%

98,7% 91,3%

Zv 82,6% 82,6%

97,6% 96,4%

Ten aanzien van de treinsamenstelling zijn aannames gedaan op basis van de geplande materieelinzet. Deze aannames alsmede het percentage door TNV-Prepare gevonden treinen zijn weergegeven in tabel 5.1. Er kunnen grofweg drie redenen zijn dat een trein niet wordt gevonden: De trein is (op een deel van de route) uitgevallen; De trein heeft een andere rijweg gebruikt dan de in TNV-Prepare opgegeven rijweg(en); De gevonden informatie is niet met zekerheid juist. Omdat er in Arnhem (Ah) meer sporen zijn dan in Nijmegen (Nm), Zutphen (Zp) en Zevenaar (Zv), zijn hier ook meer ‘ontsnappingsmogelijkheden’. Dit verklaart dat het aantal gevonden treinen in Arnhem in het algemeen iets lager is dan in de omliggende plaatsen.

Aanvullende informatie op TNV-logfiles De TNV-logfiles bevatten een schat aan informatie. Toch is niet alle gewenste informatie direct beschikbaar. Aankomsten/vertrekken stopplaats (oostzijde) Wanneer een trein eenmaal in zijn 1167BT A1240T 1237T geheel een perronspoorsectie bereikt heeft, zijn er geen gegevens meer beschikbaar, bijvoorbeeld rijrichting: tussen laatste melding tussen vertrek en over feitelijk moment van aan9 en aankomst ca. 30 eerste melding ca. 15 komst en vertrek van de trein . Met sec. sec. behulp van correctiewaarden kuntussen vertrek en tussen laatste melding nen deze momenten toch worden eerste melding ca. 25 en aankomst ca. 20 benaderd uit de beschikbare gegesec. sec. vens. De grootte van deze correc- Afbeelding 5.4: Tijdverschil tussen laatste sectiemelding tiewaarden is afhankelijk van de en feitelijk aankomst of vertrek. ligging van de sectiescheidingen ten opzichte van de stopplaats van de trein, de treinlengte en in theorie ook van acceleratie- en deceleratievermogen van de treinen. Dit laatste lijkt echter in de praktijk weinig verschil te maken en kan worden verklaard door het feit dat alle treinen het station met gelijke (lage) snelheid naderen en in dat snelheidsbereik vergelijkbare rem- en aanzetkarakteristieken hebben. Door middel van een klein aantal metingen ter plaatse is een indruk ontstaan van de grootte-orde van de correctiewaarden. In afbeelding 5.4 is dit schematisch weergegeven. Tussen het moment dat de laatste as van de trein de voorgaande sectie (in dit geval bijvoorbeeld sectie 1167BT) heeft verlaten en het moment dat de voorste as sectie 1237T bereikt, zal de trein geen TNV-meldingen genereren. Na het verlaten van sectie 1167BT duurt het nog zo’n 30 seconden voordat de trein daadwerkelijk stil staat. Na vertrek duurt het nog circa 15 seconden voordat sectie 1237BT wordt bereikt. Op deze wijze kunnen toch halteertijden worden bepaald aan de hand van TNV-gegevens. In navolgende berekeningen worden naar treinserie en richting onderscheiden correctiewaarden gebruikt. Instelduur rijwegen Een tot nu toe verwaarloosd onderdeel van de blokkeringstijd is de tijd die verstrijkt tussen de instelopdracht van de rijweg en het uit de stand ‘stop’ komen van het bijbehorende sein. Uit de TNVlogfiles is deze tijdsduur niet direct te bepalen. Aangezien echter VPT-ARI voor vertrekkende treinbewegingen altijd op één minuut voor de vertrektijd zal proberen een rijweg in te stellen, is hieruit in veel gevallen de instelduur te bepalen, door het tijdsverschil te berekenen tussen dit instelmoment en het uit de stand ‘stop’ komen van het sein. De rijweginstelduur blijkt ca. 7 á 8 seconden te bedragen, hetgeen ook op enkele andere stations werd waargenomen.

9

Deze gegevens kunnen ook worden bepaald m.b.v. TNV-Filter, een extra programma behorende bij TNV Prepare. Omdat dit echter niet het kernpunt van dit onderzoek is, is hier een eenvoudigere werkwijze gevolgd.

75

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Snelheidsmeting Ook treinsnelheden kunnen indirect worden bepaald uit de TNV-gegevens, namelijk door een zekere afstand te delen door het tijdverschil dat de trein over deze afstand heeft gedaan. Hierbij krijgen we echter te maken met de onzekerheidsrelaties van Heisenberg: hoe beter de snelheid bepaald is, hoe minder goed de plaats bepaald is (en andersom). In dit geval heeft dat te maken met de meetfout in de tijdregistratie, die 0-2 seconden kan bedragen. Bij een korte sectie is de invloed van remmen of aanzetten nauwelijks van invloed, maar ligt het tijdverschil in de ordegrootte van de meetfout. Dat is dus nietszeggend. Over grotere afstanden is de meetfout niet meer zo groot, maar kan de trein gedurende deze afstand een andere snelheid hebben aangenomen. De snelheid meten over de treinlengte kan ook, maar aangezien deze berust op een aanname is dat minder precies dan meten over een (aantal) sectie(s). Dit laatste verdient daarom de voorkeur.

5.3

Vergelijking planning - uitvoering

In deze paragraaf wordt een beeld geschetst van de huidige dienstuitvoering. Dit beeld zal worden afgezet tegen de geplande situatie. Naast een algemeen beeld van alle treinseries (zie paragraaf 2.5 voor een overzicht) zal verder met name aandacht worden besteed aan enkele kritieke details: alles onderzoeken zou relatief steeds minder nieuws aan het licht brengen en te veel tijd vergen. Punctualiteit en benodigde tijdvensters

De punctualiteit van de treindienst geeft een aardig algemeen beeld van de dienstuitvoering. Deze wordt normaalgesproken gemeten en opgeslagen in de Vervoersgegevensbank (VGB). Onderstaande punctualiteitscijfers (afbeelding 5.6) zijn bepaald met TNV-Prepare. In bijlage 6 worden beide methoden met elkaar vergeleken. De ICE is in verband met de beveiligingsproblemen in Duitsland niet opgenomen. Dit zou een onrepresentatief beeld geven. Momenteel wordt de punctualiteit vastgesteld als het percentage treinen dat minder dan 3 minuten te laat is. Uit afbeelding 5.6 blijkt dat in de beschouwde spitsperiode de landelijk gemiddelde 84,4% bij lange na niet wordt gehaald: de meeste treinseries scoren tussen de 70 en 85%, de sneltrein Roosendaal – Zwolle haalt zelfs maar zo’n 60%. Benutten en Bouwen stelt dat de betrouwbaarheid moet worden vergroot. Dat betekent dat niet de geplande reistijd primair leidend is, maar de gerealiseerde reistijd. De klant oordeelt immers ook op de reistijd die hij meemaakt, en niet op wat hem is beloofd in de planning. De geplande reistijden kunnen eventueel zodanig worden aangepast, dat zij met de realiseerbare reistijden overeenkomen (organisch plannen). toelaatbare vensterbreedte (klantacceptatie)

tijd

Laatste Aankomst

Vroegste Aankomst


Vroegste Vertrek weg

Afbeelding 5.5: Verschil tussen de benodigde en de toelaatbare vensterbreedtes. De realiseerbare tijdvensters zijn meestal groter dan de uit klantacceptatie toelaatbare tijdvensters. 76

In paragraaf 4.5 is het begrip tijdvenster geïntroduceerd. Het tijdvenster beoogt aan te geven binnen welke tijdsspanne een trein met een bepaalde waarschijnlijkheid (voor 2007: 87%) zal rijden. De toelaatbare vensterbreedte was de maximaal toelaatbare tijdsspanne die uit oogpunt van klantacceptatie kan worden toegepast, en was gesteld op 3 minuten. Door de vertragingen uit de TNV-gegevens te analyseren kan worden bepaald hoeveel de vensterbreedte nu had moeten bedragen, om aan de gestelde eis van 87% betrouwbaarheid te voldoen. Dit getal wordt in het vervolg aangeduid met de gerealiseerde vensterbreedte of de benodigde vensterbreedte. “Benodigd”, omdat deze breedtes kennelijk nodig zijn in de huidige dienstregelingsopzet. Wanneer men nu een nieuwe dienstregeling met realiseerbare tijdvensters zou willen maken, dient men deze waardes te hanteren. De benodigde breedte kan per treinserie worden afgelezen in de grafiek. Helaas blijkt dat vrijwel alle treinseries méér dan de gestelde 3 minuten nodig hebben: slechts de treinserie 7600 richting Zutphen slaagt erin om binnen de 3 minuten te blijven. Voor de overige treinseries zijn de gerealiseerde vensterbreedtes ontoelaatbaar groot en er zijn dus aanvullende maatregelen nodig om de uitvoeringsspreiding te beperken. De makkelijkste en minst attractieve maatregel is om ook de snelle treinen meer rijtijd te geven, zodat de onderkant van het venster op een toelaatbare afstand van de bovenkant komt. Spitspunctualiteit treindiensten empirische verdelingsfunctie aankomst Arnhem

Treinserie afkomstig uit:

0:10:00

0:08:00

Gerealiseerde vensterbreedte

0:06:00

0:04:00 <3 min. te laat

2000 Gvc

2000 Nm

3000 Hdr

3000 Nm

3600 Zl

3600 Rsd

6100 Tl

7500 Ut

7600 Nm

7600 Zp

0:02:00 30900 Ww -0:00:00 0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

-0:02:00

-0:04:00 87% op tijd

Percentage op tijd

Afbeelding 5.6: Empirische verdelingsfunctie van de aankomstpunctualiteit van alle treinseries (uitgezonderd ICE-serie 100). Voor een ‘mooie’ dienstuitvoering zouden alle curves rechtsonder van het snijpunt van de 3-minutenlijn en de 87%-lijn moeten lopen; nu haalt alleen de stoptreinserie 7600 uit Nijmegen dat. De hypothese uit paragraaf 4.2 die zegt dat de onzekerheid over de tijdsligging van een trein toeneemt in de loop van het traject, wordt bevestigd door de figuren in bijlage 7. De benodigde vensterbreedte neemt inderdaad toe, naarmate een treinserie verder van zijn beginstation raakt. Dit betekent, dat de dispunctualiteit gemiddeld genomen in de loop van het traject toeneemt en niet weer wordt teruggewonnen. Let wel, het hoeft niet te betekenen dat de rijtijden op het traject te krap zijn: het zegt alleen dat een eenmaal opgelopen vertraging verder uitgroeit. De in Arnhem kopmakende treinseries 2000 en 3000 hebben blijkbaar aan hun keertijd van 6 resp. 5 minuten voldoende: hun vensterbreedte is na het kopmaken 2 tot 3 minuten kleiner dan ervoor.

77

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem De punctualiteit van de in paragraaf 2.5 reeds Tabel 5.2: Punctualiteit en vensterbreedtes voor aangehaalde stoptrein Utrecht Centraal – de stoptreinserie 7500 Utrecht – Arnhem met én Arnhem is nader onderzocht om de gevolgen zonder inhaling. van de geplande dubbele inhaling te kunnen inhaling door vensterbreedte punctualiteit kwantificeren (zie tabel 5.2). Het blijkt dat het ICE gepland? 87% < 3 min. percentage vertraagde treinen zonder geplande nee 0:03:53 78,9% inhaling circa 21% bedraagt, met geplande ja 0:09:11 61,7% inhaling het dubbele, circa 38%. De benodigde vensterbreedtes voor 87% punctualiteit zijn respectievelijk ca. 4 en 9 minuten. Dat wil zeggen dat de uitvoeringsspreiding in de situatie met inhaling ruim 5 minuten toeneemt, nog bovenop de planmatig langere rijtijd van 6 minuten in dat geval. Hoewel de inhaling in de planning precies past, blijkt in de praktijk de kwaliteit van de vervoerdiensten beneden peil te zijn. De vooraf vastgelegde dubbele inhaling maakt de dienstuitvoering zeer kwetsbaar. Een oplossing zou kunnen zijn om wel te plannen dát er ingehaald moet worden, maar nog niet precies voor te schrijven waar.

Doorlooptijden Een belangrijke randvoorwaarde in dynamisch verkeersmanagement is het waarmaken van de (maximaal) beloofde reistijden. Het is daarom nodig om inzicht te krijgen in het verloop van de gerealiseerde rijtijden over een traject tussen enkele knooppuntstations. Dit verloop is niet voor alle treinseries onderzocht, maar alleen voor de series 3600 (Roosendaal – Nijmegen – Zutphen – Zwolle) en 7600 (Nijmegen – Zutphen). De analyse is beperkt tot deze treinseries omdat deze treinseries: Zowel de meest punctuele (7600 Nijmegen – Zutphen) als de minst punctuele treindienst (3600 Roosendaal – Zwolle) bevatten (zie afbeelding 5.6), terwijl de andere richting van dezelfde serie gemiddeld scoort. Zo worden gemiddelde en extreme gevallen onderzocht. Samen bijna ongewijzigd een corridor vormen in Benutten en Bouwen. Dit geeft een hoge extrapoleerbaarheid. Een relatief lang traject afleggen met veel stops voor de stoptreinserie. De serie 3600 weinig rijtijdspeling heeft. De rijtijden zijn in de richting Nijmegen voor beide treinseries één minuut langer dan in de richting Zutphen. Voor een betere lees- en vergelijkbaarheid van de grafiek (afbeelding 5.7) is deze minuut van de gerealiseerde rijtijden afgetrokken. Het blijkt dat de doorlooptijden in heen- en terugrichting Doorlooptijd treinen Nijmegen - Zutphen v.v.

Gerealiseerde doorlooptijd

empirische verdelingsfunctie

1:00:00

3600 Zl - Rsd

0:55:00 3600 Rsd - Zl 0:50:00

7600

7600 Zp - Nm

0:45:00

7600 Nm - Zp

0:40:00

0:30:00 0:00:00 0%

geplande doorlooptijd

3600

0:35:00

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Percentage treinen

70%

80%

90%

100%

87% doorlooptijd

Afbeelding 5.7: Gerealiseerde rijtijden van de treinseries 3600 (sneltrein Zwolle – Roosendaal v.v.) en 7600 (stoptrein Zutphen – Nijmegen v.v.).

78

nauwelijks verschillen, ondanks het feit dat er hier voor beide richtingen sprake is van een verschil in punctualiteit. Dit maakt blijkbaar weinig verschil voor de rijtijden. De vertraagde treinen bevinden zich in deze figuur overigens vooral geheel links en rechts: de linker staart zijn vermoedelijke de treinen die al te laat zijn begonnen aan hun rit en hun vertraging onderweg kunnen inlopen, resulterend in een kortere doorlooptijd dan gepland. In de rechter staart staan de treinen die juist onderweg (extra) vertraging oplopen. Opvallend is dat maar zo’n 30% van de treinen van de serie 7600 en 60% van de treinen uit de serie 3600 z’n geplande doorlooptijden haalt. De grafieken lopen wel tamelijk vlak, dat wil zeggen dat een relatief groot deel van de treinen, zo’n 85%, niet meer dan 3 minuten langer nodig heeft dan gepland.

Halteringen Zoals in paragraaf 5.2 reeds is beschreven, bevatten de TNV-gegevens zelf geen informatie over het halteerproces. De gerealiseerde aankomsten vertrektijden zijn evenwel te benaderen en zodoende valt ook iets over de halteertijden te zeggen. Essentieel zijn de volgende drie zaken die in het vervolg vertrekvoorwaarden worden genoemd. Een trein kan pas vertrekken als: De trein is gearriveerd; Het vertrektijd is (geweest); Er een rijweg is ingesteld. De halteertijd is te verdelen in twee delen: de tijd die verstrijkt vóórdat de vertrekvoorwaarden zijn vervuld, en de tijd die daarna nog verstrijkt totdat er wordt vertrokken. In afbeelding 5.8 is dit voor twee verschillende treinseries weergegeven.

Verband tussen halteertijd voor en na vertrekvoorwaarden 7600 ri. Nijmegen

0:04:00 0:03:30

tijd

0:02:30

Aangenomen kan worden dat van die treinen, die al lang staan te wachten (dit zijn de linker staven in de grafieken), het in- en uitstapproces voltooid is wanneer zij het sein krijgen om te vertrekken. Vervolgens blijken de treinen toch nog zo’n 15 á 30 seconden te blijven staan. Deze tijd is blijkbaar nodig voor het fluiten en sluiten van de deuren.

0:02:00

minimaal benodigde halteertijd (1:00)

0:01:30 0:01:00

Halteertijd na vertrekvoorwaarden

0:00:30 0:00:00 > 5 m in 4-5 min 3-4 min 2-3 min 1-2 min <1 min

0 min

Halteertijd voor vertrekvoorwaarden

wachttijd op vertrekvoorwaarden

Verband tussen halteertijd voor en na vertrekvoorwaarden 3000 ri. Nijmgen

tijd

Sommige treinen zijn wat aan de late kant en zouden na het stationnement direct hun rit kunnen vervolgen. Zij hoeven niet te wachten op één van de vertrekvoorwaarden en staan dus rechts in de grafiek. De tijd die zij voor het stationnement nodig hebben, zal ongeveer overeenkomen met de minimaal benodigde halteertijd. Voor de stoptreinserie 7600 (Zutphen – Nijmegen) bedraagt deze minimale tijd gemiddeld 1 minuut. Voor de serie 3000 (Den Helder – Nijmegen), die in Arnhem kopmaakt, bedraagt de minimale tijd 2:30.

minimaal benodigde tijd voor vertrekproces (0:15)

0:03:00

0:07:00 0:06:30 0:06:00 0:05:30 0:05:00 0:04:30 0:04:00 0:03:30 0:03:00 0:02:30 0:02:00 0:01:30 0:01:00 0:00:30 0:00:00

minimaal benodigde tijd voor vertrekproces (0:30)

minimaal benodigde halteertijd (2:30) Halteertijd na vertrekvoorwaarden

> 5 min

4-5 min

3-4 min

2-3 min

1-2 min

<1 min

0 min

Halteertijd voor vertrekvoorwaarden

w achttijd op vertr ekvoorw aarden

Afbeelding 5.8: Afleiding van de minimaal benodigde tijden voor halteren en voor het vertrekproces.

79

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Deze gegevens zijn opgesteld voor de treinseries 3000 (intercity), 3600 (sneltrein) en 7600 (stoptrein). De gegevens blijken per richting nauwelijks te verschillen10. In het vervolg wordt aangenomen dat de voor deze treinseries gevonden waarden ook gelden voor andere, hierop lijkende treinseries. In tabel 5.3 zijn de gevonden waarden opgenomen. De standaardafwijking is met pakweg een halve minuut of meer nogal groot: de minimaal benodigde halteertijd zal dus nogal vaak afwijken (langer of korter) van de in de tabel gegeven waarde. Het maakt een haltering een deelproces dat lastig precies te voorspellen is. Bij gebruik van een feedforwardregeling dient daarmee rekening gehouden te worden. Verder valt op dat het vertrekproces bij de intercity’s en sneltreinen langer duurt dan bij de stoptreinen. Deze treinen zijn langer (meer deuren) en daardoor voor de conducteur onoverzichtelijker. Tabel 5.3: Typisch benodigde tijden in het halteerproces (afgerond op 5 sec.). Typisch benodigde tijden halteerproces

Gemeten serie IC 3000 S 3600 7600

Plantijd

0:05:00 0:02:00 0:01:00

Minimale Waarvan halteerduur vertrekproces 0:02:30 0:00:30 0:01:30 0:00:20 0:01:00 0:00:15

Aanname Standaardafwijking voor serie(s) 0:00:50 2000, 100 0:00:35 0:00:25 7500, 30900

De serie 3000 blijkt aan zijn geplande 5 minuten ruim genoeg te hebben. Inclusief kopmaken heeft deze serie gemiddeld aan de helft van de tijd genoeg. Deze resultaten zijn in lijn met de tijdens de haltering afnemende benodigde vensterbreedte voor deze serie. De serie 7600 zit daarentegen krap in de planning. Weliswaar komt de gemiddeld benodigde tijd overeen met de planning, maar alle gevallen waarin meer halteertijd nodig is leiden dan direct tot vertraging, die overigens in de richting Nijmegen onmiddellijk wordt geneutraliseerd met enkele minuten extra rijtijdspeling. In feite is dit al een vorm van ‘opsparen van marge’ zoals in hoofdstuk 4 aan de orde kwam. Met deze conclusies kan men twee kanten op: enerzijds geeft voldoende marge de gelegenheid om de tijdsspreiding te reduceren. Anderzijds is het ook zonde om kostbare beschikbare tijd te verspillen, die misschien verderop beter gebruikt kan worden. Dat pleit juist voor het klein houden van de marges en deze op een verderop gelegen punt alsnog op te nemen. Wat beter is, hangt af van de plaats waar gewacht wordt, in dit geval station Arnhem. Indien hier inderdaad sprake is van een capaciteitsprobleem, lijkt het verstandiger om zo spoedig mogelijk door te rijden. Rijwegafwijkingen

Het plaatsvinden van rijwegafwijkingen blijkt nogal te wisselen. Zo gebruiken de treinen van Syntus nagenoeg altijd spoor 9 en de stoptreinen van/naar Utrecht vrijwel altijd spoor 8. Van de treinen van en naar Nijmegen wordt de rijweg echter regelmatig gewijzigd. Dit heeft twee mogelijke oorzaken: De treinen van Nijmegen naar Zutphen (series 3600 en 7600) zijn gepland op spoor 4, terwijl spoor 3 meer voor de hand ligt en 50 minuten per uur niet wordt gebruikt. Dit is dus vrijwel altijd beschikbaar om bij te sturen. Eén maand na de TNV-analyse werd spoor 3 ook het standaardspoor voor deze treinen. De overkruising van de treinen Nijmegen – Utrecht v.v. vereist de nodige creativiteit. Standaard worden alle kruisbewegingen op het westelijk emplacement gepland; dan kan het langst een hoge snelheid worden vastgehouden (bij binnenkomst, via spoor 21) en het snelst de snelheid worden verhoogd (bij vertrek, via spoor 22). Soms wordt echter spoor 23 gebruikt om ofwel: een kruising te verleggen van het westelijk emplacement naar Arnhem West Aansluiting; de trein die uit Nijmegen binnenkomt gaat dan vóór de uit Arnhem vertrekkende trein langs in plaats van op het westelijke emplacement erná. de perronsporen sneller beschikbaar te hebben wanneer twee treinen tegelijkertijd richting Nijmegen willen vertrekken. Er worden dan twee deelrijwegen ingesteld: één naar spoor 22 en een naar spoor 23. De eerst vertrekkende trein gaat dan meestal als eerste door naar Nijmegen. 10

Dit kan zijn oorzaak hebben in het feit dat ochtend- en avondspits verder niet worden onderscheiden. 80

opstel

9

Utrecht

8 7

25

Zutphen

24 6a 5a

23 22

6b 5b

Arnhem Velperpoort

4

Zevenaar

21 3a

3b

20

Velperbroek Aansl.

Nijmegen Arnhem West Aansl.

Arnhem Berg

2a 2b Arnhem

westelijk emplacement

oostelijk emplacement

Arnhem Goederen

Afbeelding 5.9: Schematische weergave van het spoorwegemplacement in Arnhem. Als gevolg van de maximum snelheid van 40 km/uur op de wissels te Arnhem West Aansluiting wordt circa 700 meter lang 40 gereden, terwijl de treinen bij gebruik van spoor 21 of 22 aan de westzijde van dat spoor een snelheid van circa 80 kilometer per uur hebben. Gebruik van spoor 23 kost daarom circa één minuut extra rijtijd. Dit is echter niet erg wanneer diezelfde minuut anders ergens anders zou worden opgelopen doordat een trein zou moeten wachten. In tabel 5.4 is weergegeven hoe vaak een alternatieve rijweg wordt gekozen. De treinen Nijmegen – Zutphen kwamen in circa een kwart van de gevallen binnen op spoor 3 in plaats van op spoor 4. In de tegenrichting is de sneltrein (3600) gepland op spoor 4 en dit is vrijwel altijd gerealiseerd; de stoptrein serie 7600 is gepland op spoor 6, maar vertrekt soms ook van spoor 4. Het blijkt dat de series 2000 en 3000 van Nijmegen naar Utrecht altijd van spoor 7 vertrekken. De serie 3000 bereikt dit spoor altijd via het geplande spoor 21, maar de serie 2000 wordt in ruim eenderde van de gevallen via spoor 23 geleid. De verklaring hiervoor ligt waarschijnlijk in de hinder van of voor een andere treinserie, bijvoorbeeld de serie 6100 en/of 3600 die kort na binnenkomst van de serie 2000 moet vertrekken. Door de kruising te verleggen, komt hier iets meer bewegingsvrijheid, met name bij vertragingen van de serie 2000 van 2 á 3 minuten. De maximale hindertijd voor het kruisconflict bedraagt 1,8 minuut, rekening houdend met de gemeten opvolgtijden en de mogelijkheid om de kruising te verleggen naar de westelijke aansluiting. In 3 - 7% van de gevallen worden treinen van spoor 6 via spoor 23 naar Nijmegen gestuurd. Aannemelijk gebeurt dit parallel aan een rijweg van spoor 3 of 4 naar spoor 22. De perronsporen komen zo eerder beschikbaar.

Tabel 5.4: Gerealiseerd spoorgebruik in relatie tot gepland spoorgebruik voor treinen van en naar Nijmegen. Naar Nijmegen

Uit Nijmegen

Treinserie 2000

Geplande rijweg 6-22

3000

6-22

3600 7600

4-22 6-22

2000

21-7

3000 3600

21-7 21-4

7600

21-4

Gerealiseerde rijweg Gebruik: 94,8% 6-22 5,2% 6-23 93,1% 6-22 6,9% 6-23 4-22 ca. 100% 85,0% 6-22 2,0% 6B-5A-22 2,8% 6-23 10,3% 4-22 63,2% 21-7 36,8% 23-7 21-7 100,0% 82,2% 21-4 17,8% 21-3 72,4% 21-4 27,6% 21-3

81

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Samenvattend kan worden gesteld dat er vaak van het geplande spoorgebruik wordt afgeweken. Dit toont in ieder geval aan dat het mogelijk is om van de planning af te wijken. Blijkbaar is het ook noodzakelijk om van de vooraf opgestelde planning af te wijken. De treindienstleiders zouden tenslotte geen planwijzigingen doorvoeren, wanneer zij daarmee geen voordeel denken te kunnen incasseren. Dit alles benadrukt de noodzaak om voor de uitvoering op structurele basis een herplanning te maken. In Arnhem gebeurt dit blijkbaar al regelmatig. Nogmaals zij opgemerkt dat de gepresenteerde gegevens alleen betrekking hebben op de spitsperiode. In de dalperiode verschijnt een ander beeld, als gevolg van het afrangeren en tanken van treinstellen komen de treinen van Syntus dan bijvoorbeeld ook wel binnen op spoor 4 of 8. Doordat in het dal de serie 2000 niet doorrijdt naar Nijmegen, zijn er dan wellicht minder trucs nodig om het treinverkeer van en naar Nijmegen soepel te laten lopen.

Opvolgtijden, planningnormen en snelheden Aan de hand van de TNV-gegevens kan ook worden bepaald wat de echte opvolgtijden van treinen zijn. Deze zijn weergegeven in afbeelding 5.10. De gegeven waarden zijn gerelateerd aan het feitelijke aankomsten vertrekmoment van de treinen. De figuur dient als volgt gelezen te worden: na een vertrek in de richting Nijmegen is na 1:30 de wisselstraat vrij voor een kruisende beweging. Na 2:10 kan de trein worden opgevolgd, waarbij de tweede trein seinbeeld geel krijgt. Na 3:10 krijgt de tweede trein seinbeeld groen. Wanneer echter de eerste trein via spoor 23 naar Nijmegen reed, dan duurt het 4:10 voordat de tweede trein groen kan krijgen. Dit duurt 1 minuut langer, in overeenstemming met de gegevens uit de vorige subparagraaf. Een aankomst uit Nijmegen verloopt bijvoorbeeld als volgt: de minimale opvolgtijd aan het einde van de vrije baan bedraagt 2:00. De rijweg over de wisselstraat kan uiterlijk nog 1:40 voor aankomst worden ingesteld en komt 30 seconden voor aankomst weer vrij. De bepaalde opvolgtijden zijn in feite de blokkeringstijden van de eerste trein.

Na vertrek Voor aankomst

→

- Opvolging ( ) mogelijk na n min na vertrek op seinbeeld geel (GL) of groen (GR) - Wissels (X) vrij n minuten na vertrek - Opvolging vanaf vrije baan mogelijk n minuten na voorgaande trein - Reservering wisselstraat minimaal n minuten voor/na aankomst - Vrijgave wissels n minuten voor/na aankomst Ut

X

GL

GR

na ICE

1:50

2:30

3:15

anders

1:30

2:10

2:55

opvolg

X bz X vr na

opvolg

X bz X vr na

Va

ICE

1:50

-1:45

-0:30

2:45

-1:35

-0:20 stoptrein

anders uit Ut

1:50

-1:25

-0:30

1:45

-1:35

-0:20 sneltrein/ICE

uit Nm

2:00

-1:40

-0:30

4:00

-1:35

Ut

Zp

0:30 goederen

25 24 23

Ahwa

Ah

Va

22 21

Nm Nm

X

GL

GR

X

GL

na gebruik sp 23

1:30

2:10

4:10

0:55

1:30

na gebruik sp 22

1:30

2:10

3:10

Va

1:10

1:50

3:10 na sneltrein

1:10

1:50

2:30 na ICE

1:40

2:20

3:00 na goederen

Afbeelding 5.10: Minimaal realiseerbare opvolgtijden. 82

GR

3:40 na stoptrein Zv

In vergelijking met de planningnormen (tabel Tabel 5.5: Planningnormen voor Arnhem. 5.5) valt op dat de normen soms wel, maar Eerste trein Tweede trein Opvolgtijd Hindertijd niet altijd in overeenstemming zijn met de realisatiegegevens. Zo zijn de opvolgtijden komt aan komt aan 3:00 bij binnenkomst van station Arnhem met vertrekt vertrekt 3:00 zo’n 2:00 minuten in overeenstemming met vertrekt komt aan 4:00 de norm, die impliciet circa 30% buffertijd komt aan vertrekt westzijde: 0:00 bevat. Dit is in 1995 uitgerekend door komt aan vertrekt oostzijde: 1:00 Railned Capaciteitstoedeling, onder andere aan de hand van een nadere beschouwing van het baanvak Arnhem - Utrecht. Het blijkt dat de berekende resultaten slechts een seconde of vijf afwijken van de gemeten minimale opvolgtijden. De mogelijkheden voor opvolgingen bij vertrek uit Arnhem zijn enigszins dubieus: het paradigma ‘plannen op het beste seinbeeld, omdat dit de beste rijtijd oplevert’ is meestal pas mogelijk na méér dan 3 minuten. De norm schiet dan dus tekort. Dit is echter niet noodzakelijkerwijs een probleem, aangezien opvolgen op een geel sein (of geel-variant in westelijke richting) al kan na zo’n 2:10, in de richting van Velperpoort kan na een (korte) stoptrein zelfs al na 1:30 worden opgevolgd. Verwacht kan wel worden dat de opvolgende trein in dat geval vóór de halte Velperpoort weer even tot stilstand zal komen. In dat geval bevat de norm juist veel impliciete buffertijd. Aan ‘vertrekken op geel’ kleeft wel een veiligheidsrisico, zie hoofdstuk 7. Een opvallend detail is tenslotte dat de ICE van en naar Utrecht op de westelijke wisselstraat 20 seconden verliest ten opzichte van andere treinen. Volgens het treinpersoneel heeft dit te maken met comfortredenen en de AFB (Automatische Fahr- und Bremssteuerung, een soort Cruise Control). In tabel 5.6 zijn de gemeten snelheden van verschillende treinseries weergegeven. De toegestane snelheid bedraagt in alle gevallen 40 km/uur. De meeste treinseries wijken hier niet wezenlijk van af en voor geen van de gevallen bleek er een duidelijke verschil te zijn in de snelheid bij gehinderd of ongehinderd passeren. Slechts de ICE in de richting Duitsland doet het iets rustiger aan: in de tegenrichting was deze trein vaak fors te laat, hetgeen een verklaring kan zijn voor de iets hogere snelheid bij aankomst uit Duitsland dan bij het rijden in de andere richting. Opvallend is verder dat ook de goederentreinen die het station verlaten niet beduidend langzamer rijden dan de reizigerstreinen. Er lijkt wel sprake van een lichte snelheidsverlaging bij het binnenrijden van goederentreinen. De steekproefgrootte van het aantal goederentreinen laat hier echter geen Tabel 5.6: Gemeten snelheden (km/uur) betrouwbare conclusies toe. Een mogelijke aan het inrijsein Arnhem Oostzijde. verklaring is het feit dat binnenrijdende treinen een Treintype Serie Naar Va Uit Va rijweg gebruiken die vaker kans op hinder geeft dan stop 38,9 7600 38,3 de uitrijdende treinen. De snelheden op overige snel 38,1 3600 36,6 plaatsen op het emplacement zijn steekproefsgewijs ICE 37,8 100 33,9 vastgesteld, maar weken niet af van de toegestane stop 39,0 30900 38,1 snelheden en gaven daarom geen aanleiding tot nader goederen 36,7 32,2 onderzoek. De gevonden opvolgen hindertijden zullen in het vervolg van deze studie worden gebruikt om de effectiviteit van maatregelen te toetsen (hoofdstuk 6). Tevens is in bijlage 8 een tabel opgenomen waarin voor alle planmatige hinderingen is weergegeven hoeveel buffertijd in de normen is inbegrepen Deze bedraagt gemiddeld 24% (ongeveer in overeenstemming met de resultaten van Railned Capaciteitstoedeling, 1995). In enkele situaties is er echter veel tijd over, met name de 1 minuut planningnorm voor een piekkruising aan de oostzijde bestaat vrijwel geheel uit buffertijd. Hier wreekt zich wellicht de afronding op hele minuten.

83


5.4

Analyse Velperbroek Aansluiting - Arnhem

Baanvak Velperbroek Aansluiting – Arnhem In deze paragraaf wordt nader onderzocht hoe treinen elkaar hinderen op het baanvak tussen Velperbroek Aansluiting en Arnhem en de beide aangrenzende wisselcomplexen. Alleen het verkeer in de richting Velperbroek – Arnhem wordt onderzocht, dat wil zeggen dat alleen wordt gekeken naar de samenvoegende verkeersstroom. Een gedetailleerde weergave van het gehele baanvak is weergegeven in bijlage 9, een vereenvoudigde weergave met alleen het spoor in de onderzochte rijrichting in afbeelding 5.11. De aansluiting Velperbroek zelf is weergegeven in afbeelding 5.12. Komende vanuit de richting Zutphen kunnen de (afbuigende) wissels te Velperbroek met maximaal 70 km/uur worden bereden. Vanuit Zevenaar kan 100 km/uur worden gereden. Voor de halte Velperpoort moet worden begonnen de snelheid te verlagen naar 40 km/uur. Die snelheid moet voor de wissels van Arnhem bereikt moet zijn (ter hoogte van sein 1270). Behalve het automatische bloksein P-226 zijn alle seinen bediend.

1270

1290

248 (Zp)

P-226

244 (Zv)

Arnhem

Arnhem Velperpoort

Velperbroek Aansluiting

Afbeelding 5.11: Schematische weergave van het baanvak Velperbroek – Arnhem. Weergegeven zijn alleen de onderzochte rijrichting en de kruisende spoordelen. Zutphen 1

2

Arnhem Velperpoort

Zevenaar 3

Arnhem GE

Afbeelding 5.12: Wisselgroepen te Velperbroek Aansluiting. Beter benutten: optimaliseren, maar wat? Wanneer een trein moet stoppen voor een rood sein, zal deze uiteraard te maken krijgen met een langere rijtijd dan wanneer deze gewoon had kunnen doorrijden. Het is echter wel zo dat deze trein al ‘startklaar’ staat om het conflictpunt te berijden zodra dit vrijkomt: de trein hoeft immers, wanneer de rijweg wordt ingesteld, niet meer de remwegafstand af te leggen. Dit betekent dat de (gerealiseerde) blokkeringstijd korter zou kunnen worden dan wanneer de trein lang van te voren een veilig sein krijgt. Deze hypothese blijkt voor reizigerstreinen waar te zijn. Er is dus sprake van een spanningsveld: maximale benutting van de railinfrastructuur gaat gepaard met langere rijtijden. De vraag is nu, wat men wil optimaliseren: de rijtijden of de infrabenutting. Er zijn dan ook twee manieren om naar een conflict te kijken: 1. Vanuit de infra: de blokkeringstijd geeft aan hoe lang de infrastructuur gereserveerd is voor een trein. Hoe korter deze tijd, hoe hoger de infrabenutting kan zijn. 2. Vanuit de trein: de rijtijd van een trein geeft aan hoe lang een trein erover doet om het conflictpunt te passeren.

84

1270

1290

248 (Zp)

P-226

244 (Zv)

Blokkeringstijd: lengte conflictpunt

Rijtijd: deceleratielengte

acceleratielengte

Afbeelding 5.13: De blokkeringstijd is de tijdsduur dat het conflictpunt niet beschikbaar is omdat er een rijweg overheen is ingesteld. De rijtijd is de tijdsduur die verstrijkt tijdens het rijden over deceleratie- en acceleratielengte (exclusief wachttijd voor het sein). In afbeelding 5.13 is de ligging van het conflictpunt weergegeven. Deze komt overeen met wisselgroep 1 in afbeelding 5.12. Omdat een trein die gehinderd wordt bij het conflictpunt ook voor en na het conflictpunt zelf tijd kan verliezen (als gevolg van remmen en accelereren) wordt de rijtijd noodzakelijkerwijs over een grotere afstand dan alleen het conflictpunt gemeten. Instelmoment rijweg versus rijtijd

Treins erie 7600 (Zutphen - Nijmegen)

Treinserie 7600 (Zutphen - Nijmegen)

0:10:00

0:10:00

0:09:00

0:09:00

0:08:00

0:08:00

0:07:00

0:07:00

Gemeten rijtijd

Gemeten blokkeringstijd

Instelmoment rijweg versus blokkeringstijd

0:06:00 0:05:00 0:04:00 0:03:00

0:06:00 0:05:00 0:04:00 0:03:00

0:02:00

0:02:00

0:01:00

0:01:00

0:00:00 -0:05:00

-0:04:00

-0:03:00

-0:02:00

-0:01:00

0:00:00

0:00:00 0:01:00

0:02:00

0:03:00

0:04:00

0:05:00

-0:05:00

Instelmoment rijweg

Afbeelding 5.14a: De blokkeringstijd van het conflictpunt neemt af, naarmate de rijweg later wordt ingesteld. Treinen die volledig tot stilstand komen, omdat de rijweg te laat werd ingesteld (>0:01:00) veroorzaken de kleinste blokkeringstijden: ongeveer 1 á 1,5 minuut.

-0:04:00

-0:03:00

-0:02:00

-0:01:00

0:00:00

0:01:00

0:02:00

0:03:00

0:04:00

0:05:00

Instelmoment rijweg

Afbeelding 5.14b: De rijtijden zijn juist constant indien de rijweg te vroeg wordt ingesteld (<0:00:00) en nemen juist toe als de trein moet wachten voor het conflictpunt. De grote spreiding in de rijtijden is te verklaren omdat ook de haltering nog in de acceleratielengte ligt.

In afbeelding 5.14a is de blokkeringstijd voor wisselgroep 1 voor elke trein weergegeven. Het instelmoment = 0:00:00 correspondeert met het moment dat de trein op zichtafstand van het voorsein is. Volgens de theorie moet het hoofdsein dus uiterlijk op dát moment uit de stand stop zijn gekomen, wil de trein ongehinderd door kunnen rijden. Dit leidt inderdaad tot de kortste rijtijden (afbeelding 5.14b), maar de blokkeringstijd van de infrastructuur kan korter worden indien de trein voor het conflictpunt even afremt of zelfs even moet stoppen. Links van het moment 0:00:00 wordt de rijweg vroeger ingesteld dan nodig11. De lengte van de blokkeringstijd neemt logischerwijs evenveel minuten toe als dat de rijweg te vroeg is ingesteld. De trein rijdt immers al op maximale snelheid en kan dus niet van de eerdere rijweginstelling profiteren: de rijtijd blijft gelijk. Indien de rijweg tussen de 0 en 1 minuten te laat wordt ingesteld, heeft de trein enige hinder, maar kan wel doorrijden. Er wordt aangenomen12 dat de trein na 1 minuut voor het sein staat te wachten. Vanaf dat moment neemt de rijtijd per minuut extra wachten ook één minuut toe. De blokkeringstijd blijft dan echter juist constant: zo’n 1 á 1,5 minuut. 11 12

Dit hoeft geen bezwaar te zijn, wanneer geen trein daar hinder van ondervindt. Aanname op basis van een berekening van de remcurve en de remtijdverliezen.

85

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem De triviale verlengingen van blokkeringstijd (door te vroeg instellen) en rijtijd (door wachten) zijn in het vervolg van de opgetreden blokkeringstijden en rijtijden afgetrokken, omdat deze volledig verklaard kunnen worden. De resulterende verschillen in gehinderde en ongehinderde gevallen zijn weergegeven in de afbeeldingen 5.15a en 5.15b. Bij maximale hinder blijkt de blokkeringstijd van het conflictpunt circa 30 seconden korter te zijn dan bij ongehinderde doorstroming13. De rijtijd van de treinen varieert tussen de 4 en 6 minuten en is voor gehinderde treinen circa 15 seconden langer. De grote variatie in rijtijd komt omdat de haltering te Velperpoort in dezelfde sectie plaatsvindt als de acceleratielengte. Blokkeringstijd in gehinderd en ongehinderd geval

Rijtijd in gehinderd en ongehinderd geval

empirische verdelingsfunctie Velperbroek Aansluiting treins erie 7600 Zutphen - Nijmegen

empirische verdelingsfunctie Velperbroek Aans luiting treins erie 7600 Zutphen - Nijmegen blokkeringstijd bij ongehinderde rit

0:02:00

blokkeringstijd na volle s top

0:01:30

0:01:00

0:00:30

0:07:30

Gerealiseerde blokkeringstijd

Gerealiseerde blokkeringstijd

0:02:30

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90% 100%

rijtijd bij volle stop

0:06:00 0:05:30 0:05:00 0:04:30 0:04:00 0:03:30 0:03:00 10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90% 100%

Percentage treinen

Percentage treinen

Afbeelding 5.15a: De blokkeringstijden van het conflictpunt bedragen na hinder 1:00 á 1:30 minuten en zijn daarmee zo’n 30 seconden korter dan in de situatie zonder hinder.

rijtijd bij ongehinderde rit

0:06:30

0:02:30 0%

0:00:00 0%

0:07:00

Afbeelding 5.15b: De rijtijden zijn uiteraard langer in situaties met hinder. Dit kost circa 20 seconden extra (aanzettijdverlies naar 40 km/uur). De wachttijd voor het rode sein is hier buiten beschouwing gelaten en dient hier nog bij op te worden geteld.

De grafieken lopen aangenaam vlak, hetgeen wil zeggen dat er tussen treinen maar kleine verschillen zijn in rij- en blokkeringstijden (voor de sneltreinserie 3600 blijkt ook de rijtijd vrijwel vlak te lopen; de variatie van de stoptreinrijtijden is blijkbaar te wijten aan de haltering). Voor het algemene geval kan het volgende worden gesteld. Het aanzettijdverlies voor reizigerstreinen is zeer beperkt, zeker wanneer de treinen niet harder rijden dan 40 km/uur, zoals hier het geval is. Wanneer het aanzettijdverlies van een trein kleiner is dan de ongehinderde rijtijd over de remwegafstand, is het uit capaciteitsoogpunt beter om de rijwegen pas in te stellen na passeren van het voorsein14: de blokkeringstijden van het knelpunt worden dan korter. Uit oogpunt van aantrekkelijke reistijden is uiteraard juist een tijdige instelling van rijwegen gewenst. Er is dus een zeker spanningsveld: wil men meer treinen kunnen afwikkelen over dezelfde hoeveelheid infrastructuur, of wil men minder treinen laten rijden maar wel met (iets) kortere reistijden? Of in andere woorden: wil men de doorlooptijd van de trein minimaliseren of de capaciteit van de kruising maximaliseren, of van beide een beetje?

Kans op en gevolgen van hinder In vervolg op het in paragraaf 4.2 gestelde (Hinderrisico = kans op hinder × gevolg van hinder) wordt de bovenstaande informatie in tabel 5.7 nog eens samengevat voor alle treinseries. Voor bijvoorbeeld de treinserie 7600 uit Zutphen geldt dat deze in 57% van de gevallen een groen tonend voorsein passeerde en dus niet gehinderd werd. In de overige 43% van de gevallen was het voorsein geel. In ruim de helft van díe gevallen (25% van het totaal) moest zelfs worden gestopt voor het hoofdsein. De

13

De blokkeringstijd van het blok vóór het conflictpunt neemt uiteraard ook toe. Dit is wel vervelend voor machinisten en kan zonder aanvullende veiligheidsconsequenties hebben, zie hoofdstuk [7]. 14

86

maatregelen

nadelige

blokkeringstijd van het conflictpunt was in de gevallen waarin gestopt moest worden gemiddeld 28 seconden korter; de rijtijd voor de trein was 20 seconden (plus de wachttijd voor het sein) langer. De serie 30900 uit Zevenaar rijdt vanaf Velperbroek Aansluiting 4 minuten voor de serie 7600 uit Zutphen. Deze serie 30900 heeft planmatig geen treinen voor zich en loopt in slechts 8% van de gevallen tegen een rood sein op. De blokkeringstijd in een ongehinderd geval verschilt hier weinig van die in een gehinderd geval: de snelheid waarmee de remweg wordt afgelegd is hoger (rechtdoorgaand wissel). In geval van hinder is de blokkeringstijd nagenoeg gelijk aan die van de serie 7600. Het rijtijdverlies beperkt zich tot (gemiddeld) 13 seconden (plus de wachttijd voor het sein). Dit is iets minder dan voor de serie 7600. Vermoedelijk heeft dit zijn oorzaak in het snel optrekkende Lint41materieel waarmee deze serie rijdt. Voor goederentreinen neemt bij hinder de blokkeringstijd (licht) toe en ook de rijtijd neemt aanzienlijk meer toe dan bij reizigerstreinen. Voor traag remmende en optrekkende treinen is het dus beter om hinder in het geheel te voorkomen. Dit correspondeert met de studieresultaten van Railned/Holland Railconsult (2002) in het kader van Combine.

Tabel 5.7:

Kans op hinder en de gevolgen daarvan op rijtijd en blokkeringstijd.

Velperbroek richting Arnhem Treinserie Aantal 100 38

3600

7600

30900

47500 (goederen)

249

253

247

13

Over lengte conflictpunt:

Seinbeeld hoofdsein R

16%

voorsein GL

39%

Over lengte rem- en aanzetafstand:

Blokkeringstijd

gem. snelh.

std. afw.

Rijtijd

gem. snelh.

std. afw.

gemiddeld

(km/uur)

(km/uur)

gemiddeld

(km/uur)

(km/uur)

0:01:19

31,9

1,2

0:02:36

61,7

13,8

voorsein GR

61%

0:01:26

75,3

4,9

0:01:44

92,6

9,6

hoofdsein R

17%

0:01:25

29,5

3,7

0:02:34

54,0

5,3

voorsein GL

29%

voorsein GR

71%

0:01:37

63,1

4,5

0:02:03

67,8

7,3

hoofdsein R

25%

0:01:13

29,6

2,6

0:05:17

26,2

4,1

voorsein GL

43%

voorsein GR

57%

0:01:41

57,0

3,2

0:04:57

28,0

4,2

hoofdsein R

8%

0:01:18

27,7

2,9

0:03:33

45,2

4,9

voorsein GL

15%

voorsein GR

85%

0:01:26

71,2

6,1

0:03:20

48,2

5,7

hoofdsein R

38%

0:02:18

23,5

2,2

0:03:30

45,9

3,6

voorsein GL

54%

voorsein GR

46%

0:02:12

54,5

5,9

0:02:38

60,9

6,8

Blokkeringstrapdiagram-analyse De reeds genoemde korte opvolging (4 min.) tussen de series 30900 Zevenaar – Arnhem en 7600 Zutphen – Arnhem is de moeite waard om nader te onderzoeken met behulp van een blokkeringstrapdiagram-analyse. Hier zijn verschillende redenen voor: 1. de treinen zijn kort achter elkaar gepland: in zo’n 40% van de gevallen treedt hinder op; 2. de seinplaatsing op het baanvak is nogal onregelmatig en kan wellicht worden verbeterd; 3. omdat de stoptreinen uit zowel Zevenaar als Zutphen in Arnhem een belangrijke overstap richting Utrecht hebben, is de kans groot dat deze opvolging ook in de toekomst zal blijven bestaan (eventueel met beide treinseries verwisseld, hetgeen geen wezenlijk verschil maakt). In paragraaf 4.3 is reeds de theorie omtrent blokkeringstrappen aan de orde gekomen. De blokkeringstrappen zijn een goede manier om een planning inzichtelijk te maken (Soll-situatie). Het weergeven van realisatiegegevens (Ist-situatie) is lastiger: het weergeven van een enkele situatie is wel mogelijk, maar niet representatief. In deze studie wordt alleen gekeken naar de situatie waarin de eerste trein (30900) ongehinderd kan doorrijden en waarin de tweede trein (7600) volgt. Deze tweede trein kan daarbij eventueel hinder ondervinden van een vertraging van de eerste trein. Er ontstaan drie situaties die worden onderzocht: 1. de geplande verkeersafwikkeling op het baanvak Velperbroek – Arnhem; 2. de uitvoering van deze situatie in geval van vertraging van de eerste trein; 3. als situatie 2, maar met een gunstigere seinplaatsing.

87

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Situatie 1: De planning De geplande situatie is weergegeven in afbeelding 5.16. De passeermomenten bij elk sein zijn in de planning niet bekend, aangezien de seinplaatsing niet in de planningsystemen is opgenomen. Onderstaande passeermomenten zijn bepaald door het gemiddelde van enkele op tijd (dus volgens de planning) rijdende treinen te nemen. Om inzichtelijker te maken wat er gebeurt, is de uitvoeringssituatie niet weergegeven met rechte verbindingslijnen tussen de passeermomenten, maar met gekromde. De passeermomenten van seinen zijn bepaald op basis van realisatiegegevens; de krommingen tussen de seinen in kunnen niet worden gemeten en zijn puur indicatief. Er wordt in de planning uitgegaan van ‘zo mooi mogelijke’ seinbeelden. Sein 248 toont echter pas groen, wanneer ook inrijsein 1270 van Arnhem bediend is: dit wordt echter door ARI pas gedaan, wanneer treinen sein 248 gepasseerd zijn. Sein 248 toont daarom vrijwel nooit een beter seinbeeld dan geel-6. Uit capaciteitsoogpunt is dit een voordeel, omdat er anders (zeker voor stoptreinen) blokkeringstijden op de wisselstraat in Arnhem zouden ontstaan van 6 minuten of meer, terwijl de stoptrein nota bene stil staat in Velperpoort. Het seinbeeld geel-6 kost nauwelijks extra rijtijd, omdat bij groen maximaal 70 mag worden gereden en er direct voor Velperpoort in alle gevallen een snelheidsverlaging naar 40 km/uur moet worden ingezet. In afbeelding 5.16 is dan ook de situatie weergegeven waarin sein 248 geel-6 toont. Dan nog betekent dit dat het gehele baanvak van Velperbroek Aansluiting tot aan Arnhem maar voor één trein (per richting) gelijktijdig kan zijn gereserveerd. In de planning komt de rijweg voor de tweede trein dan ook direct het baanvak op wanneer de voorgaande trein eraf is. Dit is overigens niet expliciet zo gepland, aangezien er in de planning geen exacte seinplaatsing bekend is en er alleen met opvolgtijden wordt gewerkt. De planning bevat géén buffertijd. De geplande blok- en opvolgtijd zijn in dit geval beide 4 minuten. Het ontbreken van de buffertijd is overigens een puur theoretische aangelegenheid: in de praktijk kan er, ook al is het op gele seinen, gewoon worden doorgereden. Gezien de snelheden (zie afbeelding 5.19) op het baanvak na de haltering grotendeels niet boven de 40 km/uur uit kunnen komen, vormt dit voor de rijtijd geen enkele beperking.

Bestaande Situatie (planning: geen hinder) 92.000

92.500

93.000

Arnhem

93.500

Velperpoort

1270

1290

P-226

94.000

94.500

km

95.000

Velperbroek Aansl.

248

P-228

P-797

244

P-278

24 25

Serie 30900 Zevenaar - Arnhem

26 27 28

geplande buffertijd: ca. 15 sec.

29 30

Serie 7600 Zutphen - Nijmegen blokkeringstijd 4:00

31 geplande opvolgtijd 4:00 32 33 34 35

geen buffertijd in planning

36 37

Afbeelding 5.16: Blokkeringstrapdiagram van de geplande situatie.

88

Lastiger is de korte buffertijd tussen het vertrek uit Velperpoort van trein 1 en het binnenrijden van trein 2. Hier zit circa 15 seconden buffer tussen. Trein 2 wordt in 43% van de gevallen gehinderd (tabel 5.7). Hier wordt in situatie 2 verder op ingegaan. Situatie 2: Uitvoering met vertraging Aangezien de planning bij 100% punctualiteit altijd kan worden uitgevoerd, is dit geval niet interessant om te onderzoeken. In plaats daarvan nemen we als uitgangspunt dat trein 1 een vertraging heeft van 3 minuten en dat trein 2 op tijd is. Door de korte geplande tijd tussen trein 1 en 2 zal er al snel vertraging worden doorgegeven aan trein 2. Onder de aanname dat er op het korte stukje tussen Velperbroek Aansluiting en Arnhem geen rijtijdwinst te behalen is, wordt de planning voor trein 1 (gestippeld) 3 minuten naar beneden geschoven. Er gebeurt het volgende: zo lang de vertraagde trein 1 halteert in Velperpoort, kan trein 2 niet binnenrijden. Deze komt tot stilstand voor sein 248. Zodra trein 1 sein 226 is voorbijgereden kan een rijweg worden ingesteld en zal sein 248 ‘geel’ tonen. Trein 2 kan dan met 40 km/uur naar Velperpoort rijden. Ondanks de lagere snelheid is de blokkeringstijd circa 30 seconden kleiner dan in het ongehinderde geval. Sein 226 zou pas uit de stand ‘stop’ hoeven te komen, wanneer de trein op het punt staat om te vertrekken. Aangezien dit een automatisch bloksein is en trein 1 inmiddels al in Arnhem is aangekomen, toont dit sein meestal al ‘geel’. Trein 2 kan vertrekken, en zodra hij het ‘geel’ tonende sein 226 voorbijrijdt, wordt ARI getriggerd om een vervolgrijweg in te stellen van sein 1290 naar spoor 6B in Arnhem. De opvolgtijd bedraagt nu nog 2:45 in plaats van 4:00 minuten. Hoewel er in de planning geen buffertijd leek te zijn, blijkt er dus impliciet een buffertijd aanwezig te zijn van 1:15 minuten. De 3:00 minuten vertraging van trein 1 leiden daarom maar tot 1:45 vertraging voor trein 2. Hier wordt planmatig met een te lange opvolgtijd gerekend, waardoor beschikbare capaciteit niet wordt benut. In verband met het herhaaldelijk rijden op ‘geel’ is het uit veiligheidsoogpunt momenteel niet wenselijk om dit structureel te plannen. De tijdwinst kan dus (planmatig) niet worden geboekt, maar in de uitvoering wel. In de nieuw voorgestelde situatie 3 kan de vertragingsoverdracht nog verder worden beperkt. Bestaande Situatie (uitvoering: met ARI en hinder voor trein 2) 92.000

92.500

93.000

Arnhem

93.500

Velperpoort

1270

1290

P-226

94.000

94.500

km

95.000

Velperbroek Aansl.

248

P-228

P-797

244

P-278

24 25

3 min. vertraging

26 27 28 29 30 Trein staat voor rood sein

31 32 Blokkeringstijd 3:00 33

min. opvolgtijd 2:45

1:45 min vertraging

34 35 36

ARI stelt rijweg pas in na vertrek uit Velperpoort

37

Afbeelding 5.17: Blokkeringstrapdiagram van de uitvoeringssituatie waarin trein 1 vertraging heeft.

89

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Situatie 3: Uitvoering met vertraging en verbeterde seinplaatsing In situatie 3 wordt uitgegaan van dezelfde treinopvolging als in situatie 2, maar wordt de seinplaatsing verbeterd. Er zijn twee wijzigingen: Sein 1290, dat vroeger is geplaatst om vanuit Arnhem rangeerbewegingen via het spoor uit Velperpoort te kunnen omhalen naar een ander spoor, wordt verwijderd. Dit omhalen (bijv. loc wisselen) wordt nauwelijks nog gedaan en het sein voegt voor de opvolgtijd nauwelijks iets toe. Het zorgt wel voor een ongewenste seinbeeldopvolging (geel-geel-rood, zie paragraaf 7.5). Het omhalen van rangeerdelen kan in de nieuwe situatie, wanneer dit toch nodig is, ook nog geschieden via het spoor in de andere rijrichting. Er wordt een automatisch bloksein toegevoegd direct voor de halte Velperpoort. Dit is in de afbeeldingen weergegeven met het nummer P-228. In situatie 2 is de blokkeringstijd van de halte Velperpoort bepalend voor de treinopvolging. Deze grote blokkeringstijd ontstaat gedeeltelijk door de lange rijtijd van trein 2, die na het vrijkomen van de perronspoorsectie helemaal vanaf sein 248 moet komen. Dit is een afstand van 700 meter die met maximaal 40 km/uur wordt afgelegd. De rijtijd hierover bedraagt zo’n 60 á 70 seconden. Deze seconden kunnen worden teruggewonnen wanneer de tweede trein deze afstand al kan afleggen, terwijl trein 1 nog staat te halteren. Het nieuwe sein 228 maakt dit mogelijk. Trein 2 kan dan na het vrijkomen van het perronspoor direct de halte binnenrijden. Wanneer de vertraging van trein 1 beperkt is, kan trein 2 zelfs gewoon doorrijden. Voordeel van deze seinplaatsing is dat (althans voor stoptreinen) de blokkeringstijden voor elk blok ongeveer gelijk worden, zo’n 2 minuten. De blokkeringstrapdiagrammen worden dan goed stapelbaar zonder veel versnijdingsverlies. Voor sneltreinen treedt in principe geen nadeel op door het bijplaatsen van een extra sein. Deze situatie is daarom niet verder onderzocht. Met de nieuwe seinplaatsing wordt de minimale opvolgtijd circa 1 minuut korter; ook de vertraging van trein 1 wordt dus 1 minuut kleiner: nog maar 0:45. In de dienstregeling 2004 is dat extra prettig, omdat de trein van de serie 7600 in Arnhem een 4-minutenaansluiting heeft op de intercity naar Nieuwe Situatie (uitvoering: met ARI, hinder voor trein 2 en seinverplaatsing) 92.000

92.500

93.000

Arnhem

93.500

Velperpoort

1270

1290

P-226

94.000

94.500

km

95.000

Velperbroek Aansl.

P-228

248 244

P-797 P-278

24 max. treinlengte 200 á 300 m 25

3 min. vertraging

26 27 28 29 30 31 Blokkerings-tijd 2:00

32 33

min. opvolgtijd 1:45

0:45 min vertraging

trein stopt net of nét niet

34 35 36 37

Afbeelding 5.18: Blokkeringstrapdiagram van de uitvoeringssituatie waarin trein 1 vertraging heeft en de seinplaatsing is verbeterd.

90

Utrecht, terwijl op minimum volgtijd van deze trein ook de stoptrein naar Utrecht vertrekt. Het verminderen van de vertraging voor de serie 7600 geeft dus ook minder doorwerking van vertraging op deze treinen. Met de aanpassing van deze seinplaatsing is (grof geschat) 75.000 euro gemoeid. Verder dient opgemerkt te worden dat het toegevoegde sein in de planningsoptiek ‘plannen op zo mooi mogelijke seinbeelden’ geen functie heeft. In de uitvoering blijkt er echter wel degelijk veel mee gewonnen te kunnen worden. Bovendien zijn voor de stoptrein deze mooie seinbeelden helemaal niet noodzakelijk, deze moet immers ongeacht de seinbeelden stoppen in Velperpoort. Onder de huidige omstandigheden is er wel een mogelijk veiligheidsnadeel bij het rijden op gele seinen. Dit komt verder aan de orde in hoofdstuk 7. Het blijkt in ieder geval zinvol te zijn om ook de verkeersafwikkeling van te verwachten verstoorde situaties vooraf te onderzoeken en daaruit maatregelen te nemen. Zp: 248

Gemiddelde snelheid per blok Va-Ah 1270

92.000

1290

92.500

P-226

Zv: 244

93.000

93.500

94.000

100 90 80

snelheid (km/uur)

70 60 50 40 30 20 10 0 plaats (km) (Rijrichting

←)

Afbeelding 5.19: Snelheidsprofiel van de ongehinderde serie 7600 (rijrichting van rechts naar links).

91


Verband tussen opvolgtijd en blokkeringstijd In afbeelding 5.20 is van alle gerealiseerde opvolgingen van de serie 30900-7600 het verband weergegeven tussen de opvolgtijd vanaf het baanvak en de blokkeringstijd over de oostelijke wissels van Arnhem. Een verband tussen opvolgtijd en blokkeringstijd werd niet gevonden. Wel blijkt hieruit de minimale opvolgtijd van 2:45 (alleen geldig voor deze specifieke opvolging). Interessant is verder om te zien dat de minimale blokkeringstijd iets kleiner dan één minuut is, maar dat de treinen die dat halen allemaal op een rood sein 1270 zijn afgereden of zelfs daarvoor hebben staan wachten. Uit veiligheidsoogpunt is het echter niet gewenst hiervan de regel te maken, zie hoofdstuk 7. De treinen die een groen voorsein passeren, hebben een langere blokkeringstijd: minimaal 1:3015. Opmerkelijk is verder dat bij een opvolgtijd van 6 tot 9 minuten er nauwelijks rijwegen op groene seinen worden ingesteld. Deze grote opvolgtijd betekent dat trein 2 (serie 7600) vertraagd is. De eerste trein keert in Arnhem en moet na 6 minuten weer terugkeren. Daarbij kruist deze trein de rijweg van de serie 7600. In de betreffende gevallen wordt blijkbaar ofwel de uitrijdende trein standaard eerst gelaten, of er wordt afgewacht tot het uiterste moment om voor de serie 7600 een rijweg in te stellen.

Blokkeringstijd wissels Arnhem vs. opvolgtijd serie 7600 opvolgtijd > minimaal benodigde bloktijd kritieke blok - rijtijdverschil

beperkte aanvoercapaciteit vanaf baanvak 0:05:00

Door machinist waargenomen bes turings informatie op uiterste bes lismoment:

bloktijd

w issels Arnhem oostzijde

0:04:30 0:04:00 0:03:30 0:03:00

groen sein

0:02:30

geel sein

0:02:00 0:01:30 0:01:00 min. benodigde reservering + rijtijd

0:00:30

0:10:00

0:09:30

0:09:00

0:08:30

0:08:00

0:07:30

0:07:00

0:06:30

0:06:00

0:05:30

0:05:00

0:04:30

0:04:00

0:03:30

0:03:00

0:02:30

0:02:00

0:01:30

0:01:00

0:00:30

0:00:00

0:00:00

Hier afw achten of 30900 eerst vertrekt of 7600 eerst binnen komt

opvolgtijd staart-kop opvolging laatste blok vrije baanspoor

Afbeelding 5.20: Verband tussen de blokkeringstijd van het wisselcomplex aan de oostzijde van Arnhem en de opvolgtijd voor de opvolging 30900-7600. De opvolgtijd is gemeten aan het einde van de vrije baan, voor station Arnhem.

Toetsing van TNV-resultaten aan ervaringen van machinisten Om de gevonden uitkomsten van de TNV-analyse te controleren is aan verschillende machinisten gevraagd wat zij van de verkeersafwikkeling rondom Arnhem vinden, welke punten zij graag verbeterd zouden willen zien en of zij tevreden zijn met de situatie zoals die is. Hierbij kwam het algemene beeld naar voren dat de afwikkeling in Arnhem beter loopt dan gemiddeld en dat de treindienstleiders vaker dan elders creatief bijsturen: bedoeld worden dan afwijkingen van geplande volgordes of afwijken van het geplande spoorgebruik, bijvoorbeeld gebruikmaken van het linkerspoor tussen Velperbroek en Arnhem. Dit wordt tevens door treindienstleiders beaamd. De constatering dat sein 248 te Velperbroek Aansluiting vrijwel nooit groen toont en dat de serie 7600 daar vaak wordt opgehouden, wordt door de meeste machinisten bevestigd. 15

Indien sein 1290 wordt verwijderd, wordt deze tijd nog circa 30 seconden langer.

92

Uit het beeld dat ontstaat komen enkele punten naar voren waaruit (soms paradoxale) conclusies kunnen worden getrokken: De TNV-gegevens komen overeen met de ervaringen van machinisten. . Mogelijke conclusies: o De TNV-gegevens vormen een waardevolle tool om de treinenloop te analyseren. o Uitvoerend personeel kan wellicht sneller aangeven waar knelpunten zitten dan een (bewerkelijke) TNV-analyse. Een TNV-analyse is wel objectiever en nauwkeuriger dan de uitspraken van personeel. In Arnhem wordt relatief vaak afgeweken van het gepland spoorgebruik .. Mogelijke conclusies: o Het geplande spoorgebruik is in de praktijk niet handig. o Er is nu sprake van onderbenutting van de infrastructuur, waardoor het afwijken mogelijk wordt. Hoewel er in de planning geen benutbare capaciteit meer is, is die er in de uitvoering wel. Dat zou dan betekenen dat er in de planning capaciteit wordt weggegooid. Deze ruimte zou met DVM misschien ook planmatig kunnen worden gebruikt. o Er is nu sprake van overbelasting van de infrastructuur, waardoor het afwijken juist noodzakelijk wordt. Er is dan misschien weinig regelwinst te behalen met DVM, omdat deze regelruimte nu ook al zo veel mogelijk wordt gebruikt. In elk van de gevallen is het blijkbaar zinvol om het spoorgebruik tijdens de uitvoering aan te passen. De werkelijke opvolgtijden zijn korter dan de geplande tijden. . Mogelijke conclusies: o De planning houdt onvoldoende rekening met de mogelijkheden in de uitvoering. o De planning bevat nog reserves om een verstoorde uitvoering af te kunnen wikkelen. Dit is aannemelijk omdat er capaciteit voor goederenvervoer wordt gereserveerd, die niet altijd gebruikt wordt. o Er wordt in de planning uitgegaan van een worst-case-scenario: bijvoorbeeld en slechte adhesie en een lage bovenleidingsspanning. Treinen hebben hierdoor meer speling dan gepland.

5.5

Conclusies: planning en uitvoering verschillen

TNV-Gegevens geven een goed beeld van de uitvoering

In dit hoofdstuk zijn TNV-gegevens van de spitsperiode van de maand maart 2004 onderzocht. Het blijkt dat deze gegevens een goed en gedetailleerd beeld geven van de uitvoering van het verkeersproces. De benodigde terugkoppeling tussen planning en uitvoering is daarmee mogelijk. Het (statistisch) analyseren van de gegevens is op dit moment echter nog bewerkelijk. Het beeld dat ontstaat sluit overigens ook aan bij de beleving van de treindienstleiders en machinisten en zal hieronder worden geschetst: De punctualiteit is in de spits met 65% - 85% niet wat het zou moeten zijn. Landelijk en gemiddeld over de gehele dag werd ca. 84% gehaald. Dit is echter vooral ‘geïmporteerde’ vertraging: de afwikkeling zelf loopt in Arnhem beter dan gemiddeld. De spreiding in de uitvoering is dermate groot dat, afhankelijk van de treinserie, 2 – 8 minuten extra nodig zijn om met 87% betrouwbaarheid te kunnen rijden. De doorlooptijden van treinen zijn niet wezenlijk verschillend in heen- en terugrichting en zijn in het algemeen een aantal minuten groter dan gepland. De vertraging kan optreden zowel

93

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem tijdens het halteren als tijdens het rijden; in dat laatste geval vooral door hinder en niet omdat het rijden zelf langzamer gaat dan gepland. De halteertijden zijn soms korter, soms langer dan gepland. Alleen de kopmakende treinseries hebben in het algemeen meer halteertijd dan nodig. De halteertijden vormen een onzekere factor in het verkeersproces. Er treedt relatief vaak hinder op: bij de samenvoeging Velperbroek bijvoorbeeld komt 30% van de treinen een geel sein tegen; 17% moet geheel stoppen. In Arnhem wordt met sommige treinseries veel (tot 38%) afgeweken van het geplande spoorgebruik; met andere nooit. Het even tot stilstand komen van een trein voor een conflictpunt levert wel rijtijdverlenging op, maar leidt in de specifiek onderzochte gevallen tot een kortere blokkeringstijd van de achterliggende infrastructuur. Dit geldt waarschijnlijk in het algemene geval ook, zolang het aanzettijdverlies kleiner is dan de rijtijd over het remwegblok. De blokkeringstijd van het blok waarin gewacht wordt, neemt uiteraard wel toe. Zolang er geen trein volgt, is dat echter niet erg. Dus zo nodig even stilstaan in de buffers vóór de flessenhals, en op de flessenhals zo snel mogelijk doorstromen. De gemeten snelheden zijn voor de meeste treinen niet lager dan de maximaal toegestane snelheden. Dit is ook niet het geval nadat een trein gehinderd is. Daarbij moet aangetekend worden dat de maximale snelheid in het grootste deel van het onderzochte gebied 40 km/uur bedraagt. De echt benodigde opvolgtijden zijn ca. 30% korter dan de norm. Op het baanvak richting Velperpoort treedt bovendien een groot verschil in opvolgtijd op tussen het rijden op gele of op groene seinen. Een overkruisbeweging kan, wanneer de trein op korte afstand van het sein staat, (minimaal) in circa 1 minuut plaatsvinden. Dit is 50% korter dan de opvolgtijd van de baanvakken. Een overkruisligging lijkt daarmee geen bottleneck te hoeven zijn, maar een ondersteuning om de treinen op het juiste moment de kruising te laten naderen lijkt dan wel noodzakelijk. Bij lange wisselcomplexen en lange/zware treinen is deze winst kleiner. Uit de analyse van het baanvak Velperbroek – Arnhem kwam naar voren dat de planmatige (norm)opvolgtijd van 4 minuten volgens het paradigma van ‘zo mooi mogelijke seinbeelden’ geen buffertijd bevat. In de uitvoering bleek echter impliciet wel degelijk 1:15 minuut buffertijd aanwezig te zijn. Door een andere seinplaatsing, die volgens het paradigma niets zou toevoegen (omdat er niet op ‘groen’ wordt gereden), kon dit zelfs worden verhoogd tot 2:15 minuut. Het plannen op groen is bovendien voor stoppende treinen niet strikt noodzakelijk, aangezien deze toch moeten stoppen. Kijken naar de te verwachten uitvoeringssituatie, inclusief vertragingen, is dus noodzakelijk. Hier kan zowel de gerealiseerde rijtijd als de capaciteit baat bij hebben. Wat betekent dit beeld voor DVM?

Bovenstaande punten vormen nog geen bewijs voor het functioneren van DVM, maar het bevestigt wel de hieraan ten grondslag liggende gedachtegang: Rijtijd op zichzelf is goed te plannen: hierin treedt maar weinig variatie op. Hinder voor treinen leidt wel tot vertraging, maar niet tot een verlaging van de capaciteit van de flessenhals. Dit is in het algemeen het geval wanneer het tijdverlies ten gevolge van aanzetten kleiner is dan de rijtijd over het remwegblok. Indicatoren daarvoor zijn: 1. de maximale snelheden in de flessenhals zijn laag (de meeste stationsemplacementen); 2. de treinen kunnen snel aanzetten; 3. de seinafstanden vóór de flessenhals zijn langer dan de werkelijke remweg van de gehinderde trein. De lengte van blokkeringstijden goed kan worden ingeschat. De precieze ligging van de blokkeringstijd is echter door de grote mate van uitvoeringsspreiding moeilijk te voorspellen. Eventuele verloren rijtijd kan (minstens gedeeltelijk) worden teruggewonnen door bijvoorbeeld korter te halteren of kleinschalige aanpassingen aan de infrastructuur.

94

De geplande opvolgtijden bevatten ongebruikte buffertijd, die in de praktijk wel gebruikt kan worden. Er ontstaat dus versnijdingsverlies als gevolg van het gebruik van de planningnormen. De conflictpunten Arnhem (westelijk en oostelijk emplacement) en Arnhem West Aansluiting zijn niet zo uitgebreid onderzocht als Velperbroek Aansluiting. Op basis van bovenstaande condities (1 t/m 3) kan echter ook over deze punten iets worden gezegd. In Arnhem zijn de snelheden laag, dus de aanzettijdverliezen zijn klein. De treinenmix is gelijk, en de (stations)blokken zijn kort, waardoor een snellere opvolging na hinder mogelijk wordt en de bloklengte ook inderdaad nodig is als remweg. Het is dus niet handig om te wachten in Arnhem, maar wel voor Arnhem. Dit onderschrijft de DVMgedachte van het ‘doorstroomstation’ (zie paragraaf 2.5). Te Arnhem West Aansluiting zijn de snelheden nog aanzienlijk hoger. De aanzettijdverliezen zijn dus groter en de ongehinderde rijtijd over de remweg is kleiner. Verwacht wordt dat een hindering hier neutraal is voor het capaciteitsbeslag van doorrijdende of gehinderde treinen. Op grond van lijnvoering en spoorgebruik is een conflict voor Arnhem West Aansluiting echter niet waarschijnlijk; de hier liggende wissels zijn vooral handig om bij te sturen: zij bieden immers de mogelijkheid om een kruising te verleggen of om twee treinen parallel uit Arnhem te laten vertrekken, zodat de perronsporen sneller vrij komen.

Vergelijking met ander onderzoek De gevonden conclusies zijn niet in overeenstemming met Tromp (2001), die de aansluiting ten oosten van Eindhoven onderzocht heeft. Hij kwam tot de conclusie dat de blokkeringstijden wel fors toenemen in geval van hinder. Dit verschil is te verklaren met de volgende redenen: In het onderzoek van Tromp zijn de snelheden op het conflictpunt planmatig hoger (100 km/uur), waardoor planmatig een korte bezettijd optreedt en het aanzettijdverlies groter is. De treinen zijn lange, door een locomotief getrokken treinen. Dit leidt beide tot een hoger aanzettijdverlies. Tevens definieerde Tromp het begin van de blokkeringstijd anders, hetgeen in geval van hinder leidt tot een dubbeltelling van tijden (ter grootte van de vertraging van de gehinderde trein). In een extreem geval zou een kruisingsvlak volgens die definitie meer dan 60 minuten per uur geblokt kunnen zijn. De punctualiteitscijfers zijn vergeleken met die uit de vervoergegevensbank (VGB). De VGB is grover door de afronding op hele minuten en omdat niet op sectieniveau wordt gemeten. Indien dit geen bezwaar is, kunnen de makkelijker verkrijgbare VGB-gegevens (in Arnhem) worden gebruikt: slechts voor enkele treinseries (aankomsten van de serie 3000 en 6100) weken de VGB-gegevens af van die uit TNV-Prepare. Is het wel nodig om uitspraken te doen op niveau van secties en seconden, dan is gebruik van TNV-Prepare vereist.

Vervolg Hoewel er wordt uitgegaan van een conflictvrij plan, treden er in de praktijk wel conflicten op. De planning is in deze situatie dus geen hulpmiddel meer voor de uitvoering. Door de treindienstleiding wordt creatief met de conflicten omgesprongen: in de uitvoering is er eigenlijk al sprake van dynamisch verkeersmanagement. Dit wordt echter nu gezien als uitzonderingssituatie (bijsturing) en niet als regel (besturing). De vraag blijft dus open of er winst kan worden behaald door ook in de jaarplanning al rekening te houden met de dynamiek in de uitvoering. Met gebruikmaking van de resultaten uit de TNV-analyse zal deze vraag in het volgende hoofdstuk worden beantwoord.

95


96

6

Effect van DVM-maatregelen

6.1

Inleiding

In de vorige hoofdstukken is beredeneerd hoe toepassing van DVM-maatregelen in planning en uitvoering kan helpen om de kwaliteit van de dienstuitvoering te verbeteren. De winst is met name te behalen door ervoor te zorgen dat de gevolgen van een conflict beperkt blijven. De grootte van die beredeneerbare effecten is echter moeilijk in te schatten als gevolg van de vele (mogelijke) interacties van de verschillende treinbewegingen, zeker bij vertragingen. Om kwantitatief inzicht te krijgen in de effectiviteit van de maatregelen zal met behulp van simulatie worden bepaald hoeveel DVM kan bijdragen aan het bereiken van de outputdoelstellingen. Het gaat nadrukkelijk niet primair om het toetsen van de gebruikte dienstregelingen of om het beoordelen van de prestaties van de infrastructuur. Bij wijze van experiment wordt er ook een planning getoetst die niet op voorhand conflictvrij was. In paragraaf 6.2 wordt de werkwijze uiteengezet en het simulatiegebied afgebakend. In 6.3 komen de werking en de beperkingen van het gebruikte simulatiepakket aan de orde. De gebruikte invoer en de instellingen worden in paragraaf 6.4 nader omschreven. Ook worden enkele noodzakelijke trucs toegepast om een realistischer beeld uit de simulatie te kunnen krijgen. De simulatieresultaten worden beoordeeld in de paragrafen 6.5 en 6.6, waarna in 6.7 conclusies kunnen worden verbonden aan de effectiviteit van de getoetste maatregelen.

6.2

Werkwijze: simulatie

Welke vragen moeten beantwoord worden? Hoofddoel is te bepalen of het toepassen van DVM in het dienstregelingontwerp helpt om een betere uitvoeringskwaliteit te kunnen realiseren en of er wellicht zelfs meer treinen kunnen worden gepland dan bij de huidige planningswijze. Daartoe worden de volgende deelvragen gesteld: Wat gebeurt er als er geen maatregelen worden genomen? Wat is het effect van een vierde perron? Wat is het effect van meer vrijheden in de plaats (meer perronspoorkeuze)? Wat is het effect van meer vrijheden in de tijd (tijdvensters)? Wat is het effect van (welke) kleine infrastructuuraanpassingen? Wat is het effect van de gebruikte regelstrategie? De effecten worden bij voorkeur gemeten in de volgende criteria, die aansluiten op de outputdoelstellingen “veilig, vlug en voordelig”: Hoe veel restrictieve seinbeelden kun je verwachten bij bepaalde varianten? Hoeveel neemt de totale hoeveelheid vertraging in het studiegebied toe of af? Welke reistijd is in een voldoende hoog percentage van de gevallen haalbaar? Wat zijn de kosten van een maatregel? (niet uit de simulatie te bepalen)

Afbakenen studiegebied Om bovenstaande vragen te beantwoorden, zal de dienstuitvoering worden gesimuleerd. Het zou niet zinvol zijn om heel Nederland te simuleren: dit is veel extra werk en in het grootste deel van het land

97

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem verandert tenslotte niks. Evenmin is het Zutphen goed om alleen de knoop Arnhem te simuleren: er is dan te weinig tijd en ruimte om effectief bij te kunnen sturen. Een goede afbakening van het studiegebied is dus van belang. Ede-Wageningen De volgende randvoorwaarde wordt gehanteerd: buiten het studiegebied blijft de Arnhem situatie zoals die is: dat wil zeggen, de dienstregeling (tijdligging en treinvolgorde) staat vast. Binnen het studiegebied mag er naar hartelust geëxperimenteerd worden met DVM-maatregelen, maar de treinen moeten Zevenaar wel minstens net zo goed op de gebiedsrand worden afgeleverd als zonder DVM: dat wil zeggen met minder vertragingen en minder Nijmegen volgordewisselingen dan op de bestaande manier. De gebiedsranden worden daarom zodanig Afbeelding 6.1: De lijnen van het studiegebied gekozen, dat volgordewisselingen allemaal voor de DVM-simulatie. Er zijn vier ‘takken’. uiterlijk op de gebiedsrand kunnen worden opgelost. Veelal is dat het geval omdat treinseries daar eindigen (Nijmegen, Zutphen, EdeWageningen) of hun routes op het vervolgtraject uiteenlopen (Zevenaar). Een foute volgorde op zo’n tak wordt dan ‘vanzelf’ opgelost. Voor een klein aantal resterende gevallen waarbij toch volgordes gewisseld moeten kunnen worden, is in elk van de stations op de gebiedsranden een inhaalgelegenheid aanwezig. Het studiegebied beperkt zich daarom tot de weergegeven lijnen in afbeelding 6.1. De treinen voor de Betuwelijn en de Betuweroute worden meegenomen, voor zover zij gebruik maken van de spoorlijn Arnhem – Nijmegen. Enkele lastige bottlenecks worden door deze gebiedskeuze bewust buiten beschouwing gelaten en (impliciet) dus nog op de bestaande wijze bestuurd: het betreft vooral enkelsporige baanvakken, zoals Zevenaar – Winterswijk, Kesteren – Tiel, de Maasbrug bij Ravenstein, Deventer – Olst en Veenendaal – Rhenen. De getoetste dienstregelingen zijn zodanig opgezet dat de treindienst over deze ‘moeilijke’ punten in principe mogelijk is, zodat het niet modelleren hiervan geen bezwaar is zolang de treinen beter op de gebiedsranden kunnen worden afgeleverd dan in het referentiescenario.

Keuze van te modelleren varianten Dynamisch verkeersmanagement behelst drie noodzakelijke stappen (terugkoppeling op uitvoering, herplanning en planontkoppeling d.m.v. tijdvensters). Voor elk van die stappen zijn vervolgens verschillende verschijningsvormen mogelijk. Het simuleren van alle mogelijkheden zou te veel werk zijn. In het navolgende worden enkele varianten gekozen, zodanig dat de hoeveelheid simulatiewerk fors afneemt, terwijl de belangrijkste resultaten nog steeds blijken. Uit de TNV-gegevens blijkt dat het organisch plannen zou leiden tot het geven van aanzienlijk meer rijtijd op bepaalde verbindingen, waarmee niet meer aan de randvoorwaarde kan worden voldaan dat treinen op de gebiedsranden net zo worden afgeleverd als zonder DVM-maatregelen; ook al halen de treinen dat nu ook niet. Het effect van organisch plannen is bovendien al onderzocht door Wojtkowski, (2004). Dit blijft verder buiten beschouwing. De ontkoppeling van extern en intern plan vindt plaats door middel van tijdvensters. Een interessante vraag zou zijn welke vensterbreedte goed voldoet: uit de TNV-analyse blijkt echter dat de grootte-orde van de benodigde tijdvensters ligt tussen de 2 en 8 minuten. Deze benodigde vensterbreedtes zijn

98

echter uit klantoogpunt waarschijnlijk niet acceptabel: in de simulatie worden alle tijdvensters daarom gesteld op het maximum van 3 minuten. Vervolgens blijven nog twee vrijheden over. Welke planningsvrijheden worden nog opengelaten bij het opstellen van de externe dienstregeling? En welke manier van herplanning wordt gekozen om deze vrijheden later alsnog in te vullen? Dit is schematisch weergegeven in tabel 6.1. In de externe dienstregeling kunnen exacte plaatsen tijdligging worden opengelaten. Als referentievariant dient de huidige situatie, waarin deze al precies vastliggen. Tevens is het interessant om het effect te onderzoeken van de traditionele capaciteitsuitbreidingen: in casu de aanleg van extra capaciteit in de vorm van een vierde perron. De capacitaire maatregelen “kortere opvolgtijd” en “vliegende start” (vertrekprocedure al beginnen voordat een rijweg is ingesteld) zijn in 2007 niet beschikbaar en worden daarom niet gesimuleerd. In de plaats zijn vrijheden mogelijk op het niveau van rijwegen, spoorgebruik op stations, spoorgebruik op de vrije baan en het inhalen in een niet vooraf vastgelegd station. Ook het omleiden van een trein buiten het studiegebied om is in theorie een optie. Van deze opties wordt alleen het gebruik van andere stationssporen gesimuleerd. Op het niveau van rijwegen zijn in Arnhem nauwelijks (oplosbare) conflicten en valt dus weinig te winnen. Het spoorgebruik op de vrije baan ligt per definitie zo goed als vast, omdat er immers geen wissels liggen, en links rijden lijkt geen zinvolle optie. Het dynamisch inhalen (plaats van inhaling pas kort van te voren vastleggen) lijkt een kansrijk concept, zeker wanneer dadelijk de simulatieresultaten bekend zijn. Het was de bedoeling dit te simuleren, maar uiteindelijk is dit niet gebeurd omdat er te weinig kennis bestond van deze functie in het gebruikte simulatiepakket. De vrijheid in de tijdligging wordt begrensd door een tijdvenster. Alle treinen zullen binnen hun venster altijd zo snel mogelijk proberen door te rijden: dat wil zeggen dat alle beschikbare marges op rijtijd en halteren nog worden ‘vooruitgeschoven’, zodat deze later wellicht nog van pas komen. De volgende herplanningsconcepten zijn mogelijk, in oplopende mate van intelligentie: Vasthouden aan de geplande volgorde First Come First Served (CFS) Treindienstleider Traffic Management System (TMS) Vasthouden aan de geplande volgorde is niet realistisch: ook in de praktijk worden wel volgordes gewisseld. FCFS is iets te eenvoudig, maar het is wel navolgbaar wat er gebeurt. Het gedrag van een treindienstleider is moeilijk in regels te vangen en om die reden niet te simuleren. Het ontwikkelen van

Overzicht van mogelijke combinaties van planningsvrijheden en regelstrategieën. De gesimuleerde varianten zijn gemarkeerd met een kruis in de tabel. Tabel 6.1:

Nulvariant Capacitaire maatregelen

n e d e jh i r v s g n i n n la p n te a l e g n e p O

Vrijheden in plaats

Vrijheden in tijd Combinaties daarvan

Geen maatregelen 4e perron Kortere opvolgtijd Vliegende start Andere rijwegen Ander spoorgebruik Ander vrijebaanspoor Ander dienstregelpunt (inhalen) Ander dienstregelpunt (omleiden) Opsparen van rijtijden halteermarge Opsparen marges en Ander spoorgebruik

99

Herplanningswijze (invulling van planningsvrijheden) Vaste First Come Treindienst- TMS volgorde First Served leider × ×

×

× ×

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem een TMS is nog een project op zichzelf en in het gebruikte simulatiepakker is geen TMS-strategie aanwezig. Daarom wordt alleen de FCFS-optie gesimuleerd. Dit is een relatief eenvoudige regeling, maar als het daarmee al lukt om resultaat te boeken, dan zal dat met een meer intelligente regeling zeker ook lukken. Er zullen dus in deze studie conservatieve uitspraken worden gedaan over het succes van DVM-maatregelen. Om te voorkomen dat een variant goed scoort omdat deze toevallig in een bepaalde dienstregeling goed presteert, worden twee sterk onderscheidende dienstregelingen gebruikt: de ochtendspitsdienstregeling van 2004 (BUP) en een voorlopige variant van het Benutten en Bouwen-corridormodel, met grofweg 20% meer treinkilometers en een andere lijnvoering dan de 2004-dienstregeling. Op sommige baanvakken leidt dit tot 50% meer treinen. Doel van de simulatie is nadrukkelijk niet om deze dienstregelingen op uitvoerbaarheid te toetsen, maar alleen om het effect van DVM-maatregelen te bepalen.

6.3

Simulatiepakket: Simone

Waarom simuleren in Simone? De simulatie zal worden uitgevoerd met Simone (SImulatieMOdel voor Netwerken; Bouwman, 2001). Naast Simone waren enkele andere simulatiepakketten beschikbaar. Serieus overwogen werden de volgende opties: Simone is een simulatiemodel dat is ontwikkeld om dienstregelingen te toetsen op stabiliteit: wat gebeurt er met de dienstregeling uit DONS (Designer of Network Schedules) wanneer er verstoringen worden aangebracht? Het sluit aan op het detailniveau van DONS (zie verder) en gebruikt voor een groot deel ook gegevens uit DONS als invoer. Het model is daarmee mesoscopisch van aard: het kent niet de precieze infrastructuur, maar wel de belangrijkste kenmerken hiervan. In het recente verleden is Simone uitgebreid met enkele bouwstenen ten behoeve van DVM. Het detailniveau lijkt voldoende om de onderzoeksvragen mee te kunnen beantwoorden. RailSys is een microscopisch simulatiemodel. Ondanks uitgebreide mogelijkheden voor het maken van uitvoer, viel dit vrij snel af omdat niet vast stond of dit pakket voldoende mogelijkheden biedt voor het simuleren van de gewenste DVM-maatregelen. Een ander nadeel zou zijn dat de gehele infrastructuur handmatig zou moeten worden ingevoerd. Daarnaast wilde men bij ProRail bij voorkeur niet nóg een simulatiepakket omarmen. Simone Plus is een nog in ontwikkeling zijnde emplacementssimulator. Ook deze simuleert op microscopisch niveau en wordt mede ontwikkeld om de effecten van DVM te kunnen onderzoeken. Een studie naar de mogelijkheden voor dynamisch verkeersmanagement in Schiphol is er reeds mee voltooid, maar dit bracht veel handwerk mee en zou voor een niet ingewijde gebruiker geen werkbare oplossing zijn. Dit pakket viel om deze reden af. Een Simulatie in Excel zou ook tot de mogelijkheden behoren. Dit zelf programmeren zou echter, ook op een Simone-achtig niveau, al snel erg ingewikkeld worden en biedt dan geen voordelen meer ten opzichte van een simulatie in Simone. De keuze is om die redenen gevallen op Simone. In de volgende subparagraaf zullen de mogelijkheden en de beperkingen van dit pakket preciezer worden beschreven.

Infrastructuur in Simone Evenals DONS kent Simone niet de precieze infrastructuur: wissels en seinen zitten er bijvoorbeeld niet in. De representatie van het spoorwegnet wordt in SIMONE gevormd door knopen (dienstregelpunten) en takken (vrije banen), zie afbeelding 6.2. Een dienstregelpunt is elke plaats waar in het railverkeersproces kan worden ingegrepen, bijvoorbeeld een station, halte, aansluiting of

100

beweegbare brug. Van de vrije banen tussen dienstregelpunten is bekend uit hoeveel sporen deze bestaan. Van de dienstregelpunten zelf is (vanuit DONS) alleen bekend waar ze liggen en welke vrijebaansporen erop uit komen. Dit wordt in Simone verder gepreciseerd, zie afbeelding Dienstregelpunt 6.3. De informatie is ontleend aan Bouwman (2004). De overgang tussen vrije baan en dienstregelpunt Vrije Baan geschiedt in een zogenaamd IU-punt. Binnen een dienstregelpunt zijn zogeheten perronspoorgroepen gedefinieerd, welke elk een bepaald aantal perrons bevatten De precieze ligging van de perrons is (bewust) niet gedefinieerd: de Afbeelding 6.2: Definitie van capaciteit binnen een perronspoorgroep (PSG) dienstregelpunten en vrije banen. wordt geacht uitwisselbaar te zijn. Simone kent de relatieve ligging tussen IU-punten en perronspoorgroepen en kan daarom ook bepalen of er bij een gelijktijdige treinbeweging sprake is van hindering. Door de grootte van de perronspoorgroepen aan te passen kan hiermee worden gevarieerd: elk perron gelijkstellen aan een PSG impliceert een vast spoorgebruik; alle perrons opnemen in één PSG impliceert dat er nooit hinderingen op de wisselstraten van de stations zijn. Door treinen toe te wijzen aan een bepaalde PSG staat tevens vast of een trein voor of na de haltering een (potentieel) kruisende rijweg heeft met een andere trein. Tussen deze treinen wordt dan in voorkomende gevallen een minimum hindertijd aangehouden. Vrije Baanspoor

Hindering

Dienstregelpunt Perronspoorgroep

IU-punt

Route Vrije Baan

(met 4 Vrije Baansporen)

Afbeelding 6.3:

Super Perronspoorgroep

Vrije Baan (met 3 Vrije Baansporen)

Verdere uitwerking van dienstregelpunten.

Om de hoeveelheid invoerwerk te beperken, worden instellingen in principe op netwerkniveau gedaan. Deze kunnen echter preciezer worden opgegeven per dienstregelpunt, per treincategorie, per treinserie (per richting of beide richtingen). In deze studie zullen de landelijke standaardinstellingen worden gebruikt, maar voor Arnhem zullen preciezere waarden uit de TNV-gegevens worden ingevoerd.

Beperkingen van Simone Tijdens het gereed maken van de benodigde invoer bleek dat Simone enkele beperkingen heeft die de voortvloeien uit het matige detailniveau van DONS en die de resultaten in negatieve zin kunnen

101

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem beïnvloeden. Door de invoer iets te manipuleren, kon dit soms worden verminderd. De volgende beperkingen traden op: Onderschatting van de perronspoorbelasting . De perronspoorbelasting wordt slechts bepaald aan de hand van de halteertijd, in Arnhem voor doorgaande treinseries in de regel 1 of 2 minuten per trein. De totale perronspoorreservering (blokkeringstijd) is echter langer: de zogenaamde aan- en afrijtijd komen hier nog bij. Om dit te compenseren, zijn de halteertijden verhoogd met 3 minuten en de rijtijden met evenveel tijd verkort. Kerende treinseries ‘verdwijnen’ 2 minuten na aankomst uit de simulatie en keren 1 minuut voor vertrektijd terug op het perronspoor. Dit is ondervangen door deze treinen door te laten rijden naar een fictief, conflictvrij keerstation en de halteertijd in Arnhem met de keertijd te verlengen. Niet mogelijk om kruising te verleggen van Arnhem naar Arnhem West Aansluiting . Hinderingen tussen treinen kunnen in Simone niet worden verlegd naar een ander dienstregelpunt. Het frequent gebruikte spoor 23 in Arnhem (parallel uitrijden van twee treinen richting Nijmegen of eerder oversteken naar noordzijde emplacement) kan daarom niet worden gesimuleerd. Wel gesimuleerd wordt het effect van de mogelijkheid om de kruising te verleggen, namelijk een kortere hinderingstijd tussen treinen van en naar Nijmegen. 16 Ahwa Ut

Ahb 25 24 23 22 21

Ah PSG A PSG B

Va

PSG C

Nm

Afbeelding 6.4: Sporenlayout in Simone. Alle kruisconflicten aan een zijde van een dienstregelpunt . Alle hinderingen treden op aan één zijde van een dienstregelpunt. Voor Arnhem stonden de conflicten ingesteld aan de westzijde, hetgeen betekent dat tijdens de simulatie in dienstregelpunt Arnhem geen conflicten aan de oostzijde zouden optreden. Dit is opgelost door de conflicten in Arnhem standaard aan de oostzijde te leggen; de weggevallen conflicten aan de westzijde worden aan de oostzijde van dienstregelpunt Arnhem Berg gelegd. In de praktijk is dit dezelfde wisselstraat, zodat toch alle conflicten worden gerespecteerd. Geen aanzet- en remtijdverlies . Wanneer een trein in Simone moet wachten, wordt geen aanzet- en remtijdverlies meegerekend. Wel zit dit impliciet in de gehanteerde opvolgtijden. In gebieden met een lage snelheid, zoals de knoop Arnhem, zijn de aanzet- en remtijdverliezen bovendien beperkt. Beperkte mogelijkheden om bij te sturen . In Simone zijn beperkt mogelijkheden beschikbaar om een verstoorde treindienst bij te sturen: vertraagde treinen gebruiken standaard al hun speling. Op conflictpunten geldt een First Come – First Serve (FCFS) regeling. Simone simuleert dus geen Traffic Management Systeem; dat is echter ook niet het doel van deze studie. Wel wordt bepaald of het helpt om in de planning ruimte over te laten voor een TMS. Aangezien een FCFS-regeling een relatief domme verkeersregeling is, worden wederom conservatieve uitspraken gedaan. Ook het opsparen van

16

Overwogen werd tevens de simulaties twee keer uit te voeren: eenmaal waarin de treinen altijd over spoor 21 zouden rijden, en eenmaal waarin de treinen altijd over spoor 23 rijden. Het is echter dan niet duidelijk hoe uit de aldus ontstane dubbele uitvoer één geldige uitvoer aangemaakt kan worden, die het effect representeert van een rationele keuze tussen het gebruik van spoor 21 of spoor 23. Deze optie is daarom niet gekozen.

102

marge is in feite een eenvoudige vorm van een snelheidsadvies, namelijk “rijd altijd zo hard als je kunt”. Huidige manier van regelen . De huidige manier van regelen is mensenwerk en om die reden moeilijk in regels te vangen. Dit kan het moeilijk maken om de huidige manier van regelen (nulvariant) goed te simuleren. Ondanks deze beperkingen sluit Simone het beste aan op de onderzoeksvraag, met name omdat andere onderzochte simulatiepakketten onvoldoende mogelijkheden bieden om de gewenste aspecten van DVM te onderzoeken.

6.4

Invoer voor de simulatie

Dienstregeling

De dienstregelingen voor zowel 2004 als 2007 zijn opgesteld in DONS (Designer of Network Schedules). De dienstregeling 2004 lag al vast en hiervoor moest alleen enkele simulatiespecifieke aanpassingen worden gedaan. Voor het begin van de simulatieruns is de ochtendspitsdienstregeling 2004 getest op goed functioneren. Dat wil zeggen dat er niet zomaar vertragingen mogen ontstaan: de dienstregeling is immers conflictvrij. Voor de corridordienstregeling 2007, die wel conflicten mag bevatten, is het patroon aangehouden zoals is aangegeven in afbeelding 6.5. De frequenties en lijnvoeringen komen overeen met de dienstregelingen zoals gepresenteerd in de paragrafen 2.5 en 2.7 (Benutten en Bouwen corridormodel). Op basis van de rijtijdverschillen is het noodzakelijk de afwisselingsvolgorde tussen snel- en stoptreinen vooraf te plannen. Op het samenlooptraject van beide corridors (tussen Arnhem West Aansluiting en Velperbroek Aansluiting) zijn conflicten niet opgelost: hier wordt puur gestuurd op doorstroming en op dit kleine stukje zijn volgordewisselingen niet van belang: de treinen gaan na enkele minuten rijden toch elk een andere kant op. tijd

tijd

Ed

Ah

Corridor Utrecht - Arnhem - Zevenaar

Zv

Nm

Ah

Corridor Nijmegen - Arnhem - Zutphen

Zp

Afbeelding 6.5: Structuur van de dienstregeling 2007: op de corridor Utrecht – Zevenaar per uur 6 sneltreinen in een 10-minutenligging met om en om een stoptrein ertussen. Eén maal per uur rijdt de ICE. Op de corridor Nijmegen – Zuphen rijdt om en om een snel- en een stoptrein (elk 3x per uur), tussen Arnhem en Nijmegen aangevuld met nog een stoptrein. Vanaf de Betuweroute loopt eenmaal per uur een goederenpad. 103


Instellingen tijdvensters en perronspoorgroepen

vertraging

tijd

Voor sommige te simuleren varianten zijn tijdvensters en/of afwijkende perronspoorgroepindelingen nodig. Deze instellingen zullen hieronder worden toegelicht.

1 min.

3 min.

2 1 vensterbreedte

Tijdens het opstellen van de dienstregeling met tijdvensters bleek er nog weinig kennis te zijn over de wijze waarop dit kan worden aangepakt. Een extra complicatie ontstond omdat deze dienstregeling ook als weg referentievariant, dus zonder vensters, dienst moest kunnen doen. Waarschijnlijk Afbeelding 6.6: Definitie van de opgegeven wordt daardoor niet het onderste uit de kan tijdvensters: 1 minuten onder en 2 minuten boven de oorspronkelijke plantijd. gehaald. De benodigde tijdvensterbreedtes om 87% van de treinen binnen een venster te kunnen ‘vangen’, bedragen conform de TNV-gegevens 2-8 minuten. Dit is groter dan de toelaatbare vensterbreedte, die uit klantoogpunt op 3 minuten was gesteld. Er wordt daarom voor gekozen om alle tijdvensters 3 minuten breed te maken. Voor alle treinseries wordt een venster gedefinieerd van 1 minuut vóór de oorspronkelijk geplande tijd tot 2 minuten na de geplande tijd: zie afbeelding 6.6. Dit geeft treinen de mogelijkheid om maximaal één minuut marge op te sparen. Om varianten met én zonder tijdvensters vergelijkbaar te houden, is het nodig om de vertraging van treinen in tijdvenstervarianten iets aan te passen: aangezien normaliter treinen tot 3 minuten na de oorspronkelijke plantijd nog als ‘op tijd’ gelden, moet dit in de tijdvenstervarianten ook zo worden gemeten om de varianten vergelijkbaar te houden. Daarom wordt het percentage treinen ‘op tijd’ Perronspoorgebruik

2004

in varianten:

Referentie Tijdvensters

Ruimere perronspoorkeuze Ruimere perronspoorkeuze + tijdvensters 4e perron

2007

PSG Treinserie(s)

8, 9

A

7500 Ut, 30700 Dtc, 30900 Ww

7 6 5 3, 4 2

G L C J F

2000 Gvc, 3000 Hdr, 100 Em 2000 Nm, 3000 Nm, 7600 Nm, 100 Asd Cargo Nm 3600 Zl, 3600 Rsd, 7600 Zp, 6100 Tl Cargo Em

8, 9

A

7500 Ut, 30700 Dtc, 30900 Ww

7 5 3, 4, 6

G C D

2

PSG Treinserie(s)

9 8

O N

7500 Ut, 100 Asd 2000 Asd, 3000 Asd

7 6 5 3, 4 2

G L C J F

7500 Ww, 100 Em 3600 Rsd, 7600 Nm Cargo Betuweroute 3600 Zl, 7600 Zp, 4400 Ht Cargo Bh

8, 9

A

7500 Ut, 100 Asd, 2000 Asd, 3000 Asd

7 5 3, 4, 6

G C D

F

2000 Gvc, 3000 Hdr, 100 Em Cargo Nm 2000 Nm, 3000 Nm, 7600 Nm, 100 Asd 3600 Zl, 3600 Rsd, 7600 Zp, 6100 Tl Cargo Em

2

F

7500 Ww, 100 Em Cargo Betuweroute 3600 Rsd, 7600 Nm, 3600 Zl, 7600 Zp, 4400 Ht Cargo Bh

11, 12

H

7500 Ut, 30700 Dtc, 30900 Ww, 100 Asd

11, 12

H

7500 Ut, 7500 Ww, 100 Asd, 100 Em

8, 9

A

2000 Gvc, 3000 Hdr, 100 Em

8, 9

A

2000 Asd, 3000 Asd

7 5 3, 4, 6

G C D

2

F

2000 Nm, 3000 Nm Cargo Nm 3600 Rsd, 7600 Nm 3600 Zl, 7600 Zp, 6100 Tl Cargo Em

6, 7 5 3, 4 2

B C J F

3600 Rsd, 7600 Nm Cargo Betuweroute 3600 Zl, 7600 Zp, 4400 Ht Cargo Bh

Afbeelding 6.7: Toewijzing van perronsporen en treinseries aan de verschillende perronspoorgroepen (PSG’s).

104

bepaald door het aantal treinen dat binnen het venster of maximaal 1 minuut later rijdt; zie ook afbeelding 6.6. Er zijn drie perronspoorgroepindelingen gebruikt voor de respectievelijke varianten: een standaard indeling met een relatief strak spoorgebruik (referentie- en tijdvenstervariant) een indeling waarbij treinen op meer perronsporen kunnen worden behandeld (varianten met ruimer perronspoorgebruik; al dan niet met tijdvensters) een indeling voor gebruik van het 4e perron. In afbeelding 6.7 wordt weergegeven welke sporen samen een perronspoorgroep vormen, en welke treinseries hierop halteren. Het perronspoorgebruik is zodanig opgesteld dat er gaan extra conflicterende routes ontstaan tussen treinen.

Verstoringen Doel van de simulatie is het vaststellen van de systeemprestaties (infrastructuur + dienstregeling + type verkeersregeling) in een verstoorde situatie. In deze simulatie wordt gekeken naar kleine verstoringen, die zich uiten in minutenvertragingen van treinen. Grote verstoringen, zoals het niet beschikbaar zijn van infrastructuur, vallen buiten het kader van deze studie omdat er dan door middel van een versperringsmaatregel meestal treinen worden opgeheven (fallback-dienstregeling). In Simone kunnen de volgende processen worden verstoord: Rijtijd Halteertijd Vertrekproces De rijtijd wordt niet verstoord. Hier is een tweetal redenen voor: Uit de TNV-analyse blijkt dat de rijtijden niet veel variëren; Een verstoring zou willekeurig worden geloot tussen elk tweetal dienstregelpunten. Over enige afstand zou daarmee elke trein gemiddeld evenveel worden verstoord, terwijl in werkelijkheid de verstoringen met name afhangen gedrag van het gebruikte materieel (tractie/remgedrag) en personeel (verschil in voorzichtigheid en alertheid) Op de randen van het simulatiegebied wordt een vertragingspatroon opgegeven, dat overeenkomt met de metingen uit de TNV-gegevens. Ook voor de dienstregeling 2007, die beoogt betrouwbaarder te zijn dan de huidige, wordt vastgehouden aan het vertragingspatroon 2004. Dit heeft als voordeel dat er conservatieve uitspraken worden gedaan en een verbeterde prestatie niet te wijten is aan een (mogelijk onjuiste) aanname. Verder wordt gebruik gemaakt van de zogenaamde standaardtoets, instellingen die beogen de werkelijke situatie zo goed mogelijk te benaderen. Dit betekent: Opwarmtijd (model laten vollopen met treinen): 2 uur Na de opwarmtijd 2 uur simuleren Geen rijtijden verstoren Elke haltering wordt verstoord met een neg. exponentiële verdeling met gemiddeld 0,5 min. De buffertijd op hinderingen en opvolgingen bedraagt in het netwerk gemiddeld 30%. Afwijkende waarden voor Arnhem zijn apart opgegeven. Op knooppuntstations met 50% kans gemiddeld 3,0 minuten verstoren; deze optie is niet toegepast omdat die voor Arnhem niet realistisch lijkt. Aantal replicaties: elke variant wordt 100 keer herhaald.

Afhankelijkheden tussen treinen In Simone bestaan verschillende afhankelijkheden tussen de treinen, die over het netwerk rijden. Door deze afhankelijkheden kunnen vertragingen worden doorgegeven van de ene op de andere trein, de zogenaamde secundaire vertragingen. Typen afhankelijkheden zijn:

105

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Gemeenschappelijk infragebruik (hinder / opvolging) Reizigersaansluitingen Materieelaansluitingen Personeelaansluitingen (worden niet gemodelleerd) Deze afhankelijkheden worden in DONS opgegeven en overgenomen in Simone. Opgenomen zijn de materieelkeringen in Arnhem, Zutphen en Nijmegen. In Arnhem bestaat tevens een reizigersaansluiting van de intercity uit Utrecht op de stoptreinen naar Zevenaar en Zutphen v.v.

Problemen in simulatie De dienstregelingen 2004 en 2007 zijn niet exact gelijk gesimuleerd, als gevolg van enkele hikken in de simulatie. De meeste hiervan zijn opgelost en hebben geen invloed op de resultaten. Dit heeft enkele aanbevelingen opgeleverd, die zijn opgenomen in paragraaf 8.6. Eén probleem is niet opgelost: tijdens de simulatie 2007 bleken de materieelaansluitingen in enkele replicaties een deadlock te organiseren, als gevolg waarvan een aantal treinen in het studiegebied bleef ‘opgesloten’. Mogelijk is dit in de 2004-simulatie ook gebeurd, hoewel dit daar niet met zekerheid is geconstateerd. Zekerheidshalve is een correctieberekening uitgevoerd waarin het aantal treinen dat het gebied in en uit rijdt per definitie aan elkaar gelijk is gesteld. Dit middelt bovendien enkele lotingsschommelingen uit en draagt zo bij aan betrouwbaardere resultaten. De uitvoer lijkt op deze wijze wel bruikbaar. Zekerheidshalve zijn de resultaten ook berekend met het wachtrijmodel van Huisman (2002). De resultaten hiervan zijn opgenomen in bijlage 10 en komen tamelijk goed overeen met die uit Simone. Dit geeft extra vertrouwen in de validiteit van de (toch al conservatieve) uitspraken. Tevens bestond de wens om voor 2007 op proef ook een niet-conflictvrij geplande dienstregeling te simuleren. De simulatieresultaten bieden daarom geen houvast om de dienstregelingen te vergelijken; wel kunnen uitspraken worden gedaan over de effectiviteit van de getoetste DVM-maatregelen.

6.5

Simulatieresultaten dienstregeling 2004

Betrouwbaarheid van de simulatieresultaten Per variant zijn 100 herhalingen uitgevoerd. Door de loting van de verstoringen in de simulaties is er een bepaald betrouwbaarheidsinterval rondom de gepresenteerde weergegeven waarden. Voor de punctualiteitscijfers ligt dit de mogelijke afwijking op ca. 2% omhoog of omlaag, voor de secundaire wachttijden wordt deze waarde niet per oorzaak bepaald. Voor de Arnhemse oorzaken tezamen ligt de 95%-betrouwbaarheid op de gegeven waarden vermeerderd of verminderd met maximaal 10%. Ook scoren vergelijkbare varianten scoren naar verwachting, dus de betrouwbaarheid lijkt in orde. Het uitvoeren van meer herhalingen had gekund, maar had relatief veel tijd gekost: er zijn 4× zo veel herhalingen nodig voor 2× betrouwbaardere resultaten. Doordat tijdens het werken in Simone verschillende fouten van de software aan het licht kwamen, lag de nadruk nu vooral op het snel verkrijgen van uitvoer. De betrouwbaarheid van zeer gedetailleerde gegevens, bijvoorbeeld per treinserie per dienstregelpunt, kan echter aan de lage kant zijn. Dit soort gedetailleerde gegevens zijn echter voor deze studie niet van belang. Eventueel is het zinvol om de experimenten nogmaals uit te voeren met meer herhalingen.

Algemene prestatie-indicator: vertragingstoename Een snel beeld van de prestatie van een bepaalde variant ontstaat door het studiegebied tijdelijk te bekijken als een black box en te kijken hoe goed de output is. Dit verschaft geen inzicht in de vraag hoe een variant precies werkt, maar wel hoe goed die werkt. Een overzicht is weergegeven in tabel 6.2.

106

‘Vertragingsbalans’ voor de dienstregeling 2004: overzicht van de vertraging die per uur in het studiegebied wordt geïmporteerd en geëxporteerd. Tabel 6.2:

Referentie

4e perron


Tijdvensters

Ruimere keuze perronsporen en tijdvensters

Totaal vtg in Totaal vtg uit Toename in studiegebied





Aantal 25,93 25,93

Aantal vertraagd 24,36 9,50

Totale Vertraging 52,55 20,26 -32,29

Vtg/trein 2,03 0,78 -1,25

Vtg / vertr. trein 2,16 2,13 -0,03

Demping

Aantal 26,01 26,01



Vtg/trein 2,08 0,77 -1,31

Vtg / vertr. trein 2,22 2,16 -0,06

Demping

Aantal 26,00 26,00



Vtg/trein 2,05 0,83 -1,23

Vtg / vertr. trein 2,18 2,23 0,06

Demping

Aantal 26,00 26,00



Vtg/trein 2,05 0,66 -1,39

Vtg / vertr. trein 2,18 3,60 1,42

Demping

Aantal 25,84 25,84



Vtg/trein 2,06 0,66 -1,41

Vtg / vertr. trein 2,18 3,68 1,50

Demping

61,4%

63,0%

59,7%

67,6%

68,1%

De vertragingsimport is, afgezien van kleine schommelingen door het stochastische karakter van de simulatie, voor alle varianten gelijk en bedraagt zo’n 53 minuten per uur (gemeten uit TNV), verdeeld over vrijwel alle treinen (ook vertragingen kleiner dan 3 minuten worden geregistreerd). Er is helaas geen waarde bekend van het betrouwbaarheidsinterval rondom deze waarde. De toename of afname van de vertraging in het studiegebied is een prestatiemaat voor de betreffende variant. In de referentievariant valt op dat de vertraging afneemt van 53 naar zo’n 20 minuten. Daar kunnen verschillende oorzaken voor zijn, maar die doen er voor de totaalprestatie niet toe: het gaat erom dat de verkeersregeling in het studiegebied in staat is om niet meer vertraging te ‘exporteren’ dan er door de binnenrijdende treinen wordt geïmporteerd. Opvallend is dat ook in de referentievariant de totale vertraging afneemt: per trein met gemiddeld 1,25 minuut. Arnhem lijkt daarmee geen vertraging te veroorzaken, maar juist ruim genoeg in z’n jasje te zitten om nog herstellend vermogen te hebben17. Opgemerkt moet worden dat Simone waarschijnlijk een iets te rooskleurig beeld geeft, hier wordt verderop op teruggekomen. Merk op dat deze 1,25 minuut gemiddeld is over alle treinseries: waarschijnlijk zullen vooral kerende treinseries veel tijd goedmaken (gebruik van keerpuntbuffer), terwijl doorgaande treinseries waarschijnlijk minder goed presteren. Het toevoegen van een 4e perron en het ruimer maken van de perronspoorgroepen (flexibeler spoorgebruik) verschilt niet wezenlijk van elkaar en ook niet van de referentievariant. Dat betekent blijkbaar dat de perronspoorcapaciteit van Arnhem in de huidige dienstregeling geen beperkende factor is. Verrassend is dit niet, aangezien in maart 2004 (TNV-gegevens) spoor 3 alleen planmatig werd gebruikt voor de trein van en naar Tiel en daarmee vrijwel het gehele uur één spoor beschikbaar is voor bijsturing van de treindienst. Ook in de varianten met tijdvensters is weinig verschil te zien tussen het wel of niet flexibel gebruik van de perronsporen. Beide tijdvenstervarianten zijn in staat iets meer vertraging (ca. 36 minuten i.p.v. 32) te elimineren, aannemelijk omdat treinen al voordat ze vertraging hebben opgelopen hun speling 17

Dit strookt ook met de ervaringen van machinisten dat de verkeersafwikkeling in Arnhem meestal soepeler loopt dan elders en de treindienstleiding ‘creatief’ is.

107

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem kunnen gebruiken. Dit verschil is statistisch significant, maar de grootte van het verschil is praktisch niet denderend groot. Opvallend is ook dat in de varianten met tijdvensters het aantal vertraagde treinen bij het verlaten van het gebied de helft kleiner is dan in de varianten zonder tijdvensters, de totale vertraging van die treinen is echter maar een minuut of drie kleiner. De vertraging per vertraagde trein wordt daardoor groter, maar het totaaleffect (som van de vertragingen) verbetert. Dit effect is ook in eerder ProRailintern onderzoek naar voren gekomen, maar er is nog geen verklaring voor. Een mogelijk is dat door toepassing van tijdvensters meer tijdsspreiding geaccepteerd wordt hetgeen in combinatie met een FCFS-regeling soms leidt tot onhandige uitvoeringsvolgordes. Als dat zo is, dan kan het resultaat worden verbeterd door gebruik te maken van beter op de situatie afgestemde vensters of een betere regelstrategie (Traffic Management Systeem i.p.v. First Come First Served).

Algemene prestatie-indicator: punctualiteit In afbeelding 6.8 is de punctualiteit voor elke variant op elk traject weergegeven. Dit is uitgesplitst per rijrichting en per ‘tak’, die loopt van Arnhem naar de gebiedsrand. Op elke tak betreft de punctualiteit het gemiddelde over alle treinseries. Kleine variaties in de punctualiteit (2 procentpunt naar boven of naar beneden) zijn mogelijk door de loting in de simulatie. In de rijrichting Arnhem laten de verschillende maatregelen nauwelijks enig verschil zien: dit is ook logisch, aangezien deze treinen nog geen flessenhals zijn tegengekomen en dus nog geen profijt van de maatregelen hebben gehad. Slechts de treinen uit Nijmegen hebben een hogere punctualiteit in de varianten met tijdvensters. Dit is te verklaren uit het feit dat in Nijmegen veel treinseries uit Arnhem keren en dus het studiegebied niet verlaten: zij kunnen, wanneer de keertijdbuffer niet nodig is, hiervan 1 minuut ‘meenemen’ op hun rit terug naar Arnhem.

Gemiddelde punctualiteit (2004)

referentie

alle treinen per traject (naar Arnhem)

4e perron

90,0%

ruimere spoorkeuze

80,0%

tijdvenster (-1 - 2 min)

70,0%

AhprVa

RhVp

VpAhpr

StgRh

DrElc

ElcStg

BmnDr

IJbzaBmn

IJbz1IJbza

ZpIJbz

IJbzIJbz1

EstAhz

AhzAhwa

EstaEst

RsaEsta

NmNmw

NmwRsa

AhgaVa

WtvAhgo

AhgoAhga

ZvDvn

% binnen venster (<2 min, TV)

DvnWtv

50,0%

OtbAhwa

ruimere spoorkeuze + tijdvenster

EdWf

60,0%

WfOtb

punctualiteit (< 3 min)

100,0%

% binnen venster (<2 min, TV+PSG) referentie

Gemiddelde punctualiteit (2004) alle treinen per traject (uit Arnhem)

4e perron

90,0%

ruimere spoorkeuze 80,0%


70,0%

ruimere spoorkeuze + tijdvenster

Afbeelding 6.8:

IJbzZp

IJbz1IJbz

DrBmn

ElcDr

StgElc

RhStg

VpRh

AhprVp

VaAhpr

NmwNm

RsaNmw

EstaRsa

AhzEst

EstEsta

AhwaAhz

DvnZv

WtvDvn

AhgoWtv

VaAhga

AhgaAhgo

WfEd

OtbWf

AhwaOtb

50,0%

IJbzaIJbz1

60,0%

BmnIJbza


100,0%

Verloop van punctualiteit per traject voor alle 2004-varianten.

108

% binnen venster (<2 min, TV) % binnen venster (<2 min, TV+PSG)

Op de trajecten met treinen komende uit Arnhem is de punctualiteit te hoog vergeleken met de TNVgegevens. Een mogelijke verklaring is dat de materieelkeringen niet geheel juist zin gesimuleerd; dit scheen weliswaar tijdens het simuleren goed te gaan, maar tijdens het simuleren van de dienstregeling 2007 bleken er enkele gebreken in de software te zitten waardoor de kering soms minder vertraging meegeeft aan de gekeerde trein dan zou moeten. Tegelijkertijd is het ook zo dat de keringen relatief veel buffertijd bevatten, zodat de punctualiteitsstijging daarmee wel kan samenhangen. Door de hoge punctualiteit is er geen verschil waarneembaar tussen de varianten. Dit zou ook verklaren dat de tak Arnhem – Zutphen minder hoog uitkomt met de punctualiteit: deze treinen keren niet in Arnhem. De treinen op deze tak hebben weinig speling, waardoor de varianten met tijdvensters het relatief goed doen: zo kunnen treinen ongebruikte speling van elders meenemen. Opvallend is dat de punctualiteit in het algemeen hoger is dan in de TNV-analyse bleek. Mogelijke oorzaken hiervoor zijn: De belasting van de perronspoorgroepen wordt in de simulatie onderschat. In de belasting wordt alleen de halteertijd meegeteld, maar de aan- en afrijtijden (samen ca. 3 minuten per treinbeweging) niet. Voor Arnhem is dit aangepast, maar in andere stations hoeven treinen minder op elkaar te wachten dan in werkelijkheid; De rijtijdspeling wordt geheel gebruikt om vertraging weg te rijden: omdat er echter altijd variatie in de rijstijl tussen machinisten zal blijven, is meestal niet de gehele speling beschikbaar. Daar tegenover staat dat de technisch minimale rijtijden bij ongunstige omstandigheden worden berekend, zodat soms ook sneller dan technisch minimaal kan worden gereden; De rijtijden werden niet verstoord. Uit TNV-gegevens blijkt dat dit weinig invloed heeft, maar wellicht genoeg om de punctualiteit in de simulatie te snel te doen stijgen. In de dienstregeling zijn geen rangeerbewegingen en personeelsovergangen opgenomen; die komen echter in de spits in Arnhem ook nauwelijks voor. De varianten ‘4e perron’ en ‘flexibel perronspoorgebruik’ wijken nauwelijks af van de referentie: dit bevestigt weer dat de perronspoorcapaciteit in Arnhem momenteel geen beperkende factor is. Om de resultaten vergelijkbaar te houden, is voor zowel de tijdvenster- als de niet-tijdvenstervarianten het percentage treinen weergegeven dat minder dan 3 minuten na de oorspronkelijke planning aankwam (zie afbeelding 6.6). Gestippeld weergegeven is ook het percentage treinen binnen het venster (ofwel met minder dan 2 minuten vertraging ten opzichte van het oorspronkelijke plan). Logisch is dat deze lijnen iets onder de 3-minutenlijnen liggen: in de loop van een traject klimmen zij echter op tot tegen de referentievariant (3 min) aan: er wordt dus met tijdvensters blijkbaar ca. 1 minuut gewonnen op een rijtijd van ca. 30 minuten door het studiegebied. Gedetailleerde prestatie-indicatoren: wachttijden

In Simone wordt voor de secundaire vertragingsoorzaken bijgehouden hoeveel minuten aan een bepaalde oorzaak toegeschreven kunnen worden. Een tabel met alle gegevens is opgenomen in bijlage 11. Hier worden alleen de opvallende zaken toegelicht. Totale wachttijd . In tabel 6.3 is voor elke variant het aantal conflicten en de totale daaruit Tabel 6.3: Aantal conflicten en totale resulterende wachttijd weergegeven. wachttijd per uur in de dienstuitvoering 2004. Opvallend is dat er in de referenaantal totale index tievariant (conflictvrij gepland) al 45 wachttijd conflicten per uur optreden: gemiddeld Referentie 100 45,2 42,9 1,7 conflict per rit door het studie88 4e perron 41,3 37,6 e gebied. De varianten ‘4 perron’ en 91 Ruimer spoorgebr. 42,9 39,1 ‘ruimer spoorgebruik’ hebben iets Tijdvensters 117 50,9 49,9 minder wachttijd dan de referentie: er 102 Ruimer sp + tijdv. 47,4 43,9

109

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem is immers meer ruimte waar treinen heen kunnen. De tijdvenstervarianten hebben iets meer wachttijd, als gevolg van het te vroeg arriveren van sommige treinen. Dit geldt grofweg voor alle oorzaken. Deze wachttijd hoeft niet te leiden tot vertraging: er waren immers treinen te vroeg en de tijdvenstervarianten waren in staat om in totaal meer vertraging te elimineren dan Totale wachttijd per oorzaak (2004) gemiddeld over alle varianten

minuten per uur

20 15 10 5

aansluiting

hindering

rijtijdverschil

volgtijd



0

Afbeelding 6.9: Totale wachttijd per uur in het studiegebied, uitgesplitst naar oorzaak. Dit beeld is voor alle varianten min of meer gelijk en daarom over alle varianten gemiddeld. Het blijkt dat er vooral veel wachttijd ontstaat als gevolg van rijtijdverschillen en het wachten op volgtijd. De vrije kruisingen en het vierde perron zouden slechts relatief onbeduidende oorzaken kunnen wegnemen.

oorzaak

de andere varianten. In de varianten zonder tijdvensters heeft een trein die zijn rijtijdspeling niet benut of wacht op zijn vertrektijd overigens ook (geplande) wachttijd. Deze wordt als oorzaak in Simone niet gelogd. Dit geeft nu een vertekend beeld voor de prestatie van de DVM-varianten. Wel geeft de wachttijdregistratie een goede indicatie van de oorzaken van de ontstane wachttijd, die hieronder zullen worden besproken. Rijtijdverschillen en handhaven opvolgtijd . Rijtijdverschillen en het handhaven van opvolgtijden zijn met 17 resp. 12 minuten per uur de grootste wachttijdveroorzakers. Deze beide oorzaken ontstaan vooral wanneer een sneltrein achter een stoptrein rijdt. Gezamenlijk zijn zij goed voor tweederde van de totale wachttijd. Overkruisbewegingen (hindering) . Overkruisingen zijn in totaal goed voor 5 minuten vertraging per uur en leveren een trein gemiddeld ongeveer 1 minuut wachttijd op. De impact van deze hinderingen lijkt daarmee beperkt. Opvallend is dat de varianten ‘4e perron’ en ‘ruimere perronspoorgroepen’ voor de hindering aan Arnhem Oostzijde een forse reductie (van 1 naar 0,05 minuut) van de hinderingen laten zien, aannemelijk is dit dienstregelingsafhankelijk en kan de binnenkomende treinserie 7600 (Zutphen – Nijmegen) netjes voor de vetrekkende serie 30900 (Arnhem – Zevenaar) binnenrijden.

Tabel 6.4: Totaal aantal hinderingsminuten per uur in Arnhem en in Velperbroek Aansluiting per variant. Arnhem totale wachttijd per uur [min] Referentie 3,05 4e perron 1,71 Ruimer spoorgebruik 2,09 Tijdvensters 4,67 Ruimer sp + tijdv. 3,45

Velperbroek Aansluiting totale wachttijd index per uur [min] index 100 1,09 100 56 1,09 101 68 1,15 106 153 1,18 108 113 1,18 109

Wachten op perronspoorcapaciteit . Wachten op perronspoorcapaciteit geeft eveneens zo’n 5 minuten vertraging per uur, maar treedt niet zo vaak op. Een trein die dit treft, krijgt daardoor gemiddeld 1,5 minuut wachttijd. De bezettingsgraad van de perronspoorgroepen in Arnhem gaf geen verrassende resultaten en

110

is daarom niet weergegeven. Opvallend is verder dat de aantallen en hoeveelheid geregistreerde wachttijd voor ‘geen capaciteit PSG’ voor alle dienstregelpunten nauwelijks verschilt van die van Arnhem: de aanpassing van de perronspoorgroepbelasting in Simone heeft blijkbaar zijn vruchten afgeworpen: in de andere dienstregelpunten treedt deze vertragingsoorzaak blijkbaar niet vaak op en/of wordt fors onderschat. Wachten op aansluiting . Wachten op aansluiting (kan ook een materieelaansluiting zijn!) geeft niet veel vertraging voor het geheel, zo’n 4 van de 45 minuten. Het is wel de oorzaak die de meest forse tik aan een trein uitdeelt, gemiddeld 1,7 minuut per keer. Wachten op capaciteit vrijebaanspoor . Dit is een niet veelbetekenende oorzaak die voortkomt uit de wijze waarop Simone simuleert, en kan het beste worden vergeleken met het wachten op volgtijd.

Algemeen beeld 2004 Uit de simulatie van de dienstregeling 2004 ontstaat het beeld dat Arnhem geen knelpunt is in die zin dat er veel extra vertraging ontstaat. Wachttijd treedt vooral op als gevolg van rijtijdverschillen en het afwachten van opvolgtijden. Er komen gepland dan ook vrij veel (bijna) minimale opvolgingen voor, die in geval van vertraging van de eerste trein zullen leiden tot secundaire vertraging. Het wachten op een vrij perronspoor of op een kruisende trein lijkt maar in beperkte mate te leiden tot wachttijd. De noodzaak voor een vierde perron en/of een vrije kruising in deze dienstregeling lijkt daarmee niet zo groot. Verrassend kan dit niet genoemd worden, omdat deze dienstregeling ook is ontworpen voor de beschikbare infrastructuur. Als er geen probleem is, helpen de maatregelen ook niet. Het ontkoppelen van de interne en de externe dienstregeling door middel van tijdvensters geeft de mogelijkheid om marges effectiever te gebruiken. Dit levert in het studiegebied in de spits een rijtijdwinst van circa 1 minuut op, met als gevolg een punctualiteitsverbetering van circa 5 procentpunt of meer. Dit is afhankelijk van de hoeveelheid speling die in de planning is opgenomen: hoe minder dit is, hoe effectiever een tijdvenster. Er wordt voor alle varianten voldaan aan de randvoorwaarde dat de aflevering van treinen op de gebiedrand beter dan of gelijk is aan de prestatie van de referentievariant.

6.6

Simulatieresultaten dienstregeling 2007

Algemene prestatie-indicator: vertragingstoename Vergelijkbaar met de 2004-dienstregeling wordt gekeken naar de toe- of afname van de vertraging die plaatsvindt in het studiegebied. Aangezien de 2007-dienstregeling niet conflictvrij gepland is, is ook een variant opgenomen waarin alle treinen onverstoord het gebied binnenrijden. Dit levert aan de uitgang al zo’n 36 minuten vertraging per uur op. Vreemd is wel dat dit zo’n 5 minuten vertraging per vertraagde trein oplevert, dit is meer dan uit een vol conflict volgt. Blijkbaar zijn de treinen die een conflict meekrijgen later nogmaals de dupe en dat zou eigenlijk in de planning vermeden moeten worden. Opvallend is verder dat ook in de verstoorde situatie (referentievariant) het aantal veroorzaakte vertragingsminuten licht afneemt ten opzichte van de onverstoorde situatie: blijkbaar worden er meer conflicten vermeden dan er bij komen. De gemiddelde vertraging per vertraagde trein neemt fors af van 5 naar ruim 2 minuten. De varianten die meer perronspoorcapaciteit bieden geven nog eens 15 minuten reductie. Een vierde perron lijkt iets effectiever dan flexibel perronspoorgebruik. Toepassing van tijdvensters is overall gezien even effectief als het vierde perron, maar geeft evenals in 2004 wel weer meer vertraging per vertraagde trein.

111


Tabel 6.5: ‘Vertragingbalans’ voor de dienstregeling 2007: overzicht van de vertraging die per uur in het studiegebied wordt geïmporteerd en geëxporteerd. Geen verstoringen

Aantal Totaal vtg in Totaal vtg uit

25,00 25,00

Aantal vertraagd

0,50 6,05

Toename in studiegebied

Referentie


24,77 24,77

Aantal vertraagd

24,26 20,24


4e perron


25,10 25,10

Aantal vertraagd

24,63 19,10




25,07 25,07

Aantal vertraagd

24,49 19,10


Tijdvensters


24,93 24,93

Aantal vertraagd

24,46 16,78


Ruimere keuze perronsporen en tijdvensters


25,03 25,03

Aantal vertraagd

24,46 15,55


Totale Vertraging

0,50 36,45 35,95

Totale Vertraging

60,18 93,82 33,64

Totale Vertraging

60,76 81,84 21,08

Totale Vertraging

62,44 86,56 24,13

Totale Vertraging

61,13 82,30 21,17

Totale Vertraging

61,13 74,85 13,72

Vtg/trein 0,02 1,46 1,44

Vtg / vertr. trein 1,00 6,03 5,03

Demping

Vtg/trein 2,43 3,79 1,36

Vtg / vertr. trein 2,48 4,64 2,16

Demping

Vtg/trein 2,42 3,26 0,84

Vtg / vertr. trein 2,47 4,28 1,82

Demping

Vtg/trein 2,49 3,45 0,96

Vtg / vertr. trein 2,55 4,53 1,98

Demping

Vtg/trein 2,45 3,30 0,85

Vtg / vertr. trein 2,50 4,90 2,40

Demping

Vtg/trein 2,44 2,99 0,55

Vtg / vertr. trein 2,50 4,81 2,31

Demping

-7189,5%

-55,9%

-34,7%

-38,6%

-34,6%

-22,4%

De combinatie van ruimer spoorgebruik en tijdvensters leidt nog tot slechts 14 van de oorspronkelijk 36 minuten vertraging en is daarmee de meest effectieve variant. Toch lukt het niet om de ontstane vertraging geheel weg te werken; evenwel lukt dit de ‘traditionele’ maatregel ook niet. Blijkbaar zit de planning te krap in z’n jasje en is het noodzakelijk om een ‘hindertoeslag’ in de rijtijdberekening op te nemen. Deze heeft een waarde tussen de 0,5 minuten (gemiddelde vertraging per trein) en 2,5 minuten (gemiddelde vertraging per vertraagde trein). Indien deze rijtijdverlenging geaccepteerd wordt, is de uitvoering van het niet-conflictvrij geplande plan toch mogelijk. Door een incidenteel optredende deadlock in het keren van treinen (vermoedelijk afhankelijk van de gelote vertragingen) zijn in de referentie- en in de tijdvenstervariant enkele herhalingen voortijdig afgebroken. Dit heeft vermoedelijk geen grote invloed op de resultaten, maar enige voorzichtigheid is geboden. Wel is er een correctieberekening nodig geweest omdat hierdoor niet altijd het aantal in- en uitgaande treinen niet aan elkaar gelijk was; dit is achteraf gecorrigeerd.

Algemene prestatie-indicator: punctualiteit In afbeelding 6.10 is het punctualiteitsverloop weergegeven per tak per rijrichting. Evenals in de 2004dienstregeling is er vóór Arnhem weinig verschil zichtbaar in de verschillende maatregelen. De meeste varianten vallen binnen de 2% onnauwkeurigheid van de simulatie. Als gevolg van het feit dat er bovenop de geïmporteerde vertraging nog extra vertraging ontstaat, is de punctualiteit na verlaten van Arnhem laag, zo rond de 50%. Het is niet duidelijk in hoeverre deze punctualiteitscijfers uit de simulatie realistisch zijn; het geeft wel aan dat de treinen slechter het gebied uitkomen, dan zij erin gaan. Met name de kerende sneltreinen van en naar Utrecht zitten in de referentievariant tamelijk strak gepland. Op de tak naar Ede, en in mindere mate op de tak naar Zevenaar (zelfde corridor) doen de varianten met meer perronspoorkeuze het daarom goed. Op de andere corridor, tussen Nijmegen en Zutphen, is dit effect er niet en scoort het opsparen van marge binnen het tijdvenster weer goed.

112

Gemiddelde punctualiteit (2007)

geen verstoringen

alle treinen per traject (naar Arnhem)

referentie

100,0%


90,0%

4e perron

80,0% 70,0%

ruimere spoorkeuze

60,0% 50,0%

tijdvenster (-1 - 2 min) ruimere spoorkeuze + tijdvenster

40,0% 30,0% 20,0%


AhprVa

RhVp

VpAhpr

StgRh

DrElc

ElcStg

BmnDr

IJbzaBmn

IJbz1IJbza

ZpIJbz

EstAhz

AhzAhwa

EstaEst

RsaEsta

NmNmw

NmwRsa

AhgaVa

WtvAhgo

AhgoAhga

ZvDvn

DvnWtv

OtbAhwa

EdWf

WfOtb

0,0%

IJbzIJbz1

10,0%

geen verstoringen

Gemiddelde punctualiteit (2007) alle treinen per traject (uit Arnhem)

referentie

100,0%


90,0%

4e perron

80,0% 70,0% 60,0%

ruimere spoorkeuze

50,0% 40,0%


30,0% 20,0%

ruimere spoorkeuze + tijdvenster IJbzZp

IJbz1IJbz

IJbzaIJbz1

DrBmn

ElcDr

StgElc

RhStg

VpRh

AhprVp

VaAhpr

NmwNm

RsaNmw

EstEsta

EstaRsa

AhzEst

AhwaAhz

DvnZv

WtvDvn

AhgoWtv

AhgaAhgo

VaAhga

WfEd

OtbWf

AhwaOtb

0,0%

BmnIJbza

10,0%


Afbeelding 6.10: Verloop van de punctualiteit in de loop van een traject voor de dienstregeling 2007.

Opvallend is ook de slechtere prestatie van de perronspoorvarianten op de tak naar Zutphen. Wat hier precies gebeurt is niet zeker, maar gezien de dienstregeling is de volgende verklaring waarschijnlijk: door het ruimere spoorgebruik, dat vooral op de oost-west-corridor effect sorteerde, hoeven de treinen van deze corridor minder lang op een perron te wachten en kunnen zij eerder uit Arnhem richting Zevenaar vertrekken. Daarbij vertrekken zij net vóór een trein van de noord-zuid-corridor naar Zutphen, die daardoor wordt opgehouden: vóór Arnhem is op deze corridor geen verslechtering te zien bij de perronspoorvarianten. Dat de variant met perronspoorgebruik én tijdvenster het vervolgens weer goed doet, kan omdat de trein naar Zutphen marge heeft opgespaard en aldus toch net voor de trein naar Zevenaar vertrekt.

Gedetailleerde prestatie-indicatoren: wachttijden In Simone wordt voor de secundaire vertragingsoorzaken bijgehouden hoeveel minuten aan een bepaalde oorzaak toegeschreven kunnen worden. Een tabel met alle gegevens is opgenomen in bijlage 12. Hier worden alleen de opvallende zaken toegelicht. Totale wachttijd . Tabel 6.6: Totale hoeveelheid wachttijd in de De totale wachttijd is weergegeven in dienstregeling 2007. tabel 6.6. Wederom geldt dat ‘wachten aantal totale index op vertrektijd’ bij de tijdvensterloze wachttijd varianten niet wordt meegerekend en Geen verstoringen 42,5 57,0 51 het beeld dus wat vertekent. Bij Referentie 92,7 110,9 100 uitvoering van de niet conflictvrije 4e perron 99,0 90,3 81 planning ontstaan zo’n 57 minuten Ruimer spoorgebr. 103,6 97,5 88 wachttijd per uur; met verstoringen Tijdvensters 98,0 115,4 104 komen daar nog zo’n 40 minuten bij. Ruimer sp + tijdv. 108,2 105,7 95 113

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem In afbeelding 6.11 is weergegeven hoeveel wachttijd aan welke oorzaak toegekend kan worden.

Afbeelding 6.11: Weergave van het

Totale wachttijd pe r oorzaak (2007) gemiddeld over alle varianten

40

minuten per uur

35 30 25 20 15 10 5 aansluiting

hindering

rijtijdverschil

volgtijd



0

aantal wachtminuten per oorzaak in de dienstregeling 2007. De oorzaak ‘wachten op aansluiting’ is mogelijk niet zo betrouwbaar in verband met de soms opgetreden deadlocksituaties. Meer nog dan in 2004 vormen de rijtijdverschillen en opvolgtijden een grote bron van wachttijd.

oorzaak

Rijtijdverschillen en handhaven opvolgtijd . Wederom vormen het respecteren van de opvolgtijden en de rijtijdverschillen en een grote wachttijdoorzaak; zo’n 35 resp. 28 minuten: samen goed voor tweederde van de wachttijd. Overkruisbewegingen (hindering) . De kruisconflicten leveren in deze dienstregeling niet meer conflicten op dan in de dienstregeling 2004: dit is omdat er alleen nog doorgaande treinen rijden over de corridors; de kruisbewegingen van treinen Nijmegen – Utrecht zijn daarmee vervallen. Wachten op perronspoorcapaciteit . Door een nogal strakke perronspoorindeling in de referentievariant is er veel contrast tussen de varianten met en zonder gereguleerd spoorgebruik: zie tabel 6.7. Aanleg van het vierde perron reduceert de wachttijd tot slechts 2 minuten per uur, maar ook het flexibeler gebruik leidt tot een flinke afname van de wachttijd. De gemiddelde wachttijd per wachtende trein bedraagt dan zo’n 1,25 minuut.

Tabel 6.7: Wachttijd op perronspoor-

capaciteit in minuten per uur per variant. Geen verstoringen Referentie 4e perron Ruimer spoorgebr. Tijdvensters Ruimer sp + tijdv.

Aantal Keer 3,50 6,41 2,40 4,47 6,49 4,69

Totale wachttijd 10,00 17,38 2,00 5,73 17,48 5,89

Wachten op aansluiting . Wachten op aansluiting geeft volgens afbeelding 6.11 nogal veel wachttijd. In verband met de eerder geconstateerde deadlock die soms ontstond in materieelkeringen, is het de vraag in hoeverre dit betrouwbare informatie is. Wachten op capaciteit vrijebaanspoor . Dit is een niet veelbetekenende oorzaak die voortkomt uit de wijze waarop Simone simuleert, en kan het beste worden vergeleken met het wachten op volgtijd.

Algemeen beeld 2007 Samenvattend kan gesteld worden dat met het grotere aantal treinen in 2007 Arnhem wel een knelpunt wordt. De DVM-maatregelen blijken, mits goed gekozen, even goed of zelfs beter in staat te zijn om het aantal ontstane vertragingsminuten te verminderen. Geheel elimineren hiervan lukt echter niet,

114

hetgeen betekent dat er aanvullende maatregelen nodig zijn om de verkeersgroei te kunnen faciliteren. Dit geldt echter evengoed voor de conventionele maatregelen zoals aanleg van een extra perron. Er blijft circa 0,5 á 2,5 minuut per trein over die teruggewonnen zou moeten worden, als dat althans nodig is om de outputdoelstellingen te bereiken. Met name de rijtijdverschillen en het wachten op het verstrijken van de volgtijd zijn een grote oorzaak van vertraging.

6.7

Conclusies: beoordeling van DVM-maatregelen

Outputdoelstellingen

De prestatie van de verschillende varianten moet worden getoetst aan de outputdoelstellingen Veilig, Vlug en Voordelig (paragraaf 3.2). De veiligheidsaspecten komen, na een analyse van allerlei veiligheidsaspecten, in het volgende hoofdstuk aan de orde. De verkeersaspecten (‘vlug’) worden in deze paragraaf behandeld. De prijsaspecten (‘voordelig’) vallen grotendeels buiten dit onderzoek. Aangezien DVM voor een groot deel bestaat uit ‘papieren maatregelen’ in de planning, zijn de kosten hiervan echter ordes lager dan de kosten van ‘harde’ infrastructuur. Voor alle geteste maatregelen geldt dat zij mogelijk beter of slechter presteren indien een andere regelstrategie dan First Come First Served wordt gebruikt. Aangezien de meeste andere regelingen (een menselijke treindienstleider, al dan niet ondersteund door een Traffic Management System) verder vooruitdenkt dan FCFS, zal de prestatie met een andere regeling in het algemeen beter worden; dit geldt zowel voor de varianten met als zonder DVM-maatregelen. De conclusies in dit rapport zijn dus aan de voorzichtige kant. Belangrijkste vertragingsoorzaken

Met in het achterhoofd de gedachte dat er twee vrije kruisingen en een perron gepland waren, is het opvallend dat zowel in 2004 als in 2007 niet het wachten op een overkruisligging of het wachten op een perronspoor de belangrijkste vertragingsoorzaken zijn. Veel belangrijker zijn het wachten op de volgtijd en rijtijdverschillen, samen goed voor zo’n 62% van alle wachttijd. Het wachten op kruisende treinen geeft zo’n 5 minuten vertraging per uur, het wachten op een perronspoor zo’n 5 á 10. Er is geen variant gesimuleerd met een vrije kruising; gezien de relatief kleine vertragingsoorzaak die dit type conflict geeft lijkt dat geen groot bezwaar te zijn. De maatregel dynamisch inhalen (inhalen op een in de uitvoering vast te stellen station) is niet gesimuleerd: enerzijds ging dit niet met de beschikbare kennis van Simone, anderzijds is deze optie niet beschikbaar in 2007 omdat er nauwelijks (bruikbare) inhaalsporen zijn. Aangezien rijtijdverschillen een grote oorzaak van wachttijd zijn, is het wellicht zinvol om dit verder uit te werken. 2004 geen knelpunt, 2007 wel

Wat snel opvalt, is dat in de simulatie van 2004 alle varianten vrijwel evengoed scoren: er is dus nauwelijks verschil tussen de referentievariant en de varianten met maatregelen. Hoewel er enkele statistisch significante verschillen zijn, ligt het verschil in prestatie maar weinig uit elkaar zodat er geen praktisch nut is. In de simulatie vormt de dienstregeling 2004 blijkbaar geen probleem: dat betekent dat de dienstregeling probleemloos is of dat de problemen buiten de uitgangspunten van de simulatie liggen (bijvoorbeeld in de prestatie bij een meer verstoorde situatie). Ook zou het kunnen dat in de planning reeds concessies zijn gedaan; dit is niet bekend. In de simulatie 2007 ontstaan wel verschillen in de effectiviteit van maatregelen. Noch de DVMmaatregelen, noch het 4e perron is in staat om de wachttijd volledig te elimineren. Het blijkt dat er qua effectiviteit weinig verschil is in de aanleg van een vierde perron, het flexibeler gebruik van perronsporen of het toepassen van tijdvensters: elk van de maatregelen leidt tot zo’n 35% reductie van

115

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem de wachttijdminuten. Toepassing van de combinatie van flexibel perronspoorgebruik én tijdvensters geeft nogmaals 35% reductie, dus in totaal zo’n 58% (afnemende meeropbrengsten). Per variant is er wel verschil in wáár de winst optreedt: dit is echter vooral afhankelijk van de toevallige combinatie van dienstregeling en maatregel. Er kan dus niet gesteld worden dat maatregel x altijd leidt tot verbetering van de punctualiteit op tak y. Dit moet in samenhang worden beschouwd.

Maatwerk nodig Het is dus nodig om de dienstregelingsplanning af te stemmen op de toegepaste maatregelen; dat was in de simulaties echter niet optimaal mogelijk omdat dezelfde dienstregeling met verschillende maatregelen getoetst zou worden. Bovendien zijn de huidige planningssystemen DONS en VPT nog niet ingericht op het ontwerpen van dienstregelingen met tijdvensters: hiervoor bestaat ook nog geen ontwerpmethode. Het landelijk domweg toepassen van gelijke tijdvensters voor iedere trein is geen optie: dit betekent in feite niets meer dan de hele dienstregeling enkele minuten op te schuiven. Het is dus in ieder geval noodzakelijk om rekening te houden met de gemeten uitvoeringsspreiding en de vensterbreedtes daarop aan te passen.

Ontkoppelpunten in relatie tot de gebruikte regelstrategie In de simulatiestudie kwam het type verkeersregeling niet aan bod. In deze subparagraaf worden de effecten daarvan besproken en toegelicht of de gebruikte FCFS-regeling goed genoeg is. Het ligt voor de hand om de verkeersregeling zodanig eenvoudig in te richten dat de op te lossen conflicten niet ingewikkelder worden dan nodig. Andersom is het ook niet de bedoeling om het probleem te veel te simplificeren, omdat dan de optimale oplossing niet altijd bereikt zal worden. Een regeling kan zich begrenzen tot het gebied binnen ontkoppelpunten. Onder ontkoppelpunt wordt hier verstaan: een punt waar voorbij de oplossing van een bepaald conflict niet doorwerkt in de mogelijkheden om een volgend conflict op te lossen. Dit impliceert dat een trein hier even moet kunnen worden opgehouden, wanneer het tweede conflictpunt de trein niet direct kan ontvangen. De FCFS-regelstrategie regelt een conflict per keer zonder daarbij naar de gevolgen verderop te kijken. Wanneer die gevolgen niet groot zijn of er op die plaats geen maatregelen kunnen worden genomen om de gevolgen te beperken, is dat niet erg en is een FCFS-regeling een overzichtelijk en

TMS ontkoppelpunten

TMS

TMS TMS TMS

Afbeelding 6.12: Mogelijke ligging van ontkoppelpunten. 116

eenvoudig middel. Voor Velperbroek Aansluiting lijkt dat bijvoorbeeld het geval: in de richting Arnhem is het verkeer zeer homogeen en daar waaieren de treinen toch uit over verschillende perronsporen. De volgorde van treinen maakt dan niet uit. In de richting Zevenaar is er te Velperbroek geen regelmogelijkheid. Alleen een trein naar Zutphen kan in conflict komen met een trein uit Zevenaar. Aangezien deze treinen verder niets met elkaar te maken hebben, ligt het voor de hand de eerst komende trein als eerste over de kruising te laten rijden. Met zware goederentreinen zouden ongewenste situaties kunnen ontstaan indien er nét een trein voorlangs glipt en de goederentrein daarom moet remmen. Dit is wellicht op te lossen door goederentreinen zich eerder te laten aanmelden, zodat zij eerder een rijweg claimen. Overigens biedt VPT-ARI hier momenteel al een mogelijkheid voor. Indien er meer dan één conflict moet worden opgelost (er zijn geen ontkoppelpunten), lijkt FCFS geen goede keuze: dit is bijvoorbeeld het geval in station Arnhem. De oplossing van een conflict aan de oostzijde heeft invloed op het gekozen perronspoor, en dit kan weer van invloed zijn op de oplossing van een conflict aan de westzijde. Ook is er nog de mogelijkheid om kruisingen te verleggen naar de westelijke aansluiting. Voor het oplossen van dit soort conflicten is meer overzicht nodig, en ligt een TMS dat integraal naar de gevolgen voor alle treinen (nog beter: reizigersstromen) kijkt meer voor de hand. Ook inhaalsporen zouden ontkoppelpunten kunnen zijn: hier kan per station de afweging worden gemaakt of een langzame trein een snelle laat inhalen. Op bladzijde 56 is gesteld dat er te weinig van dit soort ontkoppelpunten zijn, waardoor in combinatie met de conflictvrije planningsmethode er niet meer treinpaden door opeenvolgende conflictpunten kunnen worden gevonden. De vraag is nu waar in Arnhem deze ontkoppelpunten liggen. In het algemeen zijn dit plaatsen met relatief lage treinintensiteiten en waar treinen even tijd kunnen consumeren zonder in de weg te staan: de vrije baansporen die de stad in en uit leiden komen dus in aanmerking (mits er geen trein vlak achter zit), evenals spoor 23 en de perronsporen. Dit hangt dus mede af van de gekozen regelstrategie en de in de planning opgenomen DVM-maatregelen: de regelstrategie is al dan niet in staat te bepalen of er achter een wachtende trein nóg een trein komt; de DVM-planningsmaatregelen geven aan hoeveel keuze er in het spoorgebruik is. Bij royale keuze uit perronsporen kunnen andere treinen daarheen uitwijken en is het niet zo erg om even langs een perronspoor te wachten. De ontkoppelpunten zijn dus in zekere mate afhankelijk van de DVMmaatregelen in de planning, de dienstregeling en de actuele plaats van alle treinen.

In planning rekening houden met conflicten Aan de hand van dienstregeling 2007 blijkt dat een stijging van het aantal treinkilometers in Arnhem zal gaan leiden tot een verslechtering van de verkeersafwikkeling: er ontstaan zo’n 35 minuten wachttijd per uur. Dit betekent dat er per trein enkele minuten rijtijd moeten worden toegevoegd die de gevolgen van een conflict opnemen in de planning. De getoetste maatregelen zijn in staat om het aantal wachtminuten te verminderen. In tabel 6.8 is weergegeven hoeveel minuten rijtijdvermindering per trein kan worden bereikt door toepassing van een maatregel. Daarbij moet de absolute waarde van het getoonde getal met voorzichtigheid worden benaderd in verband met enkele onnauwkeurigheden in de simulatie; deze is wel zodanig opgezet dat de uitkomsten aan de voorzichtige kant zijn en er waarschijnlijk meer winst te halen is.

Tabel 6.8: Gemiddelde rijtijdwinst per trein bij verschillende maatregelen. 2004 2007 [min] [min] Referentie 0,00 0,00 4e perron 0,06 0,52 Ruimer spoorgebr. -0,02 0,40 Tijdvensters 0,14 0,51 Ruimer sp + tijdv. 0,16 0,81 117

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Uit de simulatie komt naar voren dat DVM-maatregelen wel helpen en zelfs even effectief kunnen zijn als bijbouwen van infrastructuur. Wel is het zo dat de prestatie van de maatregelen afhangt van de dienstregeling. Daaruit blijkt ook dat de gekozen simulatie-aanpak nog te grofschalig was: ‘het effect’ van een maatregel bestaat niet. Beter is om op basis van waarschijnlijke planningsafwijkingen (die blijken uit de benodigde vensterbreedtes) de planning zodanig op te zetten, dat expliciet met deze afwijkingen rekening wordt gehouden en er toch nog een aanvaardbare oplossing kan worden gevonden. Vertaald naar de huidige planningspraktijk wil dat zeggen dat moet worden gekeken naar wat er gebeurt wanneer een trein zijn pad mist. De overlappingen van tijdvensters geven aan wáár waarschijnlijk conflicten zullen optreden. Indien de gevolgen van zo’n conflict niet aanvaardbaar worden geacht, zijn maatregelen nodig. Gezien de grote hoeveelheid wachttijd op opvolgingen en inhomogeniteit ligt het voor de hand de oplossing in meer inhaalsporen te zoeken. Deze gerichte maatregelen dienen vervolgens te worden getoetst op effectiviteit in die specifieke situatie. De vraag is dus niet of het mogelijk is om een planning te maken met overlappende tijdvensters, het is zelfs nodig om conflicten vooraf te zien aankomen: namelijk om zichtbaar te maken waar een planning gaat wringen in de uitvoering en dus maatregelen genomen moeten worden. In de kortetermijnplanning zal elke trein binnen zijn venster een plekje krijgen en een uiteindelijk conflictvrij verkeersplan ontstaan.

118

7

Veiligheidseffecten van DVM

7.1

Inleiding

In de voorgaande hoofdstukken is vastgesteld dat de planning en uitvoering van de treindienst anno 2004 niet optimaal verlopen. Het blijkt noodzakelijk te zijn om in de planning meer rekening te houden met de spreiding die in de uitvoering optreedt. Voorgesteld is om op lange termijn (ca. 1 jaar) voor de uitvoering een globaal plan te maken, en dit pas uren tot minuten voor uitvoering uit te detailleren omdat pas op die termijn bekend is wanneer welke trein waar is: op die manier blijft het langst regelruimte over om het verkeersproces in te richten. De DVM-maatregelen, die gericht zijn om deze nieuwe plannings- en uitvoeringswijze te faciliteren, blijken qua effectiviteit niet onder te hoeven doen voor de bouw van een extra perron. Zo’n perron wordt nu noodzakelijk geacht om een groei van het treinverkeer te kunnen faciliteren. Door DVM-maatregelen toe te passen en te accepteren dat conflicten op voorhand niet exact voorspelbaar zijn, is het niet uit te sluiten dat een trein ongepland ergens moet stoppen. Dit heeft een mogelijke consequentie voor de veiligheid: elke keer onverwacht stoppen betekent immers een (kleine) kans op een fout met als uiterst mogelijke gevolg een aanrijding tussen twee treinen. Dit speelt overigens niet alleen bij toepassing van DVM: ook wanneer het aantal treinen zonder gebruikmaking van DVM wordt verhoogd, zal er meer hinder tussen treinen ontstaan. Het is daarom zinvol om de veiligheidsaspecten van railverkeer met DVM nader onder de loep te nemen. In dit hoofdstuk wordt aangestipt waar mogelijke veiligheidsproblemen liggen en worden oplossingsrichtingen aangedragen: het oplossen zelf valt buiten de scope van dit onderzoek. Aan de veiligheidsaspecten van railvervoer (in- en uitstapveiligheid, veiligheid van interieur) wordt hier nadrukkelijk geen aandacht geschonken. Deze zaken veranderen niet door het verkeersproces anders in te richten. De vraag die in dit hoofdstuk beantwoord zal worden, is of er uit veiligheidsoogpunt redenen zijn om (bepaalde) DVM-maatregelen niet in te voeren. Aangezien de meeste ongevallen ontstaan (mede) als gevolg van een vergissing van de machinist, zal het hoofdstuk zich vooral richten op de wijze waarop machinisten geïnformeerd worden en op welke informatie zij hun handelen afstemmen. In paragraaf 7.2 wordt ingegaan op het belang van veiligheid. Daarna wordt in paragraaf 7.3 uitgelegd hoe de veiligheid op het spoor gewaarborgd wordt. Dit is in feite onderdeel van het procesbeheersingssysteem (7.4). Om te kunnen vaststellen wat er nog te verbeteren is, worden in paragraaf 7.5 voorbeelden gegeven van situaties waarin ongevallen zouden kunnen ontstaan, waarvoor in paragraaf 7.6 oplossingsrichtingen worden aangedragen. De veiligheidseffecten van DVM worden tenslotte in paragraaf 7.7 ingeschat aan de hand van uitvoer uit de simulatie .

7.2

Belang van veiligheid

Er zijn nauwelijks ongevallen

Veiligheid staat bij spoorwegen al vanouds hoog in het vaandel. Dat moet ook wel, want ongevallen met treinen kunnen leiden tot een groot aantal slachtoffers en enorme materiële schade. Tevens loopt het imago van spoorvervoer een flinke deuk op, hetgeen nog lang kan nawerken wanneer reizigers het vertrouwen in spoorvervoer verliezen. Een spoorwegongeval is zó bijzonder, dat bijvoorbeeld een

119

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem spoorwegongeval met vijf gewonden nog een week in het landelijke nieuws is. Een auto-ongeluk met evenveel gewonden haalt daarentegen slechts de regionale krant. Elke onregelmatigheid, zelfs als die zonder gevolgen is gebleven (bijvoorbeeld een passage stoptonend sein) wordt uitgezocht en als daar aanleiding toe is, worden er maatregelen geformuleerd om herhaling te voorkomen. Dit heeft de trein tot het veiligste verkeersmiddel gemaakt. Het aantal ongevallen is dermate klein, dat trends hierin in het algemeen maar zeer beperkt statistische waarde hebben. Veiligheidseffecten van bepaalde maatregelen zijn dan ook maar moeilijk getalsmatig te bewijzen. Voor een goed beeld is men vooral afhankelijk van het oordeel van deskundigen en een goed begrip van het ontstaan van ongevallen. In deze studie wordt gebruik gemaakt van informatie uit verschillende rapporten van de Raad voor de Transportveiligheid, boeken van Preuß (1998) en Jongerius (1993) alsmede van informatie uit gesprekken met Tom Heijer (TU Delft), Hans Kuijlen (ProRail), Karel Brookhuis (RuG) en Jan van Kooten (NS Reizigers).

Hoeveel veiligheid: een afweging De hoge mate van veiligheid is iets om trots op te zijn. Evenwel heeft de medaille ook een keerzijde. Het nóg verder verhogen van de veiligheid gaat vrijwel altijd gepaard met enorme investeringen, bedragen waarmee in andere sectoren veel meer slachtoffers kunnen worden voorkomen. Door deze investeringen wordt het spoorsysteem als geheel duur en daardoor minder aantrekkelijk, met als mogelijk gevolg dat potentiële treinreizigers liever met de goedkopere, maar veel onveiligere auto reizen. Veiligheid is dus belangrijk, maar gaat niet vanzelfsprekend boven alles (Dijkstra, 2004). Ook Bert Klerk, voorzitter van de Raad van Bestuur van ProRail, pleit hiervoor in een artikel in De Volkskrant van 9 juli 2004. Een belangrijk begrip bij de acceptatie van risico’s in de veiligheidskunde is dan ook ALARP: “As Low As Reasonably Practicable.” Voorts is het van belang om onderscheid te maken in het operationele en het strategische niveau van beslissingen. In het operationele vlak geldt “veiligheid gaat boven alles”: een treindienstleider of een machinist mag nooit kiezen voor een onveilige handeling. Een probleem daarbij is dat er een strijdige doelstelling is tussen veiligheid enerzijds en op tijd rijden anderzijds. Bij het maken van strategische keuzes gaat veiligheid, om bovengenoemde redenen, niet boven alles. Het gewenste veiligheidsniveau is dan een instelbare waarde, net zoals dat het geval is bij bijvoorbeeld de kans op een dijkdoorbraak of de kans op een meltdown van een kerncentrale: absolute veiligheid bestaat immers niet.

7.3

Manieren van veiligheidsborging

Vlinderdasmodel In het vlinderdasmodel (Kuijlen, 2004) wordt een ongeval of andere ongewenste gebeurtenis weergegeven met een stip (afbeelding 7.1). Links hiervan staat een boom met oorzaken die tot deze gebeurtenis kunnen leiden (bij onderzoek vooraf) of hebben geleid (bij onderzoek achteraf). De linkervleugel is in feite een foutenboom. Rechts staat een boom met gevolgen van de gebeurtenis. Het geheel lijkt op een vlinderdas. Om de schade als gevolg van het ongeval te beperken, zijn verschillende maatregelen mogelijk. Preventieve maatregelen beogen het ongeval te voorkomen en bevinden zich links in de vlinderdas. Beschermingsmaatregelen zijn maatregelen die, gegeven een ongeval, proberen de betrokkenen te beschermen (voorbeelden zijn autogordels en een airbag). In dit hoofdstuk van het rapport gaat het om het voorkomen van ongevallen als gevolg van DVM: daarom wordt alleen de linkerzijde van de vlinderdas beschouwd. De preventieve maatregelen zijn op te vatten als barrières om een van de oorzaken, die mede leiden tot het ongeval, te blokkeren. De maatregelen zijn onder te verdelen in subcategorieën, zoals onder andere inherente veiligheid (fail-safe), passieve en actieve maatregelen, procedurele maatregelen.

120

SINGULAR CAUSES

FINAL CONSEQUENCES

Events/threats (causes)

Effects Top event

Accident (hazard)

Barriers

Management of threats

Minimising impacts

Afbeelding 7.1: Het vlinderdasmodel. Kans op en gevolg van falen Aangenomen kan worden dat er niet opzettelijk een onveilige situatie wordt gecreëerd. Dat betekent dat ongevallen abusievelijk ontstaan: ofwel door falen van de techniek, ofwel doordat iemand zich vergist. Het falen van de techniek wordt in de spoorwereld gebruikelijk opgelost door fail-safe installaties te gebruiken: dat wil zeggen dat falen van de installatie leidt tot een situatie die minstens even veilig is als wanneer de installatie juist had gefunctioneerd. Merk overigens op dat fail-safe alleen maakbaar is voor vooraf gekende faalmechanismen. Techniek is in staat om met een lagere foutkans te werken dan de mens; bovendien is het zo dat áls de techniek faalt, er normaliter geen gevaarlijke situaties ontstaan. In het verleden zijn daarom veel essentiële functies technisch ondersteund. Toch kleven daaraan ook nadelen: Met technische oplossingen in het algemeen hoge kosten gemoeid zijn, hetgeen kan leiden tot een langzame invoering van een bepaalde techniek. Weliswaar leidt falen wel tot een veilige situatie, maar ‘de veiligste trein is een stilstaande trein’: de veiligheid is dan wel gewaarborgd, maar de beschikbaarheid van de productiemiddelen is laag en er kunnen op zo’n moment geen vervoerdiensten worden geleverd. Het is onmogelijk om alle risico’s technisch af te dekken. De mens blijft dus onmisbaar: niet alleen om die zaken te regelen die door de techniek niet worden afgedekt, maar ook om de techniek te bedienen. Falen van een mens gaat echter niet vanzelf de veilige kant op: het is daarom zaak om de faalkans zo klein mogelijk te houden. Het vervolg van dit hoofdstuk richt zich met name hierop. Speerpunt daarbij is te zorgen voor een juiste informatievoorziening, om vergissingen te voorkomen. Daarbij horen onder andere de vragen: Wie heeft welke informatie nodig? Wanneer is die informatie uiterlijk nodig? Wat is het beste moment om de informatie te verstrekken? Hoe kan die informatie het beste worden overgedragen? In welke vorm kan die informatie het beste worden gepresenteerd?

121


Werkdruk Naast de bovenstaande vragen is ook de werkdruk van, met name, de faalkans ontvanger van de informatie van belang. Een te hoge werkdruk, als gevolg van haast of andere taken die gelijktijdig moeten worden verricht, leidt de aandacht af en geeft dus een hoge foutkans. Dit is bijvoorbeeld het geval bij telefoneren tijdens het werkdruk autorijden. Een te lage werkdruk kan echter ook leiden tot fouten of het niet Afbeelding 7.2: Schetsmatig verloop van de faalkans in ontvangen van informatie, zeker als er relatie tot de werkdruk. al sprake is van vermoeidheid. 18 Ten aanzien van de vraag wanneer informatie nodig is, kan behalve een concreet tijdstip ook onderscheid worden gemaakt in system-paced en user-paced informatievoorziening: system-paced informatie wordt enkel aangeboden wanneer de zender zendt. User-paced informatie wordt verstrekt op aanvraag door de gebruiker. User-paced heeft als voordeel dat de ontvanger van de informatie zelf het moment kan bepalen, waarop hij die informatie kan verwerken (werkdruk!). In het railverkeer wordt echter veel informatie system-paced aangeboden, om de machinist op de hoogte te stellen van een veranderde toestand om hem heen. Dit vereist echter een voortdurende alertheid. Elementair is tevens de juiste informatieoverdracht tussen zender en ontvanger. In elk van de stappen kan er iets mis gaan. Onderscheid kan worden gemaakt in: Informatie-verschaffing (door zender) Informatie-overdracht (via medium) Informatie-interpretatie (door ontvanger) Daarbij is tevens van belang dat de informatie niet alleen fysiek, maar ook semantisch wordt overgedragen. Wanneer bijvoorbeeld een trein over een knalsein rijdt, kan het zo zijn dat de knal inderdaad door de machinist wordt gehoord. Dat wil zeggen dat de signaaltransmissie inderdaad heeft plaatsgevonden. Indien de machinist echter de betekenis van een knalsein niet kent (‘onmiddellijk stoppen’), dan is de betekenis van de boodschap toch niet overgekomen. Door de verschillende preventieve maatregelen, die in de volgende subparagrafen zullen worden besproken, zal alleen het technisch falen of alleen het menselijk vergissen (bijna) nooit leiden tot een ongeval: hiervoor is bijna altijd een opeenstapeling van fouten nodig, waardoor meerdere preventielagen gelijktijdig worden doorbroken.

Eerste beveiligingslaag: interlocking, seinstelsel en machinist Het rijgedrag van de machinist is het resultaat van een afweging die hij maakt tussen (onder meer) veilig, stipt en economisch rijden, waarbij veiligheid uiteraard altijd leidend is. Het is niet toevallig dat ook hier weer de Veilig, Vlug en Voordelig uit paragraaf 3.2 terugkomen. De informatie ten aanzien van het op tijd en het economisch rijden haalt de machinist uit zijn dienstkaartje. Hierop staat voor de belangrijkste dienstregelpunten weergegeven hoe laat hij volgens de planning dient te passeren. Ook staat aangegeven waar hij de tractie kan uitschakelen indien hij op 18

Een voorbeeld van een situatie waarin dit vaak optreedt is het weerbericht op TV: men is al vemoeid door de werkdag en door het voorgaande journaal. Vervolgens komt er eerst allerlei irrelevante informatie, zoals een terugblik op het weer van vandaag, een overzicht over het algemene weerbeeld boven Europa, en soms nog meer. Tegen de tijd dat de informatie komt die men wilde horen, is de aandacht meestal zodanig verslapt dat men dat niet eens meer opmerkt. Pas op het moment dat het weerbericht is afgelopen, raakt men zich ervan bewust dat men de gewenste informatie blijkbaar gemist heeft, zelfs ondanks het feit dat men wist dat deze zou komen.

122

tijd rijdt. De informatie ten aanzien van wat veilig is, haalt de machinist uit één van de volgende vier regimes: 1. Rijden op zicht . De meest elementaire vorm van beveiliging van verkeersmiddelen is wel het “rijden op zicht”. Onder andere wegverkeer en (recreatie)scheepvaartverkeer wordt op deze manier afgewikkeld. Vanwege de lange remwegen van railvoertuigen ligt rijden op zicht voor railverkeer minder voor de hand, maar het wordt wel toegepast: bijvoorbeeld bij het combineren van treindelen of bij het rijden op industrieaansluitingen. De maximum snelheid is dan wettelijk begrensd tot maximaal 40 km/uur, of zoveel minder als nodig is om nog voor een obstakel te kunnen stoppen. Dit laatste betekent dat: De infrastructuur zodanig moet zijn ontworpen, dat een punt waarvoor gestopt moet kunnen worden al op remwegafstand duidelijk zichtbaar is. Het gaat hier om informatie verschaffen en overdragen; De machinist zijn remweg goed moet kunnen inschatten. Hierbij spelen opleiding, ervaring (vakmanschap), materieel- en wegbekendheid een belangrijke rol. Het gaat hier om informatie verwerken. 2. Rijden op seingeving . Wil men sneller rijden dan 40 km/uur, dan is er een hulpmiddel nodig dat aangeeft of de te berijden infrastructuur veilig berijdbaar is: dit is de functie van de beveiliging. De werking van de beveiliging wordt verder toegelicht in bijlage 4. Vooralsnog voldoet het om te weten dat elk stuk infrastructuur normaliter exclusief wordt toegewezen aan één trein: zo’n reservering heet een rijweg19. De machinist mag er dan vanuit gaan dat de baan vrij is. Hij rijdt dus niet meer “op zicht”, maar op seingeving. De toegestane snelheid wordt dan aan de machinist kenbaar gemaakt door middel van borden en seinen langs de baan. Statische informatie20 wordt normaliter getoond door borden; dynamische informatie21 wordt in de regel getoond door lichtseinen en soms door wegklapbare borden. Een snelheidsverlaging wordt daarbij altijd zodanig aangekondigd, dat er ook voor de slechtst remmende trein nog voldoende weglengte beschikbaar is om snelheid te minderen. Het einde van de rijweg wordt altijd gemarkeerd met een stoptonend sein. Hoewel er strikt genomen geen sprake is van “rijden op zicht”, gelden voor het naderen van een stoptonend sein dezelfde eisen (inschatten remweg en zichtbaarheid) als bij “rijden op zicht”. Vrijwel alle treinbewegingen vinden plaats onder seingeving. De machinist ontleent hieraan de toestemming om niet op zicht te rijden en moet daarom volledig op de getoonde seinbeelden kunnen vertrouwen. Om die reden is de interlocking (het apparaat dat rijwegen instelt) fail-safe uitgevoerd. Dat houdt in, dat wanneer de interlocking niet juist functioneert, er altijd een veilige situatie zal optreden: seinen geven bij falen een restrictiever seinbeeld weer dan bij juist functioneren. 3. Rijden op cabinesignalering . Cabinesignalering wordt in Nederland bij de spoorwegen nog niet toegepast, maar is volledigheidshalve wel vermeld. In Duitsland en Frankrijk wordt cabinesignalering toegepast op de hogesnelheidslijnen, en ook op de HSL-Zuid en de Betuweroute zal op cabinesignalering worden gereden. De RET-metro heeft een vorm van cabinesignalering die sterk lijkt op de ATBEG. De machinist krijgt bij cabinesignalering zijn rijtoestemming (in de vorm van een maximum toegestane snelheid) en remopdrachten niet door middel van seinen langs de baan, maar in de cabine.

19

Deze term wordt op de vrije baan niet gebruikt. Informatie die niet tijdsafhankelijk is, bijvoorbeeld de baanvaksnelheid of de kilometrering. 21 Informatie die niet op elk moment gelijk is, bijvoorbeeld een lagere maximumsnelheid voor een afbuigend wissel dan voor een rechtdoorgaand wissel. 20

123

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem 4. Rijden op lastgeving . In bijzondere omstandigheden kan de treindienstleider met behulp van een lastgeving opdrachten aan de machinist verstrekken. Een lastgeving is een opdracht van de treindienstleider aan de machinist, waarmee de overige vormen van signalering tijdelijk of plaatselijk overruled worden. Dit wordt bijvoorbeeld toegepast bij seinstoringen of bij de plotselinge noodzaak om ergens langzamer te rijden. Rijden op seingeving is momenteel standaard. De eerste veiligheidslaag wordt dus gevormd door interlocking, seinen en machinist. De interlocking voorziet de machinist via de seinen langs de baan van relevante (snelheids)informatie. Door in de dienstregelingsplanning uit te gaan van zo gunstig mogelijk seinbeelden wordt de veiligheid aanvullend gefaciliteerd. Treinen die geen restrictieve seinbeelden tegenkomen, kunnen tenslotte ook niet met elkaar botsen. Zolang alle treinen op tijd rijden, is er bij wijze van spreken geen beveiliging nodig. In tegenstelling tot de beveiliging is de planning niet fail-safe. Bij vertragingen (falen van de planning) ontstaat immers niet vanzelf een veiligere toestand. De veiligheid wordt dus in eerste instantie gewaarborgd door de beveiliging; de dienstregeling is daaraan ondergeschikt. Het is de taak van de machinist om te weten welke informatie (rijden op zicht, rijden op seingeving of rijden op lastgeving) op welk moment voor hem van toepassing is. Dit vereist onder meer kennis van de regelgeving (handboek machinist en seinenboek) als ook wegbekendheid. Merk op dat de weergave van de toegestane snelheid door de interlocking en de seinen weliswaar fail-safe is, maar dat de informatie-overdracht naar de machinist dat als geheel niet is: hij kan bijvoorbeeld naar het verkeerde sein kijken, of een natriumlamp van de wegverlichting verwarren met een geel sein. Ook is het nog steeds de machinist die uiteindelijk beslist over de treinsnelheid. Dit vormde lange tijd nog single point of failure in de veiligheidsfilosofie: één vergissing van de machinist kon nog steeds leiden tot een ongeval. In geval van uitval van de eerste laag, is er daarom een tweede beveiligingslaag die ongevallen moet voorkomen. Tweede beveiligingslaag: treinbeïnvloeding en treindienstleider

Een bekende check op het (kunnen) functioneren van de machinist is de dodemansinstallatie. Deze controleert in feite alleen de aanwezigheid van de machinist. De aanwezigheid van een machinist is echter nog geen garantie voor veiligheid. Zo miste op 8 januari 1962 een machinist in dichte mist bij Harmelen een geel tonend (voor)sein, waardoor de trein met hoge snelheid het ‘stop’ tonende hoofdsein voorbij reed. Dit heeft geleid tot Nederlands grootste spoorwegongeval met circa honderd dodelijke slachtoffers. Dit ongeval was de aanleiding om een treinbeïnvloedingssysteem aan te leggen. Hiermee wordt het single point of failure weggenomen. Een treinbeïnvloedingssysteem controleert de machinist en grijpt zo nodig zelf in. De functie van de Nederlandse ATB-EG22 (EG staat voor eerste generatie) is om te voorkomen dat een trein met een forse snelheidsoverschrijding een sein passeert. Een ongeval als bij Harmelen zou met ATB-EG voorkomen zijn. Om te voorkomen dat een trein een ‘stop’ tonend sein (STS) passeert, is het essentieel om al bij het voorafgaande gele sein na te gaan of er (voldoende) geremd wordt. Pas ingrijpen ter hoogte van het STS zelf is, vanwege de lange remweg van treinen, meestal te laat. Het was ten tijde van de invoering (jaren ’60) een ontwerpkeuze om de ATB alleen te laten ingrijpen bij snelheden boven de 40 km/uur: de gedachtegang hierachter is dat bij lagere snelheden de risico’s beperkt zijn en dat zo vele emplacementen niet van ATB hoeven te worden voorzien, hetgeen de kosten aanzienlijk beperkt heeft en een snellere invoering mogelijk heeft gemaakt. Handelt de machinist niet in overeenstemming met de informatie waarover de ATB beschikt, dan volgt eerst een akoestische waarschuwing. Volgt er geen actie, dan brengt de ATB de trein met een snelremming tot stilstand. In feite is daarmee een parallelle informatiestroom aan de eerste 22

Het andere in Nederland toegepaste systeem, ATB-NG, wordt hier niet uitgebreid besproken omdat het in Arnhem niet wordt toegepast. 124

machinist remmen beveiliging

ATB

ATBbaanapparatuur

Afbeelding 7.3: Parallelle informatie-overdracht tussen wal en trein via lichtseinen en de ATB.

beveiligingslaag toegevoegd, zoals weergegeven in afbeelding 7.3: de beveiliging bewerkstelligt een remming van een trein ofwel via de seinen en de machinist, ofwel via de ATB-spoorstroomloop en de ATB-treininstallatie. Behalve de machinist kunnen ook de interlocking of de seinen uitvallen. Ook dan is de eerste laag buiten werking. In deze gevallen treedt vanwege het fail-safe ontwerp niet direct een onveilige situatie op, maar staat het treinverkeer stil. Om het treinverkeer (eventueel beperkt) aan de gang te houden, wordt teruggevallen op de treindienstleider (met behulp van lastgevingen). Omdat deze het echter ineens extra druk heeft (lastgevingen uitdelen, storing verhelpen en mogelijk beperkte informatievoorziening door de storing) en slechts bij uitzondering in deze situatie werkt, wordt nu niet hetzelfde veiligheidsniveau bereikt als bij een correct functionerende interlocking. Het is daarom van belang dat de treindienstleider kan beschikken over informatie welke trein zich waar bevindt. Dit houdt echter vooral verband met het procesverloop tijdens storingen en valt daarom buiten de scope van DVM, dat zich vooral richt op het omgaan met kleine vertragingen.

Derde beveiligingslaag: maatregelen na passage STS Bij lekken van de eerste twee lagen kan een passage STS plaatsvinden. Dit hoeft echter nog niet te leiden tot een ongeval. Dit kan bijvoorbeeld nog worden voorkomen met de volgende maatregelen: Doorschietlengte: de trein stopt wel voorbij het STS, maar voor het conflictpunt Flankbeveiliging: de wissels liggen zodanig dat een trein niet in een ingestelde rijweg terecht kan komen. Een speciaal geval hiervan zijn veiligheidskopsporen. Deze leiden tot een beheerste ontsporing. Treindienstleider: de treindienstleider kan op zijn schermen zien of een trein een STS gepasseerd heeft. Ook alarmoproepen komen bij hem binnen. Bij naderend gevaar kan hij machinisten waarschuwen en opdracht geven een snelremming uit te voeren door middel van een Telerail-alarmoproep. Snelremming van de STS gepasseerde trein: de machinist merkt de passage STS op en brengt zijn trein alsnog tijdig tot stilstand. Snelremming van de aankomende trein: wanneer een trein een STS passeert en in de rijweg van een andere trein komt, zal in deze rijweg een sectiebezetmelding ontstaan. Er wordt niet meer voldaan aan de voorwaarden van een veilige rijweg en het sein dat deze rijweg vrijgeeft, zal direct terugvallen in de stand ‘stop’. Op dat moment zal ook de ATB-EG een aankomende trein afremmen. Een aanrijding kan niet worden uitgesloten, maar in ieder geval kan de ernst van een aanrijding worden verminderd. Wanneer gebruik wordt gemaakt van de derde beveiligingslaag is er al een STS gepasseerd. Wanneer als voorwaarde wordt gesteld dat invoering van DVM niet mag leiden tot een groter aantal STSpassages, dan heeft het geen zin om verder naar deze derde laag te kijken. Het vervolg van dit onderzoek richt zich dan ook vooral op mogelijkheden om het aantal STS-passages te beperken (problemen aanpakken aan de bron).

125


7.4

Procesbeheersingssysteem

Veiligheid als integraal onderdeel van de procesbeheersing Zoals in paragraaf 3.2 beschreven, is veiligheid een speciaal onderdeel van de procesbeheersing. Een aanrijding is tenslotte een buitengewoon inefficiënt onderdeel van het verkeersproces: in geval van een aanrijding komt namelijk de gewenste procesoutput, vervoer, voor langere tijd niet tot stand. Aangezien de te leveren dienst nu in het geheel niet kan worden geleverd, in plaats van met verminderde kwaliteit, is het niet vreemd dat de veiligheid extra aandacht krijgt. Het waarborgen van de veiligheid zou echter niet los moeten worden gezien van de andere procesbeheersingsaspecten. De drie beveiligingslagen uit paragraaf 7.3 vullen samen de functie ‘veiligheid’ van het procesbeheersingssysteem in. Zij bestaan dus niet alleen uit de technische systemen ‘interlocking’ en ‘ATB’, maar ook de machinist en de treindienstleider maken hier expliciet onderdeel van uit.

ERTMS als procesbeheersingssysteem Een nieuwe ontwikkeling is het European Rail Traffic Management System (ERTMS). Dit is letterlijk vertaald een (verkeers)procesbeheersingssysteem. Het biedt verschillende functies, waaronder die van treinbeïnvloeding (European Train Control System: ETCS). Maar ook andere functies van een procesbeheersingssysteem (zie paragraaf 3.2) kunnen hierin worden ondergebracht. Het gaat dan om het versturen van aanvullende, niet veiligheidskritische informatie naar of van specifieke treinen: bijvoorbeeld snelheidsadviezen, reisinformatie, punctualiteitsgegevens en dergelijke. Hiertoe wordt gebruik gemaakt van gestandaardiseerde communicatieprotocollen. ERTMS schept daarmee goede mogelijkheden voor DVM-toepassingen, maar is geen noodzakelijke voorwaarde. De Zwitserse spoorwegen zetten een deel van hun kaarten op ERTMS. Onderstaand citaat komt uit SBB, Schlussbericht Kapazitätssteigerung, 2001. Verwarrend genoeg worden de termen ERTMS en ETCS vaak door elkaar gebruikt. Ook in het citaat is sprake van ETCS, terwijl men juist betoogt dat “ETCS meer is dan alleen een nieuw treinbeveiligingssysteem”. In dat geval had men dus van ERTMS moeten spreken. ETCS ist deutlich mehr als „nur“ ein neues Signal- und Sicherungssystem, denn es ermöglicht einen „Quantensprung“ im Bereich der dynamischen Disposition, da mehr und präzisere Daten zur Verfügung stehen, die Kommunikation mit dem Lokpersonal effektiver wird und die Reaktionszeiten z.B. auf Geschwindigkeitsvorgaben deutlich reduziert werden können. Auch wenn noch erhebliche Entwicklungsarbeiten erforderlich sind, um vom teilautomatisierten Betrieb nach Fahrplan zu einem computergesteuerten Betriebsablauf zu gelangen, so schafft ETCS Level 2 die Voraussetzungen zur Weiterentwicklung der Betriebssteuerung und damit in erster Linie auch zur Verbesserung der Angebotsqualität.

Vergelijk dit met de “systeemsprong” van Benutten en Bouwen op pagina 20. Opmerkelijk is dat veel van de achterliggende doelen (hogere betrouwbaarheid, beter benutten en sturen door dynamisch verkeersmanagement) hetzelfde zijn, maar dat Benutten en Bouwen niet steunt op ERTMS.

ETCS als veilig vangnet Indien een machinist een fout begaat en deze fout ook niet door de ATB wordt gecorrigeerd (bij snelheden lager dan 40 km/uur) kan een onveilige situatie ontstaan: beide beveiligingsbarrières zijn dan doorbroken. Nieuwere treinbeïnvloedingssystemen, zoals de ATB-NG of alle varianten van ETCS, geven behalve de huidige en de toekomstige maximaal toegestane snelheid ook aan wáár die snelheid bereikt moet zijn. Ook berekenen de nieuwe systemen voor elk punt op de rijweg een maximaal toelaatbare snelheid, de zogenoemde remcurvebewaking: er ontstaat zo een continue snelheidsbewaking. Dat wil zeggen dat het mogelijke falen van de machinist volledig is afgedekt door het treinbeïnvloedingssysteem. Passage van een STS is dan zo goed als uitgesloten. In dat geval bestaan er vanuit de veiligheid geen beperkingen voor toepassing van DVM. 126

Het ziet er echter op dit moment (eind 2004) niet naar uit dat er op afzienbare termijn ERTMS/ETCS zal zijn in Arnhem. In de volgende paragrafen wordt daarom ingegaan op andere maatregelen, die met name zijn gericht op het voorkomen van vergissingen van de machinist. Daartoe worden eerst enkele voorbeelden besproken van situaties die vergissingen in de hand werken. Er bestaat in de spoorsector consensus over het feit dat ERTMS hét systeem van de toekomst is. Dat betekent dat nieuwe oplossingen bij voorkeur een stap in de richting van dit nieuwe systeem moeten zijn.

7.5

Voorbeelden van situaties die tot ongevallen kunnen leiden

Falen van de beveiligingslagen

Het hierboven omschreven stelsel van de drie beveiligingslagen zou ongevallen moeten voorkomen. Incidenteel komt echter een samenloop van gebeurtenissen voor, waardoor alle drie de beveiligingslagen worden doorbroken en er toch nog ongevallen kunnen ontstaan. Een passage STS ontstaat wanneer zowel de eerste als de tweede beveiligingslaag niet in werking treden. In de eerste laag zijn enkele fouten mogelijk: 1. De interlocking verschaft verkeerde informatie . De interlocking werkt fail-safe, dus dit is zo goed als uitgesloten. 2. De beschikbare informatie wordt onjuist overgedragen . De seinbeelden zelf worden fail-safe getoond, maar het kan voorkomen dat een machinist per ongeluk rijdt op een seinbeeld dat niet voor hem bedoeld is. 3. De ontvangen informatie wordt door de ontvanger niet of onjuist geïnterpreteerd . De machinist ziet het juiste seinbeeld, maar trekt hieruit een onjuiste conclusie. Hieronder zullen zeven relatief vaak voorkomende typen STS-passages worden toegelicht. Zij hebben alle zeven gemeen dat de machinist van dubbelzinnige informatie wordt voorzien (fout 3 hierboven) en dat de tweede beveiligingslaag, de ATB-EG, niet (voldoende) ingrijpt. Voorbeeld 1: Seinopvolging geel-geel-rood

Een seinopvolging geel-geel-rood kan voorkomen indien tussen het tweede gele sein en het volgende sein niet de minimale remwegafstand van 400 m beschikbaar is. Dit is vaak het geval bij de onderverdeling van een perronspoor in verschillende fases (in Arnhem de sporen 2, 3, 5, 6 en 7), maar komt ook wel voor op emplacementen en soms op de vrije baan. In Arnhem is dit bijvoorbeeld het geval bij binnenkomst vanuit de richting Velperpoort (zie paragraaf 5.4). Omdat tussen het tweede en het derde sein onvoldoende remweg beschikbaar is, toont ook het eerste sein al geel. Hoewel de machinist zich wel bewust zal zijn van het feit dat hij moet stoppen, is het nu niet duidelijk of voor het tweede of voor het derde sein ‘rood’ verwacht moet worden. Zeker indien er een verwachtingspatroon is ontstaan waarbij altijd pas voor het derde sein gestopt moet worden, kan dit gevaarlijk zijn in die gevallen dat het tweede sein al ‘stop’ toont. Oplossing: aangeven waar er gestopt moet worden. Voorbeeld 2: Seinbeeldverbetering vlak voor nadering

Een machinist kan de ervaring hebben dat een seinbeeld op een bepaalde plaats altijd verbetert, als hij nét begonnen is met remmen. Dit kan bijvoorbeeld worden veroorzaakt door een ongunstig geplaatste ARI-trigger of door een trein die planmatig kort voor hem rijdt. De machinist zal na de seinbeeldverbetering de remming weer afbreken en zijn weg vervolgen. Ook al weet iedere machinist dat dit niet de bedoeling is, kan dit op termijn leiden tot uitstelgedrag: “ik rem wel wat later, want het seinbeeld wordt toch zo dadelijk beter”. De reden van het restrictieve seinbeeld is dan niet meer

127

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem duidelijk: is het sein geel ‘omdat het altijd geel is, terwijl er niks aan de hand is’, of is het geel omdat er nu écht ‘stop’ volgt? Bij de meeste restrictieve seinbeelden dwingt de ATB een remming af, echter juist bij het seinbeeld ‘geel’ (waarop dus ‘stop’ kan volgen) grijpt de ATB niet in als de toegestane snelheid op de vorige seinstap ook al 40 km/uur bedroeg (bijvoorbeeld in Arnhem bij binnenkomst vanuit Velperpoort). Oplossing:zorg voor een correct verwachtingspatroon en informeer de machinist als de feitelijke situatie afwijkt van wat hij verwacht.

Voorbeeld 3: Een station binnenkomen op geel Bij het binnenrijden van een station kan een risico ontstaan indien er wordt binnengekomen op een ander spoor of op een andere perronfase, waardoor eerder gestopt moet worden dan gebruikelijk (zie geel-geel-rood). Dit kan worden versterkt indien het sein bij het betreffende spoor slecht zichtbaar is. Oplossing: aangeven waar er gestopt moet worden, of aangeven naar welk spoor de trein geleid zal worden.

Voorbeeld 4: Vertrekken op geel Vertrekken op geel is relatief vaak een oorzaak van ongevallen (o.a. Dordrecht, november 1999, Utrecht, juni 2001; Amsterdam, mei 2004). Bij vertrek op geel moet de machinist er, net als bij alle andere gele seinen, op rekenen dat het volgende sein ‘stop’ toont. In plaats van te remmen, moet hij echter eerst de snelheid verhogen: er is ten slotte sprake van vertrekken. Dit werkt al contra-intuïtief. Hoewel de betekenis van het seinbeeld strikt genomen duidelijk is, is het dubbelzinnig om een vertrekopdracht te krijgen met een sein dat aankondigt dat er gestopt moet worden. Zeker als de machinist bovendien nog wordt afgeleid, bijvoorbeeld omdat de vertrekprocedure niet verloopt zoals had gemoeten of omdat de trein vertraagd is en de machinist zo scherp mogelijk wil rijden, kan het voorkomen dat het STS wordt gepasseerd. Dit is des te meer een instinker, wanneer tussen het gele sein en het volgende sein niet de minimaal benodigde remwegafstand van 400 m beschikbaar is: de mogelijkheid om te vertrekken geldt dan slechts voor een heel kort stukje. Hier wordt een zwaar beroep gedaan op de wegbekendheid van de machinist. Oplossing: aangeven waar er gestopt moet worden / niet meer vertrekken op geel.

Voorbeeld 5: Een halte binnenrijden op geel Een halte binnenrijden op geel is qua problematiek vergelijkbaar met vertrekken op geel: de machinist krijgt een remopdracht vanwege een geel sein, maar remde al vanwege de aankomende halte. Het remmen op die plaats is dan niet bijzonder en na het halteren is de machinist wellicht vergeten dat hij op geel was binnengekomen, zeker wanneer het halteerproces afwijkend verloopt (vraag van reizigers of conducteur, of andere onregelmatigheden). Na het halteren zal de machinist dan weer versnellen en wellicht niet meer voor het stoptonende sein tot stilstand kunnen komen. Door de continue bewaking van de ATB-EG is dit risico overigens beperkt. Deze continue bewaking ontbreekt echter indien er geen ATB-code in het spoor zit. Bij vertrek uit Velperpoort is dit bijvoorbeeld het geval, omdat daar altijd moet worden afgeremd tot 40 km/uur. De machinist krijgt daarom ook geen extra informatie over seinbeeldveranderingen uit de ATB. Rijden op informatie uit de ATB is overigens ook verwerpelijk (voorbeeld 6). Oplossing: na halte het voorsein herhalen of aangeven waar gestopt moet worden.

Voorbeeld 6: Rijden op de ATB-EG-cabinesignalering De ATB-EG kent een cabinesignalering. Dit leidt tot een dubbele informatievoorziening voor de machinist, die zijn informatie hoort te ontlenen aan de seinbeelden langs de baan. De ATB is niet bedoeld om de machinist seinbeeldinformatie te verschaffen en is daar ook niet op gebouwd: de getoonde informatie is niet met zekerheid juist. De machinist zou zo onterecht een toestemming kunnen krijgen om snelheid te verhogen. De machinist mag de door de ATB getoonde seinbeeldverbeteringen dan ook niet opvolgen vóórdat hij het sein zelf heeft waargenomen.

128

Daarnaast is de ATB-cabinesignalering niet compleet: vrijwel alle seinbeelden kunnen worden getoond, behalve het verschil tussen geel en rood, hetgeen misschien wel het belangrijkste verschil is. Een machinist kan dus niet achteraf zien of hij een rood sein is voorbijgereden. Oplossing: onderscheid maken in de functies ‘signalering’ en ‘treinbeïnvloeding’. Informatie die niet mag worden opgevolgd ook niet aanbieden (verwijderen ATB-EG-cabinesignalering).23

Voorbeeld 7: Baanseinen en cabinesignalering van ATB-Nieuwe Generatie De in de jaren 1990 in gebruik genomen ATB-Nieuwe Generatie (ATB-NG) voorkomt een aantal tekortkomingen van de ATB-EG: zo geeft deze wel aan waar gestopt moet worden (lengte van de beschikbare rijweg) en heeft deze ook een snelheidsbewaking tot 0 km/uur. In principe voldoet de ATB-NG daarmee aan de eisen voor een veilig vangnet zoals genoemd in paragraaf 7.4. Bij het passeren van een geel sein ontstaat echter tegenstrijdige informatie: terwijl het seinbeeld de machinist verplicht om te remmen, staat het treinbeïnvloedingssysteem toe om de snelheid nog vast te houden totdat (afhankelijk van de remkracht van het materieel) er uiterlijk geremd moet worden. De ATB-NG vervult in dat geval niet alleen de functie van treinbeïnvloedingssysteem, maar ook van cabinesignalering. Weliswaar is opvolgen van deze signalering niet toegestaan, het volgen van de cabinesignalering kan hier in tegenstelling tot bij de ATB-EG niet leiden tot een onveilige situatie. Het kan er wél toe leiden dat het automatisme verdwijnt om bij een geel sein altijd een remming in te zetten. Als dit gedrag ook gaat gebeuren wanneer er niet onder ATB-NG wordt gereden, is er wel sprake van een veiligheidsrisico. Oplossing: onderscheid maken in de functies ‘signalering’ en ‘treinbeïnvloeding’. Keuze maken tussen signalering langs de baan of in de cabine, en de niet gekozen variant ook niet aanbieden (seinbeeld ‘geel’ vervangen door seinbeeld ‘kijk op cabinesignalering’ indien op ATB-NG wordt gereden).

7.6

Oplossingsrichtingen

Informatie- en communicatievraagstuk Zoals betoogd is een aanrijding te beschouwen als het uit de hand lopen van het verkeersproces: dit proces behoeft blijkbaar een betere beheersing. Een proces is beter beheersbaar als er meer of gedetailleerdere informatie beschikbaar is (zie bijlage 3 over regeltechniek). Om een proces te beheersen, is verder van belang dat de actoren in het proces weten wat zij met de beschikbare informatie moeten doen. De procesbeheersing is daarmee vooral een informatie- en communicatievraagstuk. Bijvoorbeeld ook de vier eerder genoemde regimes waaronder een machinist kan rijden, betreffen in feite een bepaalde wijze waarop de machinist wordt geïnformeerd over de situatie in zijn omgeving. Er is keuze uit: Niet inlichten (rijden op zicht) Inlichten met seinen langs de baan (rijden op seingeving) Inlichten met seinen in de cabine (rijden op cabinesignalering) Inlichten met specifieke instructies (rijden op lastgeving) Tot nu toe niet verder toegelicht, maar wel van belang, is het dienstkaartje van de machinist. Weliswaar geeft dit geen veiligheidskritische informatie, maar het is voor de machinist het enige informatiemiddel dat hem vertelt hoe het plan luidt. Zolang het plan niet wordt gewijzigd, is dat geen probleem. Wanneer de treindienstleider of een TMS echter wijzigingen doorvoert, is de machinist hiervan niet standaard op de hoogte en beschikt hij slechts nog over het oorspronkelijke, verouderde plan. In lijn met de herplanningstaak van de treindienstleider zou het niet misstaan om ook de machinist op de hoogte te stellen van de herplanning, zodat hij weet wat men met zijn trein van plan 23

Op zichzelf is cabinesignalering een betere vorm van informatievoorziening dan seinen langs de baan; de weergegeven informatie moet dan natuurlijk wel correct zijn. Dat laatste is bij ATB-EG niet het geval. 129

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem is. Hij kan dan desgewenst zijn rijgedrag hierop aanpassen. Nu worden alleen grotere planwijzigingen door de treindienstleider telefonisch doorgegeven. Het project Het Spoor Meester (Prorail) houdt zich bezig met een betere informatievoorziening aan de machinist.

Duidelijk informeren Het is dus van belang om te zorgen voor duidelijke informatie over zowel de momentane als de te verwachten situatie. Gebeurt dit niet, dan zijn er enkele mogelijke valkuilen die een veiligheidsrisico in zich hebben. Ongeloofwaardige regelgeving . Het nut van een bepaalde regel moet duidelijk zijn: de regel zal dan met overtuiging worden uitgevoerd. Indien het nut niet wordt ingezien (bijvoorbeeld te late rijweginstelling door een verkeerd liggende ARI-trigger) dan zal de maatregel met weerzin worden uitgevoerd. Als de maatregel bovendien nog wordt ervaren als een belemmering in het werk, dan bestaat zelfs de kans dat de regel zo mogelijk zal worden genegeerd. Dubbelzinnige informatie . In bovenstaande voorbeelden was er vaak sprake van dubbelzinnige informatie: bijvoorbeeld omdat de seinbeelden langs de baan andere informatie verschaffen dan de ATBcabinesignalering. Een ander voorbeeld is dat een geel sein wel ‘rekenen op stop’ aankondigt, maar dat niet duidelijk is wáár gestopt moet worden. Verwachtingspatroon Wanneer machinisten vaak een zelfde situatie tegenkomen, zal een zeker verwachtingspatroon ontstaan. Indien afwijkingen van deze verwachte situatie niet duidelijk worden aangegeven (bijvoorbeeld door de dubbelzinnige informatie) ontstaat een extra risico: de machinist zal dan niet op tijd opmerken dat de standaardsituatie nu niet van toepassing is. In de huidige situatie wordt de machinist met name geïnformeerd over wat hij moet doen. Waarom en waar dat moet, blijft onduidelijk en wordt grotendeels ingevuld door de ervaring van de machinist: hier kruipt het verwachtingspatroon naar binnen. Door informatie omtrent de reden van de situatie te verstrekken, hoeft de machinist niet zelf aan te nemen wat er aan de hand is. De foutkans als gevolg van verwachtingspatronen kan zodoende afnemen. Ook in situaties waarbij het systeem beperkingen oplegt waarvan de machinist het nut niet inziet, bestaat de kans dat machinisten (bijvoorbeeld in geval van vertraging) zullen gaan zoeken naar manieren om onder die onnodig lijkende beperking uit te komen. Ook hier kan het helpen om ofwel de reden van de beperking duidelijk te maken, of (als daar geen reden meer voor is) de situatie minder hinderlijk te maken. Dit betekent ook dat geluisterd moet worden naar de ervaringen van machinisten. Ook de treindienstleider heeft maar beperkte informatie: hij weet uit het TNV-Systeem (zie paragraaf 5.2) wel de locatie van de treinen, maar deze is niet altijd juist en bovendien alleen in grove stappen beschikbaar. De snelheid van de treinen is niet bekend, hetgeen het moeilijk kan maken om in te schatten wat een slimme afhandelingsstrategie is. Door afdekking van de beveiliging is dit niet direct veiligheidskritisch, maar het leidt wel tot een niet-optimale procesbeheersing.

Verbeteren van de primaire beveiligingslaag Omdat het beter lijkt om fouten te voorkomen dan om achteraf corrigerend in te grijpen, worden hieronder enkele oplossingsrichtingen aangedragen die beogen fouten van de machinist te voorkomen. Hier wordt de stelling geponeerd dat “Alles kan, als je de betrokkenen (kort) van te voren inlicht”. Zij zijn dan op de hoogte van wat er gaat gebeuren en zullen zich dus niet snel vergissen. Een mededeling als “het zou kunnen dat je bij dat sein even moet stoppen”, is al genoeg om een verhoogde attentie van de machinist te krijgen. Onderstaand worden enkele tips gegeven omtrent de informatie waarmee een machinist gebaat zou kunnen zijn, gevolgd door denkrichtingen hoe en wanneer deze informatie het beste kan worden aangeboden. Tot slot wordt ook de informatievoorziening van de treindienstleider

130

kort aangestipt. Weliswaar zit die niet in de primaire beveiligingslaag, maar uit oogpunt van een goede procesbeheersing is het van belang om ook deze informatie goed te organiseren. Met welke extra informatie licht je de machinist in? Actuele situatie en verwachting korte termijn . De treindienstleider weet wat hij met de verkeerssituatie van plan is. Voor een machinist zou het prettig zijn om dat ook te weten: welke trein zit er voor of achter mij, waarom is mijn rijweg nog niet ingesteld, tot hoe ver loopt mijn rijweg nog, enzovoorts. Behalve uit oogpunt van veiligheid, kan dit ook handig zijn voor het inlichten van reizigers bij verstoringen. Signaleer de resterende lengte van de rijweg . Zoals uit de genoemde voorbeelden blijkt, zijn veel ongevallen vermijdbaar indien de machinist informatie heeft over de resterende lengte van zijn rijweg. Dit is in feite een klein, maar belangrijk deel van de informatie uit de vorige oplossing. Eventueel kan dit worden uitgebreid met een akoestisch signaal, indien de rijweglengte kleiner wordt dan een bepaalde lengte. Regel de trein weg van restrictieve seinen . Er zijn ideeën om met behulp van een Traffic Management Systeem (zie paragraaf 4.6) adviessnelheden aan treinen te geven, met als doel dat zij ongehinderd kunnen doorrijden. Dit wordt nu vooral gezien als een beheersingsfunctie, maar het heeft ook een belangrijk veiligheidsvoordeel: een trein die ongehinderd kan doorrijden, komt tenslotte ook geen restrictieve seinbeelden tegen en kan dus ook geen STS passeren. Dit lijkt erg effectief en past ook vanuit benuttingsoogpunt goed bij DVM. Bij een TMS dat los staat van de wijze van signalering, moet er wel voor worden opgepast dat de machinist het snelheidsadvies niet als cabinesignalering gaat gebruiken (zie voorbeeld 6 in paragraaf 7.5). Dynamisch dienstkaartje . Behalve het snelheidsadvies kan het nuttig zijn om ook (een deel van) het nieuwe plan aan de machinist kenbaar te maken: in feite het aanpassen van het dienstkaartje aan de nieuwe situatie. De machinist kan dan zelf zijn planning hierop baseren (met het geven van een adviessnelheid wordt dat in feite voor hem gedaan, maar weet hij de reden niet).

Afbeelding 7.4: Voorbeeld van een snelheidsmeter met geïntegreerde weergave van: – actuele snelheid (0 km/uur; geel) – actuele maximumsnelheid volgens de remcurve (200 km/uur; rood) – doelsnelheid (100 km/uur; oranje) – adviessnelheid (40 km/uur; paars) De doelafstandsmeter (midden) geeft aan dat de doelsnelheid over 2000 m bereikt dient te zijn. De adviessnelheid geeft de snelheid aan waarmee de herplanning kan worden bereikt. Op welke manier licht je de machinist in? Bied de informatie overzichtelijk aan . De machinist heeft nu veel bronnen van informatie, die hij allemaal met elkaar moet vergelijken: zijn dienstkaartje, de seinbeelden langs de baan, de ATB-cabinesignalering, de snelheidsmeter, in voorkomende gevallen een boekje met tijdelijke snelheidsbeperkingen en mogelijk straks ook een snelheidsadvies. In plaats van zes afzonderlijke informatiebronnen, zou het beter zijn om deze informatie in een overzichtelijk totaalplaatje te presenteren, zoals bijvoorbeeld in afbeelding 7.4.

131

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Leid de machinist niet af van de hoofdtaak . Zolang de machinist moet letten op vaste seinen langs de baan, is het zaak om de aandacht niet langer dan enkele seconden hiervan af te leiden. Aanvullende informatie kan daarom het beste user-paced en auditief worden aangeboden: terwijl de machinist luistert, kan hij gewoon blijven kijken. Het moet dan wel gaan om eenvoudige informatie: bijvoorbeeld bellen tijdens het rijden leidt de aandacht wellicht weer te veel af. Maak verschil in de functies treinbeïnvloeding, baansignalering en cabinesignalering . Het moet duidelijk zijn welke informatie de machinist toestemming verleent om te rijden en welke informatie aanvullend bedoeld is. Het is niet de bedoeling dat hierin verwarring ontstaat of dat buiten de regels om de verkeerde informatie wordt gebruikt, zoals nu met het rijden op de ATB-EG-cabinesignalering het geval kan zijn. Van belang is ook om verschil te maken in de volgende zaken: rijdt de machinist en wordt die gecontroleerd door de treinapparatuur? Of rijdt de trein automatisch en controleert de machinist de goede werking van de apparatuur? Treindienstleider-meekijkscherm Wellicht kan een treindienstleider-meekijkscherm in de cabine beschikbaar worden gemaakt. De machinist kan dan, wanneer hij daar behoefte aan heeft, zien wat er om hem heen gebeurt. Daarbij moet wel aandacht worden besteed aan de hoeveelheid behapbare informatie: een sterke mate van schematisering is waarschijnlijk nodig: bijvoorbeeld alleen zijn eigen geplande en gerealiseerde rijweg en de positie van mogelijke hinderende treinen voor hem. Op welk moment licht je de machinist in? Bied de informatie zo veel mogelijk aan op een voor de ontvanger geschikt moment . De informatie komt beter aan bij de ontvanger indien deze op afroep beschikbaar is: dat wil zeggen dat wanneer bijvoorbeeld de machinist behoefte heeft aan een snelheidsadvies, hij dit ergens kan aflezen of laten voorlezen. Bied informatie daarom zo veel als mogelijk user-paced aan. Voor urgente informatie zal echter system-paced informatievoorziening nodig blijven. Vooraankondiging van informatie . Het zou prettig zijn als de machinist al vooraf weet wat hem te wachten staat. Het feitelijke seinbeeld is dan slechts een bevestiging van wat hij al wist. Dit is vergelijkbaar met een routenavigatiesysteem in de auto dat zegt “over 200 meter rechtsaf” en later nog eens “hier rechtsaf”. Deze voorinformatie kan tevens user-paced worden aangeboden. Ook een snelheidsadvies kan worden gezien als voorinformatie: “als je nu dit advies opvolgt, heb je straks nergens last van.” Attendeer de machinist gericht op de nadering van een (mogelijk) rood sein . Indien de machinist op een (mogelijk) STS afrijdt, zou hij daarop extra geattendeerd moeten worden. Vroeger bestond er een kwiteerfunctie in de ATB, waarbij de machinist om de 20 sec. een knop moest indrukken, wanneer hij langzamer dan 40 km/uur reed. Deze functie is eind jaren ’90 afgeschaft omdat het kwiteren als hinderlijk werd ervaren en een gewoonte was geworden. De kwiteerfunctie werkte namelijk niet gericht24 waardoor het kwiteren continu diende plaats te vinden. Een gerichte kwitering bij nadering van een (mogelijk) rood sein zou wel effectief zijn. Hiertoe is het noodzakelijk dat niet alleen de machinist informatie heeft over de beschikbare rijweglengte, maar de treinapparatuur ook. Ook het werk van de treindienstleider is gebaat bij betere informatievoorziening: Vertrekproces De treindienstleider zou voor wat betreft informatie omtrent het vertrekproces met de conducteur van de betreffende trein moeten kunnen communiceren, in plaats van met de machinist. Deze functie wordt overigens geboden door GSM-R. Werkdruk Treindienstleider is qua werkdruk een lastig beroep: het grootste deel van de tijd is de 24

De ATB-EG kent immers geen verschil tussen de seinbeelden groen-knipper, geel-4, geel en rood. 132

werkdruk bijna nul, met dus een hoge kans op fouten (afbeelding 7.2). Wanneer zich een calamiteit voordoet, is de werkdruk onmiddellijk zeer hoog, met eveneens een hoge kans op fouten. Meer collega’s maken het werk minder saai in de rustige perioden en minder druk in de drukke perioden. Geef de treindienstleider visuele ondersteuning . De treindienstleider heeft momenteel alleen informatie over de actuele systeemtoestand, hij werkt echter zelf circa een kwartier vooruit om VPT-ARI te programmeren. Daarbij heeft hij geen visuele ondersteuning. Beter is het wellicht om de treindienstleider hierbij te ondersteunen, bijvoorbeeld met een Traffic Management System of Decission Support System. Een bezwaar van regelautomaten kan zijn dat de treindienstleider geen of minder ervaring heeft met de treindienst die hij leidt. Het is daarom wel van belang om de treindienstleider in de regellus te houden (zie volgend punt). Door het vooruitwerken moet de treindienstleider zich bij een plotselinge onregelmatigheid (bijvoorbeeld een alarmoproep) eerst heroriënteren op de actuele situatie. Houd de treindienstleider in de lus . Het kan nuttig zijn om de treindienstleider in de regellus te houden: zo blijft hij altijd zelf verantwoordelijk voor het uitvoeren van de door de systemen voorgestelde keuzes. Hij behoudt op die manier de controle en krijgt inzicht in goede oplossingen. Door de treindienstleider in de lus te houden, wordt wel de responstijd van de feedbackregeling trager, en kan er dus minder snel worden ingegrepen. Tussen deze twee conflicterende belangen zal een afweging moeten worden gemaakt. Vervoersoptimale oplossingen . De treindienstleider is de enige die beslist over een te volgen verkeersafwikkeling. Een fout zal niet veiligheidskritisch zijn, maar kan wel vervelende gevolgen hebben voor de levering van de vervoerdiensten. Wellicht is het een mogelijkheid om ook de machinisten (die dan immers toch over dezelfde informatie zouden kunnen beschikken) mee te laten denken en de belangen van hun trein te vertegenwoordigen (Zigterman/Schotanus, 2004). Voorwaarde is dan wel dat er een goed werkende secundaire beveiligingslaag is, omdat dit meedenken de machinist kan afleiden. Verbeteren van de secundaire beveiligingslaag

In plaats van, of als aanvulling op het verbeteren van de werking van de primaire beveiligingslaag, kan ook de secundaire laag worden gedicht. In concreto komt dit erop neer ervoor te zorgen dat de treinbeïnvloedingsapparatuur altijd zodanig ingrijpt, dat geen stoptonende seinen worden gepasseerd. ATB-EG aanvullen met bestaande techniek: . De ATB-EG treedt zoals betoogd niet in werking onder de 40 km/uur. Er zijn voornemens om dit gat te dichten. De Minister van Verkeer en Waterstaat informeerde de Tweede Kamer op 14 juli 2004 over het toenemend aantal passages stoptonend sein: “Mede naar aanleiding van eerdere Trendanalyses en de conceptrapportage van de Trendanalyse 2003 wordt in een sectorbreed initiatief de problematiek geanalyseerd en worden maatregelen uitgewerkt. Een belangrijk onderdeel hiervan is het verminderen van de risico’s op 400 punten in het spoorwegnet waar treinen met een snelheid van minder dan 40 km/uur kruisen met het pad van treinen met snelheden van meer dan 100 km/uur.”

Voor de situatie rondom Arnhem betekent dit, dat er bij Arnhem West Aansluiting, Velperbroek Aansluiting, Elst Aansluiting en Ede-Wageningen maatregelen te verwachten zijn die de kans op een passage stoptonend sein beperken. Het is nog onduidelijk hoe deze maatregelen zullen worden vormgegeven en welke aanpassingen aan materieel en/of infrastructuur hiervoor noodzakelijk zijn.

133

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem ATB-EG aanvullen op basis van ERTMS-Overlay ERTMS biedt nadrukkelijk en expliciet de mogelijkheid om de informatie van bestaande treinbeïnvloedingsapparatuur aan te vullen op basis van ERTMS-informatie25. Dat wil zeggen dat de functie ‘treinbeïnvloeding’ vanuit de infrastructuur nog steeds wordt geleverd door de ATB-EG spoorstroomlopen. In de trein wordt deze omgezet (in een STM) en geïnterpreteerd door ETCS-treinapparatuur. Via ETCS-bakens of GSM-R kan aanvullende informatie, zoals de positie en stand van volgende seinen (uit TNV-logfiles), aan de informatie uit de ATB worden toegevoegd26. Ook de andere functies van ERTMS, zoals de snelheidsadviezen, reisinformatie, enzovoorts, kunnen op deze manier worden geïmplementeerd. ETCS Level STM is overigens ook de modus waarin bijvoorbeeld de goederentreinen vanaf de Betuweroute door Arnhem zullen rijden. Ook de spraakfunctie van GSM-R is al in gebruik. GSM-R zal vanaf eind 2006 de functie van Telerail geheel hebben overgenomen. ATB-EG vervangen door ATB-NG of ETCS De ATB-EG geheel vervangen door ATB-NG of door ETCS is, vanwege de omvangrijke investeringen in zowel infrastructuur als in rollend materieel, geen haalbare optie en zeker niet voor 2007. Dit was juist de aanleiding voor het schrijven van dit hoofdstuk, maar volledigheidshalve wordt deze mogelijkheid nogmaals genoemd. Bij het overgaan naar een nieuwe manier van signalering of treinbeïnvloeding (technische oplossing) is het echter ook altijd van belang om aan de machinist te blijven denken. Vooral de overgang van de ene naar de andere manier herbergt gevaren. Dit geldt zowel op lange termijn (de invoeringstermijn van het gehele systeem) als op de korte termijn, bijvoorbeeld wanneer een machinist gedurende een rit moet omschakelen van de ene naar de andere wijze. De genoemde maatregelen zijn in algemene zin van nut om de veiligheid te verbeteren en het verdient daarom aanbeveling om te overwegen welke maatregelen hiervan snel ingevoerd kunnen worden. Om echter antwoord te geven op de onderzoeksvraag is ook van belang om te kijken welke ongevalsoorzaken door toepassing van DVM zouden kunnen toenemen en welke maatregelen tegen die specifieke oorzaken effectief zijn.

7.7

Beoordeling veiligheid van DVM-maatregelen

Oorzaken van hinder

Veiligheidsproblemen kunnen ontstaan indien treinen elkaar hinderen. In de simulatiestudie met Simone is het aantal keren dat treinen elkaar hinderen naar voren gekomen. In Simone zijn geen exacte treinsnelheden en seinplaatsingen bekend, dus ook de uitvoer hieromtrent is slechts bij benadering. Niet bij elke oorzaak is sprake van een veiligheidsrisico: bij een oorzaak als “Wachten op aansluiting” staat de wachtende trein immers al stil langs het perron en is er dus geen sprake van veiligheidskritische hinder. Ook conflicten op de vrije baan als gevolg van rijtijdverschillen worden hier niet als onveilig beschouwd. De situatie op de vrije baan is vrijwel altijd duidelijk: er is per definitie geen verwarring mogelijk over de rijweg, en bovendien is er op de vrije baan ATB-dekking. Deze conflictoorzaken worden in het vervolg dan ook niet meegeteld.

25

ERTMS Functional Requirements Specification: “When defining the possibilities for translating the trackside national information into ETCS information the possibility of upgrading the national information with additional information by means of ETCS transmission channels must be taken into account.” 26 Dit is vergelijkbaar met de wijze waarop de Thalys tussen Den Haag en Hoofddorp 160 km/uur kan rijden: hier wordt de informatie uit de ATB-EG met behulp van een ATB-NG-baken aangevuld. 134

Frequentie van hinderingen

Per gesimuleerde variant blijkt er nauwelijks verschil te zijn naar de oorzaken van de hinder. Onderstaand worden de hinderingsaantallen daarom niet uitgesplitst naar oorzaak. Wel worden de uit veiligheidsoogpunt niet van belang geachte oorzaken buiten beschouwing gelaten. De oorzaak van conflicten mag dan wel nauwelijks afhankelijk zijn van de gekozen DVM-variant, de hinderaantallen zijn wel verschillend per variant. Tabel 7.1 geeft deze aantallen voor het gehele studiegebied weer. Tabel 7.1:

optreedt.

Aantal veiligheidskritische conflicten dat per uur in het studiegebied

aantal indexcijfer 2004 2004 Geen verstoringen Referentie 4e perron Ruimer spoorgebr. Tijdvensters Ruimer sp + tijdv.

0,0 10,7 8,2 8,3 12,8 9,8

=

aantal indexcijfer indexcijfer 2007 2007 2007 t.o.v. 2004 12,0

100 76 78 119 91

16,8 10,1 12,9 17,0 13,0

=

n.v.t. 100 60 76 101 77

n.v.t. 157 94 120 158 121

De twee linker kolommen bevatten informatie over de dienstregeling 2004. In deze conflictvrij geplande dienstregeling rijden er 28 treinen per uur door het studiegebied: in totaal 517 treinkm per uur. In de referentievariant 2004 treden per uur zo’n 10 conflicten op. Een grotere keuze uit beschikbare perronsporen leidt tot ruim 20% minder conflicten; bij toepassing van tijdvensters wordt het aantal conflicten zo’n 20% groter. Waarschijnlijk komt dit door het feit dat treinen die eerst een minuut marge hebben opgespaard en daardoor een minuut te vroeg ergens arriveren, vervolgens weer een minuut moeten wachten. Dat geeft dan weliswaar geen vertraging, maar wel een conflict. In dat geval zou het door een beter snelheidsadvies dan ‘rij zo snel mogelijk’ te geven, mogelijk moeten zijn om minimaal even goed te scoren als de referentievariant. Inschattingen uit de praktijkproef “de Groene Golf” zijn zelfs dat het aantal conflicten met circa 50% t.o.v. de referentie kan worden teruggebracht. De dienstregeling 2007 is niet conflictvrij gepland en bevat 31 treinen per uur, echter grotendeels met langere lijnvoeringen: in totaal 611 treinkm per uur. Dit geeft 18% meer treinverkeer dan in de dienstregeling 2004. Het niet conflictvrij plannen leidt op zichzelf al tot 12 conflicten per uur bij een onverstoorde uitvoering van de treindienst. Dit aantal conflicten neemt nog iets toe wanneer er verstoringen optreden, maar deze toename is beduidend minder dan in de conflictvrij geplande dienstregeling 2004. De referentievariant 2007 geeft 57% meer conflicten dan de referentievariant 2004: dit is relatief meer dan de 18% meer treinverkeer. Dit is in overeenstemming met de exponentieel toenemende kans op hinder (zie afbeelding 3.5). Het beeld over de varianten is in 2007 grofweg vergelijkbaar met het beeld van 2004, maar contrastrijker. De maatregelen hebben blijkbaar een grotere impact. Opvallend is wel dat de geconstateerde verslechtering bij toepassing van tijdvensters hier niet optreedt. DVM kan, ook bij een stand-still-beleid

Er geldt ten aanzien van spoorwegveiligheid een stand-still-beleid: het huidige veiligheidsniveau moet gehandhaafd blijven. Voor de DVM-varianten in 2004 vormt dit geen beperking en DVM zou dus kunnen worden ingevoerd; slechts het invoeren van alleen de maatregel “opsparen van marge” kan leiden tot een verhoogd aantal conflicten omdat treinen vaker ‘te vroeg’ bij een conflictpunt zullen arriveren. Een dynamisch dienstkaartje is van belang om de machinist te voorzien van het actuele plan.

135

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Vanwege het stand-still-beleid is het zinvol om de varianten van 2007 ook te vergelijken met de referentievariant 2004. Het blijkt dat de combinatie van de aanleg van het 4e perron en de invoering van de corridordienstregeling volgens bovenstaande methode zelfs tot een absolute verbetering van de veiligheid leidt: dat is dus zonder meer een mogelijke optie. De variant met maximale DVM-regeling (tijdvenster en ruim spoorgebruik) geeft zo’n 20% meer conflicten dan nu. Dit betekent dat minstens één (combinatie) van de in paragraaf 7.6 voorgestelde maatregelen met 20% kans een passage STS moet kunnen voorkomen. Dit lijkt niet veel gevraagd: zeker omdat de verwachting bestaat dat toepassing van een slimmer TMS met snelheidsadvisering uiterst effectief kan zijn in het terugdringen van het aantal conflicten met zo’n 20 tot 50%. Dit moet verder worden bepaald. Overigens verdient het toepassen van maatregelen uit paragraaf 7.6 ook aanbeveling indien DVMmaatregelen niet zouden worden ingevoerd. Niet meegerekend in deze beschouwing is dat eventuele maatregelen ook buiten het studiegebied effect kunnen sorteren. Bijvoorbeeld betere instructie aan machinisten is niet locatiegebonden, en wanneer treinen het studiegebied punctueler verlaten door toepassing van DVM, dan zullen zij buiten het studiegebied minder conflicten veroorzaken. Kan een niet-conflictvrij plan?

De vraag of een niet-conflictvrij plan wel ‘kan’ is eigenlijk om twee redenen niet juist: 1. van belang is niet of het plan geen conflicten bevat, maar of de uitvoering conflictvrij verloopt. Het plan is immers slechts een hulpmiddel voor de uitvoering en geen doel op zichzelf. Het is dan wel van belang om aankomende verkeersconflicten tijdig te zien aankomen. 2. Er ontstaat hier verwarring doordat de (soms overlappende) tijdvensters in de langetermijnplanning (zie paragraaf 4.5) worden aangezien voor treinpaden of blokkeringstrapdiagrammen. Dat is niet het geval: deze tijdvensters bieden juist de mogelijkheid om (méér dan één) conflictvrije oplossing te kiezen, en overlappen dus welhaast per definitie. Het verkeersplan binnen deze externe dienstregeling zal wel altijd conflictvrij moeten zijn. Is het dat niet, dan is het niet uitvoerbaar omdat de beveiliging dit verhindert. Een aandachtspunt is dat de machinist op de hoogte moet zijn van het actuele verkeersplan. Eigenlijk zou het verkeersplan dus uitgedetailleerd moeten zijn op het uiterste moment dat het plan nog aan de machinist medegedeeld kan worden en mag de uitvoering vanaf dat moment ook niet meer van het plan afwijken. Met een TMS is het mogelijk om zowel het uitdetailleren (op het niveau van individuele blokken en rekening houdend met de echte seinstanden) als het meedelen nog op zeer korte termijn vóór de uitvoering te doen. Door de korte regellus van een TMS is de kans dat dit plan kan worden uitgevoerd ook aanzienlijk groter dan de kans dat het oorspronkelijke dagplan kan worden uitgevoerd (zie ook figuur 4.1 in paragraaf 4.2). In zekere zin vormen ook de lichtseinen langs de baan een vorm van informatie aan de machinist, waarmee de actuele toestand van de infrastructuur aan hem wordt meegedeeld. Dit geeft weliswaar geen planinformatie, maar indien met die beperkingen rekening wordt gehouden en de machinist naar zijn behoefte aanvullend wordt ingelicht (bijvoorbeeld met een snelheidsadvies en/of de lengte van zijn rijweg en/of een visualisatie van de rijwegen om hem heen), is een op voorhand niet conflictvrije planning uit veiligheidsoogpunt geen bezwaar.

136

7.8

Conclusies: maak het veiliger, ook al hoeft dat niet

DVM-Maatregelen geven geen veiligheidsprobleem In dit hoofdstuk is aangetoond dat het aantal conflicten dat in de uitvoering voorkomt, niet hoeft te stijgen door toepassing van DVM: met de juiste maatregelen kan het aantal conflicten zelfs worden beperkt, hetgeen niet alleen goed is voor de doorstroming van het treinverkeer maar ook voor de veiligheid. Evenwel zal bij een toename van het aantal treinen ook het aantal conflicten (meer dan evenredig) stijgen. Zo is voor een fictieve corridordienstregeling voor 2007 toch een stijging van het aantal conflicten van 20% te verwachten. In dit hoofdstuk zijn maatregelen geformuleerd om de kans op een passage STS bij zo’n conflict te verminderen. Om een veilige situatie te creëren zijn er twee wegen die bewandeld kunnen worden, hetgeen overigens ook geldt wanneer er geen sprake is van DVM-maatregelen: Het voorkomen van een conflict (Traffic Management Systeem) Een conflict veilig oplossen (Seingeving, machinist en treinbeïnvloeding)

Een conflict voorkomen Het herplannen van het verkeersproces was al onderdeel van DVM. Door deze herplanning met behulp van (bijvoorbeeld) snelheidsadviezen aan de machinist mee te delen, zal de trein een conflict al vooraf vermijden: dat wil zeggen dat de trein als het goed snelheid terugneemt vóór het conflictpunt. Tegen de tijd dat de trein bij het conflictpunt aankomt, is de voorgaande trein al vergenoeg weg en kan de trein ongehinderd doorrijden. Hoewel het geen resultaat is uit deze studie (die zich immers vooral richt op DVM-maatregelen in de planning), wordt ingeschat dat met behulp van de snelheidsadviezen zo’n 20 tot 50% van de conflicten geheel kan worden voorkomen. De conflicten die overblijven, moeten veilig worden opgelost.

Een conflict veilig oplossen In eerste instantie wordt een passage STS voorkomen door het stelsel van interlocking, seinen en de machinist. Terwijl bij de interlocking en de seinen sprake is van fail-safe techniek, zodat falen leidt tot een veilige situatie, is het niet uit te sluiten dat machinisten een fout maken waardoor toch een onveilige situatie zou kunnen ontstaan. Om dat te corrigeren, is er een tweede veiligheidslaag: de interlocking ‘praat’ ook via de ATB tegen de trein en kan zodoende de trein afremmen, als dat nodig is. Toch gebeuren er ongelukken: dit geheel is blijkbaar niet 100% waterdicht, met name (ook) omdat de ATB-EG onder de 40 km/uur niet ingrijpt. Voor dit probleem wordt traditioneel een technische oplossing gezocht: de Raad voor de Transportveiligheid pleit al herhaaldelijk voor een beter ATBsysteem en ook binnen een sectorbreed overleg om het ‘gat’ van de ATB-EG te dichten, komen allerlei technische oplossingen naar voren. Het is echter niet alleen de ATB die niet ingegrepen heeft, als een STS gepasseerd wordt: ook de machinist heeft zich blijkbaar vergist. Om het aantal passages STS te verminderen, moeten er dus ook adequate maatregelen te formuleren zijn die de machinist als uitgangspunt nemen. Toepassing van meer techniek is duur en heeft een lange implementatietijd, en er zijn andere wegen die naar Rome leiden. Kortom: niet denken vanuit de techniek (de ATB heeft niet ingegrepen) maar vanuit de functie (er is niet geremd). Of het de ATB is of de machinist die een trein tot stilstand brengt is niet relevant, als het maar gebeurt.

Informeer de machinist Een machinist zal niet bewust door STS rijden. Mocht hij op een STS afrijden, dan moet het in principe voldoen om hem daarop te wijzen: hij zal dan zelf wel remmen. Een automatische ingreep, als uitbreiding op de ATB of als aparte installatie, lijkt dus overbodig indien met het restrisico op STSpassages, dat nu onder de 40 km/uur bestaat, wil afdekken. Dat er nu toch ongevallen gebeuren, vindt zijn oorzaak dan ook vooral in het feit dat de machinist zich er niet voldoende van bewust is dat hij op

137

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem een STS afrijdt. Het blijkt dat veel ongevallen zijn terug te voeren op een situatie waarin de machinist onduidelijk werd geïnformeerd, het nut van een maatregel niet inziet of een verwachtingspatroon heeft, waardoor hij de situatie anders inschat dan deze feitelijk is en daardoor te laat remt. Door de alertheid van de machinist te vergroten en hem beter te informeren, moet het mogelijk zijn om het bewustzijn van de situatie te verhogen. Dit kan bijvoorbeeld door hem niet alleen te voorzien van een opdracht ‘rekening houden met stop’ (geel sein), maar ook te informeren over reden en plaats van die stop. Voorzie hem bijvoorbeeld van informatie over: De lengte van zijn resterende rijweg Ingestelde rijwegen rondom zijn trein (geschematiseerd treindienstleiderscherm) De actuele herplanning Op die manier weet ook de machinist wat men met zijn trein van plan is.

Werkdruk Het verschaffen van die aanvullende informatie mag de machinist niet afleiden: primair is hij immers bezig met de rijtaak. De momentane werkdruk van de machinist speelt hierbij een rol. Naast een te hoge werkdruk, kan ook een te lage werkdruk leiden tot onalertheid: bijvoorbeeld wanneer een situatie heel saai is. Een voorkeur gaat uit naar informatie die beschikbaar is op het moment dat de machinist daarom vraagt (user-paced), in plaats van informatie die wordt verstrekt wanneer dat het systeem uitkomt (system-paced). Dit laatste heeft een grotere kans om de machinist af te leiden, maar bij dringende informatie is er niet aan te ontkomen. Om de primaire taak (‘seinen kijken’) niet te veel te verstoren, is het ook zinvol om te overwegen of informatie auditief kan worden aangeboden. Om goed vanuit de behoeften van de machinisten te kunnen denken, is het belangrijk om naar hen te luisteren: welke situatie op welke plek is onoverzichtelijk? Welke informatie mist men? Wat kan er beter? Ook hier is terugkoppeling van belang!

Betere treinbeïnvloeding Behalve het beter informeren van de machinist kan ook het dichten van de treinbeïnvloedingslaag soelaas bieden: naast de voor de hand liggende opties om een geheel nieuw systeem aan te leggen (ETCS) of om de gaten van de ATB-EG met aparte technische oplossingen te dichten, is het ook mogelijk om het beste van beide systemen te combineren. ATB-EG is immers overal al geïnstalleerd (goedkoop) terwijl nu investeren in ERTMS-compatibele apparatuur vervangingsinvesteringen op relatief korte termijn voorkomt. Het verdient daarom aanbeveling om te zoeken naar een oplossing waarbij zo veel mogelijk nog in te bouwen apparatuur verder kan worden gebruikt onder ERTMS. Echter ook bij een dergelijke technische oplossing is het van groot belang om de werkwijze van de machinist hierbij te respecteren en zo nodig aan te passen.

Afsluitend In het voorgaande hoofdstuk zijn tal van maatregelen geformuleerd die ertoe kunnen bijdragen de veiligheid op het spoorwegnet te verhogen. Deze maatregelen staan in feite los van dynamisch verkeersmanagement en kunnen dus ongeacht het toepassen van DVM leiden tot een betere spoorwegveiligheid. Het is niet nodig alle maatregelen (gelijktijdig) in te voeren. Van belang is om in te zien dat veiligheid niet alleen door techniek gefaciliteerd kan worden, maar dat ook de werking van mens in het verkeersproces altijd een aandachtspunt moet vormen. Een nieuwe denkwijze, waarin niet het uitsluiten van risico’s het belangrijkste is, maar het (veilig) omgaan met risico’s zal mogelijk kunnen leiden tot een hogere benutting dan in de huidige situaties.

138

8

Conclusies en aanbevelingen

8.1

Inleiding: wat er in deze studie is gedaan

De toekomstvisie van de Nederlandse spoorsector voorziet in een groei van het aantal treinen, maar zonder grootschalige uitbreidingen van infrastructuur. Ook twee fly-overs en een extra perron in Arnhem zijn voorlopig uitgesteld. De vraag die met dit rapport beantwoord moest worden, luidde: “Is het mogelijk om in de toekomst door middel van het nieuwe besturingsconcept ‘dynamisch railverkeersmanagement’ (DVM) in Arnhem meer treinen te laten rijden en/of de betrouwbaarheid van de dienstuitvoering te verbeteren, vergeleken met dezelfde situatie zonder DVM?”

In deze studie is daartoe opgesomd wat de relevante toekomstige ontwikkelingen zijn, is het huidige besturingsconcept onderzocht en beoordeeld en zijn twee nieuwe besturingsconcepten voorgesteld. Door middel van analyse van uitvoeringsgegevens en een simulatiestudie is een beeld gevormd van de mogelijkheden van DVM. Speciale aandacht is ook geschonken aan de veiligheidsaspecten van DVM. In algemene zin kan worden gesteld dat DVM-maatregelen even effectief kunnen zijn als infrastructuuruitbreidingen zoals het vierde perron. In dit hoofdstuk worden de belangrijkste conclusies uit de voorgaande hoofdstukken opgesomd en met elkaar in verband gebracht. Er worden inhoudelijke aanbevelingen gedaan, maar ook wordt de werkwijze geëvalueerd hetgeen resulteert in aanbevelingen voor diegenen die een soortgelijke studie later zullen herhalen. Met klem wordt gezegd dat de resultaten van deze studie mogelijkheden weergeven: wat kan wel, wat kan niet? Dit is een andere vraag dan de vraag wat wenselijk of toelaatbaar is: wat wil je, wat wil je niet? Het zou kunnen dat bepaalde dingen wel mogelijk zijn maar niet gewenst (bijvoorbeeld uit klantoogpunt), terwijl andere zaken wel gewenst zijn maar nog niet mogelijk (bijvoorbeeld uit veiligheidsoogpunt). Veel conclusies en aanbevelingen zijn ook de moeite waard indien zou worden besloten om DVM niet in te voeren.

8.2

Conclusies: de belangrijkste resultaten

Arnhem: een knelpunt in de planning Het treinverkeer rondom Arnhem wordt op dit moment ervaren als een knelpunt: reeds nu worden er treinpaden niet uitgedeeld (Syntus naar Emmerich) en rechtszaken gevoerd over wie in een pad mag rijden (NSR – Railion). De stoptrein Utrecht – Arnhem en de ICE Amsterdam – Frankfurt zitten elkaar in de weg, hetgeen een fragiele planning noodzakelijk maakt. De kerende treinen Nijmegen – Utrecht worden gezien als een probleem, omdat zij het hele emplacement moeten oversteken. Er zijn plannen om dit soort ‘moeilijke’ treinseries vanaf 2007 te knippen. Het probleem wordt dan van verkeersniveau verschoven naar vervoersniveau: de treinen hebben geen conflict meer, maar de reiziger moet overstappen.

139


Arnhem: beperkt knelpunt in de uitvoering Uit analyse van TNV-gegevens blijkt dater in Arnhem veel vertraging wordt “geïmporteerd” van aangrenzende knooppuntstations, hetgeen noopt tot creatieve oplossingen. Zowel uit de TNVgegevens als uit de ervaring van machinisten blijkt dat die oplossingen ook vaak worden gekozen: blijkbaar zijn daar mogelijkheden voor. Er is wel sprake van enige hinder voor treinseries, maar dat leidt (in Arnhem) niet tot een verlaging van de capaciteit van de bottleneck, omdat de aanzettijdverliezen beperkt zijn. De rijtijden van de treinen door het gebied zijn (in de spits) vaak wel iets langer dan gepland. De overkruisbewegingen van treinen, die in de planning zo’n probleem lijken, blijken in de praktijk in 1 á 1,5 minuut gerealiseerd te kunnen worden. Dit is circa de helft van de opvolgtijd van/naar de vrijebaansporen, dus dit lijkt geen bottleneck: in theorie kunnen de treinen precies tussen elkaar door weven. Een aanvullende sturing om de treinen om het juiste moment het kruisingsvlak te laten naderen lijkt dan echter noodzakelijk. Ook in de simulatie met Simone komen de hinderingen niet als grote vertragingsoorzaak naar voren. Dit neemt niet weg dat er treindienstleiders die deze hinderingen vanuit hun positie als vervelend ervaren, maar het schijnt al met al niet tot al te veel vertraging te leiden. Ook de perronspoorcapaciteit lijkt in de normale dienstuitvoering niet beperkend. Bij grotere verstroringen (stremmingen van baanvakken of defecten aan materieel), die in deze studie niet zijn onderzocht, zal extra uitwijkruimte nuttig zijn. Een extra perron lijkt wel noodzakelijk (zie “Begrenzingen aan mogelijkheden”)

Besturingsconcepten Input: Output: Eisen aan output: De denkbeelden in planning en uitvoering sluiten niet goed op (Lading) elkaar aan: de planningnormen bevatten buffertijd, waardoor het Klant: Veilig vinden van een oplossing in de Infrastructuur Vervoer Vlug planning moeilijker is dan het Voordelig vinden van een oplossing van Personeel Verkeer hetzelfde probleem in de uitOverheid: voering. Externe veiligheid Emissies Uitstoot van stoffen Op zichzelf is dit goed, omdat op Materieel Geluid die manier buffers aanwezig zijn Afbeelding 8.1: In- en outputs van het verkeersproces en de om kleine verstoringen in de partijen die hieraan eisen stellen. dienstuitvoering uit te dempen. Anderzijds wordt hiermee de verdeelbare verkeerscapaciteit gereduceerd, hetgeen niet bijdraagt aan het maximaal kunnen leveren van treinpaden. Ook beperkt het vooraf vastleggen van buffertijden de flexibiliteit om met verstoringen om te gaan. De huidige planning is blijkbaar geen optimale voorbereiding van het verkeersproces. Er zijn drie stappen nodig om deze situatie te verbeteren: Lange-termijnplanning Vanaf circa een jaar voor de uitvoering worden al beslissingen genomen, soms op een detailniveau waarover op die termijn nog niet met voldoende zekerheid iets te zeggen is (gebrekkige feedforward-regeling). Uit analyse van realisatiegegevens bleek dat de definitieve ligging van een treinpad in de uitvoering met 87% waarschijnlijkheid zo’n 2 tot 8 minuten (afhankelijk van de treinserie) kan schuiven ten opzichte van het plan. Bij verschuivingen van die grootte-orde lijkt het zinvol en noodzakelijk om met die mogelijke verschuivingen rekening te houden. Er moeten meerdere oplossingen mogelijk blijven, waarvan de best passende oplossing vlak voor de uitvoering kan worden gekozen (herplanningsfase). Tevens blijkt het nuttig te zijn om in de planning rekening te houden met de gehinderde situatie: wat gebeurt er als een trein ergens wordt opgehouden door een andere? Er vindt geen structurele terugkoppeling plaats van uitvoeringsproblemen op de planning.

140

Tijdens de uitvoering (korte-termijnplan) Met eenmaal in de uitvoering geconstateerde afwijkingen wordt maar in zeer beperkte mate herpland. Dit vergt veel communicatie tussen de betrokken partijen, hetgeen als belemmering werkt om een oplossing te zoeken. Doordat dit lang duurt, is de oplossing vaak ook minder effectief omdat de toestand ‘buiten’ inmiddels alweer is veranderd. Tevens beschikt de treindienstleiding slechts over vrij grove informatie: exacte plaats, snelheid en eigenschappen van treinen zijn niet bekend. Dit bemoeilijkt ook het vinden van een op maat gemaakte oplossing. Bij herplanning zijn vaak niet de doelstellingen op outputniveau het regeldoel, maar het oorspronkelijke plan. Dit is deels een gevolg van het feit dat de informatie over hoe het plan tot stand is gekomen, verdwijnt gedurende het planproces. De bijsturing weet dan niet meer welke overwegingen aan het plan ten grondslag lagen. Omdat intern dezelfde dienstregeling wordt gebruikt als de dienstregeling die wordt gepubliceerd, zijn vrijwel alle planafwijkingen direct merkbaar voor de klanten. Door de terugkoppeling naar het lange-termijnplan aan te brengen, de terugkoppeling in de uitvoering te verbeteren en de planfuncties te onderscheiden, ontstaat een aantal samenhangende plannen zoals is weergegeven in afbeelding 8.2. Elk van de plannen is toegesneden op een detailniveau dat voldoende is voor een specifiek doel, zoals het bepalen van de hoeveelheid productiemiddelen of het publiceren van de reismogelijkheden. Aangezien allerlei details, die op lange termijn nog onzeker waren, op korte termijn voor de uitvoering wel bekend zijn, kan zo’n korte-termijnplan veel gedetailleerder zijn dan een plan dat op lange termijn wordt gemaakt. Op korte termijn neemt echter de beïnvloedbaarheid ook af.

Verkeer

Vervoer

Interne functie:

Externe functie:



organiseren

lange termijnplanning 0,5-5 jaar


informeren



Afbeelding 8.2: Overzicht van de noodzakelijke samenhangende plannen en de respectievelijke doelen. Veiligheid bij DVM Doordat in het lange-termijnplan de precieze uitvoeringsvolgorde nog niet wordt vastgesteld, werd een afname van de spoorwegveiligheid gevreesd. In een relatief kort bestek is aan deze vraag aandacht besteed. Belangrijkste conclusie is dat toepassing van DVM niet hoeft te leiden tot een verslechterde veiligheid. Het openlaten van de details, zodat er meerdere conflictvrije plannen ‘ingevoegd’ kunnen worden, verhoogt misschien juist wel de kans op een conflictvrije uitvoering. Wel zijn maatregelen noodzakelijk om het veiligheidsniveau te handhaven indien het aantal treinen wordt vergroot. Het is niet wenselijk om alle risico’s volledig technisch af te dekken: dit zou enorme investeringen vergen en maar beperkt meerwaarde opleveren. Het blijkt dat veel ongevallen mede hebben kunnen ontstaan door vergissingen van machinisten. Het is daarom noodzakelijk om te zorgen voo duidelijke

141

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem informatievoorziening, vooral aangaande het actueel vigerende verkeersplan. Het personeel beter is zo in staat is om te anticiperen op de toekomstige situatie. Er kan zo een aanvullende veiligheidswinst worden behaald met relatief eenvoudige middelen. Deze winst verruimt de randvoorwaarden voor een verdere benutting van het spoorwegnet. Effectief lijkt vooral toepassing van een Traffic Management System dat machinisten al voor het bereiken van een geel tonend sein adviseert om snelheid zodanig terug te nemen, dat het sein pas bereikt wordt op het moment dat het geen remopdracht meer oplegt. Indien toch op geel wordt gereden, is het zaak om de machinist extra informatie te verschaffen over bijvoorbeeld de plaats van het (mogelijk) rode sein dat zal volgen of over de resterende lengte van zijn rijweg. Voor treindienstleiders helpt het de toekomstige situatie in te schatten en/of om de gevolgen van mogelijke afhandelingen inzichtelijk te maken. De effectiviteit van deze veiligheidsmaatregelen is niet afhankelijk van de toepassing van DVM en overwogen moet worden om deze maatregelen sowieso in te voeren. Ook zonder maatregelen te nemen, kunnen bepaalde (combinaties van) DVM-maatregelen leiden tot een afname van het aantal veiligheidskritische situaties.

Arnhem in de toekomst: wel DVM-maatregelen nodig

totale wachttijd (min)

Hoewel Arnhem dus in 2004 niet zo’n knelpunt is, bleek uit simulatie van de (fictieve) dienstregeling 2007, die zo’n 20% meer treinkilometers bevat dan de dienstregeling 2004, dat er wel een knelpunt zal ontstaan. De effecten van verschillende maatregelen zijn bepaald: Niets doen (huidige situatie); Totale wachttijd per variant (2007) 4e perron aanleggen en op de conven40,00 tionele manier doorgaan; In planning meer afwijkingen in 30,00 spoorgebruik toestaan: bestaande 20,00 perronsporen flexibeler gebruiken; In planning meer afwijkingen in 10,00 tijdligging toestaan: opsparen van marge; 0,00 In planning afwijkingen in tijdligging en Ref erentie 4e perron Ruimere keuze Tijdvensters Spoorkeuze en perronsporen tijdvensters spoorgebruik toestaan: Perronsporen flexibeler gebruiken en opsparen van Totale wachttijd pe r oorzaak (2007) marge. gemiddeld over alle varianten

142

aansluiting

hindering

rijtijdverschil

volgtijd



minute n pe r uur

40 Er is nauwelijks verschil in effectiviteit tussen de 35 e maatregelen “4 perron bouwen”, “ruimere keuze 30 perronsporen” en “tijdvensters”. Elk van deze 25 20 maatregelen is in staat de ontstane wachttijd in 15 het studiegebied met zo’n 35% te reduceren. Dit 10 betekent dat er aanvullende maatregelen 5 noodzakelijk zijn om de wachttijd verder te 0 reduceren; of er moet geaccepteerd worden dat de realiseerbare rij- en reistijden zullen toenemen als gevolg van hinder tussen treinen. oorzaak De belangrijkste oorzaken van wachttijd zijn het handhaven van de opvolgtijd tussen treinen en de rijtijdverschillen, samen goed voor zo’n 60% van Afbeelding 8.3: Wachttijd uitgesplitst naar variant (boven) en naar oorzaak (onder). alle wachttijd. Het wachten op kruisende treinbewegingen of een vrij perronspoor veroorzaakt slechts 15% van de hinder. Het lijkt effectiever om inhaalgelegenheden te creëren dan vrije kruisingen. Zo’n inhaalgelegenheid kan een perron in Arnhem zijn, maar aangezien daar de snelheidsverschillen relatief klein zijn, ligt het meer voor de hand om dit op stoptreinstations te laten plaatsvinden.

Opgemerkt moet nog worden dat de maatregelen, meer dan in de studie heeft plaatsgevonden, in nauwe samenhang met de dienstregeling moeten worden beschouwd. Vermoedelijk is er dan nog meer winst te behalen.

Begrenzingen aan mogelijkheden Deze studie heeft zich slechts gericht op een dienstuitvoering met de daarin gebruikelijkerwijs optredende verstoringen. Bij grotere verstoringen, zoals bijvoorbeeld stremming van een baanvak, zijn wellicht meer maatregelen wenselijk dan in de dagelijkse praktijk. Aangezien alleen op knooppunten (en niet op vrije banen) in dit soort situaties ingegrepen kan worden, is hiervoor wellicht uitwijkcapaciteit nodig. Qua verkeersafwikkeling in een gemiddeld verstoorde situatie, zijn bijvoorbeeld het flexibel perronspoorgebruik, de aanleg van een extra perron en het opsparen van marge vrijwel gelijkwaardig aan elkaar. Echter, geen van de mogelijkheden bleek in staat om het probleem geheel op te lossen: er zullen dus oplossingen gecombineerd moeten worden. Tevens zijn er beperkingen aan DVMmaatregelen: Het is ongewenst om reizigers op het laatste moment naar een ander perron te laten lopen. Dit betekent dat vanaf een bepaald moment voor de uitvoering de flexibiliteit beperkt wordt. Voor reizigers erg prettige cross-platform-aansluitingen nopen tot gebruik van twee sporen aan weerszijden van een perron. Hier is in de studie geen rekening mee gehouden. NS Commercie wenst bepaalde treinen op bepaalde sporen behandeld te hebben vanwege faciliteiten zoals wachtkamer, overkapping, kiosk en dergelijke. Deze faciliteiten zijn niet op alle perrons gelijk, waardoor de spoorkeuze kleiner wordt. Vanwege afnemende klantacceptatie kunnen tijdvensters niet onbegrensd breed worden gemaakt om de vereiste betrouwbaarheid te realiseren. Er zijn dus aanvullende maatregelen nodig om de uitvoeringsspreiding te verkleinen en zo méér treinen binnen het venster te vangen. Op basis van bovenstaande redenen lijkt het zinvol om het 4e perron wel aan te leggen. Daarbij in beschouwing genomen dat er reeds huizen zijn gesloopt en de plaats waar het perron zal komen een bouwput is, is het ook politiek gevoelig om de bouw geen doorgang te laten vinden. Ook uit veiligheidsoogpunt zijn er momenteel enkele beperkingen: zonder gerichte waarschuwing voor het naderen van een rood sein is het bijvoorbeeld niet wenselijk om rijwegen pas kort voor nadering van een trein in te stellen, ook al zou dit uit benuttingsoogpunt het meest efficiënt zijn.

8.3

Aanbevelingen voor te nemen maatregelen

In aansluiting op de conclusies in de voorgaande paragraaf worden hieronder aanbevelingen gedaan voor te nemen maatregelen. Vooraf wordt ervoor gewaarschuwd dat DVM een verzameling van maatregelen is: indien één maatregel niet wenselijk is, kan het nog steeds zinvol zijn om andere maatregelen wél in te voeren. In ieder geval het (intern) plannen met tijdvensters, terugkoppelen op de uitvoering en herplannen kort vóór de uitvoering zijn zaken die moeten worden ingevoerd.

Algemene aanbevelingen Bedenk eerst welke functies iets moet vervullen, en vul die functies daarna pas in. Dit voorkomt verschuivingen tussen doelen en middelen. De middelen zijn uiteraard ondergeschikt aan de doelen. Voor het bereiken van de doelen kunnen technische maatregelen (ATB, OV-chipcard) maar ook procesmatige (machinist inlichten, tariefafspraken) worden gebruikt. Techniek is nooit een doel op zichzelf, maar altijd een middel. Het is dus nodig om eerst vast te stellen wat men wil bereiken en waarom, vervolgens vast te stellen wat er moet

143

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem veranderen ten opzichte van de huidige situatie en pas dán naar een maatregel te zoeken. Aanbevolen wordt om behalve een technische oplossing ook altijd een oplossing te zoeken in de procesmatige kant. DVM-maatregelen beogen meestal bottlenecks in de infrastructuur op te vangen door flexibeler met de treinenloop om te gaan, bij voorkeur zonder de reiziger daarvan te veel overlast te laten ondervinden. Op plaatsen waar de infrastructuur beperkt is, bijvoorbeeld omdat uitbreidingen daar moeilijk en dus duur zijn (Schiphol, Amsterdam Centraal, Köln HBF) zou het daarom zinvol zijn om enige tijdsspreiding van een treinpad te accepteren en deze spreiding op een goedkopere plaats weer te reduceren. Dit vereist maatwerk tussen dienstregeling en infrastructuur. Het binnen ProRail gehanteeerde principe “dienstregelingonafhankelijk ontwerpen” lijkt daarmee strijdig en zou moeten worden verlaten. De beperkingen van DVM liggen vooral in de klantacceptatie: hoe ver kun je gaan met perronspoorkeuze, hoe breed kunnen tijdvensters nog zijn? Het wordt daarom tijd voor een voorzichtige praktijkproef. Probeer eerst kleine maatregelen, waarvoor nog geen gecompliceerde communicatie met reizigers noodzakelijk is. Dit kan dan stap voor stap worden uitgebreid. De provincie Gelderland stelt tevens enkele miljoenen euro subsidie ter beschikking om innovaties in te voeren.

Maatregelen in de lange-termijnplanning Geef met behulp van tijdvensters (afbeelding 8.4) aan binnen welke bandbreedte een trein zich naar alle waarschijnlijkheid zal bevinden. Gebruik dit in ieder geval intern. Op die manier worden mogelijke conflicten in de uitvoering snel zichtbaar. Houd rekening met mogelijke hinderingen. Houd rekening met de kans op een conflict. Indien de kans op een conflict groot is, is het noodzakelijk niet uit te gaan van de ongehinderde rijtijd van een trein, maar extra tijd in te plannen. Indien dit niet mogelijk is (bijvoorbeeld omdat de trein zit ‘ingeklemd’ tussen twee overstapknopen, dan moet tijd worden teruggewonnen: bijvoorbeeld door korter halteren, sneller aanzettend materieel, hogere maximumsnelheid, sneller stations in- en uitrijden, herzien van stop-doorschakelingen, gebruikmaking van remcurvebewaking). Op die plaatsen waar de treinsnelheden nu laag zijn is daarbij het eenvoudigst winst te behalen, soms met relatief kleine maatregelen. Waar tijdvensters overlappen, is grote kans op een conflict tussen treinen. Bedenk verschillende mogelijke oplossingen voor zo’n conflict, zodat dit in een hoog percentage van de gevallen oplosbaar is. Geef na het conflictpunt zo veel extra marge als nodig om eventuele gevolgen van hinder weer te compenseren. Dit verkleint de vensterbreedtes na verlaten van het

trein valt buiten het venster (te laat)

tijd

toelaatbare vensterbreedte (klantacceptatie) Laatste Aankomst

Tijdvenster

Vroegste Aankomst onderzijde venster = technisch minimale rijtijd Vroegste Vertrek weg


Afbeelding 8.4: Tijdvensters geven aan binnen welke tijdsspanne een trein zich met grote waarschijnlijkheid zal aandienen.

144

conflictpunt. Indien er onvoldoende bevredigende oplossingen kunnen worden gevonden, zijn wijzigingen in dienstregelingstructuur of infrastructuur noodzakelijk. Afhankelijk van de tijdvensters is asymmetrische infrastructuur (bijvoorbeeld een inhaalspoor in een richting) een zinvolle oplossing. Splits de dienstregeling in een plan dat intern gebruikt wordt en een plan dat extern gebruikt wordt: de te publiceren dienstregeling zou een omhullende moeten vormen van alle mogelijke interne verkeersoplossingen. Indien de stap naar tijdvensters in het externe plan nog te groot wordt ingeschat, kunnen toch al voorzichtig stappen in die richting worden gezet door bijvoorbeeld alle vertrektijden van treinen vóór en in een bottleneck gelijk te maken aan de aankomsttijden. Dit is voor reizigers niet verwarrend en geeft wel de mogelijkheid om de bottleneck zo snel mogelijk te verlaten. Koppel uitvoeringsgegevens terug op de planning, met name de gerealiseerde vensterbreedte dient te worden gebruikt als input voor een nieuwe planning. Deze gegevens kunnen worden onttrokken aan de VervoersGegevensBank, TNV-Prepare, maar ook door te luisteren naar terugkerende problemen die het uitvoerend personeel opmerkt. Hanteer ontwerpnormen niet als gouden waarheid, maar als vuistregel om snel een dienstregeling op uitvoerbaarheid te kunnen beoordelen. Indien beter aan de gewenste doelstellingen kan worden voldaan door (bewust) van de norm af te wijken, moet dat mogelijk zijn.

Maatregelen in de korte-termijnplanning Zorg voor een gedetailleerde herplanning die rekening houdt met actuele status van treinen (positie, snelheid, vertraging, acceleratie) en infrastructuur. Deze herplanning moet snel en precies zijn: dat wil zeggen dat exacte seinplaatsingen en blokkeringstijden bekend moeten zijn en de planning op secondenniveau moet worden opgesteld. Gezien het hoge detailniveau en de hoge noodzakelijke verversingsfrequentie van zo’n herplanning, ligt het voor de hand om dit te automatiseren (Traffic Management Systeem) en voorstellen aan de treindienstleider te doen. De aanpak in De Groene Golf (Railinfrabeheer, 2002) lijkt hiervoor geschikt. Zorg dat treindienstleiders en netwerkbesturing over de gedetailleerde informatie beschikken om deze herplanning te kunnen maken. Exacte plaats en snelheid van treinen, alsmede signalering van dreigende conflicten tussen treinpaden (netwerkbesturing) en rijwegen (treindienstleiding) zijn daar in ieder geval onderdeel van. Ook voetgangersstromen van overstappende reizigers zouden in de herplanning moeten worden opgenomen: een trein op een ander spoor behandelen kan, maar de reizigers moeten wel tijd hebben om de trein te bereiken indien deze op een verafgelegen spoor wordt behandeld. Overweeg om treindienstleiding en netwerkbesturing meer overzicht te geven door de beschikbare informatie op een groot overzichtsscherm weer te geven, bijvoorbeeld met behulp van een beamer (zie ook paragraaf 8.7). Vergeet zeker niet om de resultaten van die herplanning snel aan alle betrokkenen mee te delen: in het verkeersproces zijn dat netwerkbesturing, treindienstleiding, procesleider perron, machinist en conducteur. In het vervoer zijn dat loket- en servicepersoneel, omroep, conducteurs en uiteraard de reizigers. Besteed hierbij aandacht aan de wijze waarop ieder van deze betrokkenen deze informatie gepresenteerd krijgt cq. kan opvragen wanneer daar behoefte aan is. Geef machinisten meer overzicht over de situatie om hen heen, bijvoorbeeld een (vereenvoudigde weergave van een) treindienstleider-meekijkscherm. De machinist kan dan zien wat een treindienstleider met hem van plan is. Ook hier kan een TMS uitkomst bieden door de machinist een adviessnelheid te geven en door te waarschuwen op het moment dat hij een stoptonend sein nadert.

145


Infra-maatregelen

Leg het 4e perron aan. Hoewel dit uit verkeersoogpunt in de normale situatie niet nodig lijkt, betekent niet aanleggen dat: o Bij flexibel perronspoorgebruik veel reizigers op het laatste moment van perron moeten wisselen; o Er weinig cross platform-aansluitingen kunnen worden geboden; o Er bij grotere dan de normaal optredende verstoringen geen reservecapaciteit voorhanden is om de overlast hiervan te beperken; o Er een gat in de stad achterblijft, aangezien de voorbereidingen al in volle gang zijn. Nu stoppen met de aanleg is ongeloofwaardig tegenover de stad en biedt geen goede gebruiksmogelijkheden voor zowel reizigers als treindienstleiding. Plaats op spoor EV in de richting Arnhem een sein nét voor Arnhem Velperpoort. Stoptreinen kunnen elkaar dan 1 minuut sneller opvolgen. Verwijder sein 1290 in Arnhem. Dit voorkomt geel-geel-rood-opvolgingen en beperkt de capaciteit nauwelijks. De vrije kruisingen lijken niet noodzakelijk en vormen slechts een oplossing voor een vrij specifiek probleem. Indien enige spreiding in tijdsligging geaccepteerd en geëxpliciteerd wordt (d.m.v. tijdvensters) is het vermoedelijk goedkoper om hier zo af en toe een conflict te accepteren en de gevolgen elders te compenseren. De overloopwissels bij Arnhem West aansluiting bieden bovendien de mogelijkheid om de kruising enigszins te verleggen. Vermoed wordt dat met behulp van een TMS hier een goed resultaat geboekt kan worden. Dit zou verder onderzocht moeten worden.

8.4

Aanbevelingen voor vervolgonderzoek

In deze studie zijn enkele zaken aan het licht gekomen die niet verder konden worden onderzocht, waarvan het waarschijnlijk de moeite waard is om hier verder op in te gaan.

Plannen met tijdvensters Momenteel is niet duidelijk wat de klantacceptatie van tijdvensters is en of deze bijvoorbeeld verschillend is voor regionaal vervoer en vervoer over langere afstand. Vragen die moeten beantwoord, zijn bijvoorbeeld: o welke breedte wordt door welk marktsegment nog geaccepteerd? o Waar hangt die acceptatie vanaf (wachtvoorzieningen, beschikbare informatie, betrouwbaarheid van die informatie)? Welke vorm zou een tijdvenster moeten hebben? Een vaste breedte, of bij stations juist smaller of breder? Wat gebeurt er met overstapknopen indien je met vensters gaat plannen? De benodigde overstaptijd zal toenemen: dit zorgt wel voor meer betrouwbaarheid, maar daardoor ook voor een minder attractief reisaanbod.

Herplannen Hoe groot moet het gebied zijn dat door een verkeersregeling wordt bestuurd? Zijn dat gebieden ter grootte van een huidige treindienstleiderswerkplek, of groter of kleiner? Welk type verkeersregeling voldoet in welk geval? Is First Come First Served in eenvoudige gevallen goed genoeg, of is een Traffic Management System nodig? Waar liggen de in paragraaf 6.7 genoemde ontkoppelpunten? Zijn dit in het algemeen de vrijebaansporen?

146

8.5

Evaluatie werkwijze

Dit was een leuke opdracht, met zowel een theoretisch als een praktisch gedeelte. Vanuit de hele sector was er veel medewerking indien ik om informatie verlegen zat, zelfs al was men niet overtuigd van het nut van DVM.

TU-kennis versus praktijk De in de standaard aangeboden colleges behandelde voorkennis gaat alleen over vrije-baanbeveiliging; op emplacementen werkt de beveiliging wezenlijk anders. Deze kennis wordt alleen in een keuzevak aangeboden. Dit leidde tot verwarring bij gebruik van het begrip ‘bloktijd’, dat bovendien extra verwarrend is omdat ook andere infra-elementen dan een blok kunnen worden geblokkeerd. De indruk ontstaat dat dit bij veel studenten niet duidelijk is overgekomen. Tevens ontstond er gedurende dit onderzoek regelmatig verwarring of het begrip ‘bloktijd’ sloeg op de geplande of op de uitgevoerde situatie. Voorgesteld is daarom om het begrip blokkeringstijd te noemen en de definitie zodanig aan te passen dat dit begrip ook voor emplacementsbeveiliging toepasbaar wordt. Het verschil in uitvoerings- en planningssituatie wordt vanzelf duidelijk indien men bedenkt, dat de planning de gewenste uitvoeringssituatie betreft. Een definitie die aansluit op de uitvoering heeft daarom de voorkeur.

Werken met TNV-Prepare Het werken met TNV-Prepare is arbeidsintensief en niet altijd even intuïtief. Het geeft een schat aan informatie, maar helaas is het niet mogelijk om alle treinen te vinden omdat het programma de gebruikte rijweg als invoer nodig heeft. Het zou handig zijn wanneer dit programma zelf een lijstje kan genereren van alle gebruikte rijwegen en de frequentie waarin deze zijn gebruikt. Via een iteratief proces is het wel mogelijk om verschillende rijwegen uit te vragen, maar het blijft dan onbekend welke rijwegen wel zijn gebruikt en niet zijn uitgevraagd. De verkrijgbaarheid van de benodigde gegevens voor TNV-Prepare was matig: met name de emplacementstekeningen (OKT-bladen), die bij Holland Railconsult in beheer zijn, waren moeilijk te verkrijgen. Via het loket basisbeheergegevens is dit niet gelukt, via-via lukte dit uiteindelijk via Guus Andreas (VPT Beheer).

Simulatiestudie om effecten van verbeteringen te voorzien De simulatiestudie diende om de effecten van DVM-maatregelen te kwantificeren. Door een groot aantal noodzakelijke aannames is dat in absolute zin maar zeer beperkt gelukt: dat wil zeggen dat het niet mogelijk is gebleken om bijvoorbeeld de punctualiteit juist te simuleren. Wel was het mogelijk om het effect van maatregelen relatief te kwantificeren. Daarbij zijn echter weer aannames nodig geweest omtrent de klantacceptatie. Tijdens het opzetten van de te simuleren dienstregeling bleek er nog geen kennis te zijn omtrent de wijze waarop een plan met toepassing van tijdvensters gemaakt zou moeten worden. Ook zijn de huidige planningsinstrumenten (DONS/VPT) hier niet op ingericht. De simulatiestudie verliep verder moeizaam om verschillende redenen: Er is maar een beperkt aantal PC’s waarop gewerkt kan worden; Er was geen handleiding voor Simone (inmiddels is die er wel) Indien tijdens het simuleren een fout blijkt die moet worden aangepast in DONS, dan moeten alle simulatie-instellingen opnieuw worden opgegeven. Er bleken een aantal bugs en ontwerpfouten in Simone te zitten, waardoor problemen optraden zowel bij de invoer van gegevens, bij het simuleren zelf als bij het genereren van de uitvoer. De meeste van deze bugs zijn inmiddels opgelost.

147

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem De vraag rijst in hoeverre eerdere studies die met Simone zijn gedaan dan nog tot betrouwbare resultaten hebben geleid, aangezien deze fouten hierin blijkbaar ook in hebben gezeten en niet zijn opgemerkt. Evenwel worden de meeste problemen opgelost, zodat Simone voor een volgende studie wel weer aanbevolen kan worden.

Veiligheidskunde Het onderwerp veiligheid van dynamisch verkeersmanagement leek in eerste instantie een wat losstaand onderwerp binnen de studie, maar geleidelijk aan bleek dit een steeds belangrijkere rol te gaan spelen: veiligheid is een integraal onderdeel van het verkeersproces en dient dan ook zo behandeld te worden. Het is een gevoelig onderwerp op het raakvlak van mens en techniek, hetgeen leidde tot soms heftige discussies: dat maakte echter de standpunten, de valkuilen en de zaken waarover vriend en vijand het eens zijn snel duidelijk.

8.6

Aanbevelingen werkwijze

Uit bovenstaande evaluatie ontstaan de volgende aanbevelingen om een vergelijkbaar volgend project soepeler te laten verlopen:

TU-voorkennis Vervang het woord ‘bloktijd’ door ‘blokkeringstijd’. Dit voorkomt verwarring omtrent het blokkeren van andere infra-elementen dan blokken. Hanteer een definitie van blokkeringstijd waarin geen onduidelijkheid ontstaat of er sprake is van een blokkeringstijd in de planning of in de uitvoering. Behandel ook de emplacementsbeveiliging in de verplichte TU-colleges.

TNV-Prepare Maak TNV-Prepare zo dat per treinserie alle gebruikte rijwegen kunnen worden opgesomd en (dus) alle treinen worden gevonden. De gebruikte rijwegen zouden ook uitvoer moeten zijn, in plaats van noodzakelijke invoer. Automatiseer TNV-Prepare. Meest voor de hand liggend is om dit te doen op de plaats waar de brongegevens binnenkomen, namelijk de verkeersleidingsposten. Treinen die keren of van nummer wijzigen, worden door TNV-Prepare niet altijd juist herkend. Het zou handig zijn om dit te verbeteren.

Simone Zorg ervoor dat nog aanpassingen in DONS mogelijk zijn, zonder alle invoer van Simone (verstoringen, buffertijden e.d.) opnieuw moet worden gedaan. Bij het opgeven van de invoer is het niet mogelijk om op een plaats waarden (bv. buffertijden) voor alle treintypes gelijktijdig aan te passen. Zorg ervoor dat de gewijzigde invoer ter controle overzichtelijk kan worden bekeken. Varieer rijtijden niet per vrijebaan-etappe, maar loot een fitheid die het rijgedrag van de machinist en de trein representeert. De perronspoorbelasting wordt onderschat, omdat niet de blokkeringstijd van het perronspoor wordt berekend, maar de halteertijd. Hierdoor wordt wachten op perronspoorcapaciteit als vertragingsoorzaak onderschat. De aan- en afrijtijden zouden moeten worden meegerekend. Een simpele oplossing is om voor de aanrijtijd 2 minuten en voor de afrijtijd 1 minuut te hanteren. Materieelkeringen nemen niet altijd de vertraging van de aankomende trein mee. Repareer dit. Tevens verdwijnen kerende treinen uit het model, waardoor de perronspoorbelasting nog meer wordt onderschat.

148

Geef in de uitvoer verschil aan in behaalde materieelaansluitingen en reizigersaansluitingen. Zorg voor mogelijke uitvoer per treinserie per vrije baan. Geef ook het aantal malen van optreden ‘wachten op vertrektijd’ weer als oorzaak van vertragingen. Meer algemeen: geef geen vertragingsminuten weer, maar wachttijdminuten. Valideer na de gedane aanpassingen Simone opnieuw en stel opnieuw de verstoringen van de standaardtoets vast. Blijf kritisch ten aanzien van de gegenereerde uitvoer en kijk op het scherm of de simulatie doet wat die doen moet.

8.7

Epiloog

In deze studie zijn zaken aan het licht gekomen en ideeën ontstaan die zijdelings met het onderwerp te maken hadden. Deze worden hierna opgesomd. Het zijn veelal slechts losse gedachtegangen, die niet worden onderbouwd door dit rapport.

Aansluitingen In sommige dienstregelingvarianten voor 2007 is sprake van mogelijke 20-minutendiensten. Aangezien op bepaalde lijnen een dergelijke frequentie niet reëel is en daar een halfuurdienst zal blijven bestaan (bijvoorbeeld Zutphen – Winterswijk – Doetinchem – Arnhem), ontstaan in Zutphen en in Arnhem problemen om een aansluiting te maken tussen beide vervoerdiensten. Er is op dit moment niet bekend hoe een samenhangende netwerkdienstregeling met tijdvensters gemaakt zou moeten worden. In de voorbeeldcorridors Benutten en Bouwen is er sprake van om de treinen uit de randstad niet door te laten rijden van Arnhem naar Nijmegen: nu ligt daar een vervoersstroom die een kwartierdienst rechtvaardigt. De reiziger wordt tegen de haren in geaaid door deze verbinding te knippen. Doel van de corridors in Benutten en Bouwen is om een verstoorde treindienst op de ene corridor te isoleren zodat de verstoringen niet doorwerken op een andere corridor. Wellicht is het mogelijk om de treinen uit Utrecht in een onverstoorde situatie van Utrecht door te laten rijden naar Nijmegen, en deze bij een onregelmatigheid op één van beide corridors in Arnhem te keren. Ook dat is dynamisch verkeersmanagement.

Verbetering op corridor Schiphol – Arnhem op basis van ERTMS-elementen In de beleidstransitie treinbeveiliging en –beheersing (ProRail, 2003b) wordt voorgesteld om ERTMS/ETCS corridorsgewijs in te voeren. Dit maakt de invoering gefaseerd mogelijk waardoor niet alle materieel in een keer hoeft te worden voorzien van ERTMS-apparatuur. Indien de corridors worden zoals voorgesteld in Benutten en Bouwen, ligt het voor de hand om de corridor Schiphol – Arnhem als proefcorridor voor ERTMS in te richten: Zowel in Schiphol als in Arnhem is behoefte aan DVM, waarvoor nauwkeurige plaatsen snelheidsbepaling nuttig is. Die is beschikbaar onder ETCS; In Schiphol hebben de treinen van/naar de HSL sowieso al ETCS; In Arnhem hebben de treinen van/naar de Betuweroute sowieso al ETCS; Arnhem is voorzien van een EBS (elektronische beveiliging): het is relatief eenvoudig om hieruit informatie te gebruiken ten behoeve van een herplanning met behulp van een Traffic Management System; Amsterdam – Utrecht is geschikt voor ETCS; Utrecht – Arnhem is gebaat bij capaciteitsverhogende maatregelen; ETCS biedt hier mogelijkheden voor (uitgesteld remmen); ETCS biedt een veilig vangnet om het passages stoptonend sein te voorkomen. Het GSM-R-netwerk dat voor ETCS nodig is, is al operationeel en zal Telerail in 2006 geheel hebben vervangen;

149

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Waar nog geen ETCS in de baan geïnstalleerd is, kan ATB verder als treinbeïnvloedingssysteem worden gebruikt. Deze informatie kan worden aangevuld met ETCS-informatie. Dit wordt expliciet genoemd in de specificaties van ERTMS, de Functional Requirements Specifications: “When defining the possibilities for translating the trackside national information into ETCS information the possibility of upgrading the national information with additional information by means of ETCS transmission channels must be taken into account.”

Ook in de Kadernota Railveiligheid is men van mening dat ETCS kan bijdragen aan de doelen van DVM: “De ATB vervanging door nieuwe systemen zoals ETCS of ATB-NG of nog weer andere, wordt niet ingegeven door veiligheidsknelpunten, uitsluitend de beperkingen beneden de 40 km/uur, zouden een veiligheidsverhoging kunnen bewerkstelligen. Nieuwe systemen worden ingegeven door capaciteitsbeheer, interoperabiliteit, beheersbaarheid van de treindienst en informatie over de dienstuitvoering. “

Door (aanvullende) toepassing van ERTMS is het mogelijk om treinen tot op het niveau van individuele secties te autoriseren, waarmee opvolgingen sneller kunnen plaatsvinden. Dit geeft de mogelijkheid om tijdvensters smaller te maken of om meer mogelijke oplossingen binnen een venster te kunnen faciliteren. Het is niet noodzakelijk dat alle treinen van ERTMS-apparatuur zijn voorzien. Door reeds nu in ERTMS te investeren, kan worden voorkomen dat investeringen in een losstaand TMS binnenkort als verloren moeten worden beschouwd.

Werkwijze en ergonomie treindienstleiding Zoals betoogd is het verkeer een proces dat beheerst moet worden. De treindienstleider is de procesbeheerser en zijn werk zou dan ook vergeleken kunnen worden met bijvoorbeeld dat van operators in een verkeerscentrale van Rijkswaterstaat, het Havenbedrijf Rotterdam of KPN. Ook in de chemische industrie komen vergelijkbare taken voor (regelen van vloeistofstromen door buisleidingnetten) waaraan zelfs vergelijkbare veiligheids- en beschikbaarheidseisen gesteld worden als aan het railverkeer. Het zou interessant zijn om te onderzoeken in hoeverre men van deze bedrijfstakken kan leren. Het blijkt dat alle genoemde procesoperators vroeger beschikking over een overzichtstableau hadden, inmiddels meestal vervangen door een videowall of een projectie met behulp van een beamer. Slechts de treindienstleiding en netwerkbesturing doen het zonder. Het blijkt dat met name in verstoorde situaties het makkelijker is om tot een oplossing te komen indien er meer overzicht is door zo’n groot beeld, waar verschillende mensen samen naar kunnen kijken. Daarnaast voorkomt het veel ‘schermstaren’ en verbetert het op die manier de arbeidsomstandigheden van de treindienstleiders.

Waarom DVM niet snel van de grond komt Op dit moment is er nog geen eensgezindheid over de noodzaak om DVM in te voeren. Hiertoe is het noodzakelijk om de belangen van verschillende partijen in één lijn te brengen. Het Ministerie van Verkeer en Waterstaat stuurt op input door jaarlijks geld beschikbaar te stellen voor spoorwegonderhoud. De maatschappelijke functie van het spoorwegnet is echter niet om het te onderhouden, maar dat reizigers en verladers er gebruik van kunnen maken: output. Indien het wenselijk is om dát maatschappelijk te bevorderen, dan moet dáár ook de subsidie aan worden verleend. Door de budgetsturing op het onderhoud wordt aan de inputzijde gestuurd. De gebruiksvergoeding, die vervoerders aan Prorail betalen, bedraagt slechts een fractie van de werkelijk veroorzaakte kosten. ProRail voelt hierdoor geen noodzaak om treinpaden te verkopen, het geld stroomt immers via het onderhoudsbudget toch binnen. Dit leidt ertoe dat er geen prikkel bestaat om zo veel mogelijk paden in de beschikbare infrastructuur te gebruiken en men kan het zich dus veroorloven om capaciteit in de planning weg te gooien c.q. het spoorwegnet overdag te sluiten om onderhoud te plegen.

150

De vervoerders hebben door de lage gebruiksvergoeding eveneens geen prikkel om DVM in te voeren en kiezen liever voor de beproefde methode: van viersporigheden en vrije kruisingen is tenslotte al bewezen dat treinen geen hinder van elkaar ondervinden. Ze zijn wel duur, maar dat hoeven de vervoerders immers niet te betalen. Vervoerders worden daardoor niet geprikkeld om te investeren in treinapparatuur, als daardoor de infrastructuur efficiënter benut zou kunnen worden. Het nemen van procesmaatregelen is niet in hun belang. Het zou daarom nuttig zijn om het onderhoudsbudget niet aan ProRail te geven, maar te verdelen over de vervoerders, en vervolgens de gebruiksvergoeding naar 100% op te schroeven. ProRail voelt dan de noodzaak om treinpaden te leveren, de vervoerders voelen de noodzaak om mee te werken aan voor ProRail goedkope oplossingen, die toch nog aanvaardbaar zijn. Het gevaar bestaat dan wel, dat de vervoerders dit geld in eigen zak willen houden. Dit zou vermijdbaar kunnen zijn door het uit te keren bedrag te koppelen aan de opbrengst uit kaartverkoop. Doordat er nu wordt uitgegaan van één conflictvrij plan (dat in de praktijk niet zo wordt uitgevoerd) en bijsturing als een uitzonderingssituatie wordt gezien, wordt er geen ‘bijstuurinfra’ aangelegd: het Ministerie gaat ten slotte niet betalen voor infrastructuur die helemaal niet nodig blijkt te zijn als de treinen volgens plan zouden rijden. Door planning en bijsturing als één geheel te beschouwen, vervalt dit onderscheid en worden inhaalsporen ineens wel planmatig noodzakelijk. Doel van de bijstuurinfra is dan om de punctualiteit met x% te verhogen: een maatregel waarvoor het Ministerie wel gevoelig is.

151


Gebruikte afkortingen

AFB ARI CS/BO DONS DVM EBP EBS ERTMS ETCS FCFS FIFO GSM-R

Automatische Fahr- und Bremssteuerung (Duitse ‘Cruise Control’ in hogesnelheidstreinen) Automatische Rijweginstelling Conflictsignalering en Beslissingsondersteuning Designer Of Network Schedules (dienstregelingontwerpprogramma) Dynamisch VerkeersManagement Elektronische BedienPost Elektronische Beveiliging SIMIS European Rail Traffic Management System European Train Control System First Come, First Served (= FIFO) First In, First Out (=FCFS) Global System for Mobile communication for Railways (mobiele telefoonnetwerk voor spoorwegtoepassingen) NSR NS Reizigers PSG PerronSpoorGroep (in DONS/Simone) Rail 21 Toekomstplan van de Nederlandse Spoorwegen van eind jaren 1980 RIB Railinfrabeheer Rn Railned RVL Railverkeersleiding SIMIS Sicheres Mikrocomputersystem von Siemens (fail-safe bediencomputer voor seinen en wissels) STS ‘Stop’ tonend sein (rood) TMS Traffic Management Systeem TNV TreinNummerVolgsysteem VPT Vervoer Per Trein, logistiek systeem voor planning en verkeersleiding

Geografische verkortingen

Ah Ahb Ahg Ahp Ahwa Ahz Asdz Bmr Dtc Ed Est Gvc Hdr Ht Nm

Arnhem Arnhem Berg Arnhem Goederen Arnhem Velperpoort Arnhem West Aansluiting Arnhem Zuid Amsterdam Zuid/WTC Boxmeer Doetichem Ede=Wageningen Elst Den Haag Centraal Den Helder ’s Hertogenbosch Nijmegen

Rsd Shl Tb Tl Ut Va Valb Vrk Wc Wf Ww Zl Zp Zv Zvg

152

Roosendaal Schiphol Tilburg Tiel Utrecht Velperbroek Aansluiting Valburg (Betuweroute) De Vork (Betuwelijn) Wijchen Wolfheze Winterswijk Zwolle Zutphen Zevenaar Zevenaar Grens

Lijst van definities

Bediend gebied Besturing Blok Blokkeringstijd

Dienst Extern Fail safe Input Interlocking Intern Materieel Output Planning Proces Product Reistijd Rijtijd Rijweg

Sectie Spoor

Tijdvenster

Vensterbreedte

Verkeer Verkeersdient Vervoer Vervoerdienst Vrije-baanspoor

Gebied waar rijwegen worden ingesteld. Planning en uitvoering. Spoorgedeelte tussen twee blokseinen op een vrijebaanspoor. Tijd dat een stuk infrastructuur (niet noodzakelijkerwijs een blok) niet beschikbaar is omdat er al een functie aan is toegewezen, bijvoorbeeld gebruik door een trein, een brugopening of onderhoud. Het verrichten van werkzaamheden voor iemand (meestal de klant). Geldend voor de klanten (reizigers en verladers). faalveilig, d.w.z. een gestoorde installatie zal bij een storing nooit een onveiligere situatie veroorzaken dan bij juist functioneren. benodigde zaken voor een proces. Hier: materieel, personeel en infrastructuur. Beveiligingsinstallatie die het instellen van tegenstrijdige rijwegen uitsluit. Geldend voor de bedrijfsvoering (het proces). Verzamelnaam voor treinstellen, rijtuigen, locomotieven en wagens. Resultaat van een proces. Hier: vervoer en emissie(s). Verwachting van de uitvoeringssituatie. Eén of meer activiteiten die ertoe leiden dat de inputs van het proces worden omgezet in outputs. Output van een productieproces, dat door de klant aangeschaft kan worden. Bij vervoer spreken we liever van een (vervoer)dienst. Tijdsduur van een reis (aspect van vervoer) Tijdsduur van een rit (aspect van verkeer) Eén of meer secties, aan een trein toegewezen door middel van het verstrekken van een toestemming om deze te mogen berijden. Elementen van de rijweg blijven vergrendeld totdat deze door de trein zijn verlaten. Kleinste eenheid van treindetectie. Uniek identificeerbaar deel van de railinfrastructuur waar een proces plaats kan vinden. Op emplacementssporen vinden processen plaats als laden/lossen, reinigen, opstellen, combineren/splitsen. Op een vrije baanspoor vindt een rit van A naar B plaats. Tijdsspanne waarbinnen een trein met een gegeven betrouwbaarheid (bijv. 87%) zal rijden. De precieze ligging van een trein binnen zijn venster is op voorhand niet bekend. Grootte van een tijdvenster. Een vensterbreedte van 3 minuten wil bijvoorbeeld zeggen dat n% van de treinen binnen een vastgestelde bandbreedte van 3 minuten passeert. Proces dat leidt tot vervoer. Uit zich in voertuigverplaatsingen. Dienst die verkeer mogelijk maakt, bijvoorbeeld een rijweginstellen. Het verplaatsen van lading / reizigers. Het verplaatsen van lading of reizigers voor de klant (klant en reiziger zijn meestal gelijk). Stuk spoor dat niet in het bediend gebied ligt.

153


Bronvermelding Literatuur

Barter, W., Forecasting robustness of timetables, Computers in Railways IX, WIT Press, Southampton, 2004 Bouwman, M., Middelkoop, A.D., Simone toetst dienstregelingen, Verkeerskunde 7-2001. Bouwman, M., e.a., Simone conceptueel model, Incontrol Enterprise Dynamics, Maarssen, 2004 Bovy, P.H.L., e.a., Vervoerssystemen en verkeersnetwerken, collegedictaat CT3750, TU Delft, 2001 Brookhuis, K.A., e.a., Assessing behavioural effects of in-vehicle information systems, Transportation Human Factors, 1, 1999 Carey, M., Carville, S., Scheduling and platforming trains at busy complex stations, Transportation Research Part A 37, 2003 Dijkstra, G.J., Poortvliet, A. van, Veiligheid: “een veilige balans met kosten” – Essay, ProRail, Utrecht, 2004 ERTMS Core SRS Assessment Group (ECSAG), ERTMS/ETCS - Functional Requirements Specification V4.29, 1999 (www.aeif.org) Goverde, R.M.P., Hansen, I.A., TNV-Prepare: Analysis of dutch railway operations based on trein detection data, Computers in Railways VII, WIT Press, Southampton, 2000 Goverde, R.M.P., PRRING II – Inzicht in de betrowbaarheid van realisatiegegevens treinactiviteiten, intern rapport ProRail, Utrecht, 2003. Gemeente Arnhem, Vergunning Wet milieubeheer NS RailinfrabeheerB.V., Arnhem, 1997 Hansen, I.A., Design and control of public transport systems, collegedictaat CT4811, TU Delft, 2003 Hansen, I.A., Increase of capacity through optimised timetabling, Computers in Railways IX, WIT Press, Southampton, 2004 Heylighen, F., Joslyn, C., e.a., Principia Cybernetica Web (Homepage): Control, http://pespmc1.vub.ac.be/CONTROL.html, Brussel, 1996 Heylighen, F., Joslyn, C., Principia Cybernetica Web (Homepage): Buffering, feedback, feedforward: mechanisms of control, http://pespmc1.vub.ac.be/MECHCONT.html, Brussel, 2001 Hoogendoorn, S., Nes, R. van, Path-size modeling in multi-modal route choice analysis, Trail research school, Delft, 2004. Huisman, T., e.a.. A solvable queueing network model for railway networks and its validation and application for the netherlands. European Journal of Operational Research, 142:30–51, 2002 Inspectie Verkeer en Waterstaat (ex-Railned), Seinenboek 1995, webversie http://www.ivw.nl/dr/docs/seinenboeksite/ Jongerius, R.T., Spoorwegongevallen in Nederland 1839-1993, Schuyt & Co, Haarlem, 1993

154

Korving, R., RolandRail, http://www.rolandrail.net/, april 2004 Kuijlen, J.A.J., European Commission Fifth Framework programme SAMRail, concept-rapport, Utrecht, 2004 Leeuw, A.C.J. de, Bedrijfskundig management : primair proces, strategie en organisatie, uitg. Van Gorcum, Assen, 2001. Lademan, F., Eingabedaten für Eisenbahnbetriebssimulationen, Eisenbahningenieur (55) 4-2004 Maarschalkerweerd, M.S.P.A.M., Knooppuntdienstregelingen, Intern rapport Railned, Utrecht, 1997 Maartens, M., Hogere frequenties, compactere stations en meer flexibiliteit: De Vervoerfabriek, Openbaar vervoer 12, december 1994. NS Reizigers, Handboek machinist, Utrecht, 2002. NYFER, Grenzen aan benutting, Breukelen, 2002 Oort, N. van, Nes, R. Van, Regelmaat in het openbaar vervoer, Verkeerskunde 4-2004 Pachl, J, Railway operation and control, VTD Rail Publishing, Mountlake Terrace, 2002 Pieters, M. Treinbeveiligingshomepage, homepage, http://www.homepages.hetnet.nl/~marctiny , 2004 Potuijt, J. Analyse en toetsingen van treindienstregelingen met behulp van PETER, afstudeeronderzoek, TU Delft, 2004 Preuß, E., Kursbuch des Schreckens – Eisenbahnunfälle der 80er und 90er Jahre, TransPress, 1998 Project Benutten en Bouwen, Benutten en Bouwen – Het plan van de spoorsector, Utrecht, 2003 Projectbureau HSL-Oost, Toekomstvaste ontwikkeling spoortracé Utrecht-Arnhem, Utrecht, 2001 ProRail, Beschrijving logistiek besturingsmodel, intern rapport, Utrecht, 2003a ProRail, Beleidstransitie Treinbeveiliging- en beheersing, intern rapport, Utrecht, 2003b ProRail, Onderbouwing Dynamisch VerkeersManagement, intern rapport, Utrecht, 2004 Raad voor de Transportveiligheid, Botsing tussen twee reizigerstreinen in Dordrecht 28 november 1999, Den Haag, mei 2001. Railinfrabeheer / Railned, Camera – Capaciteit Meetmodel Railinfrastructuur, Utrecht, 2002 Railinfrabeheer, Operationele Concept Definitie VPT-BB, Utrecht, 2002 Railinfrabeheer, De Groene Golf -Verbeterde punctualiteit d.m.v. een Traffic Management System Een verkennende studie, Utrecht, 2002 Railinfrabeheer, Begrippenlijst Post 21, Intern rapport, 2003 Railned/Holland Railconsult, Effecten geavanceerde verkeersregeling - kwantificering van de winst in enkele representatieve situaties, Utrecht, 2002 Railned Capaciteitstoedeling, Berekeningswijze baanvakbelasting, interne Memo, 1995

155

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Ruijter, L. de, Beginnen in SIMONE, gebruikershandleiding, Utrecht, 2004 SBB, Kapazitätssteigerung Schlussbericht Phase 1, 2001 Schaafsma, A.A.M., Dynamisch Railverkeersmanagement, TRAIL Thesis series, Delft University Press, Delft, 2001 Schaafsma, A.A.M., Deerenberg, M., Dynamisch Railverkeersmanagement, OV-Magazine mei 2004 Schaafsma, A.A.M., Weits, E.A.G., Naslagwerk capaciteit en belasting van het spoorwegnet, Railned, Utrecht, 1996 Schotanus, B, Herinrichting van de vervoersfabriek, bijdrage aan het Openbaar Vervoer Colloquium, http://www.xs4all.nl/~qfbear/pub/vvf-inleiding.htm, 1995 Schotanus, B., Schaafsma, A.A.M., Deerenberg, M. Dynamisch Railverkeersmanagement – Hoe treinen op tijd kunnen rijden, Utrecht, 2003 Schotanus, B, De dienstregelingbug, OV-Magazine april 2004 Tromp, J.P.M., Hinderance between conflicting train movements at a level crossing, TRAIL Research School, Delft, 2001 UIC, Methode zur Ermittlung der Leistungsfähigkeit von Strecken, Kodex 405-1, 1983 UIC, Kapazität, Kodex 406, Paris, 2004 Vries, D. de, COMBINE: A decision support system for real time traffic control, Computers in railways VIII, WIT Press, 2002 Wendler, E., Weiterentwicklung der Sperrzeitentreppe für moderne Signalsysteme, Signal + Draht 7-8 1995 Wiggenraad, P.B.L., Alighting and boarding times of passengers at Dutch railway stations, TRAIL Research School, Delft, 2001 Wojtkowski, A., Organisch plannen – voorspelbaar betrouwbaar? Intern rapport ProRail, Utrecht, 2004. Zigterman, L., Schotanus, B., De orde van het seinhuis – kan de mens het spoor veiliger en efficiënter maken?, Colloquium Vervoerplanologisch Speurwerk, Utrecht, 2004

Kaartmateriaal en Voorschriften Basisbeheerkaarten Arnhem e.o. OBE-bladen van het studiegebied OKT-bladen van het studiegebied OS-bladen van het studiegebied WVK-bladen Bedienvoorschriften C5502: PRL Arnhem http://www.sporenplan.nl

156

Bijlagen

Bijlage 1: OBE-bladen Arnhem e.o. Bijlage 2: Basisspooropstelling Arnhem Bijlage 3: Regeltechniek Bijlage 4: Beveiliging Bijlage 5: Verkorten van de opvolgtijd Bijlage 6: Vergelijking punctualiteitsgegevens TNV-Prepare en VGB Bijlage 7: Vensterbreedtes per treinserie Bijlage 8: Buffertijden bij de opvolgen overkruisbewegingen te Arnhem Bijlage 9: Velperbroek Aansluiting – Arnhem Bijlage 10: Wachttijden naar oorzaak uit wachtrijmodel Bijlage 11: Wachttijden naar oorzaak uit Simone (2004) Bijlage 12: Wachttijden naar oorzaak uit Simone (2007) Bijlage 12: Wachttijden naar oorzaak uit Simone (2007) Bijlage 13: Samenstelling afstudeercommissie

157


Bijlage 1: OBE-bladen Arnhem e.o.

158

159


160

161


162

163


164

165


166

Bijlage 2: Basisspooropstelling Arnhem

167

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Bijlage 3: Regeltechniek

Onderstaande informatie is ontleend aan Heylighen e.a. (1996, 2001) en gaat over cybernetica, de leer van regelings- en communicatiemechanismen. Er blijken drie manieren te bestaan om de toestand van een systeem, dat verstoord is, bij te stellen. Deze mogelijkheden zijn schematisch weergegeven in afbeelding B3.1. Waardoor het systeem ontregeld is, is niet van belang. Het gaat hier alleen om de manier waarop met deze verstoringen wordt omgegaan zodat de gewenste toestand hersteld kan worden. Essentieel is het regeldoel, dat aangeeft in welke richting bijgeregeld moet worden. Het te besturen proces is in deze studie uiteraard het railverkeersproces ofwel de treinenloop. Bij wijze van (een eenvoudiger) voorbeeld worden de regelwijzen geïllustreerd aan de hand van een koelkast. Het regeldoel is het conserveren van voedsel door het handhaven van een constante, lage temperatuur in de koelkast.

Buffer

Feedforward

Feedback

Afbeelding B3.1: Drie soorten regelmechanismen: Links buffers, in het midden feedforward en rechts feedback. De verstoringen D hebben een effect E op het bestuurde systeem. Regelsysteem R en buffer B proberen deze effecten zo klein mogelijk te houden.

Buffers: verstoringen absorberen Buffers zijn een passieve vorm van absorptie of uitdemping van verstoringen. Er wordt niet actief ingegrepen om de temperatuursveranderingen buiten de deur te houden. Een nadeel van een buffer is dat het systeem niet geforceerd in een niet-evenwichtstoestand kan worden gebracht, laat staan daar worden gehouden. Een voorbeeld van een buffer is de isolatie van een koelkast. Deze voorkomt dat de temperatuurveranderingen buiten de koelkast de temperatuur in de koelkast direct ontregelen. Na verloop van tijd zal de koelkast echter toch de gemiddelde temperatuur van de omgeving aannemen. Het is met alleen isolatie niet mogelijk om de temperatuur in de koelkast zelf in te stellen op een andere dan deze gemiddelde temperatuur (niet-evenwichtstoestand). Het regeldoel wordt dan dus niet gehaald.

Feedforward: anticiperen op verstoringen Een feedforward-regeling probeert te voorspellen welke verstoringen er in de toekomst op het systeem gaan werken en welke effecten (afwijkingen van de wenssituatie) dat tot gevolg heeft. De regeling grijpt al in voordat een toestandsverandering is opgetreden. Een hoge mate van voorspelbaarheid van zowel de verstoringen zelf als ook hun effecten op de toestand van het systeem is nodig om deze regeling goed te laten werken. In het geval van de koelkast betekent dit dat er buiten de koelkast een temperatuursensor hangt. Wordt de kamer waarin de koelkast staat warmer, dan zal de regeling berekenen op welk moment dit invloed heeft op de temperatuur in de koelkast en hoeveel de temperatuur dan zal veranderen. Nét voor het moment dat de temperatuurstijging zou inzetten, begint de koelkast te koelen. Wanneer het achterliggende rekenmodel niet juist is, zal de temperatuur in de koelkast toch veranderen omdat de regeling niet op het juiste moment ingrijpt of niet voldoende bijregelt. In theorie is het daarmee mogelijk een perfecte regeling te maken, maar de verwachtingen zijn nooit 100% zeker en een feedforward-regeling is dus gedoemd om fouten te maken. Met een goed regelsysteem kunnen deze fouten echter zeer beperkt zijn, maar met onvoorspelbare gebeurtenissen kan de regeling niet omgaan. Zo loopt de temperatuurregeling mis wanneer iemand (plotseling) de

168

koelkast opent. Omdat dit tevens geen wezenlijke invloed heeft op de temperatuur in de kamer (waar zich de sensor bevindt), zal de regeling dit niet eens opmerken en stapelen de regelfouten zich op. Feedback: corrigeren van verstoringen

De enige manier om deze opeenstapeling van fouten te voorkomen, is door feedback te gebruiken. Een (kleine) afwijking van het regeldoel wordt dan zo snel mogelijk gecorrigeerd door een tegenmaatregel te nemen. Wanneer iemand de deur van de koelkast opent en de temperatuur stijgt, zal de koelkast gaan koelen totdat de gewenste temperatuur weer is bereikt. Een nadeel is dus dat de afwijking al heeft plaatsgevonden, wanneer de regeling ingrijpt: de regeling zou anders niet weten welke maatregel er moet worden genomen. Een feedbackregeling is daardoor per definitie imperfect, maar wanneer de afwijkingen geleidelijk ontstaan én de regeling voldoende snel ingrijpt, kunnen de afwijkingen erg klein worden gehouden. Wanneer de veranderingen plotseling optreden, of althans zich sneller ontwikkelen dan de feedbackregeling kan reageren, is een feedbackregeling niet effectief en is feedforward-regeling nog steeds noodzakelijk. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer je per ongeluk een hete pan vastpakt. Pas op het moment dat je pijn voelt, laat je weer los, maar de schade is op dat moment al toegericht. Door van te voren te bedenken dat die pan heet is, kan dit worden voorkomen. De drie maatregelen kunnen uiteraard worden gecombineerd: een koelkast is bijvoorbeeld geïsoleerd (buffer) én heeft een feedbackregeling.

169


Bijlage 4: Beveiliging

Infrastructuur exclusief toewijzen aan één trein De functie van de beveiliging is om treinen op een veilige afstand van elkaar te laten rijden. Dat wil zeggen dat elk stuk infrastructuur exclusief voor één trein wordt gereserveerd. Zo’n infra-element noemen we vanaf nu een sectie. Een sectie kan bijvoorbeeld bestaan uit een wissel, een stukje vrije baan of een overweg. Een sectie is (tegenwoordig) de kleinste eenheid van treindetectie en de beveiliging weet van elke sectie of deze al dan niet bezet is. Alleen secties waarop zich geen trein27 bevindt en die nog niet zijn gereserveerd voor een andere trein, kunnen worden gereserveerd voor een treinbeweging.

sein 6

sein 4 4BT

4AT

sein 2 2DT

2CT

2BT

2AT

sectie spoor

spoor rijweg

Afbeelding B4.1: Definitieschets secties, sporen en rijwegen. Autorisatie van rijwegen Gezien de lange remwegen van treinen zijn er meestal meerdere achtereenvolgende secties nodig om te kunnen rijden. Als er voldoende vrije secties zijn, kan een trein deze veilig berijden. De machinist krijgt hiervoor toestemming (autorisatie). Dit kan gaan via een mondelinge of schriftelijke mededeling van de treindienstleider, maar het kan ook via signalering in de cabine of door middel van seinen langs de baan. Dat laatste is in Nederland standaard. Zo’n autorisatie geldt om naar een bepaald spoor te rijden. Een spoor is een plaats waar een bepaalde functie wordt uitgeoefend, zoals in- en uitstappen op een perronspoor of rijden op een vrijebaanspoor. Een spoor wordt in het algemeen aan beide zijden begrensd door wissels of andere bijzondere gevaarpunten (bijvoorbeeld een beweegbare brug of een kruising). Deze bijzondere gevaarpunten worden altijd gedekt door een (normaalgesproken stoptonend) sein. Het einde van een spoor wordt daarom ook altijd gemarkeerd met een sein, dat dan in feite het eindpunt van de autorisatie markeert: ‘stop!’. De voorgaande seinbeelden leggen altijd een zodanige snelheid op, dat voor dit sein gestopt kan worden. In afbeelding B4.1 is een definitieschets weergegeven waaraan in het volgende wordt gerefereerd. Alléén wanneer de vier secties 2AT t/m 2DT vrij zijn, kan sein 2 uit de stand stop worden gebracht. Sectie 2AT is een wissel. De secties 2BT t/m 2DT vormen samen een spoor.

27

In plaats van ‘trein’ moet hier eigenlijk ‘infragebruiker’ worden gelezen: zo kan ook een onderhoudsploeg een sectie bezetten door een kortsluitlans te plaatsen. Ook automobilisten kunnen infragebruiker zijn, bijvoorbeeld op een overweg. Het vrij zijn van een overweg wordt echter niet door de beveiliging gecontroleerd (uitgezonderd de proef-ADOB in Bilthoven en enkele door de treindienstleider bediende overwegen met viedobewaking). Vanwege het fail-safe ontwerp van overwegen is deze controle ook niet nodig. Een overwegsectie is standaard ‘vrij’, ook wanneer deze gebruikt kan worden door wegvoertuigen. 170

Ook een spoor kan vrij of bezet zijn. Het is vrij als alle secties waaruit het bestaat, vrij zijn. In alle andere gevallen is het bezet. Het geheel van een of meer gereserveerde sporen en een uit de stand ‘stop’ gekomen sein heet een rijweg. De rijweg is in feite het exclusief voor één trein gereserveerde deel van de infrastructuur en begint en eindigt altijd bij een sein, of op een spoor: dat is immers hetzelfde. Infra-elementen binnen een ingestelde rijweg liggen vergrendeld: de kans bestaat immers dat er een trein nadert. Het is de functie van de interlocking (oud Nederlands woord: bloktoestel) om het instellen van tegenstrijdige rijwegen uit te sluiten (blokkeren). Het is evenmin mogelijk om een andere rijweg over een sectie in te stellen, voordat de trein de rijweg tot hier heeft afgereden. Het wissel dat sectie 2AT vormt, kan bijvoorbeeld pas worden omgelegd wanneer de trein sectie 2AT in zijn geheel is gepasseerd en de sectie weer vrij is. De secties 2BT t/m 2DT kunnen dan nog bezet zijn, ondanks dat zij in dezelfde rijweg liggen als sectie 2AT. Mutatis mutandis geldt hetzelfde voor andere bijzondere gevaarpunten. Opdelen van sporen: blokken

Omdat vrijebaansporen vaak erg lang zijn (bijvoorbeeld tussen twee stations), zou het erg lang duren voordat een spoor weer vrijkomt voor een volgende treinbeweging. Daarom zijn vrijebaansporen onderverdeeld in zogeheten blokken, die elk worden gedekt door een zogeheten P-sein. Deze seinen dekken per definitie geen bijzonder gevaarpunt. Alle blokken bevinden zich immers op hetzelfde spoor en er is dan ook geen rijwegkeuze mogelijk. Ook een blok bestaat uit een of meer secties die dienen voor de treindetectie. Wanneer alle secties vrij zijn, komt het voorliggende P-sein automatisch uit de stand stop. Daarom tonen dus alleen op de vrije baan seinen standaard groen. De treindienstleider kan niet zien wat er op vrijebaansporen gebeurt. Machinisten mogen daarom met beperkte snelheid (rijden op zicht, max. 40 km/uur) een langdurig stoptonend P-sein voorbij rijden. Dit verklaart ook de letter P, die een afkorting is van permissie (om door te rijden).

171


Bijlage 5: Verkorten van de opvolgtijd

De opvolgtijd tussen twee treinen wordt bepaald door de wens om in absolute remwegafstand28 te rijden, door de rem- en aanzetkarakteristieken van het materieel en door het type detectie, signalering en treinbeïnvloeding. De absolute remwegafstand wordt als randvoorwaarde gezien. Op elk van de drie aspecten detectie, signalering en treinbeïnvloeding kan tijd worden bespaard. Deze aspecten worden in deze bijlage verder toegelicht. De gebruikte vaktermen worden bekend verondersteld. Detectie Door voertuigen nauwkeuriger te detecteren kan de opvolgafstand en daarmee de opvolgtijd worden verkort. Voorbeelden zijn blokverdichting (seinen dichter op elkaar plaatsen), LinienZugBeeinflussung (LZB) en Moving Block. Signalering Lichtseinen langs de baan kunnen vanwege allerlei eisen (zichtbaarheid, niet in wisselstraten, enz.) niet altijd op de voor de doorstroming optimale plaats worden opgesteld. Blokken worden hierdoor langer dan nodig is voor een veilige opvolging. Dit maakt de afstand en dus de tijd tussen treinen groter. Bovendien zal een trein die bij het voorsein gaat remmen, al ver voor het stoptonende sein een lage snelheid bereikt hebben. Dit is bijvoorbeeld te ondervangen door multiple-block signalling (Pachl, 2002), die dan in feite gepaard gaat met blokverdichting. Ook is er winst te behalen door in het signaleren van de maximaal toegestane snelheid rekening te houden met het remvermogen van de trein. Dit is bijvoorbeeld het geval bij LZB of het European Train Control System (ETCS) Level 2 en 3. Ook varianten met baangebonden signalering zijn echter denkbaar en worden ook toegepast. Met ETCS Level 2-cabinesignalering kan een trein tot op sectieniveau worden geautoriseerd, hetgeen in feite betekent dat er met mini-blokjes kan worden gereden. Treinbeïnvloeding Door de voertuigsnelheid nauwkeuriger te bewaken kan worden voorkomen dat deze eerder tot remmen worden gedwongen dan nodig. Kennis over het remvermogen van de trein en de plaats waarop de doelsnelheid bereikt moet zijn, zijn dan een vereiste. De ATB-EG kent deze beide zaken niet en legt daarom direct bij het passeren van een sein een remdwang op. ATBNG is hiervan wel op de hoogte en bewaakt de treinsnelheid middels een remcurve29. Ook LZB en alle vormen van ETCS beiden deze functionaliteit. Door de remcurvebewaking kan een hoge snelheid zo lang mogelijk worden vastgehouden en worden de rij- en opvolgtijden het kortst.

28

Dat wil zeggen dat vóór elke trein minimaal zijn eigen remweg vrij is van obstakels. In het autoverkeer wordt normaalgesproken in relatieve remwegafstand gereden, waarbij dus erop wordt vertrouwd dat het voorliggende voertuig ongeveer even hard remt als het bestuurde voertuig. 29 Op grond van de voorschriften is een machinist echter nog steeds verplicht om bij het passeren van een geel sein te remmen. Dit is in feite tegenstrijdig met de beschikbare informatie in de cabine en is uit veiligheidsoogpunt verwerpelijk. 172

Bijlage 6: Vergelijking punctualiteitsgegevens TNV-Prepare en VGB

In dit rapport zijn de punctualiteitsgegevens bepaald aan de hand van TNV-Prepare. Normaalgesproken worden deze cijfers bepaald aan de hand van de vervoersgegevensbank (VGB)30. Deze registreert de treinbewegingen aan de hand van TNV-vensterverplaatsingen, terwijl TNV-Prepare aanvullend gebruik maakt van de sectieovergangen. Dit maakt een nauwkeurigere schatting van het werkelijke aankomsten vertrekmoment mogelijk. Beide methoden passen een correctiefactor toe voor het tijdverschil tussen de laatste registratie en het werkelijk aankomstmoment. De VGB werkt niet alleen grover op het meetniveau, maar ook bij het verwerken van de gegevens: Tijden worden afgekapt op hele minuten (2:59:59 is op tijd, 3:00:00 is te laat). Vroege aankomsten vallen allemaal in de categorie “0-1 minuten vertraging”. Onderstaand worden de gegevens uit dezelfde periode, spits maart 2004, vergeleken. We gaan er daarbij vanuit dat de gegevens uit TNV-Prepare de werkelijkheid het dichtst benaderen en kijken hoeveel de VGB daarvan afwijkt.. In drie grafieken (afbeeldingen B6.1 t/m B6.3) zijn voor elk van de drie spoorlijnen die station Arnhem binnenkomen alle treinseries opgenomen. De vloeiende lijn bevat de gegevens van een treinserie uit TNV-Prepare, de geblokte lijnen de overeenkomstige gegevens uit de VGB. Vanwege het afkappen van de vertragingen in VGB zou de getrapte lijn geheel onder de overeenkomstige lijn moeten liggen en deze in de hoekpunten net raken. Bij de serie 7500 uit Utrecht is dat bijvoorbeeld netjes het geval, en wel omdat hier ook de TNV-Preparelijn gebruik maakt van de vensterovergang. Deze ene treinserie geeft dus geen goede vergelijking tussen beide meetmethoden, maar geeft wel aan hoe het beeld eruit zou moeten zien indien beide methoden even goed zouden zijn. Vanuit de richting Utrecht wordt de serie 3000 door de VGB vaak te laat geregistreerd. De serie 2000, die in Arnhem dezelfde rijweg volgt, wordt beter geschat. Van beide series is echter zo’n 15% van de treinen aan TNV-Prepare ‘ontsnapt’, hetgeen de resultaten zou kunnen vertroebelen. Spitspunctualiteit treindiensten empirische verdelingsfunctie aankomst Arnhem


0:10:00 2000 Gvc

2000 Gvc VGB

3000 Hdr

3000 Hdr VGB

7500 Ut

7500 Ut VGB


0:08:00

0:06:00

0:04:00 <3 min. te laat

0:02:00

-0:00:00 0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

-0:02:00

-0:04:00 Percentage op tijd

87% op tijd

Afbeelding B6.1: Treinen uit de richting Utrecht. 30

Volgens de definitie in [3.2] bevat de VGB verkeersgegevens en geen vervoersgegevens. 173

Toepassingsmogelijkheden van dynamisch railverkeersmanagement in Arnhem Opmerkelijk is dat de aankomsten uit de richting Velperbroek erg netjes worden geschat. Een verklaring hiervoor kan zijn dat er maar een kleine afstand tussen de vensterovergangen zit en dat de snelheden voor alle treinsoorten en voor alle bestemmingssporen gelijk zijn (max. 40 km/uur). Van de treinen uit de richting Tiel/Nijmegen wordt de aankomst van de serie 3000 te vroeg geschat en van de serie 6100 te laat. Van de overige series komen te resultaten min of meer overeen. Geconcludeerd kan worden dat de VGB-gegevens (in Arnhem) betrouwbaar zijn, indien de afronding op hele minuten geen beperking vormt. Spitspunctualiteit treindiensten empirische verdelingsfunctie aankomst Arnhem


0:10:00 3600 Zl

3600 Zl VGB

7600 Zp

7600 Zp VGB

30900 Ww

30900 Ww VGB


0:08:00

0:06:00

0:04:00 <3 min. te laat 0:02:00

-0:00:00 0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

-0:02:00

-0:04:00 87% op tijd

Percentage op tijd

Afbeelding B6.2: Treinen uit de richting Velperbroek Aansluiting. Spitspunctualiteit treindiensten empirische verdelingsfunctie aankomst Arnhem


0:10:00 2000 Nm

2000 Nm VGB

3000 Nm

3000 Nm VGB

3600 Rsd

3600 Rsd VGB

6100 Tl

6100 Tl VGB

7600 Nm

7600 Nm VGB


0:08:00

0:06:00

0:04:00 <3 min. te laat 0:02:00

-0:00:00 0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

-0:02:00

-0:04:00 87% op tijd

Percentage op tijd

Afbeelding B6.3: Treinen uit de richting Tiel/Nijmegen.

174

100%

Bijlage 7: Vensterbreedtes per treinserie

In onderstaande afbeeldingen is per treinserie weergegeven hoe groot te vensterbreedte zou moeten zijn om in de opeenvolgende knooppuntstations 87% punctualiteit te behalen. De algemene trend is dat de benodigde vensterbreedte toeneemt, naarmate de afgelegde weg groter wordt. Dit is te verklaren door het feit dat er steeds meer deelprocessen hebben plaatsgevonden, die elk een kans hebben om uit te lopen. Alleen de treinseries met een lang stationnement (kopmaken van de series 2000 en 3000) in Arnhem hebben bij vertrek een smaller venster nodig bij aankomst.

87%-Vensterbreedte treinseries uit oostelijke richting

Vensterbreedte

0:15:00

ca. 25-22 min.

0:10:00 0:05:00

Zwolle

Arnhem

Zutphen

Winterswijk

Aankomsten < 3 min.

Den Helder

Treinserie

Den Haag C

Herkomst

Frankfurt (D)

0:00:00

100

2000

3000

3600

7500

7600

30900

2,6%

75,3%

75,1%

81,0%

n.v.t.

79,1%

83,0% Rijrichting

Zevenaar

Zutphen

Arnhem A

Arnhem V

Nijmegen

Afbeelding B7.1: Ontwikkeling van de benodigde vensterbreedte in de loop van een traject. Onder de staafdiagrammen is weergegeven om welke treinserie het gaat, uit welke plaats deze afkomstig is, en wat de aankomstpunctualiteit in Arnhem bedraagt.

87%-Vensterbreedte treinseries uit westelijke richting

Vensterbreedte

0:15:00 0:10:00 0:05:00

Roosendaal

Utrecht C

Nijmegen

Arnhem

Aankomsten < 3 min.

Nijmegen

Treinserie

Nijmegen

Herkomst

Amsterdam C

0:00:00

100

2000

3000

3600

7500

7600

30900

56,0%

67,9%

83,5%

58,4%

73,9%

91,2%

n.v.t. Rijrichting

Nijmegen

Arnhem A

Arnhem V

Zutphen

175

Zevenaar

De staafdiagrammen geven van links naar rechts gelezen de benodigde vensterbreedte weer van de opeenvolgende knooppuntstations waar de trein halteert (zie legenda).


Bijlage 8: Buffertijden bij de opvolgen overkruisbewegingen te Arnhem In onderstaande tabel is voor alle planmatig voorkomende opvolgingen en overkruisbewegingen weergegeven hoeveel tijd er minimaal benodigd is (realisatie uit TNV-gegevens) en hoeveel tijd de planningnorm voorschrijft. In de laatste twee kolommen staat de absolute en de relatieve hoeveelheid buffertijd in de normen. Minimale opvolgingen Arnhem (reëel uit TNV) Opvolgen NAAR

Ut

Nm Va

Opvolgen UIT

Ut Nm Va

PIEK-kruisingen

uit Nm en dan naar Nm naar Nm en dan uit Nm inrijden via spoor 23 uit Va en dan naar Va naar Va en dan uit Va uit Ut en dan naar Ut naar Ut en dan uit Ut

serie 1 activiteit

serie 2 activiteit type (O/H) tijd trein 1 instelduur tijd trein 2 min. opvolgnorm

2000/3000/7500 100 alle 7600/30900 100/3600 goederen

V V V V V V

alle alle alle alle alle alle

V V V V V V

O O O O O O

alle alle alle alle alle

A A A A A

alle alle 7600/30900 100/3600 goederen

A A A A D

O O O O O

A alle V alle V 2000/3000 D alle A alle V alle V alle D alle A alle V 7500 V 100 V 7500/2000/3000

V A A V V A A A V A A A

H H H H H H H H H H H H

alle alle alle goederen anders 7600/30900 100/3600 goederen alle 2000/3000 2000/3000 100

176

2:10 2:30 2:10 1:30 1:50 2:20

0:08 0:08 0:08 0:08 0:08 0:08

abs buffer rel buffer

2:18 2:38 2:18 1:38 1:58 2:28

3:00 3:00 3:00 3:00 3:00 3:00

0:42 0:22 0:42 1:22 1:02 0:32

23% 12% 23% 46% 34% 18%

1:50 2:00 2:45 1:50 4:00

1:50 2:00 2:45 1:50 4:00

3:00 3:00 3:00 3:00 3:00

1:10 1:00 0:15 1:10 -1:00

39% 33% 8% 39% -33%

-0:02 3:18 2:30 0:58 0:08 2:38 2:53 3:23 -0:02 3:03 3:23 3:23

0:00 4:00 n.v.t. 1:00 1:00 4:00 4:00 4:00 0:00 4:00 4:00 4:00

0:02 0:42 n.v.t 0:02 0:52 1:22 1:07 0:37 0:02 0:57 0:37 0:37

n.v.t. 18% n.v.t. 3% 87% 34% 28% 15% n.v.t. 24% 15% 15%

-0:30 1:30

0:08 0:08

0:20

0:30 -0:20 0:55 1:10 1:40 -0:30 1:30 1:30 1:50

0:08 0:08 0:08 0:08 0:08 0:08 0:08 0:08 0:08

0:20 0:20

1:40 2:30 1:35 1:35 1:35

0:20

1:25 1:45 1:25

Bijlage 9: Velperbroek Aansluiting – Arnhem

177


178

179


180

Bijlage 10: Wachttijden naar oorzaak uit wachtrijmodel Wachttijd

2004 Wachttijd 8,00

m inuten

7,00 6,00

4e p erron

5,00

Perrongebruik

4,00

Tij dvensters

3,00

Perrong. + Ti jdv.

2,00

Refere ntie

1,00

Het wachtrijmodel van Huisman (2002) berekent op basis van wachtrijtheorie, een grofschalig infrastructuurmodel en rijtijden (maar zonder dienstregeling) snel de hoeveel optredende wachttijd.

0,00 Ed - N m - Vrk Ah Ah Ah

Zv Ah

Zp Ah

Ah - Ah - Ah - Ah - Ah Ed Nm Vrk Zv Zp

Baanvak

2007 Wachttijd 8,00

m inuten

7,00 6,00

4e p erron

5,00

Perrongebruik

4,00

Tij dvensters

3,00

Perrong. + Ti jdv.

2,00

Refere ntie

1,00 0,00 Ed - N m - Vrk Ah Ah Ah

Zv Ah

Zp Ah

Ah - Ah - Ah - Ah - Ah Ed Nm Vrk Zv Zp

Baanvak

2004/2007 Wachttijd 4,50 4,00

minuten

3,50 3,00

2004 REF

2,50

2007 REF

2,00

2007 DVM

1,50 1,00

De resultaten zijn behoorlijk in lijn met de uitvoer van Simone, in die zin dat de alternatieven in gelijke mate presteren. De wachttijd treedt duidelijk op op de baanvakken die eindigen in Arnhem: is een trein daar eenmaal doorheen, dan komt er niet veel wachttijd meer bij. Uitzondering is de tak naar Zutphen, vermoedelijk als gevolg van de rijtijdverschillen op deze relatief lange tak. Enig verschil met Simone is er in de hoeveelheid wachttijd die het wachtrijmodel voorspelt: het wachtrijmodel gaat uit van technisch minimale rijtijden, terwijl in Simone wordt uitgegaan van de dienstregelingstijden. In andere woorden: het wachtrijmodel gaat uit van de totale wachttijd, Simone alleen van de ongeplande wachttijd.

0,50 0,00 Ah - Ed

Ah - Nm

Ah - Vrk

Ah - Zv

Ah - Zp

Baanvak

Totale wachttijd 2004

200,00

100,00 50,00

v.

Ook uit het wachtrijmodel blijkt dat er verkeerstechnisch weinig verschil is tussen aanleg van een extra perron en ruimer gebruik van de bestaande perrons.

jd Ti + ng . Pe rro

Ti jd

ve ns

te rs

k rro ng eb ru i Pe

pe rro n 4e

ef er en tie

0,00

R

minuten

2007

150,00

Het wachtrijmodel bevat geen expliciete functie voor tijdvensters; deze zijn gemodelleerd door ervan uit te gaan dat er nooit halteertijdbuffer nodig is, en er daardoor altijd 1 minuut kan worden gewonnen. De prestatie van de venstervarianten moet daarom worden beschouwd als een maximum prestatie.

variant

181


Bijlage 11: Wachttijden naar oorzaak uit Simone (2004)

182

Bijlage 12: Wachttijden naar oorzaak uit Simone (2007)

183


Bijlage 13: Samenstelling afstudeercommissie Contactgegevens

De afstudeercommissie bestaat uit de volgende personen: Prof. dr.-ing. I.A. Hansen TU Delft, Transportation & Planning

Voorzitter [email protected] 015-278 5279

Ir. P.B.L. Wiggenraad TU Delft ,Transportation & Planning

Dagelijks Begeleider [email protected] 015-278 4916

Ir. T. Heijer TU Delft, Safety Science Group

Begeleider veiligheidskunde [email protected] 015-278 5695

Dr.ir. A.A.M. Schaafsma ProRail Strategie & Innovatie

Begeleider ProRail [email protected] 030-235 7622 Postbus 2101, 3500 GC Utrecht Moreelsepark 3, kamer B1.05 F 030-235 5709

Contactgegevens afstudeerder: J. van den Top B.Sc.

[email protected] Hendrik Tollensstraat 328 2624 BT Delft 015-36 12 123 06-26 404304

184

Toepassingsmogelijkheden van Dynamisch Railverkeersmanagement in Arnhem

Recommend Documents