Tågförseningar forskning vid BTH

EOT– Effektiv operativ omplanering av tåglägen vid driftstörningar

EOT– Effektiv operativ omplanering av tåglägen vid driftstörningar

Projektstatus

Avslutat

Kategori/Område

Datalogi och datorsystemteknik

Att omplanera tåg är som att lägga ett enorm stort och komplicerat pussel. Varje pusselbit motsvarar en tågslot, dvs. det tidsfönster som ett tåg har planerat att köra på ett visst spår.

Tänk dig dessutom att rätt som det är så ändrar vissa pusselbitar storlek och form och blir allt större, vilket motsvaras av en försening. Det ska då finnas utrymme i pusselbrädet att trots allt få in dessa förstorade pusselbitar utan att de andra pusselbitarna skadas svårt.

Projektet EOT syftar till att utveckla och utvärdera beslutstöd för trafikledaren i omplaneringen mhja parallelisering av en optimeringsbaserad sökalgoritm. Det vill säga, beslutstödet syftar till att ge ett antal effektiva förslag på hur pusslet kan läggas (hur tågen ska köras) trots förändrade förutsättningar.

En viktig del i projektet är att analysera hur förslagens lämplighet kan bedömas och jämföras för att underlätta för trafikledaren vid val och justering av lösning.

Detta forskningsprojekt är finansierat av Trafikverket och är en fortsättning på projekten OAT (Omplanering Av Tåglägen) och OAT+. Medverkande är i huvudsak Magdalena Grimm på Trafikverket samt Prof. Håkan Grahn, Dr. Johanna Törnquist Krasemann, doktorand Syed Muhammad Zeeshan Iqbal samt projektassistent Sara Soltani på Blekinge Tekniska Högskola. Projektet sker i samverkan med projektet Robusta Tidtabeller för Järnvägstrafik.

Bakgrund

Ett attraktivt och hållbart järnvägssystem ska hålla hög säkerhet, vara miljövänligt, ha god tillgänglighet och erbjuda pålitliga transporttjänster som håller tillräckligt hög tidsprecision. Samtidigt ska bankapaciteten utnyttjas i möjligaste mån på ett kostnadseffektivt sätt. Detta kräver en kontinuerlig balans mellan att skapa ett högt banutnyttjande och att bibehålla en tillräckligt hög robusthet, dvs. liten känslighet för störningar. Många orsaker till störningar kan förebyggas och flertalet studier av detta har gjorts, men oförutsedda händelser som skapar störningar är ofrånkomliga och konsekvenserna ska då kunna approximeras, minimeras samt kommuniceras till användarna. Värdefull information som ligger till grund för en god konsekvensanalys av en driftstörning och revidering av tågplanen finns dock inte alltid trafikledaren tillhands. Med nuvarande förutsättningar finns heller inte alltid en möjlighet att använda tillgänglig information eftersom trafikledaren på mycket kort tid måste agera och utan beslutstöd.

Syfte

I de tidigare forskningsprojekten Omplanering Av Tåglägen (OAT) och dess fortsättning OAT+, vilka båda finansierats av Banverket (numera Trafikverket, TV), har matematiska modeller som beskriver hur trafiken kan omplaneras utvecklats liksom optimeringsbaserade metoder för att snabbt ge trafikledaren förslag på hur tågplanen kan revideras baserat på relevant information om förutsättningarna och utefter de trafikstyrningsmål TV har satt upp. Inom ett av TVs andra forskningsprojekt utvecklas nu även en ny princip för tilldelning av tåglägen där det centrala är de leveransåtaganden som TV och resp. operator enas om. Dessa leveransåtaganden anger sedan i operativ drift i större utsträckning än idag vilken betydelse olika förändringar av tåglägen har (dvs. om TV kan förändra ett tågläge utan att det påverkar leveransåtagandet). För att kunna använda denna information i operativ drift vid en omplanering och därmed öka handlingsfriheten behöver dock trafikledaren beräkningsmässigt stöd baserade på metoder och modeller som utvecklats inom OAT+. I fortsättningsprojektet ”Effektiv operativ omplanering av tåglägen vid driftstörningar” planerar vi att anpassa våra modeller och metoder efter de nya förutsättningar som planeras. Vi planerar även att i större utsträckning än tidigare kunna omsätta forskningsresultaten från OAT och OAT+ och utvärdera dem i samverkan med TV. Våra optimeringsalgoritmer kommer vi även att förbättra samt effektivisera dem genom parallellisering och tillämpning av multi-processorer.

Publikationer

Papers

J. Törnquist Krasemann (2012), Design of an effective algorithm for fast response to the re-scheduling of railway traffic during disturbances, In press Transportation Research Part C 20 (2012) pp. 62-78, DOI:10.1016/j.trc.2010.12.004.

H. Grahn and J. Törnquist Krasemann, A Parallel Re-Scheduling Algorithm for Railway Traffic Disturbance Management — Initial Results, Proc. of the 2nd Int’l Conference on Models and Technologies for Intelligent Transportation Systems (MT-ITS 2011), pp. XX-YY, June 2011, Leuven, Belgium. Fulltext

S.M.Z. Iqbal, H. Grahn, and J. Törnquist Krasemann (2011), A Parallel DFS Algorithm for Train Re-scheduling During Traffic Disturbances — Early Results, Proc. of the 4th Swedish workshop on Multicore Computing (MCC-11), pp. 115–120, November 2011, Linköping, Sweden. Fulltext

S.M.Z. Iqbal, H. Grahn, J. Törnquist Krasemann (2012), A parallel heuristic for fast train dispatching during railway traffic disturbances: Early results, In proceedings of the First Int’l Conference on Operations Research and Enterprise Systems (ICORES 2012), pp. 405-414, February 2012. Fulltext

S.M.Z. Iqbal, H. Grahn, J. Törnquist Krasemann (2012) A comparative evaluation of re-scheduling strategies for train dispatching during disturbances, In Proceedings of the 13th Int’l Conf. on Design and Operation in Railway Engineering (Computers in Railways XIII / CompRail 2012), pp. 567-579, Wessex Institute of Technology, UK, September 2012. Fulltext

S.M.Z. Iqbal, H. Grahn, J. Törnquist Krasemann (2013) Multi-Strategy Based Train Re-Scheduling During Railway Traffic Disturbances, in Proc. of the 5th International Seminar on Railway Operations Modelling and Analysis (RailCopenhagen), pp. XX-YY, May 2013, Copenhagen, Denmark. Fulltext

t

Rapporter och presentationer

Final project report, 2012-11-29. PDF

Project presentation, 2012-11-29. PDF

Fakta

Längd

2010-2013

Deltagare