Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Upgrade of the railway line between Odense and Aarhus

Transkript

1

2

3 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Upgrade of the railway line between Odense and Aarhus (Opdateret version med mindre rettelser) Kandidatspeciale Lars Wittrup Jensen s Vejleder: Alex Landex Lektor DTU Transport, Danmarks Tekniske Universitet April 2012

4

5 Forord Følgende rapport er resultatet af kandidatspecialet Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus og er gennemført på DTU Transport, Institut for Transport ved Danmarks Tekniske Universitet. Specialet er udarbejdet i perioden september 2011 til april 2012 og svarer til 35 ECTS-point. Specialet har været vejledt af Alex Landex, som skal have stor tak for råd, kommentarer og vejledning gennem hele projektperioden. Derudover skal lyde en tak til Banedanmark for at stille data om infrastrukturen til rådighed. Ydermere en stor tak til Anders H. Kaas og Anne Kirk fra Atkins Danmark A/S for at stille baggrundsmateriale, enhedspriser og togdata til rådighed. En tak skal også lyde til Bo Nielsen (Banedanmark) og Jimmy Peter Asmussen (Banedanmark), som har været meget behjælpelig med at svare på spørgsmål om hastighedsopgradering og tværprofiler, Derudover også tak til Erik Mørck Jacobsen (Atkins Danmark A/S), Jørgen Gade (Atkins Danmark A/S), Bernd Schittenhelm (Banedanmark & DTU Transport), Jesper Henrichsen (Vectura Danmark), Russel da Silva (Atkins Danmark A/S) og Jens Meyer (Atkins Danmark A/S) for at svare på mine mange spørgsmål relateret til dette speciale. Afslutningsvis et stort tak til min familie og mine venner for støtten gennem projektperioden og især min kæreste, Marie, for den store støtte og hjælpsomhed i den sidste travle tid. Lars Wittrup Jensen Kongens Lyngby d. 30. april 2012 i

6

7 Sammenfatning Med den politiske aftale: En grøn transportpolitik d. 29, januar 2009 blev det besluttet, at implementere Timemodellen på det danske hovedbanenet mellem København og Aalborg, således at rejsetiden reduceres til én time mellem København, Odense, Aarhus og Aalborg. I første omgang implementeres Timemodellen på strækningerne København-Odense og Aarhus-Aalborg, og efter 2020 på strækningen mellem Odense og Aarhus, da en reduktion af rejsetiden på denne strækning vurderes at medføre omfattende indgreb. I dette speciale er det derfor valgt, at se nærmere på opgradering og udretning af strækningen mellem Odense og Aarhus med det formål at implementere Timemodellen på denne strækning, så den kan tilbagelægges på 55 minutter med en vendetid i Aarhus på fem minutter. I nærværende rapports første del er strækningen og den omkringliggende korridor beskrevet. Derudover er litteratur om Timemodellen samt tidligere undersøgelser gennemgået. Det er i denne del af rapporten beskrevet at jernbanen mellem Fredericia og Aarhus er kendetegnet ved at være meget snoet, på grund af det kuperede terræn i Østjylland, hvilket medfører en lav strækningshastighed. Over Vestfyn har banen et mere ret forløb og en højere strækningshastighed. Gennemgangen af tidligere projekter viser blandt andet at en udretning af banen mellem Horsens og Skanderborg var tæt på at blive igangsat ved årtusindeskiftet, men at projektet til sidst blev skrinlagt, da det ville medføre omfattende indgriben i det kuperede landskab i Østjylland mellem Horsens og Skanderborg. I rapportens anden del er normer og bestemmelser relevante for sporopgradering samt nybygning af bane gennemgået. Forskelle mellem danske og europæiske regler er belyst og det er i denne sammenhæng konklusionen at de danske regler er mere skærpede end de europæiske. Dette medfører at de europæiske regler overholdes, men også at de danske regler resulterer i forøgede anlægsomkostninger ved en opgradering og i de fleste tilfælde også ved nybygning af bane. I forbindelse med indførelsen af fælles europæiske regler, er kravene til en nybygget banes gradienter lempet i de danske sporregler, hvilket betyder, at det i forhold til tidligere, er muligt at anlægge en ny bane med mindre indgriben i landskabet og mindre anlægsomkostninger, men med større driftsomkostninger. Til at vurdere køretidsgevinsten ved en given opgradering eller nybygning, er en model til at estimere køretider, ved brug af en given type tog, udviklet i forbindelse med dette speciale. Det er fundet at modellen præsterer godt i forhold til sammenlignelige RailSys-beregninger. Konklusionen i nærværende speciale er at modellen muligvis kan opnå en større præcision ved at inkludere for eksempel banens gradienter i beregningerne. På sigt kan det være aktuelt at bygge videre på modellen, så den opnår større præcision, og muligvis kan indarbejdes i mere avancerede modeller. Rapportens første og anden del danner baggrund og teknisk grundlag for selve analysen af opgradering og nybygning, som er foretaget i rapportens tredje del. Ved udarbejdelse af nybygningsalternativer og analyse af en opgradering i rapportens tredje del, er de danske normer benyttet. Dette medfører altså som udgangspunkt højere anlægsomkostninger, men også bedre komfort og mindre vedligehold. iii

8 Figur i De to anbefalede løsninger. iv

9 På baggrund af rapportens to første dele, er en opgradering af den eksisterende strækning, til hastigheder op til 200 km/t, udarbejdet. Opgraderingen medfører en rejsetidsbesparelse på cirka fem minutter, således at rejsetiden reduceres til 1 time og 9 minutter. Anlægsprisen for opgraderingen er estimeret til 2,26 mia. kroner. Denne rejsetid er dog stadig for lang, og derfor er der opstillet, samt sorteret, en lang række nybygningsalternativer. Kombinationer af opgradering og nybygning er da opstillet i fire løsninger, hvor det efterfølgende er vurderet at de to løsninger skitseret på figur i, er de bedste. Primært fordi begge indeholder en bane over Vestfyn, som vurderes at give store drifts- og kapacitetsmæssige fordele, samt komme fremtidige etaper af Timemodellen til gode mod Esbjerg og Herning. De to løsninger indeholder: 1. I alt 80,6 kilometer bane over Vestfyn, over Vejle Fjord mellem Snoghøj og Daugård (syd for Hedensted) samt mellem Hovedgård og Hasselager (mellem Hørning og Viby). Derudover opgradering af to mindre delstrækninger. Pris: cirka 16,6 mia. kroner 2. I alt 95 kilometer jernbane, hvor der bygges en længere bane over Vejle Fjord mellem Snoghøj og Eriknauer (syd Horsens) end i ovennævnte løsning. Derudover er de to løsninger stort set ens, hvor opgraderingen i denne løsning dog ikke er ligeså omfattende. Pris: cirka 19,2 mia. kroner Det ses at løsning 1 er billigst, men det er samtidig vurderet at løsning 2 medfører større drifts- og kapacitetsmæssige fordele end løsning 1. Derudover er løsning 2 også bedre for naturen, da et Natura 2000-område nord for Vejle Fjord berøres i langt mindre grad end i løsning 1. Det er derfor valgt at anbefale begge løsninger, da det ene er billigt, men mere skadeligt for naturen, mens det andet er bedre for naturen og derudover bibringer lidt flere kapacitets- og driftsmæssige fordele, men samtidig er dyrere. Det er konklusionen i rapporten at et valg af én løsning, bør foretages ud fra en vægtning af økonomiske og naturmæssige interesser samt drifts- og kapacitetsmæssige fordele. Og derudover bør en egentlig samfundsøkonomisk analyse også gennemføres for at opnå et bedre beslutningsgrundlag. Ydermere konkluderes det afslutningsvis i rapporten, at der fremadrettet også bør ses på alternative løsninger, som kan være billigere, for eksempel brug af kurvestyret rullende materiel, større udnyttelse af de europæiske normer og bestemmelser, samt en omformulering af Timemodellen, således at dele af rejsetidsbesparelsen kan opnås på andre delstrækninger hvor denne lettere kan tilvejebringes. v

10

11 Abstract With the political agreement: "A Green Transport Policy" (En grøn transportpolitik) on January 29, 2009 it was decided to implement the Hour model (Timemodellen) on the Danish main railway network between Copenhagen and Aalborg in order to reduce travel times to one hour between Copenhagen, Odense, Aarhus and Aalborg. Initially the Hour model is to be implemented on the lines Copenhagen-Odense and Aarhus-Aalborg, and after 2020, on the line between Odense and Aarhus, since a reduction of travel time on this line is considered to result in significant works. In this thesis it has therefore been chosen to look at upgrading and realigning the line between Odense and Aarhus in order to implement the Hour model, on this line, so it can be traveled in 55 minutes with a turn-around time of five minutes in Aarhus. In the first part of this report the line between Odense and Aarhus, and the surrounding corridor, is described. Furthermore, literature about the Hour model and former studies are reviewed. In this part of the report it is also described how the railway between Fredericia and Aarhus is characterized by a twisted alignment due to the hilly terrain in eastern Jutland, which subsequently causes a low line speed. Across western Funen the railway line has a more straight alignment and a higher line speed. The review of former studies and projects shows that a realignment of the railway between Horsens and Skanderborg was close to being initiated around year 2000, but was later abandoned due to the hilly terrain between Horsens and Skanderborg. In the second part of the report, standards and regulations relevant to track upgrades and construction of new lines have been reviewed. Differences between Danish and European rules are clarified and it is found that the Danish rules are more stringent than the European. This means that the European rules are respected, but also that the Danish rules results in increased costs of an upgrade and in most cases also for the construction of new railway. In connection with the introduction of common European rules, the requirements for gradients for a newly built railway has been relaxed in the Danish track rules, which means that compared to earlier it is now possible to construct new railways with less impact on the landscape and reduced construction costs, but also higher operating costs. To evaluate the running time gain for a particular upgrade or new line, a model to estimate running times, using a given type of train, has been developed in this thesis. It is found that the model performs well in relation to comparable RailSys calculations. The conclusion of this thesis is that the model might achieve greater precision by including, for example, gradients in the calculations. Eventually it may be of interest to build upon the model to achieve greater precision, and the model could subsequently be incorporated in more advanced models. The report's first and second part provides background and technical basis for the upgrade of the existing line and construction of new railway, carried out in the report's third part. In the preparation of new alternatives and analysis of an upgrade in the report's third part, the Danish norms have been used. This principle results in higher construction costs but also better comfort and less maintenance. vii

12 Figure ii Recommended solutions. viii

13 On the basis of the report's first two parts, an upgrade of the existing line, for speeds up to 200 km/h, has been proposed. The upgrade results in a travel time reduction of about five minutes resulting in a travel time of 1 hour and 9 minutes. The construction price for this upgrade is estimated at 2.26 billion DKK. The achieved travel time is however still too long, and therefore a number of new alignments have been proposed and subsequently sorted. Combinations of upgrading and new alignments have been compiled to four solutions, which were subsequently reduced to the two solutions shown in figure ii, as they were assessed as the best. Mainly because both solutions contain a new railway line across western Funen. This new railway line is considered to provide great operational and capacity benefits and also future stages of The Hour model to Esbjerg and Herning can benefit from the travel time reduction caused by the new railway. The two solutions include: 1. A total of 80.6 km new railway across western Funen, Vejle Fjord between Snoghøj and Daugård (south of Hedensted) and between Hovedgård and Hasselager (between Hørning and Viby). In addition an upgrade of two smaller sections is necessary. Price: approximately 16.6 billion DKK 2. A total of 95 km new railway, where the new railway across Vejle Fjord between Snoghøj and Erik Nauer (south Horsens) is longer than in the above solution. Besides this, the two solutions are practically the same, where the upgrading of the existing line is not as significant in this solution as in the above. Price: approximately 19.2 billion DKK It is seen that solution 1 is the cheapest, but at the same time it is considered that solution 2 will result in greater operational and capacity benefits than solution 1. In addition, solution 2 is also better for the nature since a Natura 2000-area north of Vejle Fjord is affected to a much lesser extent than in solution 1. Therefore it has been chosen to recommend both solutions since the first one is cheap, but more harmful to the nature, while the second is better for the nature and also ensures a little more capacity and operational benefits, but it is also more expensive. Subsequently it is the conclusion that a choice of either solution should be based on a weighting of economic and environmental interests as well as operational and capacity benefits. In addition, there should also be conducted a socio-economic analysis to obtain a better support for decisions. Furthermore, it is concluded in the report, that prospectively there should also be looked at alternative solutions which may be cheaper, for example, the use of tilting trains, greater use of European norms and regulations, as well as a reformulation of the Hour model so travel time savings can be achieved in other sections where it may be more easily achieved. ix

14

15 Indholdsfortegnelse 1 Indledning Formål Afgrænsning Rapportstruktur 5 2 Timemodellen Udvikling af Timemodellen Højhastighedstog og fordele ved højere hastighed 9 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Historisk gennemgang Stationer og passagertal Kapacitet og togdrift på strækningen Topografi Hastighedsprofil Opsummering 32 4 Gennemgang af tidligere undersøgelser Hastighedsopgradering af den eksisterende bane mellem Odense og Aarhus Udretning af strækningen mellem Odense og Aarhus Opsummering 43 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning Nationale regler Europæiske regler Krav til sporgeometri Krav til tværprofil Valg af normgrundlag Opgradering af hastighedsprofil Opsummering 66 6 Model til beregning af køretider Formler til beregning af køretider Rullende materiel Køretidstillæg Model Opsummering 81 xi

16 7 Opgradering af eksisterende bane Forudsætninger og metode Del 1 - Ændring af overhøjde inden for normalbestemmelserne Del 2 - Hastighedsopgradering med sideflytning Samlet vurdering Opsummering Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger Forudsætninger Opstilling og sortering af nybygningsalternativer Opstilling af samlede løsninger Opsummering Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele Definition af kapacitet Infrastrukturens betydning for kapaciteten Trafikal afvikling Netværkseffekter Vurdering af løsninger Opsummering Anbefaling Perspektivering Alternative løsninger Model og rejsetider Kørestrøm og anlægsøkonomi Konklusion 167 Litteraturliste 171 Symbolliste 177 Appendiks I: Læringsmål 179 Appendiks II: Vejledning i brug af model 181 Appendiks III: Udretning af kurve 187 Appendiks IV: Anlægsestimat 191 Appendiks V: Begrænsende kurver 195 Appendiks VI: Hastighedsprofiler og køretid for kurvestyrede tog 199 Appendiks VII: Køretidsberegning for København-Odense via Køge N 201 xii

17 1 Indledning I september 2009 lancerede VK-regeringen en ambition om en jernbane i vækst grundet stigende trængsel på veje, ønsket om grøn transport samt et øget hensyn til fremtidens mobilitet og velfærd. Målet for jernbanen er, som minimum, en fordobling af antallet af personkilometer fra 6,5 mia. i 2009 til 13 i Til sammenligning er antallet af personkilometer på jernbanen steget fra cirka 3 mia. i midten af 70 erne til cirka 6,5 mia. i 2008 (Transportministeriet, 2009b), altså mere end en fordobling på lidt over 30 år. Denne tilvækst er blandt andet tilvejebragt via åbningerne af de faste forbindelser over Mia. personkilometer Storebælt og Øresund, samt åbningen af Kastrupbanen og Køgebugtbanen. Ydermere har metroens åbning i 2002 også bidraget til væksten, mens den anden oliekrise i slutningen af 70 erne resulterede i en markant overflytning af passagerer fra vej til bane (Transportministeriet, 2009b) Figur 1.1 Personkilometer på jernbanen fra 1970 til 2010 (blå) og ambitionen for 2030 (orange) (Transportministeriet, 2009b) (Danmarks Statistik, 2012). Figur Timemodellen som den fremgår af aftalen: "En grøn transportpolitik". Blå strækninger er de første hvor Timemodellen skal implementeres, senere kan princippet udvides til flere byer, fx Esbjerg og Herning (vist i lyseblå). Målet om en fordobling på 20 år er altså meget ambitiøst og sat på baggrund af de store investeringer i jernbanen, der er besluttet i aftalen: En grøn transportpolitik fra januar Investeringer som er nødvendige for at kunne opfylde målet om fordobling. Tilvæksten er historisk set mulig, som det ses af væksten i passagerkilometer siden 70 erne beskrevet herover. Aftalen mellem folketingets partier, undtagen Enhedslisten, fra januar 2009 indeholder blandt andet en beslutning om implementering af Timemodellen (Transportministeriet, 2009a), som skal bidrage til at jernbanen optager den største andel af forøgelsen i transportarbejde frem mod Princippet i Timemodellen er en reduktion i rejsetid på landets største fjerntogsstrækninger således at rejsetiden mellem landets 1

18 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus største byer reduceres til én time, som det ses af tabel 1.1 herunder. Dermed vil InterCity-tog, der kører udelukkende med stop i disse byer, kunne afgå på samme tidspunkt på timen i hver by og samtidig udgøre et væsentlig bedre alternativ til bilen på dør-til-dør tider. Afstand Rejsetid Bil Tog Bil i 2012 Tog i 2007 Tog i 2012 Timemodel København-Odense 162 km 160 km 1 t 45 min 1 t 19 min 1 t 15 min 1 time Odense-Aarhus 141 km 169 km 1 t 30 min 1 t 42 min 1 t 23 min 1 time Odense-Esbjerg 134 km 142 km 1 t 24 min 1 t 38 min 1 t 20 min 1 time Odense-Herning 147 km 159 km 1 t 42 min - 1 t 51 min 1 time Aarhus-Aalborg 120 km 140 km 1 t 15 min 1 t 28 min 1 t 19 min 1 time Tabel 1.1 Korteste rejsetid i 2007, 2012 samt med indførelse af Timemodellen (Krak, 2012) (Banedanmark, 2012b) (Landex, et al., 2006) (DSB, 2011a). Rejsetiden er reduceret siden 2007 på grund af en afvikling af vedligeholdelsesefterslæbet. I første omgang søges Timemodellen, ifølge transportaftalen fra 2009, implementeret på strækningerne mellem København og Odense, Aarhus og Aalborg samt senere hen Odense og Aarhus, som det fremgår af figur 1.2. På sigt kan Timemodellen udvides til blandt andet Esbjerg og Herning. Etableringen af Timemodellen gennemføres i tre etaper. Første etape er København-Odense, som med den nye bane København-Køge-Ringsted og en hastighedsopgradering på Østfyn samt Vestsjælland kan køres på én time. Anden etape er Aarhus-Aalborg, som igen er delt op i to deletaper Aarhus-Hobro samt Hobro-Aalborg. Tredje etape er Odense-Aarhus, som er den vanskeligste af de tre strækninger og kræver omfattende indgreb i infrastrukturen, for at rejsetiden kan reduceres til én time. Realiseringen af denne etape kan først ske efter 2020 (Transportministeriet, 2009a). I forbindelse med den politiske aftale fra 2009 blev det besluttet, at gennemføre en strategisk analyse frem mod 2013 for, blandt andet, at afdække mulighederne for at realisere Timemodellens etape 3. I en foreløbig screening har Trafikstyrelsen (2011) fremlagt tre alternative linjeføringer, vist på figur 1.3: Figur 1.3 Hovedalternativer i Trafikstyrelsens indledende screening (2011). 2

19 1 Indledning Trafikstyrelsen (2011) har estimeret anlægsomkostningerne for de tre alternativer til: A mia. kr. 1 B mia. kr. 2 C. 100 mia. kr. (NIRAS, 2008) Fælles for alle tre alternativer gælder at rejsetiden mellem København og Aarhus reduceres til højst to timer. For det dyreste alternativ over Kattegat gælder ydermere, at rejsetiden mellem Danmarks to største byer reduceres med én time i forhold til Timemodellen, således at rejsen kan tilbagelægges på kun én time (Trafikstyrelsen, 2011). Forbindelsen over Kattegat hjælper dog ikke direkte til at reducere rejsetiden mellem Odense og Aarhus til én time, hvorved enten alternativ A, B eller et tredje skal tages i brug. Alternativ B med en fast forbindelse Bogense-Juelsminde vil ydermere ikke direkte kunne bidrage til at opfylde Timemodellen til Esbjerg, kun Herning, og selvsagt Aarhus og Aalborg. På sigt vil en opgradering af strækningen mellem Odense og Esbjerg derfor være nødvendig, hvilket alternativ A opfylder på strækningen mellem Odense og Middelfart. I betragtning af ovenstående vil alternativ A, eller en variant heraf, opfylde en rejsetidsreduktion på flest strækninger i Timemodellen, altså Odense-Aarhus samt delvist Odense-Esbjerg og Odense- Herning. Derudover er det den billigste af løsningerne, som samtidig ikke udelukker at Kattegatforbindelsen senere kan anlægges, hvis en yderligere reduktion i rejsetid ønskes mellem København og Aarhus. I en tid med finansiel krise, underskud på statsbudgettet og stigende gæld (Finansministeriet, 2011) er det nødvendigt at vælge billige løsninger for at reducere statens udgifter og samtidig en yderligere gældsstiftelse, hvis projektet ønskes gennemført. Som følge af dette søger nærværende kandidatspeciale, at afdække yderligere muligheder for en opgradering og udretning af den eksisterende bane mellem Odense og Aarhus end hvad der er indeholdt i Trafikstyrelsens screening (2011), således at rejsetiden på strækningen reduceres til én time. 1.1 Formål På baggrund af folketingets ønske om en implementering af Timemodellen på strækningen Odense- Aarhus er formålet med dette kandidatspeciale at: Opstille løsningsalternativer, indeholdende nybygning såvel som opgradering, således at strækningen Odense-Aarhus kan tilbagelægges på 55 minutter Estimere anlægsomkostninger samt vurdere kapacitets- og driftsmæssige fordele ved de opstillede løsninger Anbefale en eller flere løsninger hvorved Timemodellen kan realiseres mellem Odense og Aarhus Rejsetidsmålet på 55 minutter fremkommer som følge af at vendetiden på fem minutter i Aarhus inkluderes på strækningen mellem Odense og Aarhus, således at toget kan afgå mod Aalborg én time efter det er afgået fra Odense. 1 Reduktionen i anlægspris fremkommer som følge af at vendetiden på fem minutter i Aarhus inkluderes i rejsetiden på strækningen Aarhus-Aalborg i stedet for Odense-Aarhus, hvorved enkelte anlægselementer kan undværes. Yderligere reduktion i anlægspris kommer af benyttelse af andet rullende materiel, hvorved der kan undværes flere anlægselementer. (Trafikstyrelsen, 2011) 2 Afhænger af om den faste forbindelse Bogense-Juelsminde udføres som en ren baneforbindelse eller en kombineret vej- og baneforbindelse. (Trafikstyrelsen, 2011) 3

20 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus I tillæg til ovenstående, er det nødvendigt at danne den nødvendige baggrundsinformation samt det tekniske grundlag for at der opnås en tilstrækkelig god kvalitet i løsningerne. Derfor er det ydermere formålet at: Gennemgå tidligere materiale om Timemodellen samt tidligere undersøgelser om opgradering og udretning af strækningen mellem Odense og Aarhus Gennemgå gældende regler og bestemmelser for opgradering og nybygning For at kunne vurdere gevinsten ved en opgradering eller nybygning, er det nødvendigt at foretage køretidsberegninger, så det kan belyses hvor stort et antal tiltag, der er nødvendige for at opnå rejsetidsmålet på 55 minutter. I forbindelse med dette speciale er derfor valgt at udvikle en model til at estimere køretider for de tiltag som undersøges. Læringsmålene for nærværende speciale er opstillet i appendiks I. 1.2 Afgrænsning For at opnå en passende detaljeringsgrad i analyse og vurderinger, i dette speciale, er det nødvendigt at foretage en afgrænsning, da formålet ellers giver anledning til at gennemføre en lang række analyser og betragtninger, som det ikke umiddelbart er muligt at udføre uden at gå kompromis med kvaliteten af nærværende kandidatspeciale. I forbindelse med opgradering af den eksisterende bane, analyseres derfor kun en opgradering af højre spor (stigende kilometrering), og det antages i den forbindelse at analysens resultater for højre spor kan overføres til venstre spor. Derudover fokuseres der ved opgradering af eksisterende bane og nybygning af bane kun på forhold relateret til sporet, da dette vurderes at være den vigtigste faktor ved opgradering og nybygning. Der fokuseres således ikke på kørestrøms- og signalanlæg. Det forudsættes dog at det nye signalsystem, ERTMS niveau 2, er implementeret og en elektrificering af strækningen mellem Fredericia og Aarhus er gennemført. Denne antagelse skyldes at Banedanmark (2011b) vurderer at en elektrificering, på nævnte strækning, vil medføre store samfundsøkonomiske gevinster. Derudover foretages analysen af opgradering og nybygning kun med henblik på konventionelt rullende materiel. Altså udelukkes kurvestyret rullende materiel fra analysen, da kurvestyrede tog på nuværende tidspunkt ikke bruges i Danmark. Det gælder for opstilling af løsninger, at der er tale om løsninger som er opstillet på et overordnet niveau. Dette betyder at der for en lang række faktorer ikke er foretaget eksakte beregninger. For eksempel beregnes afgravning og påfyldning ikke for nybygningsalternativerne, da længdeprofiler ikke projekteres. Men også konsekvenser for kørestrøm og signalanlæg er ikke vurderet præcist. Dette medfører at anlægsprisen, der opstilles for de forskellige løsninger, er et meget groft estimat, da dette er baseret på antagelser. Derudover er det kun et udvalg af løsninger der undersøges, og der vil således være mange andre mulige løsninger, som kan være attraktive, men som ikke nødvendigvis belyses. Nærværende speciale skal derfor udelukkende ses som en indledende undersøgelse som kan danne baggrund for senere og mere detaljerede undersøgelser. 4

21 1 Indledning 1.3 Rapportstruktur Nærværende rapport er opdelt i 12 kapitler, hvoraf den centrale del af rapporten er opdelt i tre dele som det fremgår af figur 1.4 herunder: DEL 1 Baggrund DEL 2 Teknisk grundlag DEL 3 Analyse Kapitel 1 Kapitel 2 Kapitel 3 Kapitel 4 Kapitel 5 Kapitel 6 Kapitel 7 Kapitel 8 Kapitel 9 Kapitel 10 Kapitel 11 Kapitel 12 Indledning Timemodellen Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Gennemgang af tidligere undersøgelser Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning Model til beregning af køretider Opgradering af eksisterende bane Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele Anbefaling Perspektivering Konklusion Figur 1.4 Rapportstruktur. I første del af rapporten gennemgås Timemodellen, fordele ved højere hastighed samt tidligere undersøgelser af opgradering og udretning på strækningen mellem Odense og Aarhus. Derudover beskrives strækningen mellem Odense og Aarhus, herunder historie, stationer, potentielle åbninger og lukninger af stationer, nuværende drift samt korridorens topologi. I anden del af rapporten gennemgås de tekniske normer og bestemmelser relevante for sporopgradering og nybygning af bane. Både europæiske og danske regler gennemgås, og der foretages valg af normgrundlag. Derudover beskrives forudsætninger der er foretaget i forbindelse med køretidsberegningerne, herunder valg af konventionelt rullende materiel og køretidstillæg. Ydermere beskrives modellen til beregning af køretider, som er udviklet i forbindelse med dette speciale. I tredje del af rapporten benyttes de to første dele til at analysere mulighederne for opgradering og nybygning af bane, således at 55 minutters rejsetid opnås. I kapitel 7 analyseres en opgradering af eksisterende bane og hvilken køretidsbesparelse en sådan giver. Dette delresultat benyttes, blandt andet, i kapitel 8, til at opstille nybygningsalternativer samt samlede løsninger således at rejsetidsmålet opnås. For de opstillede løsninger gennemføres, i kapitel 9, en overordnet vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele. I den forbindelse beskrives også netværkseffekter samt elementer inden for jernbanekapacitet. Afslutningsvis i rapportens tredje del anbefales en eller flere af de opstillede løsninger. I kapitel 11 foretages en perspektivering samt diskussion af specialets resultater, og rapporten rundes derefter af i en konklusion i kapitel 12. 5

22 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Læsevejledning Strækningen mellem Odense og Aarhus er delt op i to strækninger, afgrænset af Fredericia station, med hver deres kilometrering. For at øge overskueligheden i denne rapport, er det valgt at normalisere disse to kilometreringer til en kilometrering for hele strækningen mellem Odense og Aarhus startende i Odense. Figur 1.5 herunder viser kilometreringer i henhold til Banedanmarks strækningsinformation (2012b) samt den normaliserede kilometrering. Figur Kilometrering i følge tjenestekøreplanens indledende bemærkninger (TIB) (Banedanmark, 2012b) øverst og en normaliseret kilometrering for Odense-Aarhus, med km 0 i Odense, nederst. I tillæg til rapporten er en række appendikser og bilag udarbejdet. Appendikser er placeret bagerst i rapporten, mens bilagene kan findes på den medfølgende CD-ROM sammen med en kopi af rapporten i PDF-format. En liste med symboler er ligeledes placeret bagerst i rapporten sammen med en litteraturliste 6

23 2 Timemodellen Timemodellen er ikke nogen ny idé og har således sin rod i slutningen af 80 erne, hvor ønsket om kortere rejsetider mellem landdelene var visionen efter åbningen af Storebæltsforbindelsen. Med en rejsetidsreduktion, som følge af Timemodellen, kan toget markere sig som et endnu stærkere alternativ til fly og bil, og vil dermed give en forskydning i markedsandelene i togets favør. I nærværende kapitel gennemgås kort Timemodellens historie, siden den først så lyset i slutningen af 80 erne. Og derudover gennemgås det, hvilke fordele der kan opnås ved en forøgelse af hastigheden som følge af implementering af Timemodellen. 2.1 Udvikling af Timemodellen Med DSB plan 2000 fra 1988 blev Timemodellen for første gang introduceret. To timemodeller præsenteres i planen, en til implementering ved åbningen af baneforbindelsen over Storebælt i og en til implementering i slut 90 erne, umiddelbart efter åbningen af vejforbindelsen over Storebælt for at fastholde eksisterende passagerer samt tiltrække nye. Førstnævnte timemodel indebærer, at rejsetiden mellem otte af landets største byer, København, Odense, Vejle, Esbjerg, Sønderborg, Holstebro, Aarhus og Aalborg, reduceres i større eller mindre grad. Ankomst og afgang i disse otte byer vil således foregå i minuttal 00 eller 30, alternativt 15 eller 45. Rejsetiden er, ifølge planen, fastsat til en time og et kvarter mellem Odense og København samt Odense og Aarhus, mens den mellem Aarhus og Aalborg er fastsat til én time, som det fremgår af figur 2.1 på næste side (DSB, 1988). Sluttimemodellen som er den anden timemodel der præsenteres i planen, er stort set den timemodel, som er beskrevet i indledningen til denne rapport, og indebærer rejsetider på én time mellem de fem største byer, København, Odense, Aarhus, Aalborg og Esbjerg. Derudover reduceres rejsetiden til Sønderborg med et kvarter i forhold til 1993 Timemodellen og knudepunktet i Holstebro flyttes til Herning, som i Sluttimemodellen kan nås på en time og et kvarter fra Odense. Tanken med begge timemodeller er en øget overskuelighed og enkelthed til glæde for passagerne, der rejser mellem de otte knudepunkter, som i 1988 tegnede sig for 50 % af alle fjerntogsrejser (DSB, 1988). Reduktionen i rejsetid, som er nødvendig for at indføre Timemodellen for 1993, ville i følge DSB (1988) medføre et trafikspring på 45 % fra 1992 til 1994, primært ved overflytning fra fly, busser og biler. Køreplansvisionen for slut 90 erne er ifølge planen en implementering af Sluttimemodellen for at skærpe togets konkurrencefordel i forhold til bilen ved åbningen af vejforbindelsen over Storebælt, som tidligere nævnt. 3 Jernbaneforbindelsen over Storebælt blev dog forsinket og åbnede først d. 1. juni Vejforbindelsen åbnede 14. juni 1998 (DSB, 1988) (Sund & Bælt, 2012). 7

24 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Figur 2.1 Timemodellen, som den skulle implementeres ved åbningen af baneforbindelsen over Storebælt i 1993 (DSB, 1988). I april 1997 blev realiseringen af Timemodellen sat på dagsordenen med Trafikministeriets rapport: Modernisering af jernbanens hovednet. Heri opstilles en række muligheder for opgradering og udbygningen af banenettet således at rejsetiden mellem København og Odense, Aarhus samt Aalborg kan reduceres til henholdsvis 1, 2 og 3 timer eller mindre. For at opfylde målet om en køretidsreduktion opstiller rapporten følgende baneinfrastrukturopgraderinger (Trafikministeriet, 1997): Udbygning af kapaciteten mellem København og Ringsted, på Vestfyn samt i Sønderjylland Udretning af hovedbanen i Østjylland Hastighedsopgradering på de øvrige hovedbanestrækninger Efter udgivelse af Trafikministeriets rapport blev der efterfølgende arbejdet videre med en udretning af banen mellem Eriknauer, syd for Horsens, og Skanderborg. I maj 1997 blev der afsat penge til projektet med loven om projektering af den nævnte strækning. Udretningsprojektet blev dog senere skrinlagt, da Folketinget i juni 2001 valgte at ophæve projekteringsloven, da undersøgelser viste, at udretningen 8

25 2 Timemodellen ville blive mere kompliceret end først antaget grundet det kuperede terræn nord for Horsens (Folketinget, 2001). I 2006 blev ideen om Timemodellen igen bragt frem med 6-by samarbejdet om hurtigere tog mellem de seks involverede byer, København, Odense, Esbjerg, Aarhus, Aalborg og Randers (Landex, et al., 2006). Rapporten tager udgangspunkt i at rejsetiden på strækningerne København-Odense, Odense-Esbjerg, Odense-Aarhus og Aarhus-Aalborg kan reduceres til én time, som det er beskrevet i Trafikministeriets rapport (1997). Sammenfaldende med timemodellerne, som er beskrevet af DSB plan 2000 (1988), kan toget således afgå på samme tidspunkt i alle byer, med undtagelse af Randers, hvor målet er en rejsetid på en halv time til Aarhus henholdsvis Aalborg. 2.2 Højhastighedstog og fordele ved højere hastighed Med en implementering af Timemodellen nedsættes rejsetiden på de berørte strækninger mellem København og Aalborg. Dette giver en direkte fordel for eksisterende passagerer på disse strækninger, men betyder samtidig, at der overflyttes passagerer fra bil og fly på baggrund af rejsetidsforbedringen. Erfaringer fra anlæg af nye højhastighedsbaner i Frankrig og Spanien viser netop en forskydning af markedsandelene efter indførelse af højhastighedsbaner, og en deraf følgende rejsetidsforbedring med tog, hvilket tydeligt ses af figur 2.2 herunder. 80% 60% 40% 20% 0% 72% 50% 54% 40% 24% 14% Paris-Bruxelles Madrid-Sevilla Paris-Lyon Før højhastighedstog Efter højhastighedstog Figur Markedsandele før og efter indførelse af højhastighedstog. Baseret på (Landex, et al., 2006). De europæiske højhastighedsbaners succes, som følge af overflytningen af markedsandele og lavere rejsetider, de sidste to årtier er ikke til at tage fejl af og det europæiske højhastighedsnetværk bliver konstant udbygget. Fra 1990 til 2009 er længden af det europæiske banenet, hvor der kan opnås hastigheder på mindst 250 km/t, mere end seksdoblet fra cirka kilometer i 1990 til cirka kilometer i Hvis jernbanelinjer hvorpå der mindst kan køres 200 km/t også inkluderes er tallet cirka kilometer i Prognoser viser, at det transeuropæiske netværk (TEN-T), hvorpå hastigheden mindst er 200 km/t, i 2020 er udvidet til over kilometer og næsten i 2030 med færdiggørelsen af det europæiske højhastighedsnetværk (European Commision, 2010). De europæiske højhastighedsbaners succes skyldes først og fremmest konkurrencedygtigheden på de mellemlange distancer, samt det store passagerpotentiale der er i det tætbefolkede Vesteuropa, især i Sydengland, Nordfrankrig, Holland, Belgien og Ruhr-Rhine-Frankfurt-området. En analyse foretaget af Gleave (2004) viser at decideret højhastighedstog er mest konkurrencedygtigt på rejseafstande mellem kilometer, hvor der er et stort transportbehov, mens fordelene i forhold til konventionel jernbane på afstande under kilometer er små. 9

26 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Det vurderes derfor, at rentabiliteten i en decideret højhastighedsbane med hastigheder på op til 300 km/t, som det ses på de hurtigste strækninger i Europa, er tvivlsom mellem Øst- og Vestdanmark. Dels på grund af det beskedne passagerpotentiale og dels på grund af den danske geografi, der betyder at en del vand skal forceres for at opnå direkte linjeføringer med dertilhørende højere anlægsomkostninger. En væsentlig kapacitetsmangel på den eksisterende bane kan dog muligvis retfærdiggøre en sådan bane. Opgradering og udretning af den eksisterende bane til højere hastigheder synes dog, på nuværende tidspunkt, som et bedre alternativ. Hvilket altså undersøges for strækningen mellem Odense og Aarhus i dette speciale, hvorved rejsetiden under alle omstændigheder reduceres. En reduktion i rejsetid samt en tilvækst i passagerer, som følge af rejsetidsforbedringen, medfører ydermere en forbedret driftsøkonomi. Passagertilvæksten øger billetindtægterne, mens der med rejsetidsforbedringen opnås en kortere omløbstid og dermed et mindre behov for rullende materiel og personel. Den forbedret driftsøkonomi øger rentabiliteten af den opgraderede jernbane, og kan benyttes til at forbedre serviceniveauet ved for eksempel at reducere billetprisen eller øge frekvensen. En serviceniveauforbedring vil igen medføre et øget antal passagerer, som igen bidrager til en forbedring af driftsøkonomien, såfremt kapaciteten af det rullende materiel ikke er nået. Dette kan beskrives som den kollektive trafiks positive spiral, som er modsætningen til den negative spiral hvor færre passagerer fører til dårligere driftsøkonomi. Figur 2.3 Den positive spiral for den kollektive trafiks driftsøkonomi (Landex, et al., 2006). En opgradering til højere hastighed medfører altså væsentlige driftsmæssige fordele. Disse kan ydermere forbedres hvis opgraderingen indebærer anlæg af en ny parallel bane. Dermed øges robustheden af togdriften på den pågældende strækning, da en alternativ rute opstår. Samtidig kan trafikken fordeles således, at langsomme tog kører på den eksisterende bane, mens de hurtige tog kører på den nye bane. Dette medfører en væsentlig forøgelse af kapaciteten, da de hurtige tog dermed ikke indhenter de langsomme tog. De kapacitetsmæssige fordele ved anlæg af parallel bane er nærmere beskrevet i kapitel 9. 10

27 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus I dette kapitel gennemgås strækningen mellem Odense og Aarhus, som det er valgt at fokusere på, i dette speciale, i forbindelse med en implementering af Timemodellen. Gennemgangen har til formål at udgøre baggrundsviden for rapportens del 3 i kapitel 7-9. Nedenstående emner gennemgås for strækningen i dette kapitel: Historisk gennemgang Stationer og passagertal Togdrift og kapacitetsudnyttelse Topografi Hastighedsprofil For at lette overskueligheden af gennemgangen er strækningen delt op i to dele, henholdsvis banen over Vestfyn og banen mellem Fredericia og Aarhus i Østjylland. Snoghøj fungerer, som grænse mellem de to strækninger og regnes med i den vestfynske bane. I enkelte afsnit er gennemgangen af den østjyske strækning ydermere delt op i to. Afslutningsvis i kapitlet opsummeres, og de karakteristika der får betydning for opgradering og udarbejdelse af nybygningsalternativer i kapitel 7 og 8 fremhæves. 3.1 Historisk gennemgang Jernbanen mellem Odense og Aarhus består af en delstrækning af den fynske hovedbane samt en delstrækning af den jyske længdebane. Anlæg af begge baner indgik i den mest omfattende danske jernbanelov til dato, som Kongen stadfæstede d. 10. marts Den engelske entreprenør Morton Peto stod for anlæg af banerne i loven, som var finansieret for statslige midler (Olesen, 1990). Den fynske hovedbane mellem Nyborg og Middelfart blev indviet d. 7. september 1865 på Dronning Louises fødselsdag og kaldes derfor også Dronning Louises Jernbane (Olesen, 1990). Banen blev oprindelig anlagt enkeltsporet, men blev i 1912 udvidet med et ekstra spor. Strækningen mellem Odense og Middelfart er især karakteriseret ved at flere af de små stationerne ikke er blevet lukket siden åbningen, som det ellers er sket mellem Odense og Nyborg, samt andre stedet i landet i 1970 erne (jf. figur 3.1 herunder). 11

28 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Figur 3.1 Strækningen mellem Odense og Aarhus markeret i orange samt nuværende og tidligere stationer. Baseret på (Jensen, 1976), (Jensen, 1978) & (Trafikstyrelsen, 2008b). Jernbanestrækningen mellem Fredericia og Aarhus, kaldet Fredericia-Skanderborg-Aarhus Jernbane, blev indviet d. 3. oktober 1868 og forbandt de nordjyske baner med de sønderjyske og nordtyske baner, som en del af den jyske længdebane. Det var dog ikke uden problemer at anlægge banen i det kuperede østjyske terræn. Der måtte således foretages omfattende afgravning og påfyldning for at opnå acceptable gradienter på banen samtidig med at en snoet linjeføring måtte accepteres (Jensen, 1978). Forbindelse til den fynske hovedbane blev opnået ved skift til færge mellem Snoghøj og Middelfart indtil Danmarks første jernbanefærgeoverfart startede i I 1935 åbnede Lillebæltsbroen og erstattede jernbanefærgeoverfarten. Samtidig med anlæggelsen af Lillebæltsbroen blev en ny banegård bygget i Fredericia, som erstattede den gamle banegård ved havnen (Jensen, 1978). Strækningen mellem Fredericia og Aarhus blev oprindeligt anlagt enkeltsporet, og ved indgangen til det 20. århundrede begyndte der, som følge af vækst i banetrafikken, at opstå kapacitetsproblemer. Det blev derfor besluttet at forøge kapaciteten ved at udvide banen til to spor. Dette skete etapevis fra 1916, med Hasselager-Aarhus, til 1929, hvor det sidste stykke mellem Hatting og Tvingstrup åbnede som dobbeltsporet bane. (Jensen, 1978) I 1970 erne blev flere af stationerne på strækningen mellem Fredericia og Aarhus lukket i forbindelse med ophør af lokaltogsdrift samt indførelsen af InterCity-tog. I alt blev 11 ud af 16 stationer lukket mellem Fredericia og Aarhus, hvoraf Hedensted og Hørning er genåbnet i det nye årtusinde (jf. figur 3.1). Det store antal stationer på strækningen var en konsekvens af ønsket om et stort opland. Dette har til 12

29 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus dels medvirket til banens forholdsvist snoede forløb, som ikke efterfølgende er blevet rettet ud, på trods af at størstedelen af de små landstationer er lukket. Den fynske hovedbane blev elektrificeret i forbindelse med åbningen af Storebæltsforbindelsen i Elektrificering af strækningen mellem Fredericia og Aarhus indgik i rammeaftale om DSB for , men det blev i oktober 2001 vurderet at elektrificeringen ikke var rentabel, da DSB allerede i 1999 havde bevilliget penge til nye dieseldrevne togsæt (IC4) (Folketinget, 1999) (Rigsrevisionen, 2005). I transportaftalen fra 2009 blev det dog besluttet at jernbanen på sigt skal gøres uafhængig af fossile brændstoffer. Derfor blev det i denne sammenhæng besluttet at gennemføre en strategisk analyse af elektrificering af den resterende del af banenettet, deriblandt Fredericia-Aarhus (Transportministeriet, 2009a). Den strategiske analyse har vist, som nævnt i indledningen, at en elektrificering af strækningen mellem Fredericia og Aarhus har en yderst god samfundsøkonomi, men bør dog tidligst gennemføres i 2020, da signalanlægget på dette tidspunkt er immuniseret i forbindelse med signalprogrammet (Banedanmark, 2011b). 3.2 Stationer og passagertal I det følgende gennemgås eksisterende og tidligere stationer mere detaljeret for strækningen mellem henholdsvis Odense og Snoghøj samt Snoghøj og Aarhus. Især med henblik på det daglige antal på- og afstigere for de eksisterende stationer. Derudover gennemgås det også om hvorvidt enkelte stationer potentielt kan lukkes, tidligere stationer genåbnes eller nye stationer åbnes. Vesttællingerne for 2008, 2009 og 2010 danner baggrund for de daglige passagertal fordelt på strækningens stationer. Trafikstyrelsens screening fra 2008 (Trafikstyrelsen, 2008b) om stationsstrukturen i Danmark gennemgås for at belyse emnet om potentielle lukninger, genåbninger og nyåbninger af stationer på de to baner mellem Odense og Aarhus. Trafikstyrelsens screening (2008b) er udført ved at undersøge samfundsøkonomien i en potentiel lukning, genåbning eller nyåbning i tre forskellige scenarier, henholdsvis et optimistisk, et centralt og et pessimistisk scenarie opgjort i nettonutidsværdi, i priser, 50 år efter åbning i Den samfundsøkonomiske analyse tager blandt andet højde for øgede billetindtægter samt rejsetidsgevinster for passagerer på den pågældende station, rejsetidstab for øvrige passagerer, anlægsøkonomi (kun nye og genåbnede stationer) og driftsøkonomi (Trafikstyrelsen, 2008b). Trafikstyrelsens konklusioner er dog ikke nødvendigvis gældende, hvis der bygges nye baner, da ændringer i driften og forøgelse af kapaciteten kan ændre det samfundsøkonomiske resultat Vestfyn Som nævnt i afsnit 3.1 er banestrækningen over Vestfyn karakteriseret ved et stort antal mindre stationer. Mellem Odense og Middelfart, en strækning på 50 kilometer, er der ni stationer alle med under 500 daglige af- og påstigere i 2010 (COWI, 2011). Nedenstående diagram viser passagertallet fra de sidste tre vesttællinger. Det ses at Odense Banegård er den suverænt største station, samt at Holmstrup, Skalbjerg, Bred og Kauslunde med under 100 på- og afstigere per dag næsten ikke benyttes. 13

30 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Daglige på- og afstigere Odense Bred Årup Gelsted Ejby Holmstrup Tommerup Skalbjerg Nørre- Åby Kauslunde Middelfart Figur 3.2 Daglige på- og afstigere på banen over Vestfyn målt ved vesttælingerne i 2008, 2009 og 2010 (COWI, 2009), (COWI, 2010b) & (COWI, 2011). Modsat mange små stationer i Danmark er de små stationer på Vestfyn ikke blevet lukket. Siden banens åbning i 1865 er kun trinbrættet i Render nedlagt fra køreplanskiftet 24. maj 1971 (Jensen, 1976). I forbindelse med Trafikstyrelsens (2008b) screening af potentielle lukninger samt åbninger af stationer, er Holmstrup, Skalbjerg og Kauslunde screenet med hensyn til en eventuel lukning. Mens Ålykke, Bolbro og Snoghøj er screenet som potentielle åbninger. Figur 3.3 herunder viser eksisterende og nedlagte stationer samt potentielle lukninger og åbninger på strækningen over Vestfyn. Figur 3.3 Stationer på strækningen (inkl. lukkede og potentielle åbninger og lukninger). Baseret på Trafikstyrelsen (2008b) & (Jensen, 1976). 14

31 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Det daglige passagerantallet, for de fire mindste stationer, er ved seneste vesttælling (COWI, 2011) målt til henholdsvis 13, 51, 74 og 65 på- og afstigere, som det fremgår af figur 3.2. Trafikstyrelsens (2008b) screening viser, at opretholdelse af Holmstrup, Skalbjerg og Kauslunde stationer resulterer i en negativ nettonutidsværdi, og dermed bør det undersøges nærmere om de bør lukkes (Trafikstyrelsen, 2008b). Det krævede passagerantal per dag (i 2012), hvorved en positiv samfundsøkonomi opnås, er ifølge Trafikstyrelsen (2008b), 211 for Holmstrup, 160 for Skalbjerg og 205 for Kauslunde. Med henblik på potentielle åbninger er Åløkke, Bolbro og Snoghøj (Ny Snoghøj på figur 3.3) undersøgt som nye potentielle stationslokaliteter. De to førstenævnte lokaliteter ligger i Odense vest for Odense Banegård og et passagerpotentiale på henholdsvis 578 og 357 af- og påstigere per årsdøgn i 2005 er beregnet (Trafikstyrelsen, 2008b). En potentiel Ålykke station vil kunne placeres på Svendborgbanen og vil dermed ikke tage kapacitet fra den fynske hovedbane. For Snoghøj viser screeningen et passagerpotentiale på 426 af- og påstigere per årsdøgn i Den samfundsøkonomiske analyse foretaget af Trafikstyrelsen (2008b) viser et positivt resultat for alle tre stationer i det centrale scenarie, men kun et positivt resultat for Åløkke og Snoghøj i det pessimistiske scenarie Østjylland Snoghøj-Hatting På den 60 kilometer lange strækning mellem Snoghøj og Hatting er der i dag fem stationer for passagerudveksling. Tre mindre stationer med under 500 daglige af- og påstigere, som det ses af figur 3.4 herunder, og derudover Fredericia og Vejle, som er de suverænt største stationer med henholdsvis og daglige af- og påstigere ved vesttællingen i 2010 (COWI, 2011). Dette gør dem samtidig til de to største stationer på strækningen mellem Odense og Aarhus når Aarhus og Odense ikke tælles med. Daglige på- og afstigere Fredericia Børkop Brejning Vejle Hedensted Figur 3.4 Daglige på- og afstigere på strækningen mellem Snoghøj og Horsens målt ved vesttælingerne i 2008, 2009 og (COWI, 2009), (COWI, 2010b) & (COWI, 2011). Modsat strækningen over Vestfyn, hvor de mindre stationer ikke er blevet nedlagt, er banen mellem Snoghøj og Horsens kendetegnet ved at størstedelen af de mindre stationer er blevet nedlagt. Eriknauer blev som den første station nedlagt ved køreplanskiftet 26. maj Derefter fulgte Munkebjerg i 1965, Daugård i 1970, Hatting i 1970 samt Løsning og Hedensted i Pjedsted blev som den sidste mindre station nedlagt i 1979, mens Brejning og Børkop blev bibeholdt på trods af deres beskedne størrelse. I 2006 genåbnede Hedensted for passagerudveksling efter 32 år som teknisk station. 15

32 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Trafikstyrelsen (2008b) har screenet følgende nye stationslokaliteter mellem Snoghøj og Horsens: Erritsø, Fredericia Nord og Bredballe. Derudover er også en genåbning af Pjedsted, Daugård, Løsning og Hatting blevet screenet. Ingen stationer er i Trafikstyrelsens screening (2008b) blevet screenet med henblik på lukning. Figur 3.5 herunder viser nedlagte og eksisterende stationer, samt stationer og nye stationslokaliteter, som er blevet screenet med henblik på genåbning henholdsvis åbning. Figur 3.5 Stationer på strækningen mellem Snoghøj og Horsens (inkl. nedlagte, potentielle genåbninger samt potentielle nyåbninger). Baseret på Trafikstyrelsen (2008b) & (Jensen, 1978). Trafikstyrelsens screening (2008b) viser at en genåbning af stationerne Pjedsted, Daugård, Løsning og Hatting alle vil medføre en dårlig samfundsøkonomi, selv i det mest optimistiske scenarie. For de fire stationer er der beregnet et passagerpotentiale på henholdsvis 100, 97, 309 og 166 passagerer per årsdøgn i For at en positiv samfundsøkonomi opnås skal Pjedsted, Daugård, Løsning og Hatting, i følge Trafikstyrelsen (2008b), tiltrække henholdsvis 465, 490, 490 og 514 passagerer per døgn, altså væsentlig mere end det beregnede passagerpotentiale. Årsagen til at disse stationer kræver et højere passagerantal end stationerne på Vestfyn, for at en positiv samfundsøkonomi opnås, skyldes at der er omkostninger til anlæg af stationerne. Disse omkostninger kan kun dækkes ved et højere antal passager. Af potentielle nyåbninger på strækningen er det kun Erritsø der medfører et positivt samfundsøkonomisk resultat, som følge af et beregnet passagerpotentielle på 712 daglige passagerer i 2012 (Trafikstyrelsen, 2008b). Af de 116 undersøgte potentielle stationsåbninger i analysen (Trafikstyrelsen, 2008b) opnår en stationsåbning i Erritsø den bedste samfundsøkonomi. Det skal dog her understreges, at en station i Snoghøj, som beskrevet i afsnit 3.2.1, også opnår et positivt resultat, men at sidstnævnte og Erritsø er undersøgt særskilt. Derfor vil en stationsåbning begge steder sandsynligvis medføre en dårligere samfundsøkonomi (Trafikstyrelsen, 2008b). For de undersøgte stationslokaliteter i Fredericia Nord og Bredballe opnås et dagligt passagerantal på 22 henholdsvis 295. Dette er markant under det krævede passagergrundlag på henholdsvis 422 og 490, hvorved et positivt samfundsøkonomisk resultat opnås. 16

33 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Horsens-Aarhus H Endepunktet for denne godt 50 kilometer lange delstrækning, med fem stationer, er Aarhus H. Med lidt over af- og påstigere per dag er denne station Danmarks største station vest for Storebælt (COWI, 2011) og den fjerdestørste fjerntogsstation efter Københavns H, Nørreport og Roskilde i 2008 (COWI, 2009) (DSB, 2009). Horsens og Skanderborg, som er de næststørste stationer på delstrækningen, ligger målt på daglige afog påstigere størrelsesmæssigt mellem Middelfart og Fredericia. Mens Hørning og Viby J er markant mindre end de tre øvrige stationer med henholdsvis 429 og 585 daglige af- og påstigere i Daglige på- og afstigere Horsens Skanderborg Hørning Viby J Aarhus H Figur Daglige på- og afstigere på strækningen mellem Horsens og Aarhus H målt ved vesttælingerne i 2008, 2009 og Tal for Viby J er eksklusiv Odderbanen (COWI, 2009), (COWI, 2010b) & (COWI, 2011). Strækningen mellem Horsens og Aarhus er den diametrale modsætning af banen over Vestfyn, her blev alle de små stationer nedlagt i 70 erne (Jensen, 1978), så kun Horsens, Skanderborg og Aarhus var tilbage. I alt blev seks stationer nedlagt. Tvingstrup blev nedlagt ved overgangen til sommerkøreplanen i maj 1972, hvorefter Hovedgård og Hylke fulgte i maj 1974 og endelig Stilling, Hørning og Hasselager i maj Hørning genåbnede i 2003, mens Viby J åbnede som ny station i 2004, begge som følge af en strategi om bedre nærbetjening i Aarhus området (Trafikstyrelsen, 2003). Som de eneste tog på strækningen mellem Odense og Aarhus betjenes Hørning og Viby J udelukkende af Arriva, mens strækningens øvrige stationer betjenes af DSB, og i Aarhus og Skanderborg også af Arriva. Den østjyske længdebane løber parallelt med Odderbanen ved Viby, og passagerer kan således skifte i Viby J mellem Odderbanen og Arrivas tog mod Aarhus H eller Skanderborg/Herning. Der er dog ingen sporforbindelse mellem de to baner på dette sted. 17

34 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Figur Stationer på strækningen mellem Horsens og Aarhus H (inkl. nedlagte, potentielle genåbninger samt potentielle nyåbninger). Baseret på Trafikstyrelsen (2008b) & (Jensen, 1978). I forbindelse med Trafikstyrelsens screening af stationsstrukturen i Danmark fra 2008 er alle de nedlagte stationer blevet screenet med henblik på genåbning, mens ingen er blevet screenet for en potentiel lukning. Derudover er fire nye stationslokaliteter blevet screenet i Horsens og Skanderborg-området, hvilket fremgår af figur 3.7 herover. En genåbning af en eller flere af de nedlagte stationer vil ud fra et samfundsøkonomisk synspunkt ikke kunne betale sig, med undtagelse af Stilling, som i Trafikstyrelsens (2008b) optimistiske scenarie akkurat opnår en positiv samfundsøkonomi. Det daglige passagerantal er, for Tvingstrup, Hovedgård, Hylke, Stilling og Hasselager beregnet til henholdsvis 55, 155, 53, 415 og 181. For at opnå et positivt samfundsøkonomisk resultat, i det centrale scenarie, skal der være et passagergrundlag på 559, 521, 496, 573 henholdsvis 573 daglige passagerer for de fem ovennævnte stationer, hvilket, med undtagelse af Stilling er markant mere end det beregnede passagerpotentiale. Med henblik på åbning af nye stationer viser Trafikstyrelsen screening (2008b) at et passagergrundlag på henholdsvis 97, 62, 112 og 86 daglige passager i 2012 kan opnås for Horsens Nord, Hansted, Skanderborg Vest samt Skanderborg Øst. Disse lave passagerantal er ikke nok til at retfærdiggøre åbninger ud fra et samfundsøkonomisk synspunkt i nogle af scenarierne. I så fald kræves et væsentlig højere dagligt passagertal på 423, 496, 423 henholdsvis 458 for de fire potentielle nyåbninger på strækningen. 18

35 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus 3.3 Kapacitet og togdrift på strækningen I det følgende gennemgås det, hvorledes togdriften foregår på Vestfyn og i Østjylland i henhold til køreplanen for 2012 (DSB, 2011a) (Banedanmark, 2011f), og godstogssystemkøreplanen for 2013 (Banedanmark, 2011c), som er stort set uændret i forhold til 2012 (Schittenhelm, 2012). Ydermere gennemgås nuværende kapacitetsproblemer på strækningen, samt behovet for yderligere kapacitet i den nærmeste fremtid Vestfyn Stationerne på strækningen mellem Odense og Snoghøj betjenes på følgende måde i dagtimerne (figur 3.8): Figur 3.8 Togdriften i dagtimerne på Vestfyn. Baseret på (DSB, 2011a) & (Banedanmark, 2011c). For godstogene er der ikke et decideret antal tog per time, men følgende godstogskanaler udbydes per døgn i 2013 (og 2012) (Banedanmark, 2011c): 47 transitgodstogskanaler i hver retning fordelt ud over hele døgnet (ca. 22 mellem kl. 7 og 18) 11 indenlandske godstogskanaler mod Fredericia (5 mellem kl. 7 og 18) 9 indenlandske godstogskanaler mod Høje Taastrup (4 mellem kl. 7 og 18) I tillæg til ovennævnte tog kommer myldretidstog. Med InterCity Lyn kan strækningen fra Odense til Fredericia køres på 30 minutter, med InterCity på 33 minutter, med det hurtige regionaltog på 42 minutter 4 og på 58 minutter 5 med det langsomme regionaltog. Valget om at springe de fire mindste stationer over med hvert andet regionaltog begrundes med at rejsetiden reduceres med op til 15 minutter for de fleste passagerer (DSB, 2011b). I denne sammenhæng kan det nævnes, at det samlede passagerantal for de fire mindste stationer tilsammen er mindre end for den femtestørste station, som det kan ses af figur 3.2 på side 14. Grunden til den store køretidsreducering skyldes ikke bare at der ikke stoppes ved de fire stationer, men også at det hurtige regionaltog ikke skal overhales i Kauslunde eller Ejby, hvilket er tilfældet for det langsomme regionaltog. Derudover benyttes IC3-tog (MF) til det hurtige tog og primært Desiro-tog (MQ) til det langsomme (Banedanmark, 2011f). Den intensive drift over Vestfyn medfører at strækningen mellem Odense og Snoghøj er den mest kapacitetsmæssigt belastede mellem Odense og Aarhus. Årsagen til disse kapacitetsproblemer skal især fin- 4 Den typiske rejsetid for de fleste tog, svinger dog mellem 41 og 47 minutter 5 Typisk rejsetid, svinger dog mellem 51 og 66 minutter 19

36 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus des i det store antal af stationer på Vestfyn, som afspejler sig direkte i en høj kapacitetsudnyttelse på strækningen, da InterCity og IC lyn indhenter de standsende regionaltog. Kapacitetsudnyttelsen for banen over Vestfyn ligger derfor også over UIC s (2004) anbefalede maksimum på 75 % i en enkelt spidstime og 60 % uden for myldretiden (Banedanmark, 2011a). Uanset om Timemodellen implementeres mellem Odense og Aarhus eller ej vil der i fremtiden opstå et øget behov for kapacitet på strækningen mellem Odense og Snoghøj. Ifølge Trafikstyrelsen (2008a) forventes en vækst på 10 % til 40 % i antallet af rejser for denne strækning fra 2006 til Denne prognose har dog sandsynligvis ændret sig i mellemtiden, sandsynligvis til en endnu højere vækst på grund af beslutningen om store investeringer i jernbanen, hvilket ikke er inkluderet i prognosen (Trafikstyrelsen, 2008a). Grundet væksten og den i forvejen høje kapacitetsudnyttelse må det således kunne forventes, at der vil være mangel på kapacitet mellem Odense og Snoghøj i 2018, da antallet af pladser i de enkelte tog muligvis ikke er tilstrækkelig 6 og frekvensen derfor må forøges. Manglen på kapacitet vil, som udgangspunkt, være tilfældet uanset hvad, da Timemodellen, som tidligere nævnt, ikke vil blive implementeret før efter Ydermere vil Timemodellen kun give en markant forøgelse af kapaciteten, som det beskrives i kapitel 9, hvis der anlægges en parallel bane hvor kapacitetsproblemerne er. Alternativt kan kapacitetsproblemet helt eller delvist løses ved at lukke de små stationer på Vestfyn, som det skete i Østjylland i 70 erne. 6 Kapaciteten af det rullende materiel kan forøges ved at benytte længere tog eller dobbeltdækkermateriel. Den maksimale kapacitet er dog begrænset af perronlængder samt trækkraft for lokomotivtrukne tog. 20

37 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Østjylland I Østjylland betjenes strækningen mellem Snoghøj og Aarhus H på følgende måde i dagtimerne i køreplanen for 2012 (figur 3.9): Figur Togdriften i dagtimerne på strækningen mellem Fredericia og Aarhus H. Baseret på (DSB, 2011a) & (Banedanmark, 2011c). 21

38 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Følgende indenlandske godstogskanaler udbydes af Banedanmark (2011c) per døgn i 2013: 16 indenlandske godstogskanaler fra Esbjerg/Høje Taastrup til Aarhus (5 mellem kl. 7 og 18) 11 indenlandske godstogskanaler fra Aarhus til Høje Taastrup/Esbjerg (4 mellem kl. 7 og 18) Regionaltoget og lyntoget til Herning og Struer, som fremgår af figur 3.9, kører skiftevis hver time, så der i princippet er timedrift mellem Fredericia og Herning/Struer. Lyntoget sammenkobles så med Lyntoget fra Aarhus og Frederikshavn og fortsætter til København. Udover togene skitseret på figur 3.9 kommer myldretidstog, heriblandt to lyntog om morgenen og eftermiddagen der kun stopper i Vejle mellem Odense og Aarhus. Derudover kører der to tog i hver retning per døgn til og fra Tyskland med stop i Fredericia og Vejle. Strækningen fra Fredericia til Aarhus H kan med Lyntoget (med stop i Vejle, Horsens og Skanderborg) køres på en time og et minut. Med Inter- City-toget forlænges rejsetiden med ét minut, mens regionaltoget fra Fredericia til Aarhus, med stop på alle stationer på nær Skanderborg, Hørning og Viby J, tilbagelægger strækningen på 1 time og 15 minutter. Regionaltoget fra Herning til Aarhus over Skanderborg kører strækningen mellem Skanderborg og Aarhus på 19 minutter med stop på alle stationer. Regionaltoget fra Fredericia til Aarhus tilbagelægger strækningen mellem Skanderborg og Aarhus hurtigst af alle tog, på 13,5 minutter (Banedanmark, 2011f). Kapacitetsforbruget på strækningen mellem Snoghøj og Aarhus er meget varierende. Mellem Snoghøj og Skanderborg er der stadig ledig kapacitet (Banedanmark, 2011a), mens kapaciteten mellem Skanderborg og Aarhus H er tæt på at være brugt, dog ikke i samme omfang som på Vestfyn. Årsagen til den højere kapacitetsudnyttelse mellem Skanderborg og Aarhus H skal findes i de regionaltog fra Silkeborg og Herning, som skal dele kapaciteten med tog til og fra Fredericia på den dobbeltsporede østjyske længdebane. På den østjyske længdebane mellem Snoghøj og Aarhus forventes en vækst i antallet af rejser på mere end 40 % fra 2006 til 2018 (Trafikstyrelsen, 2008a). Denne vækst matches kun af Grenå- samt Øresundsbanen. Som nævnt i forrige afsnit må det kunne forventes at der derfor vil være en mangel på kapacitet mellem Snoghøj og Aarhus i 2018, hvis kapaciteten af det rullende materiel ikke er tilstrækkelig. Kapacitetsproblemet kan for eksempel løses ved nybygning af en ny parallel bane. Alternativt kan det vælges at lukke Hørning og Viby J mellem Aarhus og Skanderborg. Dette virker dog ikke sandsynligt, da disse to stationer netop er genåbnet for nyligt, som nævnt i afsnit En fremtidig løsning på de forestående kapacitetsproblemer mellem Skanderborg og Aarhus kan dog også være på vej i form af en ny regionalbane fra Aarhus til Silkeborg eller en ny letbanelinje fra Aarhus til Skanderborg. Figur 3.10 herunder viser fremtidige udbygningsforslag af det aarhusianske nærbanenet. 22

39 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Figur 3.10 Midttrafiks forslag til udbygning af den forestående letbane i Aarhus samt en eventuel ny regionalbane mellem Silkeborg og Aarhus (Midttrafik, 2012). Med en ny regionalbane fra Silkeborg til Aarhus, kan de to regionaltog per time fra Herning over Silkeborg til Aarhus køre via den ny bane i stedet for den eksisterende bane mellem Skanderborg og Aarhus. Strækningen mellem Silkeborg og Skanderborg kan betjenes særskilt, mens Hørning og Viby J station kan betjenes af regionaltog på strækningen mellem Fredericia og Aarhus. Dette vil selvsagt forringe forholdene for passagerer mellem Silkeborg og Skanderborg, da der dermed ikke er en direkte forbindelse til Aarhus. En letbane fra Aarhus til Skanderborg kan ligeledes give mulighed for at afbryde regionaltogene fra Herning og Silkeborg i Skanderborg, hvor der så kan opnås skift til letbane eller øvrige tog. Hørning og Viby J kan betjenes af andre tog. Denne løsning er dog en større forringelse, da alle passagerer på strækningen mellem Skanderborg og Herning, der skal til eller fra Aarhus, skal skifte tog i Skanderborg. Denne løsning vurderes derfor ikke at være sandsynlig. Hvis både en ny regionalbane og en letbane til Skanderborg realiseres kan letbanen med fordel forlænges fra Skanderborg til Silkeborg ad den eksisterende strækning, som det også gøres i forbindelse med den aarhusianske letbane etape 1, hvor de eksisterende baner til Odder og Grenå inddrages i letbanedriften. Dermed frigives kapacitet mellem Skanderborg og Aarhus, da regionaltoget til Silkeborg og Herning kører over den nye regionalbane. Igen kan Hørning og Viby J betjenes af andre tog eller nedlægges helt. 23

40 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus 3.4 Topografi Banestrækningen mellem Odense og Aarhus løber gennem noget af det mest kuperede og naturskønne landskab i Danmark. Følgende gennemgang af terræn og fredninger i korridoren har til formål at danne dele af baggrundsmaterialet for udarbejdelsen af nybygningsalternativer i kapitel Vestfyn Vestfyn er domineret af højdedraget ved Vissenbjerg, beliggende nord for banen mellem Årup og Tommerup (figur 3.11). Syd for dette højdedrag, på den sydlige side af banen, ligger Frøbjerg Banker, hvor Fyns højeste punkt, Frøbjerg Bavnehøj, er beliggende i en højde af 131 meter over havets overflade (KMS, 2012). Den eksisterende bane er anlagt i en ådal mellem disse grupper af bakker for at undgå stejle gradienter, som det ses af figur 3.11 (Jensen, 1976). Figur Terrænkort over Vestfyn. En eventuel ny banestrækning bør anlægges nord for motorvejen for at undgå det kuperede terræn mellem den eksisterende bane og motorvejen på strækningen mellem Tommerup og Årup. Dette er også den mest passende korridor i forhold til fredninger i henhold til naturplan Disse fredninger fremgår af figur 3.12 herunder, hvor det ses at de kystnære havområder er underlagt omfattende fredninger, mens der inde i landet er spredte fredninger bestående af fredskov, beskyttede vandløb samt fortidsminder. 24

41 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Figur Fredninger på Vestfyn i henhold til Naturplan Baseret på data fra (Naturstyrelsen, 2011). De omfattende fredninger langs kysterne er Natura 2000-områder, som er særlige områder udpeget for at bevare og beskytte det unikke plante- og dyreliv i området, og EF-RAMSAR-områder, som er beskyttede vådområder med særlig betydning for fuglelivet. Spredt udover Vestfyn er også MVJ-aftaler, som er miljøvenlige jordbrugsforanstaltninger, der er en tilskudsordning, der gives til særligt følsomme landbrugsområder (Naturstyrelsen, 2011). 25

42 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Østjylland Vejle Fjord Området omkring Vejle Fjord er et af de mest kuperede i Danmark. Landskabet rejser sig med stejle gradienter på begge sider af fjorden, især i området omkring Vejle by, hvilket ses af figur Derudover præges området mellem Fredericia og Børkop af Elbodalen, som gennemskærer området sydvestnordøst og skaber store højdeforskelle. Af figuren ses det også tydeligt, at de engelske ingeniører valgte, at anlægge banen i de lavest liggende dele af området mellem Fredericia og Vejle for at minimere afgravning og påfyldning, hvilket netop giver banen dens snoede forløb. Figur Terrænkort over Østjylland i området omkring Vejle Fjord. Området nord for Vejle Fjord omkring Hedensted er forholdsvist fladt, og den eksisterende bane har derfor også et forholdsvist direkte forløb på strækningen, fra et punkt umiddelbart syd for Hedensted til der drejes ind mod Horsens, som ligger ved havets overflade. En ny bane i denne korridor beror ikke kun på det udfordrende terræn, men i høj grad også på de omfattende fredninger der er nord og syd for Vejle Fjord, som ses af figur 3.14 herunder. 26

43 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Figur Fredninger i Østjylland mellem Snoghøj og Horsens i henhold til Naturplan Baseret på data fra (Naturstyrelsen, 2011). Som ny bane er en forbindelse over Vejle Fjord, der forbinder den eksisterende bane nord for Brejning og syd for Hedensted, oplagt. Dette vil dog betyde, at Natura 2000-området, som samtidig er fredet, gennemskæres. Forbindelsen kan eventuelt flyttes længere øst på hvor området ikke berøres i samme omfang. Syd for fjorden begrænses en ny bane af et større fredet område i Elbodalen nordvest for Fredericia samt flere fredede vandløb og skove. Dertil kommer, at området i forvejen indeholder flere veje, jernbaner og anden bebyggelse, der gør anlæg af ny bane udfordrende. Nord for fjorden og Natura 2000-området, anses anlæg af ny bane som mindre udfordrende på grund af det fladere terræn samt et mindre antal fredninger. 27

44 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Søhøjlandet Søhøjlandet udgøres af området mellem Silkeborg, Hammel (Vest for Aarhus), Aarhus og Aarhus Bugt. Den østlige del af området er vist på figur 3.15, hvoraf det ses at området har nogle markante bakkedrag mellem Horsens og Hørning. Disse bakkedrag er blandt andet årsagen til banens linjeføring mellem Horsens og Skanderborg. Bakkedraget vest for motorvejen mellem Horsens og Skanderborg er Danmarks højst beliggende med landets tre højeste punkter; Møllehøj, Yding Skovhøj samt Ejer Bavnehøj, alle beliggende i en højde på lidt over 170 meter over havets overflade (KMS, 2012). Figur 3.15 Terrænkort over det østlige Søhøjland mellem Horsens og Aarhus. Anlæg af en ny bane i dette kuperede område vil medføre omfattende afgravning og påfyldning hvis banen skal anlægges med lave gradienter. Dette også er beskrevet i det følgende kapitel omhandlende tidligere undersøgelser af en ny bane mellem Horsens og Skanderborg. Som det fremgår af figur 3.16 herunder, er der store fredede områder omkring søerne ved Horsens, Skanderborg, Hørning og vest for Aarhus. Den mest oplagte korridor, for at undgå flest mulige konflikter med disse fredninger, er langs motorvejen, landevejen mellem Horsens og Aarhus samt det meste af området mellem Horsens og Skanderborg. 28

45 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Figur Fredninger i Østjylland mellem Horsens og Aarhus i henhold til Naturplan Baseret på data fra (Naturstyrelsen, 2011). 29

46 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus 3.5 Hastighedsprofil Det snoede forløb af banen mellem Odense og Aarhus medfører selvsagt et højt antal kurver, som resulterer i en forholdsvis lav strækningshastighed. Historisk set er sporgeometrien noget DSB s og senere Banedanmarks baneingeniøerer har haft store udfordringer i, med henblik på at øge strækningshastigheden, især i Østjylland (Jensen, 1978). Med indførelsen af IC3-tog i 90 erne og åbningen af Storebæltsforbindelsen blev hastigheden på banenettet gradvist forøget til 180 km/t, dog kun på få delstrækninger mellem Odense og Aarhus på grund af banens tracering. I mange tilfælde er dette dog på bekostning af passagernes komfort. I det følgende gennemgås kort det nuværende hastighedsprofil for henholdsvis strækningen over Vestfyn mellem Odense og Snoghøj samt i Østjylland mellem Snoghøj og Aarhus Vestfyn Den fynske hovedbane over Vestfyn er den del af strækningen mellem Odense og Aarhus, hvor den gennemsnitlige strækningshastighed er højest. Således kan tre fjerdedele af banen befares med mindst 160 km/t med det nuværende hastighedsprofil, hvor omkring 27 % af strækningen mellem Odense og Snoghøj kan befares med 180 km/t af rullende materiel med dokumenteret lav påvirkning af sporet (fx IC3- togsæt). 15 % af strækningen i området omkring Lillebæltsbroen samt vest for Odense, kan højst køres ved en hastighed på 130 km/t, som det også ses af figur 3.17 herunder. Km/t Odense Holmstrup Tommerup Årup Ejby Kauslunde Middelfart Normaliseret kilometrering TIB-profil Stationer Snoghøj Figur Strækningshastigheder over Vestfyn for rullende materiel med dokumenteret lav påvirkning af sporet. Baseret på (Banedanmark, 2012b). 30

47 3 Gennemgang af strækningen Odense-Aarhus Mellem Odense og Middelfart opnås altså de største strækningshastigheder for den vestfynske bane, især omkring Kauslunde Østjylland Den østjyske længdebanes snoede forløb mellem Snoghøj og Aarhus betyder, som nævnt tidligere, at strækningshastigheden de fleste steder er forholdsvis lav i betragtning af status som en hovedbane. Således er det kun 40 % af strækningen der kan befares med mindst 160 km/t, hvilket altså er markant mindre end mellem Odense og Snoghøj. Derudover har kun 20 % af strækningen en tophastighed på 180 km/t. Figur 3.18 herunder viser hastighedsprofilet for den østjyske længdebane mellem Snoghøj og Aarhus, hvor det ses, at hastigheden generelt er lav gennem de store stationer; Fredericia, Vejle, Horsens, Skanderborg og Aarhus. Km/t Snoghøj Fredericia Børkop Vejle Hedensted Horsens Hovedgård Skanderborg Normaliseret kilometrering TIB-profil Stationer Hørning Aarhus H Figur Strækningshastigheder og hastighedsprofil i Østjylland for rullende materiel med dokumenteret lav påvirkning af sporet. Baseret på (Banedanmark, 2012b). Derudover er hastighedsprofilet generelt præget af mange skift i strækningshastigheden mellem Horsens og Aarhus, som det også fremgår af figur Dette medfører, grundet acceleration og deceleration, at enkelte korte strækninger med høj hastighed typisk ikke kan udnyttes af lokoførerne, for eksempel mellem Hørning og Aarhus (jf. også afsnit 5.6). 31

48 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus 3.6 Opsummering Strækningen Odense-Aarhus er præget af to vidt forskellige baner med hensyn til antallet af stationer, Odense-Snoghøj, hvor mange af de små stationer ikke er lukket og Snoghøj-Aarhus, hvor stort set alle de små stationer blev lukket i 70 erne. Fire af de mindste stationer på strækningen over Vestfyn er tilsammen på størrelse med den femte mindste og en analyse foretaget af Trafikstyrelsen (2008b) viser, at opretholdelse af driften på de små stationer bidrager negativt til samfundsøkonomien og en lukning af stationerne derfor bør undersøges nærmere. I køreplanen for 2012 stopper regionaltoget over Vestfyn således også kun hver anden time ved de små stationer, hvorved banens sparsomme kapacitet også udnyttes bedre. En ny bane over Vestfyn, parallelt med den gamle betyder dog, at kapaciteten kan forøges over Vestfyn og de små stationer dermed nødvendigvis ikke behøver at blive lukket samtidig med at nye eventuelt kan åbnes. Den østjyske del af strækningen er, delvist på grund af de mange lukninger i 70 erne, ikke ramt af kapacitetsproblemer i dag. På strækningen mellem Skanderborg og Aarhus kører Arriva dog to timelige tog, som derfor medfører et større kapacitetsforbrug på denne del af den østjyske længdebane. I Østjylland medfører det kuperede landskab, samt en stor mængde fredninger i området omkring Vejle Fjord og Fredericia, at anlæg af en ny bane vil være særdeles udfordrende med store naturmæssige konsekvenser samt med store gradienter eller omfattende afgravning og påfyldning til følge. Det er dog netop i Østjylland, at der især vil være brug for nybygning, da banen her er væsentligt mere snoet end banen over Vestfyn. Således kan tre fjerdedele af strækningen over Vestfyn befares med mindst 160 km/t, mens dette kun gør sig gældende for 40 % af strækningen mellem Snoghøj og Aarhus. Over Vestfyn vurderes det, at være forholdsvis uproblematisk, at anlægge ny bane langs motorvejen. 32

49 4 Gennemgang af tidligere undersøgelser I forrige kapitel blev strækningen gennemgået, mens Timemodellen blev beskrevet i kapitel 1 og 2. I afsnit 2.1, er det nævnt, at en opgradering og udretning af jernbanens hovednet i slutningen af forrige årtusinde var på dagsordenen, med Trafikministeriets rapport (1997) om Modernisering af jernbanens hovednet. I denne sammenhæng blev to rapporter i slutningen af 1996 udarbejdet af Banestyrelsen rådgivning, som baggrund for Trafikministeriets rapport. Den efterfølgende beslutning om udretning af banen mellem Eriknauer og Skanderborg afstedkom en rapport fra Banestyrelsen teknik, hvor udretningen blev behandlet mere detaljeret. Nærværende kapitel har til formål at opsummere tidligere undersøgelser foretaget i de tre rapporter fra Banestyrelsen, om opgradering og nybygning på strækningen mellem Odense og Aarhus. Først gennemgås en hastighedsopgradering af hele strækningen mellem Odense og Aarhus og derefter gennemgås linjeføringsforslag med henblik på udretning af banen på følgende delstrækninger: Odense-Snoghøj, Snoghøj-Hedensted og Hedensted-Aarhus. Afslutningsvis opsummeres gennemgangen i afsnit Hastighedsopgradering af den eksisterende bane mellem Odense og Aarhus Banestyrelsen rådgivning udfærdigede i november 1996 en rapport vedrørende hastighedsopgradering af jernbanens hovednet. I det følgende gennemgås denne rapport for strækningen mellem Odense og Aarhus. Banestyrelsen rådgivning (1996b) opdeler en potentiel opgradering i tre niveauer: Niveau 0: o Opgradering af ATC og sikringsanlæg til 200 km/t o Bedre vedligehold, udskiftning af underbygning i mindre omfang samt general finjustering af sporets linjeføring o Ingen ændringer af overbygning og linjeføring Niveau 1 inkluderer niveau 0 plus: o Overbygning der er fra før 1982 udskiftes, hvis hastigheden kan opgraderes til over 180 km/t o Niveaufri adgang til perroner på alle stationer o Mindre ændringer i linjeføringen som giver en større køretidsreduktion i forhold til de relaterede omkostninger ved ændringen. Ændringen vil typisk indebære forlængelse af overgangskurver, samt justering af overhøjder, og vil højst medføre en sideflytning på en meter indenfor det eksisterende banehegn Niveau 2 inkluderer niveau 0 og 1 plus: o Yderligere linjeføringsændringer der er dyrere end i niveau 1. Disse ændringer vil ofte bestå i en ændring af kurverne og deres radius, og kan medføre en sideflytning på op til meter 33

50 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Banestyrelsen rådgivning (1996b) forudsætter i undersøgelsen, at opgraderingen kun udføres, hvis højst 30 % af en delstrækning berøres af ændringer. Hvis der skal foretages ændringer i mere end 30 % af strækningen, vurderes det at være billigere at etablere ny bane. Dette skyldes især hensynet til opretholdelse af driften, mens opgraderingen står på. Figur 4.1 herunder viser resultatet af Banestyrelsen rådgivnings analyse (1996b). Figuren viser hvor stor en del af strækningen mellem Odense og Aarhus, der kan befares ved henholdsvis 200 km/t, 190 km/t, km/t samt 160 km/t og derunder. Resultaterne er fordelt på opgraderingsniveau, samt om der er anvendt konventionelt rullende materiel i form af TGV-A eller X2000, som er kurvestyret. Kurvestyret materiel Konventionelt materiel Niveau 2 Niveau 1 Niveau 0 Niveau 2 Niveau 1 Niveau kmt/t km/t 190 km/t 200 km/t 0% 20% 40% 60% 80% 100% Andel af strækningslængde Figur Andel af strækningslængde ved forskellige hastigheder afhængigt af opgraderingsniveau samt rullende materiel. Baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996b). Det ses, at der er en væsentlig forskel i hvor stor en del af strækningen der kan befares i de givne hastighedsintervaller, afhængigt af om der bruges konventionelt eller kurvestyret rullende materiel. Dette udmønter sig direkte i markant højere køretidsreduktion for det kurvestyrede rullende materiel, som det fremgår af figur 4.2 herunder. Denne reduktion kunne i princippet være højere, da det kurvestyrede rullende materiel, X2000, har dårligere accelerationsegenskaber end det konventionelle rullende materiel, TGV-A (Banestyrelsen rådgivning, 1996b). 34

51 4 Gennemgang af tidligere undersøgelser Mio. DKK i Niveau 0 Niveau 1 Niveau 2 Niveau 0 Niveau 1 Niveau Minutter Anlægspris Pris pr. sparet minut Køretidsreduktion Konventionelt materiel Kurvestyret materiel Figur Køretidsreduktion i minutter, samt anlægsestimat og pris pr. sparet minut i løbende 1996-priser eksklusiv moms (50 % sandlighed for at estimat ikke overskrides), afhængigt af niveau og rullende materiel. Baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996b). Det ses ydermere af figur 4.2, at niveau 2 som forventet har langt højere anlægsomkostninger end niveau 0 og 1, hvilket skyldes den sideflytning, der er nødvendig i niveau 2 ved udretning af kurver. Ydermere ses det, at der opnås en markant højere køretidsreduktion per investeret krone ved brug af kurvestyrede rullende materiel kontra konventionelt rullende materiel. 4.2 Udretning af strækningen mellem Odense og Aarhus I følgende afsnit gennemgås de linjeføringsalternativer der tidligere er udarbejdet for strækningen mellem Odense og Aarhus med henblik på udretning og en deraf følgende rejsetidsreduktion. To rapporter ligger til baggrund for denne gennemgang, som beskrevet i indledningen til dette kapitel. Banestyrelsen rådgivnings rapport: Større anlægsprojekter Odense-Aalborg fra november 1996 og Banestyrelsen tekniks rapport om Ny bane mellem Eriknauer og Skanderborg Sø fra december I sidstnævnte rapport er der, som alternativ til nye linjeføringer, også undersøgt en opgradering af den eksisterende bane. I forbindelse med opstilling af linjeføringsalternativer har Banestyrelsen rådgivning (1996a) og Banestyrelsen teknik (1997) benyttet følgende overordnede kriterier for linjeføringerne: Minimal påvirkning af byer og naturområder Bør, så vidt muligt, følge eksisterende trafikkorridorer Bør være så direkte som muligt Opfyldelse af krav til anlægselementer ved anlæg af ny bane Ny bane skal kunne anlægges dobbeltsporet med en hastighed for persontog på 200 km/t og 120 km/t for godstog Linjeføringsalternativerne gennemgås fordelt på tre delstrækninger, Odense-Snoghøj, Snoghøj- Hedensted og Hedensted-Aarhus. Banestyrelsen tekniks rapport om ny bane mellem Eriknauer og Skanderborg dækker kun alternativer på sidstnævnte delstrækning. 35

52 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Odense-Snoghøj (delstrækning A) På strækningen mellem Odense og Snoghøj over Vestfyn har Banestyrelsen rådgivning (1996a) undersøgt følgende linjeføringsalternativer: Figur 4.3 Alternativer over Vestfyn. Baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996a) (jf. kildemateriale for større kort). A1. 40,7 kilometer ny dobbeltsporet bane mellem Bolbro og Svenstrup. Mellem Blommenslyst og Ejby anlægges banen umiddelbart nord for motorvejen, hvorefter den føres parallelt med højspændingsledningen til Svenstrup. Ved Bolbro og Svenstrup forbindes den nye bane til den eksisterende bane med to nye udfletningsstationer. A2. Ny dobbeltsporet bane på 30,1 kilometer, som på strækningen mellem Bolbro og Ejby er sammenfaldende med alternativ 1. Fra Ejby føres banen i en ret linje til Nørre Åby, hvor den forbindes med den eksisterende bane. Den eksisterende bane mellem Bolbro og Nørre Åby nedlægges, hvorved behovet for udfletningsstationer bortfalder. A3. I det tredje alternativ anlægges en 35,3 kilometer ny bane. Fra Bolbro til Motorvejsafkørslen ved Vissenbjerg er alternativet sammenfaldende med de to andre alternativer. Fra Vissenbjerg føres banen i en næsten ret linje til Nørre Åby, som banen efterfølgende anlægges nord om. Derefter forbindes der til den eksisterende bane mellem Nørre Åby og Kauslunde. Der etableres udfletningsstation ved Bolbro samt øst for Kauslunde. Det vurderes, i Banestyrelsens rapport (1996a), at alternativ 1 vil medføre de største barriereproblemer, mens alternativ 2 og 3 i et vist omfang kan medføre barriereproblemer. Afhængigt af fordeling af gods- og persontog på den nye og gamle bane vil alternativ 1 og 3 medføre omfattende støjmæssige konsekvenser for lokalbefolkningen. I alternativ 2 vil der på de delstrækninger, som føres gennem byområder, være støjgener for lokalbefolkningen. 36

53 4 Gennemgang af tidligere undersøgelser Figur 4.4 herunder illustrerer reduktion i køretid samt anlægsomkostninger og pris per sparet minut for de tre linjeføringsalternativer over Vestfyn. Mio. DKK i A1 A2 A3 Alternativ Figur 4.4 Køretidsreduktion i minutter, samt anlægsestimat og pris pr. sparet minut i løbende 1996-priser eksklusiv moms (50 % sandsynlighed for at estimat ikke overskrides), for de tre alternativer. Baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996a). Det ses af figur 4.4 at alle tre alternativer giver en reduktion af køretid på omkring fire minutter. Da alternativ 2 har den laveste anlægspris er det dermed også det alternativ, hvor der fås den bedste pris per sparet køretidsminut. Den lavere anlægspris skyldes blandt andet, at der ikke er udgifter til to udfletningsstationer. Derved er der ikke den samme fleksibilitet i alternativ 2, som i de to andre alternativer. I rapporten fremhæves det hvorvidt det er rentabelt, at opretholde driften på den eksisterende bane på baggrund af et driftsoplæg for Dette speciale vurderer dog umiddelbart, at dette er tilfældet, da en ny bane sandsynligvis først vil åbne om minimum 10 år, hvor kapacitetsbehovet er væsentlig forøget, som beskrevet i afsnit Den eksisterende bane kan eventuelt lægges om til enkeltspor for at spare på vedligeholdelsesomkostningerne, hvis behovet for kapacitet ikke retfærdiggør to parallelle dobbeltsporede baner Snoghøj-Hedensted (delstrækning B & C) På delstrækningen mellem Middelfart og Hedensted har Banestyrelsen rådgivning (1996a) opstillet to linjeføringsalternativer, samt en Vejle Fjord forbindelse. Anlæg af ny bane er teknisk krævende, da området er præget af mange infrastrukturanlæg til vej, bane og elektricitet samt naturområder, som der skal tages hensyn til (Banestyrelsen rådgivning, 1996a), hvilket også er beskrevet i afsnit De to linjeføringsalternativer, samt Vejle Fjord forbindelsen, fremgår herunder: Minutter Anlægspris Pris pr. sparet minut Køretidsreduktion 37

54 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Figur Alternativer mellem Snoghøj og Hedensted. Baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996a) (jf. kildemateriale for større kort). B1. Ny bane mellem Snoghøj og Brejning, som anlægges i en blød kurve vest for Vejle Landevej (rute 171). Udfletningsstationer anlægges ved Taulov og Brejning. Ydermere er en forbindelsesbane mellem Brejning og Kolding med tilhørende udfletningsstationer skitseret som yder en direkte forbindelse, uden om Fredericia, fra Aarhus til Sønderjylland. B2. Ny bane som også anlægges fra Snoghøj til Brejning. Banen anlægges dog parallelt med Vejle Landevej mellem Erritsø og Pjedsted, hvorefter den føres mod Børkop og Brejning. I Børkop forbindes med den eksisterende bane. Der anlægges udfletningsstationer ved Snoghøj og Taulov. Vejle Fjord forbindelsen (benævnt C1) etableres som en ny bane mellem Brejning og Hedensted med bro over Vejle Fjord. I Daugård etableres der udfletnings- og overhalingsstation med forbindelse til den eksisterende bane mod Vejle. Det ses af figur 4.6 herunder, at alternativ 2 medfører den største reduktion i køretid af de to alternativer vest om Fredericia, samtidig med at det er den billigste. Forbindelsen over Vejle Fjord giver en køretidsbesparelse på lidt over syv minutter, hvilket medfører en forholdsvis lav pris per sparet minut. 38

55 4 Gennemgang af tidligere undersøgelser Mio. DKK i Minutter Anlægspris Pris pr. sparet minut Køretidsreduktion 0 B1 B2 C1 0 Alternativ Figur Køretidsreduktion i minutter, samt anlægsestimat og pris pr. sparet minut i løbende 1996-priser eksklusiv moms (50 % sandlighed for at estimat ikke overskrides), for de to alternativer (B1 og B2) samt Vejle Fjord forbindelsen (C1). Baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996a). Banen over Vejle Fjord, som skitseret herover, vil medføre omfattende indgreb i fredede naturområder på begge sider af fjorden, beskrevet i afsnit Det vurderes derfor, i rapporten, at være yderst problematisk at anlægge linjeføringen (Banestyrelsen rådgivning, 1996a). Samtidig er det begrænset hvor mange tog der kan benytte banen, da langt størstedelen af alle tog, ifølge det benyttede driftsoplæg, skal stoppe i Vejle på nær enkelte lyntog og godstog. For de to alternativer vest om Fredericia er omfattende arealer til udfletningsanlæg nødvendige, da udfletningerne skal dimensioneres til 200 km/t, hvilket er vanskeligt i et område der i forvejen indeholder mange infrastrukturanlæg. Erhvervelse af arealer til udfletningsanlæg vil kræve omfattende ekspropriationer og de store udfletningsanlæg vil samtidig betyde, at Fredericia ikke har de store muligheder for byudvidelse mod vest (Banestyrelsen rådgivning, 1996b). Reduktion af arealer til udfletningsanlæg vil betyde, at udfletningerne skal dimensioneres til en lavere hastighed, med en tilhørende højere køretid til følge (Banestyrelsen rådgivning, 1996a). For at kunne opnå en væsentlig reduktion i køretid, vurderes det ydermere i rapporten, at en bane vest om Fredericia kun bør anlægges såfremt en Vejle Fjordforbindelse også etableres. På baggrund af ovenstående, samt det faktum, at en ny bane Snoghøj-Hedensted ikke vil have stop i Fredericia og Vejle, konkluderes det i rapporten, at alternativerne vest om Fredericia ikke bør undersøges nærmere Hedensted-Aarhus (delstrækning D) På strækningen mellem Hedensted og Aarhus er der i alt belyst 10 nybygningsalternativer plus tre opgraderingsalternativer. Der er udelukkende kigget på linjeføringer mellem Eriknauer og Skanderborg. Den eksisterende bane fra et punkt umiddelbart nord for Horsens via Hovedgård til Skanderborg Sø forudsættes nedlagt i nybygningsalternativerne. De 10 linjeføringsalternativer fremgår herunder, hvoraf de syv første er fra Banestyrelsen rådgivningens rapport (1996a) og de tre efterfølgende, som udspringer af førnævnte rapport, er et resultat af Banestyrelsen tekniks (1997) mere detaljerede analyse af alternativer på delstrækningen (jf. også figur 4.7): 39

56 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Figur Alternativer mellem Hedensted og Aarhus. Baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996a) & (Banestyrelsen teknik, 1997) (jf. kildemateriel for større kort). D1. Ny bane mellem Eriknauer og Horsens, som er 1,5 kilometer kortere end den eksisterende strækning, der forudsættes nedlagt. Linjeføringen berører et boligområde i det sydvestlige Horsens. D2. Anlæg af ny bane mellem Hatting og Skanderborg Sø der stort set løber parallelt med motorvejen. Der etableres udfletningsstationer i Hatting og Egebjerg, henholdsvis syd og nord for Horsens, således at der kan opnås forbindelse fra den nye bane til Horsens. D3. Ny bane mellem Eriknauer og Skanderborg Sø. Fra Eriknauer føres banen umiddelbart vest om Horsens, hvor der syd for Bygholm Sø bygges en ny Horsens station, da den eksisterende bane samtidig lukkes. Fra Horsens føres banen nord på til vest for Gedved, hvor alternativet derefter er sammenfaldende med alternativ 2. Alternativet indeholder ydermere en transversalstation ved Tebstrup. D4. Alternativ 4 indeholder ny bane der udløber fra et punkt umiddelbart nord for Horsens og anlægges parallelt med motorvejen. Banens tracé er sammenfaldende med alternativ 2 og 3 fra et punkt nordvest for Gedved til Skanderborg Sø. D5. Ny bane der udløber, som alternativ 4, fra et punkt nord for Horsens. Den nye bane føres vest om Egebjerg og drejer derefter øst om Gedved og videre til Tebstrup, hvorfra den er sammenfaldende med alternativ 2, 3 og 4. D6. Ny bane med samme udgangspunkt nord for Horsens som alternativ 4 og 5, hvorfra banen føres i en næsten ret linje øst om Egebjerg og Tebstrup til Skanderborg Sø. D7. Østligt alternativ med ny bane der også har udgangspunkt i et punkt nord for Horsens. Banen føres i en kurve syd og øst om Hansted, og derefter i en lige linje mod nord til Skanderborg Sø. Linjeførin- 40

57 4 Gennemgang af tidligere undersøgelser gen kan modificeres således at banen forløber nord om Hansted langs højspændingsledninger, herved opnås der også en mere direkte linjeføring. I tillæg til ovenstående syv alternativer har Banestyrelsen teknik (1997) udarbejdet følgende alternativer, som udspringer af alternativ 1, 4 og 7: D8. 5,5 kilometer ny bane Eriknauer-Horsens, følger stort set linjeføring 1. D9. Ny bane på 17,4 kilometer Horsens-Skanderborg Sø langs motorvejen. Linjeføringen er stort set den samme som linjeføringsalternativ 4. D10. 17,8 kilometer ny bane Horsens-Skanderborg Sø. Alternativet er en modificeret linjeføring af alternativ 7. Herudover er følgende alternativer behandlet i Banestyrelsen tekniks rapport (1997), som tilvalg (11) eller alternativ (12 og 13) til nybygningsalternativerne: D11. Hastighedsopgradering af de gennemgående hovedspor på Horsens station ved ændring i sporgeometrien. D12. Stor opgradering af eksisterende bane, med undtagelse af Horsens station, til 200 km/t for kurvestyret rullende materiel. Indebærer omfattende ombygning af over- og underbygning samt forøgelse af kurveradius af flere kurver med en deraf følgende sideflytning. D13. Mindre opgradering af eksisterende bane, inklusiv Horsens station, for hastigheder op til 200 km/t for kurvestyrede materiel. Opgradering vil foregå inden for det eksisterende banehegn, og svarer til opgraderingsniveau 1 (jf. afsnit 4.1). Banestyrelsen teknik (1997) samler endvidere alternativ 8-13 i følgende fire løsninger, hvor køretidsbesparelse og anlægsomkostninger er vurderet samlet: L1. Vestlig løsning, som består af alternativ 8, 9 og 11 L2. Østlig løsning bestående af alternativ 8, 10 og 11 L3. Stor opgradering (alternativ 12) L4. Lille opgradering (alternativ 13) For de alternativer der helt eller delvist forløber langs motorvejen gælder det, at det ikke muligt at følge motorvejens tracering fuldstændigt, da kravene til kurveradier er større for banen end for motorvejen. Ydermere er motorvejen bygget med større gradienter end en eventuel ny bane i det kuperede terræn nord for Horsens. Disse to faktorer medfører, at der vil være restarealer mellem motorvejen og ny bane, som ifølge Banestyrelsen rådgivning (1996a) må forventes at falde væsentlig i værdi. Motorvejsalternativerne er dog at foretrække fra et støjmæssigt perspektiv, da banen etableres i en eksisterende trafikkorridor, som allerede er plaget af støj. Af Banestyrelsen rådgivning (1996a) vurderes det, at alternativ 7 er det alternativ af alternativ 1-7, med de mindste konsekvenser for naturen, mens alternativ 3, 5 og 6 vurderes at være de mest belastende. Ved alternativ 3 vil der blandt andet ske omfattende indgreb i naturområdet nordvest for Horsens, hvilket alene gør dette linjeføringsalternativ problematisk at gennemføre. 41

58 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Alternativ 4 til 7 har den laveste anlægspris af nybygningsalternativerne, som det fremgår af figur 4.8 herunder. Disse alternativer kan kombineres med alternativ 1 og vil dermed give en køretidsreduktion på 4,5-5 min. Alternativ 2 og 3 medfører den største køretidsreduktion på seks minutter, men er også væsentligt dyre, især for alternativ 3, end alternativ 4 til 7. Det vurderes af Banestyrelsen teknik (1997), at alternativ 9 og 10, vil medvirke omfattende indgriben i det kuperede landskab omkring Ejer Bavnehøj nord for Horsens, med deraf store afgravninger til følge. For at mindske konsekvenser for landskabet og naturen er det flere steder nødvendigt at anlægge dalbroer, hvilket vil medføre en markant forøgelse af anlægsomkostningerne, som det ses af figur 4.8 herunder. En opgradering af den eksisterende bane vil medføre en langt mindre indgriben i naturen. Men det vurderes dog samtidig at en opgradering af den eksisterende bane ikke er rentabel, da den opnåede tidsbesparelse ikke står mål med anlægsomkostningerne. Ydermere vil der opstå betydelige driftsforstyrrelser ved opgraderingen, som påvirker samfundsøkonomien negativt. Mio. DKK i Minutter Alternativ Anlægspris Pris pr. sparet minut Køretidsreduktion Figur Køretidsreduktion i minutter, samt anlægsestimat og pris pr. sparet minut i løbende 1996-priser for D1-D7 og priser pr. 1/ for resterende alternativer (eksklusiv moms og med 50 % sandlighed for at estimat ikke overskrides). Baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996a) og (Banestyrelsen teknik, 1997). Overordnet set vurderer Banestyrelsen rådgivnings rapport (1996a) for alternativ 1-7, at det vil være mest fordelagtigt at rette banen ud mellem Horsens og Skanderborg i forhold til de øvrige delstrækninger mellem Odense og Aarhus, som er belyst (jf. afsnit og 4.2.2). Dette både fra et naturmæssigt perspektiv, men også i forhold til den køretidsreduktion der opnås per investerede krone. Rapporten vurderer dog, at der kun bør arbejdes videre med de alternativer hvor der køres via Horsens station, således at passagerne her ikke påvirkes. Dette vil samtidig medføre at ingen stationer vil blive lukket, da alle standsningssteder mellem Horsens og Skanderborg via Hovedgård i forvejen er nedlagt (jf. figur 3.1 på side 12). 42

59 4 Gennemgang af tidligere undersøgelser Ovenstående vurdering af Banestyrelsen rådgivning (1996a) ligger til grund for det videre arbejde med alternativerne 8-13, som udgør L1-L4, udarbejdet af Banestyrelsen teknik (1997). For disse er der ydermere foretaget en samfundsøkonomisk analyse, som fremgår af tabel 4.1 herunder. Det ses at nybygningsløsningerne, L1 og L2, uden dalbroer, medfører langt den bedste samfundsøkonomiske forrentning. Samfundsøkonomisk resultat i mio. kr. 50 år efter åbning Stor opgradering (L3) 54 Lille opgradering (L4) 116 Uden dalbroer Med dalbroer Vestligt alternativ (L1) Østligt alternativ (L2) Tabel 4.1 Rejsetidsbesparelse, anlægsestimat samt samfundsøkonomi over en 50-årig periode, for de fire løsninger L1 til L4 mellem Horsens og Skanderborg Sø (Banestyrelsen teknik, 1997). Af løsningerne, L1-L4, blev det valgt at indstille den vestlige linjeføring (L1) langs motorvejen til en VVM-redegørelse på baggrund af den dårlige rentabilitet i en opgradering af eksisterende bane, samt kommentarer fra de daværende involverede kommuner og amter (Banestyrelsen teknik, 1997). Den vestlige løsning blev dog, som tidligere nævnt, aldrig anlagt og banen mellem Eriknauer og Skanderborg er derfor ikke rettet ud. 4.3 Opsummering I nærværende kapitel er opgradering og nybygning på strækningen mellem Odense og Aarhus, som blev undersøgt i de tre rapporter fra Banestyrelsen rådgivning (1996a) (1996b) og teknik(1997), blevet gennemgået. Figur 4.9 herunder viser udvalgte opgraderings- og nybygningsalternativer som enten er anbefalet i rapporterne, giver en stor køretidsbesparelse eller er billigst (jf. afsnit 4.1 og 4.2 for alle alternativer): Mio. DKK i Odense- Snoghøj (A2) Snoghøj- Hedensted (B2) Vejlefjordforbindelse (C1) Hedensted- Aarhus (L1) Konventionelt materiel (niv. 2) Kurvestyret materiel (niv. 2) Minutter Nybygningsalternativer Opgraderingsalternativer Anlægspris Pris pr. sparet minut Køretidsreduktion Figur 4.9 Udvalgte opgraderings- og nybygningsalternativer (fordelt på delstrækninger). Baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996a), (Banestyrelsen rådgivning, 1996b) og (Banestyrelsen teknik, 1997). Gennemgangen viser at nybygningsalternativerne mellem Hedensted og Aarhus, i området mellem Eriknauer og Skanderborg, giver den laveste pris per sparet minut. En opgradering af banen mellem 43

60 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Odense og Aarhus giver også en forholdsvis god køretidsreduktion i forhold til anlægsomkostningerne, ved brug af konventionelt materiel, dog ikke i samme grad som nybygningsalternativerne mellem Eriknauer og Skanderborg. Ved brug af kurvestyret rullende materiel opnås en væsentlig køretidsreduktion ved opgradering, som medfører den laveste pris per sparet minut af alle alternativer. Af de øvrige nybygningsalternativer er det dog kun en forbindelse over Vejle Fjord der er rigtig interessant. En sådan forbindelse vil medføre en køretidsreduktion på over syv minutter, som på trods af de høje anlægsomkostninger, resulterer i en forholdsvis lav pris per sparet minut, på niveau med opgradering ved brug af konventionelt rullende materiel. 44

61 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning De forrige tre kapitler, som udgør rapportens del 1, dannede et overblik over Timemodellen, strækningen mellem Odense og Aarhus, samt tidligere opgraderings- og udretningsundersøgelser på nævnte strækning. Dette udgør dog kun det generelle baggrundsmateriale for rapportens del 3. I dette kapitel, som sammen med næste kapitel udgør rapportens del 2, fokuseres der på normer og bestemmelser der har betydning for en opgradering og nybygning af jernbane. Nærværende kapitel danner således grundlaget for hvordan opgradering og nybygning retmæssigt kan gennemføres i forhold til gældende regler. Da Danmark er en del af EU og Odense-Aarhus er del af det transeuropæiske transportnetværk (TEN- T), gør både europæiske og danske regler sig gældende. Indledningsvis i nærværende kapitel beskrives opbygningen af de nationale og europæiske regler. Herefter fokuseres på de normer og bestemmelser der har betydning for sporopgradering og nybygning mellem Odense og Aarhus, og hvilke konsekvenser reglerne medfører for strækningen. Både danske og europæiske regler gennemgås. I gennemgangen af kravene til tværprofiler sammenlignes der ydermere med tværprofiler benyttet i andre lande, blandt andet på moderne højhastighedsbaner. Efter gennemgangen af europæiske samt danske normer og bestemmelser vælges normgrundlaget, som benyttes i rapportens del 3 der omhandler opgradering og nybygning på strækningen mellem Odense og Aarhus. Herefter beskrives det, hvordan opgraderingen bør gennemføres for at opnå et hensigtsmæssigt hastighedsprofil. Afslutningsvis opsummeres kapitlet. 5.1 Nationale regler I Danmark fastsætter en lang række regelsæt krav til jernbanens udformning. Herunder sporreglerne og banenormerne som i dette projekt anses som de vigtigste for en opgradering og nybygning. Sporreglerne (Banedanmark, 2011g) angiver krav til sporgeometrien, herunder cirkelbuer, overhøjde, overgangskurver og rette stykker. Kravene er opdelt i følgende bestemmelser (Banedanmark, 2011g): Ønskelige bestemmelser, som bør anvendes ved nyanlæg samt større ombygninger. Normalbestemmelser, som skal benyttes ved alle nyanlæg og ombygninger. Undtagelsesbestemmelser, der kun må benyttes i tilfælde hvor anvendelsen af normalbestemmelser er umulige eller meget bekostelige. Anvendelsen kan kun ske med tilladelse fra Banedanmarks tekniske systemansvarlige. For alle tre typer bestemmelser gælder det, at krav til sikkerheden er overholdt. Den praktiske forskel ligger i slitage og øget vedligehold på hjul og overbygning, samt kørselskomforten, hvor de ønskelige bestemmelser medfører mindst slitage og den bedste kørselskomfort. Ændring af undtagelsesbestemmelser kan kun ske med tilladelse fra Trafikstyrelsen, da dette vedrører sikkerheden (COWI, 2010a). For banenormerne, som fastfastsætter krav til størstedelen af de øvrige elementer inden for jernbanen i Danmark, er der ligeledes lavet en opdeling i tre typer bestemmelser (Banedanmark, 2012a): 45

62 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus BN1-regler, som kan sammenlignes med sporreglernes (Banedanmark, 2011g) undtagelsesbestemmelser herover og som derfor altid skal overholdes. Afvigelse fra BN1 er sikkerhedskritisk og der kan kun gives tilladelse til dette af Banedanmark efter Trafikstyrelsens godkendelse. Ydermere kan der kun gives tilladelse til brug af BN1-regler, hvis brugen af BN2-regler er umulig eller meget bekostelig. BN2-regler, der kan sammenlignes med sporreglernes normalbestemmelser. I BN2-reglerne er der stillet mere skærpede krav end i BN3. Afvigelse fra BN2-regler kan kun gives med Banedanmarks ledelses dispensation, så længe BN1-reglerne overholdes. BN3- regler indeholder vejledninger og instrukser, som kan sammenlignes med de ønskelige bestemmelser i sporreglerne. Brug af BN3-regler medfører, at BN1- og BN2-regler overholdes. Projektledere kan vælge at afvige fra BN3-krav, så længe BN1- og BN2-regler opfyldes. 5.2 Europæiske regler Som en del af EU er Danmark en del af det indre europæiske marked, hvor det søges at harmonisere europæisk og national lovgivning således at produkter inden for fællesskabet (EU) kan drage fordel af fri bevægelighed. Dette sikres ved en række væsentlige krav, som er indarbejdet i harmoniserede standarder. En producent kan vælge, at benytte disse standarder eller ej, så længe de overordnede krav er opfyldt (European Railway Agency, 2008). Denne generelle fremgangsmåde for produkter er dog ikke fundet mulig af EU for jernbanens vedkommende, hvilket blandt andet kan tilskrives jernbanens store kompleksitet. Derfor har det været fundet nødvendigt at udarbejde såkaldte Tekniske Specifikationer for Interoperabilitet (TSI), som er obligatoriske for det transeuropæiske jernbanenetværk (TEN-T). TSI erne definerer forhold som skal imødekommes for at sikre interoperabilitet på det transeuropæiske jernbanenetværk ved at sikre at interoperabilitetsdirektivets (EU, 2008c) væsentlige krav opfyldes. Figur 5.1 herunder viser jernbanestrækninger i Danmark, som er del af det transeuropæiske transportnetværk (TEN-T), og hvor TSI er derfor er gældende (European Railway Agency, 2008). Figur 5.1 Jernbanestrækninger i Danmark, som er del af det transeuropæiske transportnetværk (TEN-T) (European Commision, 2007). 46

63 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning Som nævnt herover gælder TSI erne for det transeuropæiske jernbanenetværk, som er en del af TEN-T. Interoperabilitetsdirektivet (EU, 2008c) er dog blevet udvidet til at omfatte hele det europæiske jernbanenetværk, hvilket også er planen for TSI ernes anvendelsesområde. Dog kan en medlemsstat ekskludere; metro, sporvogne, letbaner, privatbaner, lokalbaner og veteranbaner, hvor trafikken driftsmæssigt kører adskilt fra det øvrige netværk (European Railway Agency, 2008). Dette betyder at TSI erne på sigt for eksempel også kan omfatte banen mellem Vejle og Struer i forhold til de baner der er vist på figur 5.1. FØR EFTER Internationale aftaler (COTIF, AGC, AGTC, etc.) + Internationale regler (UIC, RIV, RIC, EN-standarder) + Nationale regler Med eller uden gensidig anerkendelse TSI er + Europæiske standarder + Nationale regler Figur 5.2 Reguleringen af jernbanen i Europa, før og efter indførelse af TSI erne. Baseret på (European Railway Agency, 2008). Indførelse af TSI erne medfører et skift i måden hvormed jernbanesystemer reguleres. Hvor det tidligere var de nationale regler, som dannede grundlag for lovgivning er det nu TSI erne. TSI erne indarbejdes derfor også løbende i de nationale regler. Europæiske standarder samt nationale regler skal så definere krav til de elementer inden for jernbanesystemer, hvor TSI erne (endnu) ikke er gældende (European Railway Agency, 2008) Opbygning af Tekniske Specifikationer for Interoperabilitet (TSI) TSI erne er opdelt for højhastighedsjernbaner og konventionelle jernbaner, samt for jernbanens enkelte delsystemer. Forskellen på højhastighedsbaner og konventionelle jernbaner er defineret i interoperabilitetsdirektivet (EU, 2008c), med en tilhørende klassificering (EU, 2011) (EU, 2008a), som: Højhastighedsjernbaner (HS): I. Specialbyggede højhastighedslinjer indrettet til hastigheder på 250 km/t eller derover II. Opgraderede højhastighedslinjer med en hastighed på mindst 200 km/t III. Specialbyggede eller opgraderede højhastighedslinjer som har særlige karakteristiske egenskaber som følge af topologi, aflastning eller bymæssige begrænsninger der medfører at hastigheden skal tilpasses hver enkelt tilfælde Konventionelle jernbaner (CR) for passager- samt godstog med følgende klassificering (tabel 5.1): 47

64 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus TSI kategori Type af trafik for konventionelt materiel Passagertrafik (P) Godstrafik (F) Blandet trafik (M) IV Ny kerne TEN linje IV-P 200 km/t IV-F 140 km/t IV-M 200 km/t V Opgraderet kerne TEN linje V-P 160 km/t V-F 100 km/t V-M 160 km/t VI Ny anden TEN linje VI-P 140 km/t VI-F 100 km/t VI-M 140 km/t VII Opgraderet anden TEN linje VII-P 120 km/t VII-F 100 km/t VII-M 120 km/t Tabel 5.1 Kategorisering af konventionelle TEN linjer i CR TSI erne (EU, 2011). For ovenstående klassificeringer af konventionelle jernbaner er der fire præstationskrav i form af fritrumsprofil, toglængde, akseltryk og linjehastighed (jf. tabel 5.1). Der kan ydermere være differentierede krav i de enkelte TSI er, for eksempel for den maksimalt tilladelige gradient. Det gælder dog, at ovenstående er minimumskrav (EU, 2011). I lighed med Banedanmarks normer er enkelte krav opdelt i design- eller normalværdier og maksimal- eller undtagelsesværdier. Klassificering som kerne eller anden TEN linje afgøres af den enkelte medlemsstat (European Railway Agency, 2008). Da strækningen mellem Odense og Aarhus befares af både passagertog og godstog er den klassificeret som linje med blandet trafik, og er samtidig klassificeret som kernelinje (European Commision, 2011). Opgradering af den eksisterende bane vil således betyde, at banen falder ind under kategori V-M, mens en ny bane vil blive klassificeret som I, IV-P eller IV-M, alt efter om banen skal befares af godstog eller ej. Det antages dog, at en ny bane udelukkende til passagertog vil blive anlagt som en decideret højhastighedsbane (kategori I) og altså ikke som en konventionel jernbane (kategori IV-P). For opgradering samt nybygning på strækningen mellem Odense og Aarhus, er følgende TSI er af særlig interesse: Teknisk specifikation for interoperabilitet for infrastruktur på konventionel jernbane (CR INF TSI) (EU, 2011) Teknisk specifikation for interoperabilitet for infrastruktur på højhastighedsjernbane (HS INF TSI) (EU, 2008a) Det skal herudover nævnes at andre TSI er også er relevante for opgradering og nybygning herunder ENE TSI, som omhandler kørestrøm, disse er dog ikke gennemgået i dette speciale, som beskrevet i afsnit 1.2. For brug af TSI erne har det Europæiske Jernbaneagentur ydermere udarbejdet lister, for hver TSI, hvori der henvises til brug af europæiske normer, som sikrer overensstemmelse med den beskrevne TSI. For enkelte europæiske normer, herunder EN 13803, som definerer krav til sporgeometrien, er der opstillet normal- og undtagelsesværdier i lighed med Banedanmarks normer. Brug af de europæiske normer til overholdelse af TSI erne kan kun garanteres, hvis der benyttes normernes normalværdier, som det også ses af gennemgangen i afsnit 5.3. Som beskrevet tidligere er TSI erne gældende for strækninger vist på figur 5.1, som er en del af det transeuropæiske jernbanenetværk. Det er dog ikke et krav, at disse skal overholde TSI erne så længe strækningerne bibeholdes i deres nuværende form. Det vil sige at nybygning af en ny bane medfører at TSI erne på denne strækning skal overholdes, og i tilfælde af opgradering eller fornyelse, skal TSI erne som udgangspunkt overholdes. For mindre vedligeholdelsesopgaver på en given strækning er det ikke 48

65 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning et krav at TSI erne efter udførelse skal være opfyldt på den berørte strækning (European Railway Agency, 2008). 5.3 Krav til sporgeometri I de følgende afsnit gennemgås forhold og krav, der gør sig gældende i forbindelse med sporgeometrien i henhold til de danske sporregler, CR og HS INF TSI samt EN (som der henvises til af det europæiske jernbaneagentur (ERA) for overholdelse af krav til sporgeometrien defineret i INF TSI erne). Krav til horisontale elementer er beskrevet i afsnit til mens krav til vertikale elementer er beskrevet i afsnit og Det skal understreges, at der kun ses på de mest relevante parametre i forhold til en opgradering og nybygning. Der fokuseres altså på regler for hovedspor og derudover kun for konventionelt rullende materiel Cirkelbuer For kørsel i kurver gøres brug af grundlæggende fysik for at opnå en højere hastighed gennem en given kurve. Når et tog kører gennem en kurve udfører det en cirkelbevægelse og påvirkes derfor af en centripetalkraft, F C, som afhænger af hastigheden, togets masse og cirkelbuens radius (Young, et al., 2004) (jf. figur 5.3 tv). Denne centripetalkraft leveres af den laterale friktionskraft mellem hjul og skinne. Hvis denne kraft bliver for stor vil det resultere i sideflytning af sporet, da sporet ikke kan optage den laterale last, eller lateral bevægelse i forhold til SO-plan og afsporing, hvis friktionen ikke kan leverer den fornødne kraft. Ved at anlægge den yderste skinnestreng i en kurve højere end den inderste vinkles normalkraften, F N i forhold lodret (jf. figur 5.3 th) og der fremkommer dermed en vandret komposant, som bidrager til centripetalkraften hvorved størrelsen af den laterale friktionskraft mellem hjul og skinne mindskes. Ved en fuldstændig afbalancering medfører overhøjden, at normalkraftens vandrette komposant er lig centripetalkraften. Friktionskraften mellem hjul og skinne i den laterale retning reduceres da tilnærmelsesvis til nul. Fra et passagermæssigt synspunkt er en fuldstændig afbalancering at foretrække, da centripetalkraften kun mærkes langs togets lodrette akse. Det vil altså sige at passageren trykkes længere ned i sædet end på ret spor, da normalkraftens størrelse er lig størrelsen af tyngdekraften og en del af centripetalkraften. Hvis normalkraftens vandrette komposant ikke er tilstrækkelig til at udgøre centripetalkraften, skal den laterale friktionskraft, som nævnt herover, bidrage med resten. Dette bidrag fra friktionskraften kan mærkes for passageren, som en lateral kraft fra sædet. Den reaktionære kraft til denne kendes som centrifugalkraften og er typisk forbundet med ubehag, hvorfor en fuldstændig afbalancering fortrækkes. Det vil dog kun være muligt at anlægge en bane med afbalanceret overhøjde op til en vis grænse på grund af forskellige hastigheder som banen befares med eller i tilfælde af standsning. 7 Hvor sporreglerne, CR INF TSI, HS INF TSI og EN nævnes henvises til følgende kilder: sporreglerne: (Banedanmark, 2011g), CR INF TSI: (EU, 2011), HS INF TSI: (EU, 2008a) samt EN : (CEN, 2010) og EN : (CEN, 2009). 49

66 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Figur 5.3 (tv) Et tog i en kurve påvirkes af en centripetalkraft, FC, som fastholder toget i cirkelbevægelsen. (th)kraftdiagram for et tog i en kurve, hvor yderste skinnestreng er løftet med, ha, som medfører en fuldstændig afbalancering. Bemærk at diagrammet er forsimplet, da normalkraften, FN, i princippet angriber i kontaktpunkterne mellem hjul og skinne. De to kræfter markeret med blå er den vandrette og lodrette komposant af normalkraften, FN. Ved at betragte kraftdiagrammet på figur 5.3 (th) kan et udtryk stilles op for overhøjden h a i mm, som funktion af radius (i meter) og hastighed (km/t) ved en fuldstændig afbalancering. Grunden til at alle parametre ikke angives i SI-enheder skyldes at overhøjde, radius og hastighed typisk angives i henholdsvis mm, meter og km/t. Derved minimeres risikoen for omregningsfejl når udtrykket benyttes. Som nævnt herover er centripetalkraften lig den vandrette komposant af normalkraften, F N, ved en fuldstændig afbalancering. Den lodrette komposant af F N er lig tyngdekraften med modsat fortegn, da der er kraftbalance i det lodrette plan. Vinklen mellem vandret og skinneoverkant er den samme som for normalkraften og dennes lodrette komposant. Følgende udtryk kan derfor opstilles for F c for jernbaner med en sporvidde på 1435 mm (1500 mm skinneafstand): Hvor m er togets masse og g er tyngdeaccelerationen. Jævnfør Young, et al. (2004) kan følgende ligning for centripetalkraften også skrives op: Hvor v er hastigheden i m/s og R er kurvens radius i meter. Ved kombination af 5.1 og 5.2 fås følgende udtryk for overhøjden i mm: (5.1) (5.2) (5.3) 50

67 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning Da hastigheden, som nævnt tidligere, typisk indsættes i km/t, omskrives udtrykket for at tage højde for dette ( og tyngdeacceleration, 9,81 m/s 2, indsættes og det endelig udtryk for den afbalancerede overhøjde fås da: (5.4) Afrundes konstanten til 11,8 og udelades enheden samtidig, fås følgende udtryk, som er konsistent med de danske sporregler (Banedanmark, 2011g) og EN (CEN, 2010): Hvis den aktuelle overhøjde, h, er mindre end den afbalancerede overhøjde, h a, skabes et overhøjdeunderskud, I, som altså medfører en reduceret komfort og øget slid på overbygning på grund af den øgede laterale last på sporet: Tilsvarende skabes der et overhøjdeoverskud, E, i tilfælde af at den aktuelle overhøjde er større end den afbalancerede overhøjde, som igen medfører reduceret komfort og øget slid: For overhøjdeunderskud henholdsvis -overskud gælder det, at den vandrette last på skinnerne er størst på den yderste skinne ved overhøjdeunderskud og på den inderste skinne ved overhøjdeoverskud. Valg af overhøjde, h, overhøjdeunderskud, I, samt overhøjdeoverskud, E, er først og fremmest en afvejning af komfort og vedligeholdsomkostninger på den ene side og anlægsomkostninger på den anden side, og i sidste ende sikkerheden. Det ses derfor også i det følgende, at forskellige krav kan være defineret i INF TSI erne og sporreglerne alt efter hvordan man har afvejet fordele og ulemper. Banedanmark (2011g) har defineret følgende krav for overhøjde og overhøjdeunderskud (i mm) i de ønskelige bestemmelser, hvor udtrykket for h er dimensionerende: Ovenstående definerer altså et ønsket forhold mellem overhøjde og overhøjdeunderskud på 68 % henholdsvis 32 % af den afbalancerede overhøjde, som skyldes at ikke alle tog befarer banen med hastighed V. For baner der befares med samme hastighed af alle tog (for eksempel S-banen) er det ønskeligt at benytte den afbalancerede overhøjde beregnet ved formel 5.5 (Banedanmark, 2011g). For øvrige bestemmelser, TSI erne og EN kan overhøjden, h, for persontrafikbaner bestemmes ved: (5.5) (5.6) (5.7) 51

68 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus (5.8) Hvis strækningen jævnligt befares af for eksempel godstog skal følgende udtryk også benyttes: hvor V g er den hastighed som banen jævnligt befares med af et langsomt kørende tog, typisk et godstog. I tabel 5.2 herunder ses krav defineret i sporreglerne, HS & CR INF TSI samt EN for maksimal overhøjde, h, overhøjdeunderskud, I, og overhøjdeoverskud, E. Sporreglerne HS INF TSI CR INF TSI EN Type Normal Undtagelse a) Design Maksimum Design/ Maksimum Normal Undtagelse -P -F & -M h d) h langs perron (anbefalet) h i sporskifter I b) 160 e) 180 e) 150 c) 130 e) 183 e) E a) For baner med akseltryk på maksimalt 22,5 tons og skinneprofil DSB60 eller UIC60. b) 130 mm for alle tog V 140 km/t 150 mm for alle tog 140 km/t < V 250 km/t 160 mm for særlige togsæt c) For hastigheder op til 200 km/t. 130 mm for rullende materiel der er godkendt i henhold til godsvogne TSI (WAG TSI). 150 mm for rullende materiel der er godkendt i henhold til lokomotiv og passager RST TSI (LOC & PAS TSI). Der kan tillades højere værdi for togsæt med lavt akseltryk, så vidt sikkerheden kan dokumenteres. d) For spor i drift 190 mm eller 200 mm, hvis banen kun befares af passagertog. e) Overhøjdeunderskuddet er opdelt på hver af de tre kategorier i HS INF TSI og i EN i forskellige hastighedsintervaller: HS INF TSI EN Kategori I II III Type Normal Maksimum Maksimum Maksimum Normal Undtagelse V < V < V < V < V , 150 hvis fastbefæstet spor , 153 hvis fastbefæstet spor 300 < V Tabel 5.2 Værdier for h, I og E i mm. P og F & -M er underkategorier defineret i CR INF TSI (Banedanmark, 2011g), (EU, 2011), (EU, 2008a), (CEN, 2010) & (CEN, 2009). Som det ses af tabel 5.2 er TSI er og EN som udgangspunkt mere lempelige end sporreglerne. For overhøjden på åben strækning er kravet i sporreglernes undtagelsesbestemmelser lig CR INF TSI ens bestemmelser for baner med gods- og passagertrafik. I EN (CEN, 2010) anbefales det ikke at benytte mere end 160 mm i overhøjde, da det ved lave hastigheder eller stop medfører et højt overhøjdeoverskud, som kan føre til forringet komfort for passager eller forskydning af fragt. Ved normal drift begrænses overhøjdeoverskuddet, E, til 110 mm i sporreglerne og EN for netop at undgå ovennævnte scenarier samt en øget last på den inderste skinnestreng. For spor langs perroner er overhøjden (5.9) 52

69 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning begrænset til 110 mm i sporreglernes undtagelsesbestemmelser og anbefalet i EN 13803, svarende til overhøjdeoverskud på 110 mm for et standsende tog. I sporreglernes normalbestemmelse er overhøjden ved perron ydermere begrænset til 60 mm, som medfører en øget komfort for passagerer i standsende tog samt mindre belastning af den inderste skinnestreng. For krav til overhøjdeunderskuddet, I, er der en stor differentiering, som det ses af tabel 5.2, da nyere og lettere typer rullende materiel med moderne affjedring påfører sporet en mindre last end ældre og tungere typer rullende materiel. Ses der udelukkende på normalbestemmelserne er sporreglernes krav mere skærpede eller på niveau med HS INF TSI og EN Ses der på sporreglernes undtagelsesbestemmelser er kravet til overhøjdeunderskud for særlige togsæt ved hastigheder på 230 til 250 km/t mere lempelige end tilsvarende for HS INF TSI og EN For EN kan der dog gives tilladelse til større overhøjdeunderskud, i intervallet mellem 200 og 300 km/t, hvis det rullende materiel er udstyret med et kompensationssystem for overhøjdeunderskud, som ikke er tilt (kurvestyrede tog). Dette anses dog ikke som et problem, da en bane anlagt til km/t i Danmark vil være nybygget og derfor anlagt efter sporreglernes normalbestemmelser, som altså er i overensstemmelse med de europæiske regler. Ydermere vil en fuld udnyttelse af sporreglernes undtagelsesbestemmelser for overhøjdeunderskuddet på 160 mm betyde at CR INF TSI en, som udgangspunkt ikke overholdes, men hvis det kan påvises at sikkerheden ikke forringes, er det tilladt for togsæt med lavt akseltryk at befare banen med højere overhøjdeunderskud (EU, 2011). Det vurderes at disse togsæt vil være sammenfaldende med kategorien særlige togsæt defineret i sporreglerne og at CR INF TSI en derfor ikke er mere skærpende end sporreglerne. Med hensyn til størrelsesordenen af overhøjdeunderskuddet, I, kan følgende scenerier groft opstilles ved for store værdier (Banedanmark, 2011g): I > 200 mm: sideforskydning af sporet I > 300 mm: afsporing I > 500 mm: væltning Ydermere kan det nævnes at 20 % af passagererne ifølge en svensk undersøgelse, som Banedanmark (2011g) henviser til, føler at følgende værdier for overhøjdeunderskuddet er ukomfortable: 106 mm for gående, 118 mm for stående og 165 mm for siddende passagerer 8. Sammenholdes de førstnævnte værdier med værdierne angivet i tabel 5.2 ses det, at disse sikkerhedskritiske værdier er overholdt, men det skal samtidig bemærkes at overhøjdeunderskud op mod 183 mm kan føre til sideflytning, også med moderne rullende materiel hvis sporets kvalitet ikke er tilstrækkelig god grundet den store laterale belastning. For de komfortmæssige værdier nævnt herover, ses det, at der en god overensstemmelse mellem undtagelsesbestemmelser i tabel 5.2 og siddende passagerer i langt de fleste tilfælde. Ydermere ses det, at sporreglernes normalbestemmelser til overhøjdeunderskuddet medfører at der opnås en rigtig god komfort selv for stående passagerer. For overhøjden gælder det, i tillæg til tabel 5.2, at følgende skal være overholdt for alle sporreglernes bestemmelser, for kurver med radius mindre end 320 meter ifølge EN og for CR INF TSI-kategori 8 I-værdien er beregnet på baggrund af en krængningskoefficient på 0,3 svarende til en Bn-vogn (Banedanmark, 2011g). 53

70 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus IV-F, IV-M, VI-F og VI-M med radius mindre end 290 meter: Dette skyldes afsporingsrisiko for vridningsstive godsvogne i kurver med små radier (CEN, 2010) 9. Ydermere gælder det, ifølge sporreglerne, at sporskifter ikke må placeres i kurver ved hastigheder over 200 km/t. Derudover er der opstillet skærpede krav for overhøjdeunderskuddet i sporreglerne, HS & CR INF TSI og EN for kørsel ind og ud af sporskiftekurve, som ikke omtales nærmere her, da det ikke, i en indledende analyse som denne, vurderes relevant for den overordnede sporgeometri i hovedspor. Udover krav til overhøjde, overhøjdeunderskud samt overhøjdeoverskud gælder det at kurveradius bør være så stor som mulig, dog tilstræbes en radius på højst meter ifølge sporreglernes normalbestemmelser. Følgende minimumsradier gælder for hovedspor og gennemkørselsspor, altså spor mellem stationer og gennemkørselsspor gennem stationer (tabel 5.3): Sporreglerne HS INF TSI CR INF TSI EN Bestemmelser Ønskelige Normal Undtagelse Design Design Normal Undtagelse Radius Beregnet i Beregnet i 190 m 150 m b) henhold til henhold til b) h og I a) h og I a) Kategori I > 500 m CR 300 m a) Langs perron må radius ikke være mindre end 500 meter for HS kategori I og 300 meter for alle CR kategorier. b) En radius på minimum 500 meter er anbefalet langs perroner. Tabel Krav til minimumsradius i meter (Banedanmark, 2011g), (EU, 2011), (EU, 2008a) & (CEN, 2010). Som det ses af tabel 5.3 er sporreglerne som udgangspunkt mere skærpende undtagen langs perroner, hvor TSI erne opstiller de mest skærpende krav. Dette kan i forbindelse med ombygning og fornyelse medføre væsentlige omkostninger til udretning af kurver med radius mindre end 300 meter langs perroner. På strækningen mellem Odense og Aarhus H, er dette dog kun et problem på Aarhus H. Ombygning af Aarhus H er dog ikke indeholdt i en opgradering i dette speciale, da en hastighedsopgradering ikke er nødvendig på Aarhus H. Kravet til minimumsradius langs perroner er derfor ikke relevant. Kravet til minimumsradius langs perroner er defineret for at minimere den afstand der opstår mellem perron og indstigning i kurver med en lille radius. Problemet forværres jo længere væk indstigningsdøren er placeret fra vognens bogier, når perronen ligger i ydersiden af kurven, og omvendt når den ligger i indersiden. Udover ovenstående er der også krav til længden af cirkelbuer, som er sammenfaldende med krav til længde af ret spor. Disse gennemgås i afsnit Overgangskurve og overhøjderampe Ved overgang fra ret spor til kurve sker der et pludselig skift i centripetalkraften. Dette er ikke ønskeligt, og der indlægges derfor overgangskurve mellem ret spor og kurve, hvor radius gradvist ændres fra radius til kurvens radius eller fra en radius til en anden ved sammenstødende kurver. Normalt benyttes klotoiden som overgangskurve, da den har den egenskab at radius forøges lineært over hele dens længde. Sammenfaldende med klotoiden benyttes en retlinet overhøjderampe. Denne 9 Bortset fra en kurve ved perronen i Aarhus, som ikke ændres, er mindste radius 320 meter, hvorved kravet er overholdet (h<180 mm). Kravet er derfor ikke relevant i forhold til dette projekt. 54

71 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning linearitet er ønskelig, da det fører til en konstant forøgelse af centripetalkraften. En ulempe ved klotoiden er dog at hastigheden hvorved centripetalkraften til- eller aftager sker pludseligt ved klotoidens endepunkter (Banedanmark, 2011g). Dette kan skabe ubehag for kortere overgangskurver, hvorved det kan være ønskeligt at benytte 4. gradsparabler som overgangskurver med tilhørende s-formet overhøjderampe. Dette medvirker at hastigheden hvorved centripetalaccelerationen af- eller tiltager, er nul i starten og slutning af overgangskurven og dobbelt så stor i midten af denne type overgangskurve, som for en tilsvarende klotoide. Kontrol med beliggenheden af 4. gradsparablen og tilhørende s-formet overhøjderampe er dog mere besværlig end for klotoiden og 4. gradsparablen benyttes derfor kun undtagelsesvis i kortere overgangskurver hvor det kan give en mere behagelig kørsel hvis sporets tilstand er god (Banedanmark, 2011g). For kurver, som ikke er fuldstændig afbalanceret i forhold til togets højere hastighed, skabes som nævnt tidligere et overhøjdeunderskud. Dette overhøjdeunderskud introduceres lineært over klotoidens længde og kaldes rykket, di/dt. Rykket er en hastighed som måles i mm/s, og kan beregnes ved formel 5.10: (5.10) Hvor ΔI er ændringen i overhøjdeunderskud i mm, V er hastigheden i km/t og L OK er overgangskurvens længde i meter. Nedenstående krav (tabel 5.4) for det maksimale ryk er defineret for klotoiden som overgangskurve med tilhørende retlinet overhøjderampe. Krav til rykket er udelukkende defineret af hensyn til passagerernes komfort (Banedanmark, 2011g). Sporreglerne INF TSI EN Bestemmelser Normal Undtagelse Normal Undtagelse V 200 km/t a) 200 < V 250 km/t < V 300 km/t < V a) 100 mm/s for I 168 mm 90 mm/s for 168 mm < I 183 mm Tabel 5.4 Krav til rykket, di/dt, [mm/s] i overgangskurver (klotoiden) (Banedanmark, 2011g), (EU, 2011), (EU, 2008a), (CEN, 2010) & (CEN, 2009). Som det ses af tabel 5.4, er der en god sammenhæng mellem sporreglerne og EN 13803, dog tillader EN større værdier ved overhøjdeunderskud mindre end 100 mm og maksimum 200 km/t i undtagelsesbestemmelserne samt normalbestemmelserne for over 200 km/t. TSI erne definerer ikke krav til rykket, hvilket kan skyldes, at rykket ikke er sikkerhedskritisk. Ifølge den svenske undersøgelse (Banedanmark, 2011g), nævnt tidligere, føler 20 % af passagerne kørslen ukomfortabel ved: 41 mm/s for gående passagerer, 77 mm/s for stående passagerer og 112 mm/s for siddende passagerer (Banedanmark, 2011g) Dette kommer dog an på det rullende materiels krængningskoefficient (0,3 er antaget svarende til en Bnvogn (Banedanmark, 2011g)). 55

72 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Maksimalværdierne angivet i tabel 5.4 giver altså under alle omstændigheder en god komfort for siddende passagerer, men også for stående passagerer ved brug af normalbestemmelserne eller undtagelsesbestemmelserne for hastigheder over 200 km/t. For den retlinede overhøjderampe sammenfaldende med klotoiden, som overgangskurve, tiltager overhøjden lineært og kaldes rampestigningshastigheden, dh/dt. Rampestigningshastigheden måles i mm/s og beregnes ved: (5.11) Hvor Δh er ændringen i overhøjde i mm og L OH er længden af overhøjderampen (normalt sammenfaldende med L OK). Følgende krav er defineret for rampestigningshastigheden, dh/dt, samt rampestigningen, s, for en retlinet overhøjderampe (tabel 5.5): dh/dt [mm/s] Sporreglerne CR INF TSI HS INF TSI EN Hastighed [km/t] Ønskelige Normal Undtagelse Maksimum Normal Undtagelse V b) 85 b) a) b) 200 < V < V < V s [ ] - 2,0 2,5 2,25 2,5 a) 70 mm/s for I 168 mm 50 mm/s for 168 mm < I 183 mm b) Ved hastigheder på maksimalt 200 km/t, I 150 mm, di/dt 70 mm/s og såfremt overhøjderampen er retlinet, kan der gives tilladelse til dh/dt 85 mm/s, ellers begrænses dh/dt til maksimalt 70 mm/s. Tabel Krav til rampestigningshastigheden, dh/dt, [mm/s] og rampestigning [ ] på overhøjderampen (retlinet). (Banedanmark, 2011g), (EU, 2011), (EU, 2008a) & (CEN, 2010). Som det ses af tabel 5.5 er krav for rampestigningshastigheden (dh/dt) sammenfaldende for CR INF TSI, EN og sporreglerne, hvilket skyldes at de europæiske krav er blevet indarbejdet i den nye version af sporreglerne 11. Der er ikke defineret krav for rampestigningshastigheden i HS INF TSI en. For rampestigningen er sporreglernes normalbestemmelser skærpet i forhold til EN 13803, mens TSI erne ikke definerer krav til rampestigningen. Kravene til rampestigningshastigheden og rampestigning er defineret af hensyn til komfort og afsporingsrisiko (Banedanmark, 2011g). For kravene til overgangskurve og overhøjde, herunder di/dt, dh/dt og s, gælder det at det mest restriktive krav med hensyn til længden, er dimensionerende for længden af overgangskurve og sammenfaldende overhøjderampe. 11 Version 1. september 2011 (Banedanmark, 2011g). 56

73 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning Specialtilfælde Udover ovenstående bestemmelser for overgangskurve og overhøjderampe er der specieltilfælde, hvor der i sporreglernes undtagelsesbestemmelser kan afviges fra ovenstående. De vigtigste af disse gennemgås eller omtales herunder. TSI er og til dels EN indeholder ikke disse specialtilfælde. Ved benyttelse af sporreglernes undtagelsesbestemmelser er det muligt at undlade overgangskurver mellem retlinet spor og kurve, eller to sammenstødende kurver, så længe følgende krav til rykket er overholdt (Banedanmark, 2011g): ved V 200 km/t ved 200 < V 250 km/t Hvor det ses at overgangskurvelængden, L OK, er sat til en længde på 20 meter, i forhold til formel Dette kaldes virtual overgang og er baseret på den antagelse, at ændringen i overhøjdeunderskuddet sker over afstanden mellem bogierne på det rullende materiel (CEN, 2009). Værdierne er derfor heller ikke sammenlignelige med de angivne i tabel 5.4. EN definerer nedenstående undtagelseskrav for ændringen i overhøjdeunderskud hvor overgangskurve udelades. Kravet er ikke baseret på virtuel overgang. ved V 70 km/t ved 70 < V 170 km/t ved 170 < V 230 km/t Kravene i sporreglerne og EN til udeladelse af overgangskurve kan ikke sammenlignes, da de er defineret på forskellig vis, som beskrevet herover. Udeladelse af overgangskurve kan vise sig nødvendigt på stationer med mange små kurver eller ved sammenstødende kurver med en lille indbyrdes forskel i radius. Som tidligere nævnt kan 4. gradsparablen med sammenfaldende s-formet overhøjderampe give en mere behagelig kørsel gennem korte overgangskurver. Sporreglernes undtagelsesbestemmelser giver mulighed for at benytte denne type overgangskurve, for hastigheder under 200 km/t. Kravet til ryk og rampestigningshastighed er defineret således i sporreglerne: Det ses af ovenstående to udtryk at en faktor 2 er tilføjet i forhold til udtrykkene i 5.10 og Dette skyldes, som tidligere nævnt, at rykket henholdsvis rampestigningshastigheden er dobbelt så stort i midtpunktet af overgangskurven henholdsvis overhøjderampen i forhold til en sammenlignelig klotoide med retlinet overhøjderampe. Dette er sammenfaldende med EN 13803, som også benytter samme metode for andre typer overgangskurver og overhøjderamper, som i maksimalpunktet for rampestigningshastigheden eller rykket afviger, fra en sammenlignende klotoide og retlinet overhøjderampe, med en faktor i størrelsesorden 1,5 til 2. Det skal i denne sammenhæng også nævnes at EN ikke definerer krav til hvilken type overgangskurve og overhøjderampe der skal bruges, som det gøres i sporreglerne. Hvis undtagelsesbestemmelsernes krav til rampestigningshastighed og rampestigning for overhøjderampen ikke kan overholdes, kan Banedanmarks tekniske systemansvarlige give tilladelse til at overhøjderampen forlænges. Dermed vil den ikke længere være sammenfaldende med overgangskurven, 57

74 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus men benytte enten en del af cirkelbuen eller det rette stykke inden denne. Disse krav gennemgås dog ikke, da det ikke umiddelbart findes relevant for opgradering og nybygning Krav til længde af kurver og rette stykker Sporreglerne samt EN definerer krav til længden af cirkelbuer og rette stykker. TSI erne indeholder ikke krav til længden af disse elementer. Kravet er udelukkende defineret af komforthensyn. I tabel 5.6 herunder er følgende minimumskrav fastsat for kurvelængden, L k, samt længden af rette stykker, L s: Sporreglerne EN Bestemmelser Ønskelige Normal Undtagelse Normal Undtagelse V 200 km/t a) a) b) 20 c) < V 250 km/t b) 20 c) - a) Minimum 20 meter. b) V 200 km/t: 200 < V 250 km/t: Banedanmarks tekniske systemansvarlige kan give tilladelse til, hvis ændringen i overhøjdeunderskuddet i forhold til tilstødende kurve(r) eller ret spor er mindre end 40 mm. c) EN angiver følgende alternativer måde, som minimumslængden kan beregnes på, dog minimum 20 meter: Bestemmelser Normal Undtagelse 80 V 200 km/t 200 < V 300 km/t Tabel 5.6 Krav til minimumslængden af cirkelbuer og rette stykker (Lk og Ls) i meter (Banedanmark, 2011g) & (CEN, 2010). Det ses af tabel 5.6, at sporreglerne som udgangspunkt er mest restriktive. TSI erne fastsætter ikke regler for mindste længde af kurver og rette stykker, og EN fastsætter 20 meter som mindste længde, men kun i normens normalbestemmelser. Hvis der benyttes EN alternative metode, som ikke er et krav, er sporreglerne mere lempelige ved brug af normal- og undtagelsesbestemmelserne for højst 200 km/t og undtagelsesbestemmelserne for hastigheder over 200 km/t. Dette anses dog ikke som et problem så længe EN s alternative krav kun er vejledende og TSI erne desuden ikke fastsætter krav til minimumslængde. Hvis det rette sporstykke mellem to kurver er meget kort eller ikke eksisterende er kurverne sammenstødende. De to kurver kan enten være ensvendte eller modvendte. Ved ensvendte kurver bør anvendes en fælles overgangskurve i form af en klotoide med tilhørende retlinet overhøjderampe (Banedanmark, 2011g) (CEN, 2010). Overgangskurver for modvendte kurver bør så vidt muligt støde op til hinanden. Klotoiden benyttes som overgangskurve med en retlinet overhøjderampe (Banedanmark, 2011g) (CEN, 2010). Hvis to overgangskurver ikke kan støde op til hinanden (modvendte kurver) eller der ikke kan etableres fælles overgangskurve (ensvendte kurver) bør der indlægges et ret stykke, som skal overholde krav til længde defineret i tabel 5.6. Ved fornyelse og nyanlæg kan det rette stykke udelades i modvendte kurver, hvis radius i begge kurver er mindst 220 m. 58

75 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning For modvendte kurver med en lille radius (under 220 meter) og sporskifter gælder specielle bestemmelser for det rette mellemstykke, der ikke gennemgås her da det ikke har relevans for hovedspor mellem Odense og Aarhus Stigningsforhold For krav til stigningsforhold gælder det, at TSI ernes krav er blevet delvist indarbejdet i sporreglernes undtagelsesbestemmelser for strækninger der berøres af TSI erne. TSI erne definerer kun krav til nybyggede baner, da stigningsforhold for eksisterende baner allerede er fastlagt og dermed er meget dyre at ændre. EN fastsætter ikke krav til stigningsforhold. Nedenstående ønskelige og normalbestemmelser gælder for stigningsforhold, hvor det ses, at TSI erne og sporreglerne stemmer overens for baner med blandet trafik, mens op til 35 tillades for nye højhastighedsbaner (tabel 5.7): Sporreglerne HS INF TSI CR INF TSI Bestemmelser Ønskelige Normal Design Design Spor hvor vogne hensættes - Spor langs perron a) Andre hoved-, togvejs- og sidespor b) a) For baner der regelmæssigt anvendes til fra- og tilkobling af vogne. b) Stigningsforhold på 35 er tilladt over en sammenhængende delstrækning på højst 6 km, så længe stigningsforholdet ikke overstiger 25 over en strækning på 10 km. Tabel 5.7 Stigningsforhold ved sporreglernes ønskelige og normalbestemmelser og designværdier for TSI erne (Banedanmark, 2011g), (EU, 2011) & (EU, 2008a). For sporreglernes undtagelsesbestemmelser er kravene til stigningsforhold, som nævnt, differentieret for baner der er omfattet af CR INF TSI eller HR INF TSI og baner der ikke er omfattet af disse specifikationer. Der er ikke fuldstændig overensstemmelse mellem sporreglerne og TSI erne med hensyn til baner, der er omfattet af TSI erne, som det ses af tabel 5.8 herunder: Sporreglerne CR INF TSI Ikke omfattet af TSI Omfattet af HS INF TSI Omfattet af CR INF TSI Spor langs perron a) Andre hoved- og togvejsspor reserveret b) b) for passagertrafik b) Andre hoved- og togvejsspor med c) blandet gods- og passagertrafik d) eller udelukkende godstrafik a) For spor som der regelmæssigt anvendes til fra- og tilkobling af vogne. b) Stigningsforhold på 35 er tilladt over en sammenhængende delstrækning på højst 6 km, så længe stigningsforholdet ikke overstiger 25 over en strækning på 10 km. c) for delstrækninger på højst 3 km for delstrækninger på højst 0,5 km (for p>20,0 må der ikke planlægges med stop på delstrækningen under normal drift) d) for delstrækninger på højst 3 km for delstrækninger på højst 0,5 km hvor der ikke planlægges med stop på delstrækningen under normal drift Tabel 5.8 Stigningsforhold ved sporreglernes undtagelsesbestemmelser og designværdier for TSI erne (Banedanmark, 2011g) & (EU, 2011). 12 Mindste radius er 250 m for en kurve på Aarhus H. 59

76 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Som det ses af note c) og d) i tabel 5.8 har Banedanmark (2011g) ved adoption af TSI erne for baner med blandet trafik skærpet kravene til stigningsforhold. Dette kan være valgt som et kompromis mellem TSI erne og de skærpede danske bestemmelser for baner der ikke er omfattet af TSI erne. Fordelene ved at kunne benytte større gradienter er færre anlægsomkostninger og mindre indgriben i omgivelserne, da afgravning og påfyldning reduceres. Dette kan være nødvendigt at udnytte i det kuperede landskab mellem Snoghøj og Aarhus (jf. afsnit 3.4.2), da det skrinlagte udretningsprojekt mellem Eriknauer og Skanderborg kun var udarbejdet med en gradient på op til 15,6, hvilket altså medførte omfattende indgriben i det kuperede landskab (Banestyrelsen teknik, 1997). Samtidig betyder det dog også en forøgelse af driftsøkonomien, da der bliver slidt mere på bremser og skinner, samt brugt mere energi til at fremføre toget. Af denne årsag foreskriver sporreglerne også, at der ved brug af undtagelsesbestemmelserne skal foretages en samlet analyse vedrørende hastighed, toglængde, bremseprocent og trækkraft for rullende materiel der kan påtænkes at få tilladelse til at befare strækningen Afrundingskurver Vertikale kurver eller afrundingskurver benyttes til at ændre banes vertikale forløb (længdeprofilet), hvor sporreglerne og EN definerer krav til disse. Hvis ændringen i stigningsforholdet mellem to stigninger højst er 1 kan en afrundende cirkelbue udelades for alle hastigheder i henhold til sporreglerne og for hastigheder over 230 km/t i henhold til EN Ved hastigheder op til 230 km/t er kravet mere lempeligt i EN 13803, hvor ændringen i stigningsforholdet mellem to stigninger kan antage en værdi på højst 2 uden at en afrundende cirkelbue skal benyttes. For større ændringer skal der altså indlægges en afrundingskurve af komfort- og sikkerhedshensyn, som der minimum skal være 20 meter lang (Banedanmark, 2011g) (CEN, 2010). Derudover bør overhøjderamper og sporskifter ikke være sammenfaldende med afrundingskurver ellers bør radius af afrundingskurven, i så fald, være så stor som det i praksis er muligt (Banedanmark, 2011g). Følgende bestemmelser opstillet i tabel 5.9 gælder for radius, R L, af afrundingskurver: Sporreglerne EN Bestemmelser Ønskelige Normal Undtagelse Normal Undtagelse V 200 km/t, a), min , 200 < V 250 km/t, min , min min a) Følgende minimum gælder for afrundingsradius ved brug af normalbestemmelser og en strækningshastighed på maksimum 200 km/t: meter for nyanlæg af spor og sporskifter i hovedspor samt gennemgående togvejsspor gælder også alle eksisterende sporskifter meter for eksisterende spor b) For konkav kurve c) For konveks kurve Tabel 5.9 Krav til radius af vertikale afrundingskurver i meter (Banedanmark, 2011g) & (CEN, 2010). Det ses af tabel 5.9 at kravene defineret i EN er mere lempelige end sporreglernes, med en dertilhørende reduceret komfort til følge. Ydermere tillader sporreglerne ikke sporskifter i konvekse afrundingskurver ved brug af undtagelsesbestemmelserne. Dette tillader EN under følgende forudsætninger for sporskifter i konvekse og konkave afrundingskurver: b) c) 60

77 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning Normalværdi: 5000 meter for konveks og 3000 meter for konkav vertikal kurve Undtagelsesværdi: 3000 meter for konveks og 2000 meter for konkav vertikal kurve Ovenstående krav til afrundingskurver og stigningsforhold benyttes ikke specifikt i dette projekt, da der ikke er udarbejdet længdeprofiler for nybygningsalternativerne. Bestemmelserne er udelukkende gennemgået for at belyse, at der ved udarbejdelse af linjeføring og placering af sporskifter skal tages hensyn til terrænet og ændringer i dette. Dette er dog en iterativ proces, hvor horisontale og vertikale kurver samt sporskifter sammensættes til en ønskelig og ikke mindst lovlig tracering. 5.4 Krav til tværprofil Opbygningen af sporets tværprofil er vital for den måde laster overføres fra det rullende materiel til underbygningen. Ved øgede hastigheder øges spændingen i sporet og de dynamiske variationer i hjullasten (Eisenmann, 1978). Dette kan medføre hunting (Eisenmann, 1978), hvor hjulsættets naturlige laterale sinusbevægelse opnår en amplitude hvor hjulets flange kommer i kontakt med skinnehovedet hvilket medfører ustabilitet 13 (Esveld, 2001). Ydermere kan de øgede laster medføre sideflytning af sporet, som beskrevet i afsnit I det følgende gennemgås krav til tværprofilet for danske baner og der sammenlignes med tværprofiler for hastigheder over 200 km/t i andre lande. TSI erne fastsætter ikke direkte krav til tværprofilet, men har defineret krav til laster som sporet skal kunne håndtere. Cowi (2010a) vurderer at disse laster er overholdt, for tværprofiler defineret i de danske normer for aksellast indtil 22,5 tons. TSI erne omtales derfor ikke nærmere i nærværende afsnit Ballasteret spor En typisk dansk banes tværprofil er opbygget som vist på figur 5.4 herunder, hvor ballasten består af stenskærver og underballasten af veldrænende eller stabilt grus (Banedanmark, 2011e). Figur Typisk opbygning af tværprofil (Banedanmark, 2011e). Som det ses af figur 5.4, anlægges råjordsplanum og underballast med hældning for at lede vandet mod grøft eller trug. I denne sammenhæng er det vigtig at ballasten er ren, for at sikre at regnvand ledes væk. I forbindelse med høje hastigheder er bredden af ballastskulderen og planum samt hældning af ballast vigtig, da en større bredde og mindre hældning sikrer større lateral modstand, som kan være nødvendig for at undgå sideforskydning i kurver. Tykkelse af ballast og underballast afhænger blandt andet af den vertikale last og dermed af akseltrykket samt de forøgede dynamiske laster ved højere hastighed. Derudover er underballastens formål at beskytte ballasten mod tilsmudsning fra den under- 13 Ved høje hastigheder stilles der krav til det rullende materiels ækvivalente konicitet (EU, 2008b), hvorved hastigheden, hvor hunting indtræffer, forøges (Esveld, 2001). 61

78 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus liggende råjord (Meyer, et al., 2011). Banedanmark (2011e) fastsætter følgende krav til tværprofilets dimensioner ved brug af BN-2 regler, ved større ombygning og nybygning, for hoved- og togvejsspor med maksimalt akseltryk på 22,5 tons og betonsveller, og derudover minimumskrav (BN1) for alle eksisterende profiler: Ved større ombygninger Ved nybygning Hastighed [km/t] V < V < V 250 V < V < V 250 Ballastskulderens bredde (B sk) Anlæg af ballastskråning 1,25 1,25 1,25 (a) Ballastskulderens bredde (B sk) Anlæg af ballastskråning 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 (a) [m/m] Ballastens tykkelse (B t) Underballastens tykkelse (U t) Planumsbredde (P b) afhængigt af overhøjden Hældning af planum (X p) Tabel 5.10 Krav til tværprofil, BN1- og BN2-regler, for danske baner med maksimalt akseltryk på 22,5 tons og betonsveller. Bemærk at krav kan være skærpede eller lempet under specialtilfælde, der henvises til (Banedanmark, 2011e) for disse tilfælde. Hvor andet ikke er nævnt er enheden mm. BN1 BN2 Det ses af tabel 5.10 herover, at kravene er nogenlunde ens for nybygning og større ombygning og det ses, at bredden af planum og ballastskulder skal være større ved højere hastighed. Derudover bemærkes det også at BN1-kravene er sammenfaldende med BN2-kravene. Forskellen består i at der ikke er krav til planumsbredde og hældning, samt tykkelse af ballastlagene. Det kan kun forventes at BN1- regler må benyttes lokalt ved for eksempel broer, perroner og sporskifter og kun hvis brugen af BN2- regler er umuligt eller meget bekosteligt (Banedanmark, 2011e). Ved opgradering af eksisterende bane til højere hastighed kan en ombygning af tværprofilet vise sig at være nødvendig, med store omkostninger til følge, hvis der opgraderes fra V 160 til 160 < V 200 eller 200 < V 250, og det eksisterende tværprofil ikke overholder bestemmelserne i tabel Ydermere kan en forøgelse af overhøjden medføre at planumsbredden skal forøges, selv hvis hastighed forbliver i det samme interval. Ved opgradering til over 200 km/t gælder det desuden at den danske betonsvelle S99 ikke kan bruges, da den ikke overholder TSI-krav (Bolmsvik, 2010), og skal derfor erstattes på strækninger der opgraderes til mere end 200 km/t. Der benyttes i dag UIC 60 skinner på det danske hovedbanenet, herunder Odense-Aarhus, hvilket også er standard for højhastighedsbaner i Europa. Stålkvaliteten kan dog variere og det kan derfor være nødvendigt, at udskifte skinner ved opgradering til højere hastighed (Asmussen, 2012). De høje omkostninger forbundet med opgradering til mere end 200 km/t betyder, at det ofte vil være mere rentabelt at bygge en ny bane i stedet. Derudover vil der ved en sådan opgradering ydermere skulle tages hensyn til at perroner skal flyttes eller afskærmes, hvis de er beliggende langs hovedspor som befares med hastigheder på over 200 km/t. Af denne grund regnes der derfor også kun med opgradering til 200 km/t for den eksisterende bane mellem Odense og Aarhus. 62

79 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning Udover krav til tværprofilets dimensioner er svellen også af afgørende betydning for lastoverførslen til ballasten. Jo flere sveller der er per meter og jo større areal de har, jo mere fordeles lasten fra skinner til ballast, med en dertilhørende reduktion af spændingen i ballasten. Derudover kan indlæg af elastiske måtter mellem skinne og svelle eller svelle og ballast også medføre en bedre lastfordeling og reduktion af dynamiske laster på grund af et øget kontaktareal. Dette kan udnyttes til at forøge hastigheden, reducere ballastens tykkelse eller opnå reduktion i vedligeholdelsesomkostninger (Meyer, et al., 2011). Ses der på krav til tværprofiler i Norge og Tyskland er der generelt en god overensstemmelse mellem planumsbredde, ballasttykkelse og bredde af balastskulderen og de danske krav opstillet i tabel 5.10 ved hastigheder over 200 km/t (Jernbaneverket, 2011) (DB, 1997). Dog benyttes der en svelleafstand på 600 mm i Norge og andre lande mod 625 mm i Danmark på trods af et svellen har cirka samme areal. Afhængigt af formen af de to typer sveller kan dette give årsag til større spænding i ballasten i Danmark, på grund af det mindre samlede kontaktareal, som medfører øgede vedligeholdelsesomkostninger (Meyer, et al., 2011) Fastbefæstet spor Banedanmark (2011d) fastsætter skærpede krav til sporbeliggenhedskontrol og justering jo højere hastigheden og bruttotonbelastningen er. En højhastighedsbane kræver altså, som udgangspunkt, mere vedligehold. Bruges der samtidig undtagelsesbestemmelser i forbindelse med sporgeometrien i mange kurver for at opnå en højere hastighed, øges belastning på sporet yderligere med et øget vedligeholdelsesbehov til følge. Mængden af vedligeholdelsesarbejde kan dog kraftig reduceres ved at benytte fastbefæstet spor, som er et moderne alternativ til ballasteret spor. Fastbefæstet spor er derfor især attraktivt for højhastighedsbaner eller baner med en stor bruttotonbelastning. Figur 5.5 Billede og tværsnit af fastbefæstet spor af typen Rheda 2000 (RAIL.ONE, 2012a). Figur 5.5 herover viser et billede og et typisk tværsnit for en moderne fastbefæstet jernbane. I stedet for ballast benyttes en beton plade, hvor svellerne er støbt ned i pladen 14. Det underliggende lag (HBL) er et lag som typisk består af grusasfaltbeton, der normalt også benyttes for veje under slidbanelaget. Hvis banen ikke kan anlægges på plant underlag benyttes et frost beskyttelseslag (FPL), som består af extruderet polystyrenskum 15 for eksempel styrofoam eller styrodur, som er en afart flamingo. Dette benyttes 14 Alternativt kan skinnen fastgøres direkte til pladen. 15 På engelsk: extruded rigid polystyrene foam (XPS). 63

80 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus på grund af polystyrenskummets gode isoleringsegenskaber, store trykstyrke samt lette vægt som gør det bedre egnet end jord til udjævning. Den faste konstruktion som det fastbefæstede spor udgør, giver en øget stivhed og et større kontaktareal, som er ideel til de belastninger en højhastighedsbane udsættes for. Ydermere medfører den stive konstruktion, at flytninger, som er normale ved ballasteret spor, reduceres til et minimum (Eisenmann, 1978). Dette medfører et stærkt reduceret behov for vedligehold og sporjustering og dermed en øget tilgængelighed (RAIL.ONE, 2012b). Derudover kan konstruktionshøjden reduceres i forbindelse med broer og tunneler hvor betonpladen kan fastgøres i bro- eller tunnelelementet, hvilket medfører en væsentlig reduktion i anlægsomkostninger for længere anlæg (RAIL.ONE, 2012a). Ulempen ved det fastbefæstede spor er de høje anlægsomkostninger forbundet med at støbe betonpladen. Derfor ses fastbefæstet spor på nuværende tidspunkt kun i tunneler og på broer i Danmark på grund af den lavere konstruktionshøjde som gør dette rentabelt. Fastbefæstet spor benyttes dog i dag på flere højhastighedsbaner i Europa og Asien på grund af dets gode egenskaber i forhold til ballasteret spor ved høje hastigheder, hvor kravet til sporets modstand er større og strækninger typisk består af mange broer og tunneler. Som beskrevet tidligere øges behovet for sporjustering ved øget belastning som følge af forøget hastighed og trafikmængde. Brug af fastbefæstet spor er altså en afvejning af de høje anlægsomkostninger og reduktion af vedligehold ved tilsvarende brug af ballasteret spor (Life Cycle Costs). Samtidig har fastbefæstet spor en levetid på 60 år (RAIL.ONE, 2012b), hvori anlægsomkostninger kan tjenes hjem på reduceret vedligehold og øget tilgængelighed. Til gengæld er det nødvendigt, at udskifte hele konstruktionen når denne er nedslidt, hvilket medfører at hele banen skal lukkes i mellemtiden, til gene for passagerer Betydning for Odense-Aarhus Som beskrevet i afsnit anses det ikke som værende rentabelt, at opgradere til mere end 200 km/t på strækningen mellem Odense og Aarhus, da hele tværprofilet skal ombygges. Mellem Odense og Aarhus er stålkvaliteten af skinnerne på kortere delstrækninger af en kvalitet der gør at de kun må befares med højst 160 km/t 16 (Asmussen, 2012). Disse strækninger er typisk på stationer, samt størstedelen af strækningen mellem Hørning og Aarhus. En stor del af strækningen mellem Odense og Aarhus er dog fornyet i det nye årtusinde i henhold til BN2-reglerne i tabel 5.10, mens dele af strækningen dog stadig har ballast tilbage fra 1963 (Asmussen, 2012). Det må således kunne forventes, at der på mindre delstrækninger mellem Odense og Aarhus, i forbindelse med en hastighedsopgradering, skal foretages større eller mindre ombygning af tværprofilet fra en fuldstændig udskiftning af ballasten og forøgelse af planumsbredde til udskiftning af skinner. Dette er, uanset alderen på overbygningen, også tilfældet hvis hastigheden forøges fra en strækningshastighed på højst 160 km/t til mere end 160 km/t og kravene i tabel 5.10 ikke overholdes. Hele strækningen overholder dog BN1-reglerne opstillet i tabel 5.10 (Asmussen, 2012). For nybygning på delstrækninger mellem Odense og Aarhus kan fastbefæstet spor virke attraktivt, men det vurderes ikke, at fordelene ved dette kan udnyttes fuldt ud, da en decideret højhastighedsbane med hastigheder op mod 300 km/t, som tidligere beskrevet, ikke vurderes rentabel mellem Odense og Aarhus og trafikmængden i øvrigt heller ikke vurderes at være stor nok. 16 Den nuværende hastighed kan dog være højere end 160 km/t på delstrækninger med stålkvalitet 700, hvilket skyldes at reglen er indført efter hastighedsopgraderingen. (Asmussen, 2012) 64

81 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning 5.5 Valg af normgrundlag På baggrund af gennemgangen af nuværende normer og bestemmelser, danske såvel som europæiske, i nærværende kapitel, vælges det at benytte de danske regler til opgraderingen og nybygning på strækningen mellem Odense og Aarhus. Det er valgt fordi de danske regler for sporgeometri samt tværprofiler er mere skærpede end de tilsvarende europæiske, dog med få undtagelser som er uden betydning for strækningen mellem Odense og Aarhus. Brug af de danske normer og bestemmelser sikrer således også, at de europæiske normer opfyldes. De mere skærpede danske regler medfører en bedre komfort samt et reduceret slid og vedligeholdelsesbehov og dermed også lavere driftsomkostninger. Til gengæld opnås højere anlægsomkostninger ved opgradering og nybygning. Det er vurderingen, at brug af de europæiske normer og regler vil føre til klager fra passagerer og personel på grund af den reducerede komfort, hvis disse normers grænseværdier udnyttes fuldt ud. For en opgradering af den eksisterende bane, som analyseres i kapitel 7, forudsættes en opgradering af hastigheden op til 200 km/t, da en opgradering til højere hastighed ikke vurderes rentabel. Hastigheden for godstog på den eksisterende bane fastsættes til 80 km/t ved beregning af overhøjdeoverskuddet. Nybygningsalternativerne, som opstilles i kapitel 8, projekteres til en hastighed på 250 km/t indenfor de ønskelige bestemmelserne i sporreglerne. Det sikres dog samtidig, at banen senere kan opgraderes til 300 km/t, som en fremtidssikring, ved brug af mere lempelige bestemmelser. Her forudsættes det, at sporreglerne, som på nuværende tidspunkt ikke opstiller krav for 300 km/t (jf. gennemgang i afsnit 5.3), senere udvides til også at omfatte krav til sporgeometrien ved 300 km/t. Ved at benytte sporreglernes ønskelige bestemmelser ved 250 km/t overholdes normalbestemmelser også for 300 km/t, med undtagelse af krav til længde af kurve og rette sporstykker. Krav opstillet i HS INF TSI er mere lempelige end sporreglernes bestemmelser, som det ses af tabel 5.11 herunder. Hvor HS INF TSI en ikke er gældende, er der benyttet EN Hastighed 250 km/t 300 km/t Valg Type af bestemmelser Sporregler Ønskelige Sporregler Normal HS INF TSI/ EN Overhøjde og overhøjdeunderskud (h+i) [mm] Minimum kurveradius [meter] Minimumslængde af overgangskurve (242) 300 (242) 286 ved maksimal værdier for Δh, Δ I og rampestigning [meter] Minimumskurvelængde, L k, og minimumslængde af ret spor, L s [meter] 167, Tabel Minimumsparametre der benyttes i projekteringen af linjeføringerne. Hvad angår minimumslængden af overgangskurver ved 300 km/t, så er det i princippet kun nødvendigt med en overgangskurvelængde på 242 meter, da overhøjden højst vil antage en værdi på 145 mm på grund af den større radius, som kræves ved sporreglernes ønskelige bestemmelser ved 250 km/t end ved normalbestemmelserne og HS INF TSI/EN ved 300 km/t. For ovenstående parametre i tabel 5.11 gælder det ydermere, at det samlede overgangskurveforløb ved to modvendte sammenstødende kurver skal være mindst det dobbelte af den nævnte minimumslængde. Derudover gælder det for overgangskurvelængden, at denne kan reduceres, hvis overhøjden 65

82 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus og/eller overhøjdeunderskuddet samtidig reduceres. Dette beror dog på en beregning ud fra den enkelte kurves radius. For projektering til 250 km/t forudsættes en hastighed for godstog på 120 km/t, mens en senere opgradering til 300 km/t ikke nødvendigvis vil tillade godstog på grund af et for stort overhøjdeoverskud. 5.6 Opgradering af hastighedsprofil I forbindelse med en opgradering af et eksisterende hastighedsprofil, vil nogle dele af strækningen lettere kunne opgraderes end andre dele, grundet begrænsninger i det eksisterende tværprofil og især i sporgeometrien i henhold de normer og bestemmelser som er gennemgået i dette kapitel. En opgradering af de delstrækninger hvor en hastighedsforøgelse lettest kan opnås, vil typisk føre til en meget spredt hastighedsopgradering. Grundet det grundlæggende behov for acceleration og nedbremsning i forbindelse med skift i hastigheden, kan korte delstrækninger med forøget hastighed i praksis ikke udnyttes. Teoretisk vil der være en køretidsgevinst, men den kan i praksis ikke udnyttes, da lokoføreren som regel vil bremse cirka 10 km/t længere ned end hvad der er krævet. I forbindelse med en analyse af komforten i slutningen af 90 erne blev der også foretaget en analyse af hvorledes hastighedsprofilet mellem især Fredericia og Aarhus blev udnyttet. Analysen viste at selv delstrækninger på 3-4 kilometer med en forøget konstant strækningshastighed, som vil give en teoretisk køretidsgevinst, ikke blev udnyttet af lokoførerne, selv om toget var forsinket. Dette kan tilskrives at lokoføreren ikke kan køre ideelt og at et komplekst hastighedsprofil med mange spring i hastigheden derfor vil blive udjævnet af lokoføreren selv. Kortere strækninger med højere hastighed vil derfor ikke blive udnyttet (Nielsen, 2012). På basis af ovenstående anbefaler Nielsen (2012), følgende minimumslængder med samme tilladelige hastighed afhængigt af strækningshastigheden: Cirka 6 kilometer ved km/t Cirka 8 kilometer ved km/t Cirka 10 kilometer ved km/t Grunden til at længden forøges ved højere hastighed skyldes at den kinetiske energi afhænger af hastigheden kvadreret, hvilket medfører at accelerations- og bremseegenskaberne af det rullende materiel forringes jo højere hastigheden er. Dette beskrives nærmere i næste kapitel, som omhandler beregning af køretider. De opstillede minimumslængder benyttes i den videre analyse af en opgradering mellem Odense og Aarhus behandlet i kapitel 7, hvor delstrækninger kun opgraderes, hvis ovenstående minimumslængder kan overholdes. 5.7 Opsummering I nærværende kapitel er normer og bestemmelser med relevans for opgradering og nybygning mellem Odense og Aarhus gennemgået. Da strækningen mellem Odense og Aarhus er en del af det transeuropæiske transportnetværk (TEN-T) er strækningen underlagt europæisk regler for at sikre interoperabilitet på netværket. Krav til infrastrukturen er gennemgået i kapitlet, herunder især sporgeometrien, da disse krav i høj grad definerer omfanget af en opgradering samt udformning og tracering af en ny jernbane. 66

83 5 Normer og bestemmelser relevante for opgradering og nybygning Gennemgangen af reglerne viser at de danske normer og bestemmelser for sporgeometri og tværprofiler, med få undtagelser som er uden betydning for strækning mellem Odense og Aarhus, er mere skærpede end de tilsvarende europæiske. Ved brug af de danske normer og bestemmelser opfyldes de europæiske normer altså også. De mere skærpede danske regler medfører en bedre komfort samt et reduceret slid og vedligeholdelsesbehov og dermed også lavere driftsomkostninger, mens der til gengæld opnås højere anlægsomkostninger ved opgradering og nybygning. I dette speciale er det dog valgt, at benytte de danske normer, da disse opfylder de tilsvarende europæiske normer og medfører mindre slitage samt bedre komfort. Det er vurderingen at det vil medføre klager fra passagerer og personel på grund af den reducerede komfort, hvis de europæiske normer og bestemmelser udnyttes fuldt ud. Derudover vil banen, som nævnt, skulle vedligeholdelses langt oftere, hvilket ikke umiddelbart er ønskeligt. For opgradering forudsættes en opgradering op til 200 km/t, mens det er valgt at nye baner anlægges til 250 km/t med mulighed for senere opgradering til 300 km/t. Ved opgradering skal det tilstræbes at en hastighedsforøgelse opnås over en så stor strækning som muligt, således at det nye hastighedsprofil er simpelt og medfører færre accelerationer og decelerationer og profilet dermed kan udnyttes bedre. I dette kapitel er opstillet minimumslængder på 6-10 kilometer afhængigt af hastigheden i intervallet km/t, som bør overholdes ved opgradering og forøgelse af hastigheden. 67

84

85 6 Model til beregning af køretider Gennemgangen og valg af normer og bestemmelser i forrige kapitel er bestemmende for omfanget og udformningen af opgradering henholdsvis nybygning ved en given hastighed. For at kunne kvantificere den besparede tid, en hastighedsforøgelse medfører, er det nødvendigt at gennemføre køretidsberegninger. Den opnåede tidsbesparelse skal kendes for at sikre, at tilstrækkelige tiltag i form af opgradering og nybygning gennemføres således at en rejsetid på 55 minutter opnås mellem Odense og Aarhus. I forbindelse med dette speciale er en model derfor udviklet, som kan benyttes til groft at estimere køretider. Modellen benytter en række formler til at estimere accelerations- og bremseforløb for en given togtype, hvoraf køretiden kan estimeres. Køretidstillæg tillægges derefter for at opnå rejsetiden. Modellen tager ikke dog højde for en lang række faktorer, som vil komplicere beregningerne markant. Derfor er modellen udelukkende velegnet til indledende analyser, som gennemføres i dette speciale, og ikke decideret køreplanlægning, hvor køreplanlægnings- og simulationssystemer som for eksempel TPS eller RailSys bør benyttes. Nærværende kapitel beskriver hvordan modellen fungerer, samt hvilken type rullende materiel og køretidstillæg det er valgt at benytte i forbindelse med de videre køretidsberegninger i rapportens tredje del, herunder især kapitel 7 og 8. Derudover gennemgås det kort hvordan modellen præsterer i forhold til sammenlignelige beregninger i RailSys. 6.1 Formler til beregning af køretider Som nævnt i indledningen til dette kapitel er modellen til beregning af køretider baseret på formler for estimering af bremse- og accelerationsforløb. Derudover antages det at når toget ikke accelererer eller bremser, at toget enten holder stille eller kører med konstant hastighed. Formler til estimereting af acceleration og deceleration samt konstant hastighed gennemgås i de følgende afsnit Acceleration Estimering af et togs accelerationsforløb er særdeles vanskeligt, da det ikke bare afhænger af togets trækkraft, men blandt andet også af vindmodstand, banens gradient og kurvemodstand. Derudover begrænses acceleration af den tilgængelige friktion mellem hjul og skinne samt brug af strøm til lys, klimaanlæg, med mere. Ydermere kan trækkræften være begrænset af en øvre grænse for effekten for at undgå overophedning (Landex, 2011). Ovennævnte parametre er meget svære eller umulige at tage i betragtning i en simpel beregning af accelerationsforløbet. Det kan derfor antages, at accelerationen, a t, aftager eksponentielt med tiden (Landex, 2011), hvorved der overordnet set til dels tages højde for at trækkræften reduceres med hastigheden. Acceleration som funktion af tiden, a t, kan altså estimeres ved: (6.1) 69

86 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Hvor a 0 er startaccelerationen i m/s 2, v max er togets maksimale hastighed i m/s og t er tiden i sekunder. Ved integration kan følgende formel for accelerationsafstanden, S a, opstilles som funktion af den aktuelle hastighed, v (Landex, 2011): (6.2) Det kan i enkelte tilfælde være nødvendigt at beregne hastigheden som funktion af strækningen ved at udlede hastigheden, v, af ovenstående udtryk. Dette kan dog ikke gøres med almindelig algebra. Numeriske metoder er i den sammenhæng nødvendige for at kunne estimere hastigheden, v, ved en iterativ fremgang. I modellen er benyttet en iterativ fremgang i specialsituationer, hvor det er nødvendigt at kende hastigheden efter en given afstand. Tiden, t a, det tager at gennemføre accelerationen kan findes ved formel 6.3 herunder (Landex, 2011): (6.3) Bremsning Hvis en konstant deceleration antages kan klassisk mekanik benyttes til at beskrive togets forløb ved en nedbremsning (Landex, 2011): (6.4) Hvor v igen er togets hastighed, i m/s, S b0 er bremseafstanden, uden bremsereaktionstid, i meter, og r b er retardationen, i m/s 2. Retardationen kan estimeres ved sammenhængen med bremseprocenten, C, og bremseforholdet, c, (Landex, 2011): (6.5) Der er i ovenstående formel også taget højde for at togets WSP-system ikke må forøge retardationen med mere end 20 % i tilfælde af at hjulene blokerer og toget dermed skrider. Bremseprocenten, C, er enhedsløs og er et udtryk for forholdet mellem togets vægt og dets bremsevægt. Bremseforholdet, c, er ligeledes enhedsløs og beskriver hvor hårdt der bremses. I Danmark kan en ATC servicenedbremsning, svarende til en faktor 0,7 af maksimal bremseeffekt, benyttes (Landex, 2011). Ved at tage bremsereaktionstiden, t ba, 17 med i betragtningen kan den totale bremselængde, S b, beregnes med følgende formel udledt af formel 6.4 og 6.5 (Landex, 2011): (6.6) 17 For moderne togsæt kan bremsereaktionstiden, t ba, antages, at være nul (Landex, 2011). 70

87 6 Model til beregning af køretider Ligesom det er tilfældet for acceleration kan det i nogle tilfælde være nødvendig at kende starthastigheden ved en given bremselængde. Denne hastighed kan findes ved at udregne den positive rod til andengradsligningen i formel 6.6: (6.7) Hvor d er nævneren i formel 6.6, altså: Tiden, t b, som nedbremsning tager, kan findes ved følgende formel, hvor den gennemsnitlige hastighed under nedbremsning er ½ v, da det er antaget at nedbremsning foregår ved konstant acceleration (Landex, 2011): (6.8) Hvor S b kan findes ved formel Konstant hastighed Beregningen af tid og længde, som tilbagelægges ved konstant hastighed er ligetil og indebærer ikke nogle antagelser. Den tilbagelagte strækning ved konstant hastighed, S v, kan beregnes ved følgende formel, når accelerations- og bremselængden samt den betragtede stræknings længde kendes: (6.9) Hvor S er strækningens længde, S b er bremselængden og S a er accelerationsafstanden. Tiden det tager, at tilbagelægge afstanden S v kan beregnes ved følgende formel: (6.10) Hvor t v er tiden det tager at tilbagelægge afstanden, S v, ved konstant hastighed v. Tiden det tager at tilbagelægge strækningen, kan da beregnes ved: (6.11) Formlerne for acceleration og deceleration kan også udvides til at tage højde for banens gradienter. Dette er dog ikke udnyttet, da det komplicerer implementeringen af modellen og gradienter desuden ikke kendes for de nybygningsalternativer som opstilles i kapitel Brug af formler i forhold til hastighedsprofil Når formlerne gennemgået i de forrige afsnit, benyttes til at udregne køretiden, skal strækningens hastighedsprofil tages i betragtning. Altså at enhver del af toget på intet tidspunkt må have en hastighed større end strækningens hastighedsprofil tillader. Når den tilladelige hastighed et sted på strækningen 71

88 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus lempes må toget altså ikke accelerere før bagenden af toget er fri af den lavere hastighedsrestriktion. Altså skal togets front have tilbagelagt en strækning svarende til togets længde, før det må accelerere. Det samme gør sig gældende når den tilladelige hastighed skærpes, hvor toget skal være bremset ned før togets front kører ind på den pågældende del af strækningen med en skærpet hastighedsrestriktion. 6.2 Rullende materiel For at kunne beregne accelerations- og bremseforløbet ved hjælp af formlerne opstillet i afsnit 6.1, er det nødvendigt at kende relevante data om det rullende materiel. For accelerationen er dette startacceleration, a 0, og maksimalhastigheden, v max. Derudover er det nødvendigt at kende det rullende materiels maksimal tilladelige hastighed, da denne kan være mindre end hvad der tillades på en given strækning. For beregning af bremseforløbet er det nødvendigt at kende det rullende materiels bremseprocent. Derudover er det nødvendigt at kende det rullende materiels vægt, hvis der regnes med gradienter. I dette projekt er det valgt, at benytte Øresundstog (litra ET), fremover benævnt ET-tog, og Velaro E. Førstenævnte benyttes, som et typisk togsæt der kan forventes, at befare banen mellem Odense og Aarhus efter en elektrificering. IC4-tog er ikke inkluderet, da formlerne beskrevet i afsnit 6.1 giver en dårlig estimering af dets accelerationsforløb, som i øvrigt er forbundet med en del usikkerhed på grund af tvivl om IC4-togets reelle traktionskurve. Det er dog vurderet at accelerationsegenskaberne af IC4-toget er en smule dårligere end ET-togets, hvorfor det antages at IC4-toget vil have en køretid der er lidt længere end for ET-toget. Trafikstyrelsens (2011) beregninger viser for eksempel at IC4-toget er lidt under ét minut langsommere end ET-toget på strækningen mellem Odense og Aarhus. Det antages at ET-toget benyttes i en version der kan køre 200 km/t mod den nuværende tophastighed på 180 km/t. Velarotoget benyttes til at belyse køretidsbesparelserne, der opnås ved at benytte rullende materiel, der kan køre 250 km/t, og dermed udnytte hastigheden som de nye baner projekteres til. Startaccelerationen og den maksimale hastighed for ET og Velaro E er estimeret ved at benytte data om accelerationsforløbet fra RailSys. I praksis gøres dette ved at benytte formel 6.2 ved forskellige startaccelerationer og maksimalhastigheder og sammenligne resultatet med udtræk af data fra RailSys ved forskellige hastigheder. Den startacceleration og maksimalhastighed der giver det bedste overordnede fit for hele hastighedsintervallet eller dele heraf, i forhold til RailSys-dataene, benyttes da. På figur 6.1 herunder er dette illustreret for Velaro E, hvor det er valgt at fokusere på at opnå det bedste fit for hastigheder op til 250 km/t, da dette, som beskrevet i afsnit 5.5, er hastigheden som de nye baner projekteres til. 72

89 6 Model til beregning af køretider 100 Hastighed [m/s] Tilbagelagt afstand [m] RailSys-data Estimeret Figur Tilbagelagt afstand som funktion af hastighed for henholdsvis data fra RailSys og estimeret acceleration ved formel 6.2 for Velaro E. For ET-toget er startacceleration og den maksimale hastighed estimeret for at opnå det bedste fit med RailSys-data for hele hastighedsintervallet. For beregning af bremseforløbet er det nødvendigt at kende bremseprocenten, C. For ET-toget er denne 171 % (Landex, 2011), mens den for Velaro E er estimeret til 200 % ved hjælp af RailSys-data og samme metode som for accelerationen. Dette er muligvis lidt højt, men uden det dog er usandsynligt, og kan skyldes at bremseforholdet, c, benyttet i RailSys er højere end de 0,7, som antages benyttet i disse beregninger (jf. afsnit 6.1.2). I tabel 6.1 herunder er relevante data for de to togsæt opstillet: Øresundstog (ET) 200 km/t Velaro E Foto: DSB Øresund Foto: Siemens Længde af ét sæt 78,9 meter 200 meter Maks. antal togsæt 5 2 Startacceleration, a 0 0,7 m/s 2 0,6 m/s 2 Maks. hastighed, v max 66,67 m/s (240 km/t) 100 m/s (360 km/t) Maks. tilladelige hastighed 55,56 m/s (200 km/t) 97,22 m/s (350 km/t) Vægt af ét sæt 170 tons 465 tons Bremseprocent, C 171 % 200 % Bremseforhold, c 0,7 0,7 Tabel 6.1 Data på ET-tog og Velaro E (DSB, 2012), (Siemens, 2012) & (Landex, 2011). 73

90 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Det skal understreges at startacceleration, maksimale hastighed og bremseprocent opstillet i tabel 6.1 ikke nødvendigvis stemmer overens med producenternes data, da tallene for de nævnte parametre er fittet til andre data, som beskrevet ovenfor, således at der opnås en god estimering. I køretidsberegningerne benyttes maksimal toglængde for begge togtyper, da dette dels giver et worstcase scenarie, hvor toget skal køre længere før der kan accelereres ved en forøgelse af den tilladelige hastighed, og dels betyder, at de to togtyper opnår cirka samme toglængde (394,5 og 400 meter). 6.3 Køretidstillæg De køretider der beregnes ved formlerne opstillet i afsnit 6.1 indeholder ikke køretidstillæg. Det er derfor nødvendigt at tillægge ekstra tid til køretiden, hvorved rejsetiden opnås. I rejsetiden indgår dog også eventuel holdetid, holdetidstillæg samt planlagt ventetid. Da der ikke er nogen stop undervejs mellem Odense og Aarhus for non-stop IC-toget er der ikke nogen holdetid. Derudover antages det at toget får så høj en prioritet at det ikke pålægges planlagt ventetid. I det følgende omtales, derfor kun det køretidstillæg, der benyttes i forbindelse med køretidsberegningerne for non-stop IC-toget. Den planlagte ventetid omtales dog kort i afsnit Køretidstillægget medfører, at det er muligt at indhente tabt tid i forbindelse med en forsinkelse. Jo større køretidstillæg, jo større er muligheden for at indhente en forsinkelse. Et stort køretidstillæg betyder altså, at der opnås en god regularitet, som er attraktiv for passagererne, men omvendt betyder det også en længere rejsetid, hvilket ikke er attraktivt for passagererne. Størrelsen af køretidstillægget er altså en afvejning af fordele og ulemper. I tabel 6.2 herunder er opstillet køretidstillæg som benyttes i Banedanmark, samt køretidstillæg som anbefales af UIC. Hastighedsinterval UIC Banedanmark Type af tillæg Procentvis tillæg Længdeafhængigt tillæg Procentvis tillæg 0 V 75 3 % 1 min/100 km 3 % 75 < V % 1 min/100 km 4 % 100 < V % 1 min/100 km 5 % 120 < V % 1 min/100 km 7 % 140 < V % 1 min/100 km 9 % 160 < V % 1 min/100 km 11 % 180 < V % 1 min/100 km 13 % 200 < V % 1 min/100 km 13 % 250 < V % 1 min/100 km 13 % Tabel Køretidstillæg for togsæt anbefalet af UIC og benyttet i Banedanmark (Schittenhelm, 2011). Som det ses af tabel 6.2, er det procentvise tillæg mindre ved brug af UIC s anbefalinger end hvad der bruges i Banedanmark. Selvom UIC også anbefaler et længdeafhængigt køretidstillæg, så er UIC s tillæg også overordnet set langt mindre end hvad der benyttes i Banedanmark. Dette betyder altså, at der ved brug af UIC s køretidstillæg opnås en kortere rejsetid end med Banedanmark køretidstillæg. Omvendt medfører Banedanmarks høje køretidstillæg, at der opnås en bedre regularitet. Dette er altså et eksempel på den afvejning der er foretaget af UIC henholdsvis Banedanmark ved valget af køretidstillæg. I forbindelse med køretidsberegninger der foretages i dette speciale er det valgt, at benytte UIC s køretidstillæg når rejsetiden bestemmes for non-stop IC-toget. Dette medfører, at der er behov for færre investeringer for at reducere rejsetiden til 55 minutter, da køretiden (uden køretidstillæg) kan være større end ved brug af Banedanmarks køretidstillæg. Omvendt øges risikoen dog for forsinkelse og dårligere regularitet ved brug af UIC s køretidstillæg. Valget kan forsvares ved den umiddelbare økonomiske gevinst, samt at UIC s køretidstillæg kun benyttes for non-stop IC-toget og ikke for de øvrige tog på 74

91 6 Model til beregning af køretider strækningen. Derudover kan der i køreplanlægning fokuseres på at indlægge større buffertider mellem non-stop IC-toget og de øvrige tog, således at følgeforsinkelser reduceres. Derved vil non-stop IC-toget primært blive påvirket af forsinkelse direkte relateret til toget (tekniske problemer, passagerforhold, med mere). 6.4 Model Som nævnt i indledningen til dette kapitel er en model udviklet i forbindelse med dette speciale, som benytter formlerne beskrevet i afsnit 6.1 til at beregne køre- samt rejsetider på baggrund af en given hastighedsprofil og det rullende materiels accelerations og bremseegenskaber. Modellen er udviklet for lettere at kunne gennemføre den store mængde køretidsberegninger, som er nødvendige for at kunne vurdere effekten af forskellige tiltag i forbindelse med Timemodellens anden etape. I det følgende afsnit beskrives modellen og hvordan den fungerer. Efterfølgende beskrives det hvilke begrænsninger den på nuværende tidspunkt har, og der foretages en vurdering af hvordan modellen præsterer. Appendiks II beskriver hvordan modellen i praksis benyttes Beskrivelse Overordnet set kan modellen opdeles i følgende fire processer, som beskrives efterfølgende i detaljer (jævnfør også diagrammet på figur 6.2 på næste side): 1. Indlæsning af togdata, hastighedsprofil, eventuelle standsninger og tilhørende holdetider, samt køretidstillæg og præcisionsparameter q (benyttes ved output) 2. Fastlæggelse af punkter på strækningen hvor acceleration og nedbremsning henholdsvis starter og slutter på grund af standsning eller forøgelse eller reduktion i den tilladelige hastighed 3. Sortering af accelerations- og decelerationspunkter, således at kun de mest restriktive accelerationer/nedbremsninger bibeholdes 4. Ud fra accelerations- og decelerationspunkter, skrives output for hver q km/t Modellen er programmet i C++ og gentages indtil brugeren ønsker at afslutte. Således er det muligt at foretage flere beregninger uden at genstarte modellen. I modellen indlæses, som nævnt herover, togdata, defineret i traindata.txt, køretidstillæg og præcisionsparameteret q, defineret i parameters.txt, samt ønsket hastighedsprofil og stop med tilhørende holdetider, defineret i inputfilen (csv-fil navngivet som ønsket). 75

92 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Datafiler og brugerinput START Parametre (parameters.txt) Indlæs parametre Parametre Togdata Hastighedsprofil Holdetider Input fra bruger om ønsket togtype Togdata (traindata.txt) Togtype Togdata Forespørg bruger om ønsket togtype Indlæs togdata for togtype Korrekt indlæst? Ja Korrekt indlæst? Nej Ja Nej Input fra bruger om navn, ipf, på inputfil ipf Ja Ja Input (hastighedsprofil & stop) ( ipf.csv) Inputdata Forespørg bruger om navn på inputfil Indlæs inputdata Korrekt indlæst? Nej Input fra bruger om ønsket navn, opf, for outputfil opf Forespørg bruger om ønsket navn på outputfil Ja Hjælpefunktioner Med adgang til parametre og togdata Nej Højere hastighed tilladt? Ja Nej Ja Standsning? Nej Ja Lavere hastighed tilladt? Ja Nej Loop gennem inputdata Alt data gennemgået? Beregn accelerationslængde Tilføj start accelerationspunkt Tilføj slut bremsepunkt Ja Beregn bremselængde Tilføj slut accelerationspunkt Tilføj til hukommelse Tilføj start bremsepunkt Accelerations- og bremsepunkter Beregn starthastighed v. nedbremsning Estimer sluthastighed v. acceleration Ret til mest restriktive Ret data Ja Ulovlig acceleration eller nedbremsning? Nej Loop gennem punktdata indtil stopkriterium er mødt Output (hastighed og køretider m./u. tillæg) ( opf.csv) Skriv hastigheds- og køretidsdata til opf.csv med den givne præcision og tilføj holdetid, hvis der accelereres fra standsning Nej Alt data gennemgået? Ja Loop gennem punktdata Input fra bruger om programmet skal afsluttes Ønsker bruger at afslutte? Ja STOP Nej Figur 6.2 Diagram over hvordan køretidsberegningsmodellen fungerer. Stiplede linjer illustrerer dataoverførsler. 76

93 6 Model til beregning af køretider Figur 6.3 herunder viser en grafisk repræsentation af et vilkårligt hastighedsprofil med tre standsninger, før det indlæses i modellen. 200 Hastighed [km/t] Distance [km] Hastighedsprofil Stop Figur 6.3 Eksempel på hastighedsprofil og ønskede standsninger for en fiktiv strækning. Efter indlæsning af hastighedsprofilet og stop for strækningen, samt indlæsning af togdata og øvrige parametre, herunder køretidstillæg, afgøres det hvornår en acceleration eller nedbremsning er nødvendig ved at gennemgå inputdata. Dette udmønter sig i en række punkter, som angiver hvornår en acceleration og en nedbremsning skal påbegyndes og afsluttes i henhold til standsninger samt de skift der er i hastighedsprofilet (punkt hvor den tilladelige hastighed forøges eller reduceres). Disse punkter gemmes i modellens interne hukommelse. Efterfølgende gennemgås disse punkter, da der for komplekse hastighedsprofiler vil opstå accelerationer eller decelerationer som ikke er lovlige eller er umulige. For eksempel vil hastighedsprofilet vist på figur 6.3 medføre at der ved kilometer 15 vil være fastsat tre accelerationer for henholdsvis 150 til 160 km/t, 160 til 170 km/t og 170 til 190 km/t, hvor der vil være et overlap mellem disse på grund af den korte afstand mellem de tre skift i hastighedsprofilet (jf. figur 6.4 tv). Dette korrigeres derfor ved at sammenlægge de tre accelerationer til én acceleration fra 150 til 190 km/t, som samtidig overholder, at hele toget på et hvert tidspunkt under accelerationen ikke overskrider den tilladelige hastighed (jf. figur 6.4 th) Hastighed [km/t] ,8 15,8 16,8 17,8 18,8 Hastighedsprofil Acceleration start Acceleration slut ,8 15,8 16,8 17,8 18,8 Distance [km] Distance [km] Figur 6.4 Tre overlappende accelerationer (tv) sammensættes til én acceleration (th). 77

94 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Udover overlappende accelerationer og decelerationer, som er beskrevet herover, vil der ved komplekse hastighedsprofiler også opstå situationer, hvor accelerationer og decelerationer er overlappende. Disse kan opdeles i tre forskellige situationer; en hvor der accelereres og bremses indenfor samme hastighedsinterval, en hvor der accelereres fra en lavere hastighed end der bremses til og en hvor der bremses til en lavere hastighed end der accelereres fra. Disse situationer korrigeres i modellen efter alle overlappende accelerationer henholdsvis decelerationer er korrigeret. I situationen hvor der accelereres fra samme hastighed som der nedbremses til, men hvor der samtidig er overlap mellem accelerationen og decelerationen så strækningshastigheden ikke opnås, korrigeres togets hastighed således at der slet ikke accelereres eller bremses, som det fremgår af figur 6.5 herunder: Hastighed [km/t] Distance Mulig hastighed for toget Hastighedsprofil Korrigeret hastighed Figur 6.5 Korrigeret hastighed for overlappende acceleration og deceleration, hvor start- og sluthastigheden for henholdsvis accelerationen og decelerationen er ens. Som beskrevet i afsnit 5.6 vil lokoførere ved korte strækninger med forøget tilladelig hastighed sjældent udnytte den højere hastighed, da det sjældent vil medføre en køretidsgevinst og det vil endda kunne medføre et tidstab. Lokoføreren vil derfor i stedet selv udjævne profilet, som det ses af figur 6.5 og altså også korrigeres for i modellen. Der korrigeres dog ikke i forhold til de længder der er opstillet i afsnit 5.6. Det forudsættes derfor i modellen at der accelereres op til strækningshastighed hvis dette kan lade sig gøre inden der igen skal bremses ned. I tilfælde af overlappende acceleration og deceleration, hvor start- eller sluthastigheden er lavere for accelerationen henholdsvis decelerationen, korrigeres togets hastighed, som det er vist på figur 6.6 herunder. 78

95 6 Model til beregning af køretider Hastighed [km/t] Distance Mulig hastighed for toget Hastighedsprofil Korrigeret hastighed Figur 6.6 Korrigeret hastighed for overlappende acceleration og deceleration, hvor start- eller sluthastigheden er lavere for enten accelerationen (tv) eller decelerationen (th). En lokofører vil dog typisk ikke køre toget, som vist på figur 6.6 for den korrigerede hastighed, men i stedet lade toget tabe fart gradvist, og ideelt set uden at bruge bremserne på noget tidspunkt. Den korrigerede hastighed for disse to situationer er således kun en tilnærmelse i modellen, som dog vil resultere i en kortere køretid, om end denne vurderes at være ubetydelig. Som det ses af figur 6.3, er første og tredje stop placeret ved kilometer 0 og 24, altså hvor profilet starter og stopper. Modellen tager højde for dette, ved ikke at tilføje en nedbremsning for første stop og en acceleration for sidste stop. I det tilfælde at første stop ligger lidt længere inde på profilet, men ikke langt nok inde til at punktet hvor nedbremsningen påbegyndes også ligger inden for profiltet, benyttes formel 6.7 til at bestemme hastigheden ved kilometer 0. Ligeledes estimeres sluthastigheden ved profilets slutning ved hjælp af en numerisk algoritme, hvis sidste stop ligger før profilets slutning således at det ikke er muligt, at accelerere op til strækningshastigheden inden for profilet. Efter alle overlappende accelerationer og decelerationer, for et givet hastighedsprofil og tilhørende standsninger, er korrigeret som beskrevet herover skrives output fra beregningen til en csv-fil (navngivet som ønsket). Til outputfilen skrives hastighed, køretid uden køretidstillæg og rejsetid (køretid med køretidstillæg) som funktion af den tilbagelagte strækning, hvor præcisionsparametret q er bestemmende for det interval hvormed hastigheden skrives til output-filen under acceleration og deceleration. Figur 6.7 herunder viser output fra modellen for det fiktive hastighedsprofil vist på figur 6.3 på side Distance 79

96 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Hastighed [km/t] Distance [km] Hastighedsprofil Stop Togets hastighed Figur 6.7 Output fra modellen for det fiktive hastighedsprofil med et ET-tog. (tv) Togets hastighed i forhold til hastighedsprofilet. (th) Køretiden med og uden køretidstillæg, som funktion af den tilbagelagte strækning. Se appendiks II for større diagrammer. Som det ses af figur 6.7 herover producerer modellen et lovligt resultat, hvor den tilladelige hastighed ikke overskrides, og det ses samtidig, at der er korrigeret for overlappende accelerationer omkring kilometer 15 samt overlappende acceleration og deceleration i forbindelse med nedbremsningen til andet stop Vurdering Modellen har i dens nuværende form stadig begrænsninger hvor den vil producere fejlagtige resultater. Disse resultater genkendes nemt ved at plotte outputtet, som vist på figur 6.7, hvor det i tilfælde af fejlbehæftede resultater vil ses, at togets hastighed ikke vil følge hastighedsprofilet for den givne strækning. For eksempel kan modellen på nuværende tidspunkt ikke håndtere tilfælde hvor stop ligger for tæt på hinanden, således at der ikke kan accelereres op til strækningshastighed før der igen skal bremses ned. Situation svarer i princippet til den skitserede på figur 6.5 på side 78, bortset fra at hastigheden selvfølgelig ikke kan korrigeres til 0 km/t. Situationen skal derfor korrigeres på anden måde, hvilket altså ikke er implementeret. Dette er dog ikke et problem i dette speciale, da modellen ikke er benyttet til at beregne køretider for tog der stopper tit. Derudover kan det nævnes at i alle de køretidsberegninger der er foretaget, i forbindelse dette speciale, har modellen produceret gode resultater uden fejl. For strækningen mellem Odense og Aarhus er modellen testet på den eksisterende infrastruktur med de to typer rullende materiel beskrevet i afsnit 6.2, ET samt Velaro, og derudover et IC3-tog (MF). Rejsetiderne for disse tre typer rullende materiel er sammenlignet med Trafikstyrelsens beregninger (2011) og fremgår af tabel 6.3 herunder: MF (IC3) ET Velaro Rejsetid (Trafikstyrelsen, 2011) 77,0 min 76,0 min 76,5 min Rejsetid model 75,9 min 75,4 min 75,2 min Procentvis afvigelse -1,4 % -0,8 % -1,7 % Tabel 6.3 Rejsetid (køretid med Banedanmarks køretidstillæg) beregnet for den eksisterende infrastruktur med henholdsvis MF, ET og Velato. Modellen er benyttet med Banedanmarks køretidstillæg for at kunne sammenligne med Trafikstyrelsens beregninger, som netop er foretaget med Banedanmarks køretidstillæg (Trafikstyrelsen, 2011). IC3-toget er kun inkluderet for sammenligningens skyld og benyttes ikke i yderligere beregninger. Tid [s] Distance [km] Køretid uden køretidstillæg Køretid med køretidstillæg Stop 80

97 6 Model til beregning af køretider Af tabel 6.3 ses det, at der generelt er en god overensstemmelse med Trafikstyrelsens resultater, som er udregnet ved hjælp af RailSys (Jacobsen, 2012), men at modellens resultater dog ligger lavere for alle tre typer rullende materiel. Ydermere ses det at der er forskel på hvilken type rullende materiel der benyttes, hvor rejsetiderne beregnet med ET-tog giver den bedste overensstemmelse med Trafikstyrelsens resultater med en afvigelse på 0,7 %. Dette skyldes at der ikke opnås et ligeså godt fit for alle typer rullende materiel, hvilket blandt andet er grunden til at IC4-tog ikke er inkluderet, som beskrevet i afsnit 6.2. Det gode fit med Trafikstyrelsens RailSys beregninger skyldes dog til dels også, at togdata for nærværende model netop er fittet til RailSys-data. Afslutningsvis skal det dog nævnes, at beregninger foretaget med RailSys også bare er estimeringer af køretiden og således ikke er en fuldstændig korrekt repræsentation af virkeligheden, hvorfor modellens resultater i princippet kan være bedre eller dårligere end tabel 6.3 giver udtryk for. 6.5 Opsummering I det nærværende kapitel er det beskrevet hvordan modellen, der benyttes til køretidsberegninger i del 3, fungerer. Derudover er det i kapitlet valgt at benytte Velaro samt Øresundstog (ET) i en 200 km/t version til de videre køretidsberegninger. ET-toget, som det typiske togsæt, der kan forventes at befare banen når den er elektrificeret, og Velarotoget, som kan udnytte hastighederne på op til 250 km/t, som ny bane forudsættes anlagt til (jf. afsnit 5.5). Det er ikke fundet muligt at benytte IC4-toget i de videre beregninger, da dette har et accelerationsforløb der er svært at estimere, og det desuden vurderes at IC4-toget vil opnå køretider lidt under et minut langsommere end ET-toget for Odense -Aarhus. Ydermere er det valgt at benytte UIC s køretidstillæg frem for Banedanmarks i de videre beregninger af rejsetider, da UIC s køretidstillæg giver en kortere rejsetid, men omvendt også medfører en dårligere regularitet. Afslutningsvis i kapitlet er modellen blevet testet på den eksisterende infrastruktur mellem Odense og Aarhus med forskellige typer rullende materiel, hvor modellens resultater er sammenlignet med tilsvarende beregningsresultater fra RailSys, foretaget i forbindelse med Trafikstyrelsens screening (2011). Sammenligningen viser at modellens resultater for rejsetiden lægger 0,8 og 1,7 % under resultaterne fra RailSys-beregningerne for henholdsvis ET og Velaro, hvilket vurderes at være et godt resultat, især for ET-toget. 81

98

99 7 Opgradering af eksisterende bane I de første to dele af nærværende rapport er strækningen mellem Odense og Aarhus gennemgået, tidligere undersøgelser er beskrevet, regler er gennemgået og en model er opstillet til at vurdere køretidsbesparelser. Denne viden benyttes i nærværende kapitel til at analyseres en opgradering af den eksisterende banestrækning mellem Odense og Aarhus. Opgradering tager udgangspunkt i valget af sporreglernes bestemmelser, beskrevet i afsnit 5.5, som altså er bestemmende for omfanget af en opgradering til højere hastighed. Analysen er opdelt i to dele: 1. Hastighedsopgradering som kan foretages uden sideflytning, men med ændring af overhøjde 2. Hastighedsopgradering som kan kræve sideflytning af kurver Som beskrevet i indledningen er kun højre spor analyseret, og det er således antaget at alle vurderinger og resultater også er gældende for venstre spor. Første del af nærværende analyse fungerer først og fremmest, som baggrundsanalyse for anden del, da en ændring i overhøjden ikke forventes at være tilstrækkelig til at hastighedsprofilet kan opgraderes over en længere strækning. Resultatet af første del bruges derfor primært til at belyse hvor en opgradering til 200 km/t kan tilvejebringes, indenfor de givne forudsætninger, beskrevet i afsnit 7.1. I anden del analyseres det på hvilke delstrækninger en opgradering af hastighedsprofilet kan gennemføres, således at en hastighedsopgradering opnås over en længere strækning, som kan udnyttes til at opnå en køretidsreduktion. Analysens forudsætninger og metode fremgår af det følgende afsnit. Efter en gennemgang af analysens to dele foretages en samlet vurdering af opgradering for hele strækningen. Kapitlet afsluttes efterfølgende med en opsummering af analysens resultater i form af en anbefalet opgradering med dertilhørende køretidsreduktion, anlægsøkonomi og den procentvise påvirkning af den eksisterende strækning, som opgraderingen medfører. 7.1 Forudsætninger og metode Som beskrevet i afsnit 5.6 gælder det at for at en hastighedsopgradering skal kunne udnyttes, skal længden af strækningen med samme tilladelige hastighed mindst være: Cirka 6 kilometer ved km/t Cirka 8 kilometer ved km/t Cirka 10 kilometer ved km/t Ved ændring af overhøjden antages det, at denne ikke forårsager at fritrumsprofilet overskrides i forbindelse med broer. 83

100 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus I første del af analysen ændres overhøjden inden for sporreglernes normalbestemmelser, således at hastigheden kan forøges i kurver og overgangskurver, hvor dette er muligt. Der benyttes ikke undtagelses- eller ønskelige bestemmelser. I forbindelse med analysens anden del, benyttes et basisscenarie og tre scenarier til vurdering af omfanget af en given hastighedsopgradering på hver af de belyste delstrækninger: 0. Ingen ændringer (eksisterende) 1. Normalbestemmelser benyttes, i videst muligt omfang, på hele delstrækningen 2. Undtagelsesbestemmelser benyttes, hvor dette er muligt 3. Forløb hvor der som udgangspunkt højst er benyttet undtagelsesbestemmelser i fem overgangskurver og fem til seks kurver for hver 20. kilometer, hvoraf overhøjdeunderskuddet, I, i to til tre kurver ikke overstiger 130 mm, hvilket sandsynligvis kan blive godkendt af Banedanmarks systemansvarlige (Nielsen, 2012). Scenarie 1-3 måles på andelen af delstrækningen som berøres af en opgradering, hvor scenarie 3 samtidig er det scenarie som anbefales i dette speciale. Scenarie 3 kan være sammenfaldende med scenarie 1 eller 2. Det søges, at andelen af en delstrækning som berøres af opgraderingen ikke overstiger cirka 30 %, som Banestyrelsen (1996b) benytter som øvre grænse i deres rapport om opgradering fra I dette tilfælde anses en nybygning på samme delstrækning, som mere rentabel, da en sådan kun påvirker den eksisterende togdrift i et minimalt omfang og samtidig kan anlægges til endnu højere hastighed. Der er dog i nærværende analyse brugt andele der er højere 30 %, hvis dette kan retfærdiggøres ud fra inddelingen i delstrækninger eller fra den resulterende køretidsbesparelse. Overhøjdejustering af eksisterende kurver inkluderes ikke i denne andel, da det typisk er et mindre indgreb, som kan foretages mere fleksibelt i forhold til togdriften. Af denne grund gælder den ovennævnte grænse også kun for analysens anden del. De ønskelige bestemmelser benyttes ikke i analysen for at minimere andelen af strækningen som berøres af en opgradering. Ønskelige bestemmelser kan senere vurderes at være mere passende i en mere detaljeret analyse af opgraderingen, hvor omkostninger ved at benytte ønskelige bestemmelser frem for normal- eller undtagelsesbestemmelser belyses. Til beregning af køretider i analysen er modellen beskrevet i kapitel 6 benyttet med ET-tog som rullende materiel. Bilag 1 indeholder dokumentation af køretidsberegningerne der er foretaget. I forbindelse med opgraderingen af banens hastighedsprofil søges det at skabe et så simpelt profil, med så få ændringer i strækningshastigheden, som mulig. Et trappeformet profil kan dog accepteres, hvis en opgradering af dette alligevel ikke kan udnyttes på grund af acceleration og deceleration (jf. figur 7.1). Hastighed [km/t] Distance Hastighedsprofil Acceleration Deceleration Figur Trappeformet profil, hvor udretning ikke kan betale sig på grund af acceleration og deceleration. 18 Jf. gennemgang i afsnit

101 7 Opgradering af eksisterende bane I forbindelse med udretning af kurver er det nødvendigt, at kunne vurdere de geometriske konsekvenser i form af den forskydning, forøget kurvelængde samt sideflytning der frembringes af en kurveudretning fra en radius til en anden. I appendiks III er følgende udtryk udledt, i forbindelse med dette speciale, som kan benyttes til at beregne forskydning, forøget kurvelængde og sideflytning: (7.1) (7.2) (7.3) Hvor L 1 er den nye kurvelængde, L 0 er den eksisterende kurves længde, r 0 er radius af den eksisterende kurve, r 1 er radius af den nye kurve, SL1 er den ene overgangskurves længde og SL2 er den andens, x er forskydningen, ΔSL er en eventuelt ændring i overgangskurvens længde (hvis de er lige lange) og y er sideflytningen. Enheden er meter for alle variable, mens sinus og cosinus beregnes i radianer. Hvis kurven er sammenstødende med en anden kurve, vil der opstå en konflikt på grund af forskydningen, beregnet ved formel 7.2, som kan løses ved at forkorte overgangskurverne. Hvis dette medfører at bestemmelserne ikke kan overholdes for overhøjderampe og klotoide må linjeføringen gennem disse to kurver revideres. Beregning af sideflytningen ved formel 7.3, for hver enkelt kurve benyttes til at vurdere hvor vidt ekspropriationer er nødvendige, samt om broer berøres og eventuelt skal ombygges. Det antages i analysen at alle berørte broer skal ombygges. I praksis kan enkelte broer være billigere fordi de ikke berøres af sideflytningen eller kan ombygges forholdsvist simpelt. En detaljeret vurdering af omfanget af en sideflytning for hver enkelt bro er nødvendig for at kende det overordnede omfang. Dette er ikke udført i dette speciale. Ved udretning af en kurve vil der ske en naturlig forkortning af banen, da forskydningen af kurvens start- og endepunkter er større end forøgelsen i kurvelængde (jf. appendiks III for eksempel). Der tages dog ikke højde for denne forkortning ved beregning af køretider i analysen, da forkortningen er meget lille, og derfor vurderes at være ubetydelig i forhold til modellens usikkerhed. For opgraderingen er anlægsprisen estimeret og er opgivet i 2012-priser inklusiv 50 % budgetreserve i henhold til ny anlægsbudgettering. Appendiks IV beskriver hvorledes anlægspriserne er estimeret, mens bilag 2 indeholder de tilhørende beregninger. For beregningerne foretaget i forbindelse med nærværende analyse, af en opgradering af strækningen mellem Odense og Aarhus, henvises til bilag Del 1 - Ændring af overhøjde inden for normalbestemmelserne Ved justering af overhøjden er det muligt at opnå en højere hastighed på en del kurver mellem Odense og Aarhus. Analysen af strækningen viser at en justering af overhøjden i 47 af strækningens 261 kurver, inden for normalbestemmelser, medfører at hastigheden gennem disse kan forøges. I 21 af kurverne tillader sporgeometrien allerede 200 km/t, mens justering af overhøjden i de resterende 193 kurver ikke medfører at hastigheden kan forøges. Kurverne hvori dette er muligt er dog spredt udover hele strækningen, som det ses af figur 7.2 herunder. Det er derfor svært, at udnytte den øgede hastighed i disse kurver, da de fleste delstrækninger stadig begrænses af andre kurver og en hastighedsforøgelse derfor 85

102 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus ikke kan gennemføres over en længere strækning uden at udrette de begrænsende kurver. På hele strækningen er der således ingen delstrækninger der opnår en længde på 6-10 kilometer, som beskrevet i forudsætningerne, der retfærdiggør en hastighedsopgradering Holmstrup Tommerup Årup Ejby Kauslunde Snoghøj Odense Middelfart Hastighed (km/t) Hedensted Snoghøj Børkop Horsens Fredericia 80 Vejle Hørning 140 Hovedgård Horsens Skanderborg Aarhus H Normaliseret kilometrering Teoretisk hastighed TIB-profil Stationer Kurve Én overgangskurve Kurve og én overgangskurve Begge overgangskurver Kurve og begge overgangskurver Opgraderede kurver Figur 7.2 TIB-profil og muligt hastighedsprofil ved justering af overhøjden. Kurver og/eller overgangskurver der er begrænsende for opgradering til 200 km/t er markeret med x. Se appendiks V for at se diagrammerne i større format. 86

103 7 Opgradering af eksisterende bane De tre delstrækninger der opnår de største længder, hvorved en hastighedsopgradering kan overvejes er beliggende mellem Ejby og Kauslunde, Børkop og Vejle og omkring Hedensted. Længden af disse tre delstrækninger, hvor hastighed kan forøges, er henholdsvis 7,8 km, 5,6 km og 6,5 km. For første og sidstnævnte delstrækning indebærer det en opgradering til 190 henholdsvis 200 km/t og dermed en påkrævet minimumslængde på cirka 10 kilometer, som altså ikke kan opfyldes med mindre nærliggende kurver opgraderes. For delstrækningen mellem Børkop og Vejle, hvor hastigheden kan opgraderes til 150 km/t, opfyldes kravet til minimumslængden på cirka 6 kilometer næsten. Vejle station, hvor hastighedsbegrænsningen er 80 km/t, ligger dog i umiddelbar forlængelse af delstrækningen, hvilket betyder at der skal bremses eller accelereres over en forholdsvis stor afstand på delstrækningen mellem Børkop og Vejle. For et ETtogsæt er bremselængden fra 150 til 80 km/t cirka 1000 meter, mens accelerationslængden er omkring 1500 meter. 19 En hastighedsopgradering på denne delstrækning anses derfor som værende uden nævneværdig virkning, da den effektive afstand er så kort og hastighedsforøgelsen kun er på 10 km/t. Det skal her også nævnes at hastighedsopgradering, på den omtalte delstrækning, ikke kræver justering af overhøjden og dermed i princippet kan indføres i morgen ud fra et rent sporgeometrisk synspunkt. Dette er dog ikke gennemført, hvilket kan tilskrives ovenstående argumenter samt at strækningshastigheden mellem Fredericia og Vejle tidligere har været 160 km/t, med omfattende brug af undtagelsesbestemmelserne, men blev reduceret til 140 km/t på grund af meget dårlig komfort (Nielsen, 2012). På figur 7.2 herover er det ydermere markeret hvorledes enkelte kurver eller overgangskurver er begrænsende for en hastighedsopgradering til 200 km/t indenfor normalbestemmelserne. En forlængelse af begrænsende overgangskurver og udretning af begrænsende kurver er nødvendig, for at opnå en hastighed på 200 km/t. Det er dog langt fra på alle delstrækninger mellem Odense og Aarhus at dette er rentabelt at gennemføre, da det vil medføre at hele, eller en meget stor del, af delstrækningen berøres. Nogle af de delstrækninger, der ikke rentabelt kan opgraderes til 200 km/t, kan muligvis opgraderes til en højere hastighed, som er lavere end 200 km/t, hvorved det så bliver rentabelt at opgradere dem. En nærmere analyse af opgradering af de enkelte delstrækninger behandles i næste afsnit. 19 Jf. Bremse- og accelerationsformler samt togdata, beskrevet i afsnit 6.1 og

104 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus 7.3 Del 2 - Hastighedsopgradering med sideflytning I det følgende gennemgås den analyse der er foretaget, med henblik på en hastighedsopgradering mellem Odense og Aarhus som kan kræve en større eller mindre sideflytning af sporet. Opdelingen af delstrækninger er valgt på baggrund af spredningen af de begrænsende overgangskurver og kurver, som illustreret på figur 7.2, i forrige afsnit, samt hvor det er fundet passende i forhold til eventuelt anlæg af parallel bane eller hvor strækningen ændrer karakter. Det eksisterende hastighedsprofil og opdelingen i delstrækninger mellem Odense og Aarhus, fremgår af figur 7.3 herunder med stiplede linjer. Hastighed [km/t] Odense Middelfart Horsens Skanderborg Fredericia Vejle Aarhus H Normaliseret kilometrering TIB-profil Stationer Figur 7.3 Eksisterende hastighedsprofil for strækningen mellem Odense og Aarhus samt opdeling i delstrækninger markeret med stiplede linjer. Det er søgt at opnå en hastighedsopgradering på alle delstrækninger. Der vil dog være forskel i rentabilitet fra delstrækning til delstrækning og enkelte delstrækninger vil således være dårligere eller bedre stillet i forhold til et parallelt nybygningsalternativ. En hastighedsopgradering af Odense og Aarhus stationer er ikke analyseret, da alle passagertog forventes at standse her, hvorved en hastighedsopgradering ikke har nogen eller kun lille effekt Vestfyn Strækningen over Vestfyn er delt op i tre dele. En opgradering er analyseret særskilt for disse tre delstrækninger, hvoraf der er opstillet to alternativer, henholdsvis A og B, for delstrækning 2 omkring Årup station. En opgradering af Odense station er ikke behandlet, som beskrevet herover. Opgradering af strækningen omkring Middelfart og Snoghøj behandles i afsnit Af figur 7.4 herunder ses opdeling af strækningen, vist med stiplede linjer, samt den foreslået opgradering af hastighedsprofilet, hvoraf der altså er to alternativer på delstrækning 2, benævnt A og B. 88

105 7 Opgradering af eksisterende bane Hastighed [km/t] A B Nørre Åby Kauslunde Årup Gelsted Holmstrup Tommerup Skalbjerg Ejby Odense Middelfart Delstrækning 1 Delstrækning 2 Delstrækning Normaliseret kilometrering TIB-profil Opgraderet profil Stationer Figur 7.4 Opgraderet hastighedsprofil for strækningen over Vestfyn. Sorte linjer angiver opdeling i delstrækninger. I det følgende gennemgås de tre delstrækninger med henblik på omfanget af den opstillede opgradering. Efterfølgende opsamles for hele strækningen over Vestfyn, hvor køretidsgevinster og anlægsøkonomi vurderes og alternativ A eller B vælges. Delstrækning 1 Fra kilometer 2,648 til 23,407 fra Odense er en opgradering til 180 km/t analyseret. En opgradering til højere hastighed er vurderet ikke at være rentabel, da op mod 60 % af delstrækningen da berøres. Af delstrækningens 23 kurver skal ni kurver rettes ud og for fire af disse af kurver, skal den ene eller begge overgangskurver tilmed forlænges. Derudover skal yderligere tre overgangskurver forlænges for tre kurver. Hvis undtagelsesbestemmelserne benyttes er det muligt, at nøjes med at udrette syv af de ni kurver i henhold til scenarie 2 (jf. afsnit 7.1 for forklaring af scenarier). I tillæg til ovenstående er det fundet nødvendig, at udrette to kurveforløb på strækningen af en længde på henholdsvis 2,5 og 1,8 kilometer. Dette skyldes at disse kurveforløb består af modvendte kurver, som forlænges ved en udretning, og derfor medfører at overgangskurverne mellem kurverne bliver for korte. De to kurveforløb er vist på figur 7.5 herunder: Figur 7.5 Kurveforløb, markeret med orange, som skal udrettes ved en opgradering til 180 km/t. Den blå linje markerer den vestfynske motorvej. 89

106 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Udretning af kurverne på delstrækningen medfører en sideflytning på 0,8-24,3 meter i hver af de udrettede kurver. Som det ses af tabel 7.1 medfører dette at 4-5 broer skal ombygges eller flyttes, i henhold til scenarie 1, hvoraf den ene er en underføring under motorvejen. Dertil kommer ekspropriationer af cirka otte huse samt et mindre antal haver. På Holmstrup station (km 8,8) samt Tommerup station (km 15,2) medfører sideflytning af kurver at perronerne skal flyttes, for sidstnævnte gælder det ydermere at begge transversaler på stationen flyttes. Scenarie Længde Andel berørt Undtagelsesbestemmelser Konsekvens berørt benyttet i 0 6 kurver & 12 overgangskurver m 49,6 % 4-5 broer, 8 huse, et mindre antal haver, perroner på to stationer, 2 transversaler m 44,4 % 2 kurver & 3 overgangskurver 3-4 broer, 8 huse, et mindre antal haver, perroner på en station, 2 transversaler m 46,7 % 1 kurve Se ovenstående (scenarie B) Justering af h (v. 3) m 5,3 % Tabel Andel af den 20,7 km lange delstrækning der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Jf. afsnit 7.1 for forklaring af scenarier. Tabel 7.1 herover viser andelen af delstrækningen som berøres ved en opgradering i henhold til scenarie 1, 2 eller 3, hvor scenarie 3 er valgt. Ved udelukkende brug af normalbestemmelserne (scenarie 1), som skal bruges ved alle større ombygninger, berøres næsten 50 % af delstrækningen af en opgradering. Hvis undtagelsesbestemmelserne benyttes i de tre overgangskurver og de to kurver hvor dette er muligt (scenarie 2), kan andelen reduceres til cirka 44 %. Det anbefales dog kun at bruge undtagelsesbestemmelser i en kurve på Tommerup station, hvorved det kan undgås, at flytte perronerne og en bro i henhold til scenarie 3, som er valgt. Dermed berøres kun 46,7 % af delstrækningen. I tillæg skal overhøjden dog justeres på 5,3 % af den resterende del af delstrækningen ved scenarie 3. For de resterende kurver, hvor undtagelsesbestemmelserne kan benyttes, vurderes det ikke, at medføre en væsentlig reduktion i anlægsomkostninger og et valg om benyttelse af undtagelsesbestemmelserne forventes derfor ikke godkendt af Banedanmarks systemansvarlige på trods af at der i dag benyttes undtagelsesbestemmelser i 6 kurver og 12 overgangskurver på delstrækningen. Ud fra kriteriet om at højst 30 % af en delstrækning må berøres af en opgradering for at det er rentabelt, kan det altså konkluderes, at en opgradering på nærværende delstrækning ikke er rentabel. Delstrækningen er dog også den delstrækning på Vestfyn, som berøres mest af en opgradering. Derfor vil andelen af berørt strækning falde når der ses på en opgradering af hele strækningen over Vestfyn, som et alternativ til ny bane. Derfor vælges opgraderingen af denne delstrækning ikke fra. Delstrækning 2 På denne delstrækning, 23,407-30,077 kilometer fra Odense, er to alternative hastighedsopgraderinger analyseret. Det nuværende hastighedsprofil tillader stort set 170 km/t på hele delstrækningen på nær 1,6 kilometer mellem Årup (km 24,4) og Ejby (km 34,5), hvor den tilladte hastighed er 160 km/t. Som det ses af figur 7.4 på side 89, er det ene alternativ (A) en opgradering til 170 km/t samt 180 km/t og 190 km/t henholdsvis i starten og slutningen af delstrækningen. Det andet alternativ (B) er en opgradering til km/t. Årsagen til at to alternativer er opstillet skyldes at alternativ A medfører at kurveforløbet fra kilometer 26,883 til 28,468 (1,6 kilometer), mellem Årup og Gelsted, skal omlægges for at 90

107 7 Opgradering af eksisterende bane opnå 170 km/t. Derudover er der i dag brugt undtagelsesbestemmelser fra kilometer 24,964 til 26,833 for at kunne køre 170 km/t. En større udretning er nødvendig for at normalbestemmelserne ved 170 km/t er opfyldt på denne delstrækning. Det er i den forbindelse vurderet at en udretning af hele kurveforløbet fra kilometer 24,964 til 29,366 (4,4 kilometer), samt udretning af en kurve og forlængelse af to overgangskurve, vil medføre at profilet på hele delstrækningen kan opgraderes til 200 km/t (på nær første kurve) ved brug af normalbestemmelserne. Delstrækningens forløb fremgår af figur 7.6 herunder. Figur 7.6 Kurveforløb, markeret med orange, for delstrækningen. Alternativ A medfører at tre broer skal ombygges, som følge af sideflytning og nyt kurveforløb. Hertil kommer ekspropriation af tre huse og en gård. For alternativ B medfører det nye kurveforløb at fire broer skal ombygges, samt ekspropriationer af 3-4 huse eller gårde, som det også ses af tabel 7.2. Som beskrevet herover er undtagelsesbestemmelserne benyttet på dele af strækningen i dag. I alt er der benyttet undtagelsesbestemmelser i 8 kurver og 10 overgangskurver i dag, hvilket også ses af tabel 7.2. På trods af at hastigheden ikke forøges hvor disse er benyttet, bør det ifølge banenormerne tilstræbes, at kurver eller overgangskurver stadig ombygges således at normalbestemmelserne kan benyttes på hele delstrækningen. For alternativ A kan dette dog ikke lade sig gøre uden at ændre en større del af kurveforløbet, hvorved alternativ A da i store træk ligner alternativ B. Alternativ A skal derfor ses, som det billige løsningsforslag, som ikke besidder samme kvalitet som alternativ B. 91

108 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Scenarie Længde berørt [m] Andel af delstrækning Undtagelsesbestemmelser benyttet i Konsekvens Alternativ A B A B A B A B 0 8 kurver & 10 overgangskurver 1 & ,1 % 87,4 % 2 kurver & 7 overgangskurver ,8 % 82,1 % 4 kurver & 9 overgangskurver Justering ,8 % 0 % af h (v. 3) 1 kurve & 4 overgangskurver 3 broer, 3 huse, 1 gård, perronhøjde 1 bro, 3 huse 4 broer, 3-4 huse/gårde, perroner 4 broer, 3-4 huse/gårde Tabel Andel af den 6,7 km lange delstrækning der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Det ses af tabel 7.2 at en forholdsvis stor del af delstrækningen berøres ved de to alternativer. Dette er dog forventet, især for alternativ B. For alternativ A berøres 52,1 % af delstrækningen i henhold til scenarie 1 og 3, hvor det er nødvendigt at benytte undtagelsesbestemmelserne for to kurver og syv overgangskurver. Hvis der ydermere benyttes undtagelsesbestemmelser for yderligere to kurver og to overgangskurver kan andelen reduceres til 23,8 %, hvor det samtidig undgås at justere perronhøjden på Årup station (km 24,4), anlægge to nye broer samt ekspropriere en gård (scenarie 2). Der kan dog ikke umiddelbart regnes med, at der vil gives tilladelse til at benytte undtagelsesbestemmelser til så mange kurver og overgangskurver på en så kort strækning, på trods af den væsentlige reduktion i anlægsarbejde. Derfor er det altså valgt, at benytte undtagelsesbestemmelser i færre kurver i det valgte scenarie 3. For alternativ B er den berørte andel af delstrækningen 87,4 % ved scenarie 1 og 3 med udelukkende brug af normalbestemmelserne. I henhold til scenarie 2 er det muligt at benytte undtagelsesbestemmelserne i en kurve og fire overgangskurver, i alternativ B, hvorved en sideflytning af perronerne på Årup station (km 24,4) undgås og den berørte andel af delstrækning samtidig reduceres med 5,3 procentpoint. Dette er en forholdsvis lille reduktion på baggrund af den i forvejen høje andel, og det anbefales derfor ikke at benytte undtagelsesbestemmelserne for denne delstrækning i alternativ B i henhold til scenarie 1 og 3. Delstrækning 3 En opgradering af hastighedsprofilet på op til 200 km/t er analyseret mellem kilometer 30,077 og 48,063. Denne delstrækning har 18 kurver, hvoraf fire kurver skal rettes ud og de tilhørende overgangskurver skal forlænges. Ydermere skal ni overgangskurver forlænges og to modvendte kurver skal have nyt forløb, da de ligger for tæt på hinanden til at kunne rettes ud. Ved brug af undtagelsesbestemmelserne, i henhold til scenarie 2 kan det undlades at forlænge ni overgangskurver samt rette to kurver ud og forlænge tilhørende overgangskurver. For delstrækningens to sidste kurver og en tilhørende overgangskurve. benyttes i dag undtagelsesbestemmelserne. Det vurderes ikke rentabelt, at udrette disse kurver for at kunne benytte normalbestemmelser og potentielt kunne opgradere hastigheden, da forløbet af cirka 4,8 kilometer af banen (km 42,8-47,6) skal ændres og hastigheden efterfølgende reduceres i Middelfart (jf. figur 7.7 herunder). 92

109 7 Opgradering af eksisterende bane Figur 7.7 Kurveforløb, markeret med orange, som bør ændres for at opfylde normalbestemmelserne eller forøge strækningshastigheden. Opgradering af hastighedsprofilet på denne delstrækning over Vestfyn i henhold til scenarie 1 medfører anlæg eller ombygning af en til to broer, en sideflytning af perronerne på Ejby (km 34,5), Nørre Åby (km 39,8) og Kauslunde (km 44) stationer samt forskydning af transversaler og ombygning af i alt to broer på Ejby og Kauslunde stationer, som det ses af tabel 7.3. I denne sammenhæng vurderes det samtidig nødvendigt at ekspropriere et hus, en del haver og muligvis Ejby stationsbygning. I henhold til scenarie 2 kan omfanget af berørte broer, perroner og boliger begrænses til 2-3 broer, en sideflytning af en transversal og perroner på Kauslunde station samt ekspropriation af et hus og et mindre antal haver. Ved scenarie 3 berøres derudover perronerne og to transversaler på en station i forhold til scenarie 2. Scenarie Længde berørt Andel berørt Undtagelsesbestemmelser benyttet i 0 8 kurver & 9 overgangskurver ,4 % 2 kurver & 1 overgangskurve ,7 % 4 kurver & 14 overgangskurver ,2 % 3 kurver & 3 overgangskurve Justering ,2 % Konsekvens 3-4 broer, 1 hus, en del haver og muligvis Ejby stationsbygning, perroner på tre stationer, 5 transversaler på to stationer 2-3 broer, 1 hus, et mindre antal haver, perroner og 1 transversal på en station 2-3 broer, 1 hus, en del haver, perroner på to stationer, 3 transversaler på to stationer af h (v. 3) Tabel Andel af den 18 km lange delstrækning der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Som det ses af tabel 7.3 kan delstrækningen opgraderes uden at mere end 30 % af delstrækningen berøres. Denne delstrækning er altså den mindst komplicerede at opgradere af de tre delstrækninger over Vestfyn. Udover delstrækningens to sidste kurver og en tilhørende overgangskurve, anbefales det, at benytte undtagelsesbestemmelserne i en kurve og de to tilhørende overgangskurver i Ejby, hvorved det undgås at flytte perroner og en transversal samt ombygge en bro og muligvis rive Ejby stationsbygning ned. Dette medfører at 21,2 % af delstrækningen berøres af en opgradering i det valgte scenarie 3, mens overhøjden på 7,2 % af delstrækningen ydermere skal justeres. 93

110 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Vurdering for Vestfyn For delstrækning 1 og 2 berøres mere end 30 % af en opgradering, med 46,7 % for delstrækning 1 og henholdsvis 52,2 % og 87,4 % for de to alternativer på delstrækning 2, i henhold til det valgte scenarie 3. På delstrækning 3 berøres kun 21,2 % af en opgradering i scenarie 3. På den 45,4 kilometer lange strækning over Vestfyn, anbefales det at der i alt benyttes undtagelsesbestemmelser i seks kurver og otte overgangskurver ved delstrækning 2 s alternativ A og fire kurver og tre overgangskurver i alternativ B, for at reducere anlægsomkostningerne. Benyttelse af undtagelsesbestemmelser beror dog på Banedanmarks systemansvarlige for spor. Som alternativ til opgraderingen er en ny parallel bane fra Odense til Kauslunde. Det giver derfor mening at se på hele strækningen over Vestfyn i forhold til en opgradering, hvoraf strækningen berøres af 37,4 henholdsvis 42,5 % af en hastighedsopgradering afhængigt af alternativ for delstrækning 2. På trods af at denne andel ligger over de anbefalede 30 % vælges det, at arbejde videre med de to alternative hastighedsprofiler, da opgradering af delstrækning 2 i stor udstrækning gennemføres ved at udrette et kurveforløb (jf. figur 7.6 på side 91). Et kurveforløb som rettes ud ved anlæg af ny bane, parallelt med den eksisterende bane over en estimeret strækning på én henholdsvis fire kilometer, for de to alternativer. Dette medfører at andelen for begge alternativer reduceres til cirka 33 %, men dog med delstrækning 2 s alternativ B som det mest omfattende. For strækningen over Vestfyn er køretidsbesparelserne ved de to alternative opgraderinger vurderet. I basis situationen er køretiden uden køretidstillæg 16 minutter og 22 sekunder. Som det ses af figur 7.8 herunder opnås en køretidsbesparelse på 1 min og 21 sekunder henholdsvis 1 minut og 40 sekunder ved de to opgraderingsalternativer. Dette svarer til en procentvis besparelse på 8,2 % henholdsvis 10,2 % for de to alternativer. 16,5 Minutter 16,0 15,5 15,0 14,5 14,0 1 min 21 sek 1 min 40 sek Basis (TIB) Opgraderet profil Alternativ A Opgraderet profil Alternativ B 13,5 Figur Køretider uden køretidstillæg i basis situationen og de to alternative opgraderinger. Anlægsprisen for de to alternativer over Vestfyn er estimeret til cirka 830 henholdsvis 1,150 mio. kroner for alternativ A henholdsvis B. Dette svarer til en pris på 620 henholdsvis 690 mio. kroner per sparet minut for de to alternativer. Af de to alternativer er det valgt arbejde videre med alternativ B, på trods af at det er dyrere per sparet minut, da der ikke benyttes undtagelsesbestemmelser, køretidsre- 94

111 7 Opgradering af eksisterende bane duktion er større og det giver mulighed for at benytte den eksisterende bane, som et fire kilometer langt overhalingsspor Middelfart-Snoghøj-Fredericia Strækningen fra Middelfart til Fredericia er analyseret med henblik på en opgradering. Der er i analysen af denne delstrækning lagt vægt på at udjævne det eksisterende hastighedsprofil. En opgradering af hele profilet til endnu højere hastighed er vurderet ikke at være rentabel på grund af sporgeometrien, Lillebæltsbroen, bymæssig bebyggelse samt et stort antal sporskifter og transversaler på Middelfart, Snoghøj og Fredericia stationer. Hastighed [km/t] Middelfart Lillebæltsbroen Snoghøj Fredericia Normaliseret kilometrering TIB-profil Opgraderet profil Stationer og lokaliteter Figur Opgraderet hastighedsprofil for strækningen mellem Middelfart og Fredericia. For den analyserede delstrækning er det fundet muligt at opgradere hastighedsprofilet over Lillebæltsbroen (km 52,7-54), forudsat at konstruktion kan håndtere den øgede belastning, samt en opgradering af Fredericia station (km 60,3) således at gennemkørselshastigheden kan øges til 120 km/t. Det er ikke fundet muligt at opgradere strækningen umiddelbart øst for Middelfart, således at hastighedsprofilet også udjævnes her uden at medføre omfattende konsekvenser. Opgradering af hastighedsprofilet over Lillebæltsbroen til 130 km/t, i henhold til scenarie 1, medfører at det er nødvendigt at benytte undtagelsesbestemmelser i en kurve og en overgangskurve, hvor normalbestemmelserne akkurat ikke kan opfyldes. Dette er vurderingen, da en udretning af kurven vil medføre at dele af broen skal ombygges, hvilket ikke findes rentabelt. På Fredericia station skal tre kurver rettes ud og de tilhørende overgangskurver for to af disse kurver skal ligeledes forlænges i scenarie 1. Ydermere skal en overgangskurve forlænges. Dette medfører en side- eller længdeflytning af flere transversaler og muligvis en mindre ombygning af en bro. Ved at benytte undtagelsesbestemmelserne (scenarie 2) er det muligt, at reducere antallet af berørte kurver og overgangskurver til en kurve og tilhørende overgangskurver. Hermed er det ikke nødvendigt, at ombygge broen samt flytte enkelte transversaler. For den resterende del af strækningen, hvor hastighedsprofilet ikke opgraderes, bør fem kurver og en overgangskurve henholdsvis rettes ud eller forlænges for at overholde normalbestemmelserne. I tre kurver og en overgangskurve er det fundet nødvendigt at benytte undtagelsesbestemmelser, for at undgå at et større kurveforløb skal ændres i det sydlige Fredericia og det østlige Middelfart, med en til- 20 I så fald må der påregnes ekstra udgifter til transversalstationer. 95

112 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus hørende påvirkning af flere broer og parcelhuse. Udretning og forlængelse af de fem kurver henholdsvis en overgangskurve medfører, at fire broer skal ombygges, heraf en bro over motorvejen og en transversal på Snoghøj station skal flyttes. Ydermere skal mindst et hus eksproprieres. Den berørte andel af strækningen er vist i tabel 7.4 herunder. For scenarie 1 gælder det, at normalbestemmelserne er brugt for 16 ud af strækningens 23 kurver. For de resterende syv kurver og tilhørende overgangskurver er der brugt undtagelsesbestemmelser i fem kurver og fire overgangskurver, som beskrevet herover. Scenarie Længde berørt Andel berørt Undtagelsesbestemmelser benyttet i 0 17 kurver & 13 overgangskurver m 29,5 % 5 kurver & 4 overgangskurver m 2,2 % 12 kurver & 9 overgangskurver m 4,2 % 10 kurver & 5 overgangskurver Justering m 21,8 % Konsekvens 5 broer, 1 hus, en del haver, transversaler på to stationer Forskydning af transversaler på en station Mindre ombygning af 1 bro, forskydning af en del transversaler på en station af h (v. 3) Tabel Andel af den 13,7 km lange delstrækning der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. I henhold til scenarie 3 anbefales det kun, at benytte undtagelsesbestemmelser i de eksisterende kurver, hvor hastigheden ikke opgraderes. Dette kan retfærdiggøres ved at den del af strækningen alligevel ikke berøres af ombygningen og derfor i princippet ikke skal opfylde normalbestemmelserne som sporreglerne (Banedanmark, 2011g) foreskriver ved større ombygninger. Som det ses af tabel 7.4, reduceres den overordnede benyttelse af undtagelsesbestemmelserne fra den eksisterende situation, scenarie 0, til den anbefalede opgradering, scenarie 3. Over Lillebæltsbroen (km 52,7-54) benyttes der, som tidligere nævnt, også undtagelsesbestemmelser. Det er tvivlsomt om dette kan tillades, da det ikke er tilladt i dag, hvilket muligvis kan tilskrives at brokonstruktionen ikke kan optage de øgede laster eller at det ikke ønskes at benytte undtagelsesbestemmelser så hyppigt på en forholdsvis kort strækning. Det er dog alligevel valgt at arbejde videre med en hastighedsforøgelse over broen, for at belyse hvilke køretidsgevinster en sådan giver. Som det ses af tabel 7.4 medfører dette valg at 4,2 % af strækningen berøres, hvilket udelukkende er på Fredericia station. Derudover skal overhøjden ydermere justeres på 21,8 % af strækningen i forbindelse med scenarie 3, hvilket dog ikke får nogen betydning på de tre stationer med hensyn til vertikal forskydning af transversaler. Køretidsberegningen for ovenstående opgradering viser en køretidsbesparelse på 5,9 sekunder for et gennemkørende tog og 7,4 sekunder for et tog med stop i Fredericia, som det også fremgår af figur 7.10 herunder. Altså medfører opgraderingen på nærværende strækning, at alle tog, standsende og gennemkørende, opnår en køretidsbesparelse. Køretidsbesparelsen svarer til en reduktion i køretiden, uden køretidstillæg, på 1,5 % for det gennemkørende tog og 1,7 % for det standsende tog. 96

113 7 Opgradering af eksisterende bane Minutter 7,3 7,1 6,9 6,7 6,5 5,9 sekunder 7,4 sekunder Basis (TIB) u. stop Fredericia Opgraderet profil u. stop Fredericia Basis (TIB) m. stop Fredericia Opgraderet profil m. stop Fredericia 6,3 Figur 7.10 Køretider uden køretidstillæg i basis situationen og med opgradering for henholdsvis gennemkørende tog og standsende tog i Fredericia (uden holdetid). Køretidsbesparelsen der opnås ved en hastighedsopgradering af Lillebæltsbroen og Fredericia station er, som det fremgår herover, forholdsvis beskeden. Opgradering af Lillebæltsbroen kan derfor kun anbefales, hvis brokonstruktionen kan håndtere den forøgede belastning, da den beregnede køretidsbesparelse er lille, og i øvrigt hovedsagelig er et resultatet af opgradering af Fredericia station. Den lille køretidsbesparelse retfærdiggør således ikke en forstærkning af konstruktionen. Ydermere skal Banedanmark, som tidligere nævnt, også give tilladelse til brug af undtagelsesbestemmelser. For nærværende strækning mellem Middelfart og Fredericia er en anlægspris på cirka 48 mio. kroner estimeret, svarende til en pris på 490 mio. kroner per sparet minut for gennemkørende tog og 380 mio. kroner per sparet minut for standsende tog Fredericia-Vejle Strækningen mellem Fredericia og Vejle er analyseret med henblik på en opgradering af hastighedsprofilet til 150 km/t. En opgradering til højere hastighed medfører at en uforholdsmæssig stor del af strækningen berøres af opgradering, hvilket ikke vurderes rentabelt. For eksempel betyder en opgradering til 160 km/t at 17 af delstrækningens 32 kurver skal rettes ud eller have nyt forløb og fire overgangskurver skal forlænges. Udretning og forlængelse af ovenstående kurver og overgangskurver, i forbindelse med en opgradering til 160 km/t, medfører at 64,8 % af delstrækningen berøres af en opgradering. Som tidligere nævnt har hastigheden på denne strækning været 160 km/t, altså kan strækningen opgraderes til 160 km/t inden for undtagelsesbestemmelser, men med meget dårlig komfort til følge. Hastighed [km/t] Børkop Normaliseret kilometrering TIB-profil Opgraderet profil Stationer Figur 7.11 Opgraderet og eksisterende hastighedsprofil for strækningen mellem Fredericia og Vejle. 97

114 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Resultatet af analysen af en opgradering til 150 km/t viser at 13 af delstrækningens 32 kurver skal rettes ud eller have nyt forløb og to overgangskurver skal forlænges i henhold til scenarie Det medfører omfattende konsekvenser, som det fremgår af tabel 7.5. Det er, som ventet, muligt at benytte undtagelsesbestemmelser i samtlige kurver eller overgangskurver der kræver udretning eller forlængelse, som det ses af tabel 7.5 for scenarie 2. For den 22,7 kilometer lange strækning anbefales det dog, i henhold til scenarie 3, at benytte undtagelsesbestemmelser i de to overgangskurver, samt i fem af de kurver, hvor konsekvenserne er størst. Dette reducerer effektivt konsekvenserne af opgraderingen til en bro og dele af Strandskov, som banen passerer igennem mellem Børkop og Vejle. Scenarie Længde Andel Undtagelsesbestemmelser Konsekvens berørt berørt benyttet i 0 11 kurver m 40,1 % 6-7 broer, 6 huse, 2 gårde, restaurant, perroner, 2 transversaler, skov 2 0 m 0 % 10 kurver & 2 overgangskurver m 12,9 % 5 kurver & Muligvis 1 bro, skov 2 overgangskurver Justering m 17,0 % af h (v. 3) Tabel Andel af den 22,7 km lange delstrækning der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Som det ses af tabel 7.5 herover medfører en opgradering i henhold til scenarie 3, som er valgt, at 12,9 % af strækningen berøres og at overhøjden på 17 % af strækningen ydermere skal justeres. Dette er en væsentlig reduktion i forhold til de 40,1 %, som en opgradering i henhold til scenarie 1 medfører og langt under de 30 %, som er kvalitetsmålet sat op i forudsætningerne. For ovenstående opgradering er køretiden beregnet med og uden opgradering af Vejle station, fra 80 til 90 km/t, samt i basissituationen. I basissituationen fås en køretid på 9 minutter og 11 sekunder uden køretidstillæg mellem Fredericia og Vejle. Opgraderes strækningen opnås en køretidsbesparelse på 36,7 henholdsvis 37 sekunder alt efter om det samtidig vælges at opgradere hastigheden gennem Vejle station. Der opnås altså en synergi effekt, som resulterer i en yderligere besparelse på 0,3 sekund. Køretidsbesparelsen svarer til en reduktion på 6,1 % henholdsvis 6,2 % alt efter om Vejle station også opgraderes. 21 Udretningen af tre af disse kurver, er et resultat af at de er sammenstødende med en af de kurver, der skal rettes ud og derfor, som en konsekvens heraf, også skal rettes ud. 98

115 7 Opgradering af eksisterende bane Minutter 9,9 9,8 9,7 9,6 9,5 9,4 9,3 9,2 9,1 9,0 8,9 8,8 36 sekunder 36,7 sekunder Basis (TIB) Opgraderet profil u. opgradering i Vejle Opgraderet profil Figur Køretider uden køretidstillæg i basis situationen og med opgradering på strækningen mellem Fredericia og Vejle med eller uden opgradering af hastigheden gennem Vejle station. En forholdsvis stor tidsbesparelse opnås altså på den 22,7 kilometer lange strækning, i betragtning af at en forholdsvis lille del af strækningen berøres og at kun en bro samt et skovområde påvirkes af opgraderingen. Dette medfører også en lav anlægsomkostning på 75 mio. kroner og dermed en pris på 123 mio. kroner per sparet minut Vejle station På Vejle station er en opgradering af hastighedsprofilet til 90 km/t analyseret. En yderligere opgradering vurderes at medføre omfattende konsekvenser for sporlayoutet og den omkringliggende by, på et niveau som er ude proportioner med køretidsgevinsterne. Hastighed [km/t] Vejle Normaliseret kilometrering TIB-profil Opgraderet profil Stationer Figur Kurveforløb og opgraderet hastighedsprofil for Vejle station. I forbindelse med opgraderingen skal en overgangskurve forlænges og yderligere fem kurver skal rettes ud og for to af disse kurver skal de tilhørende overgangskurver samtidig forlænges i henhold til scenarie 1. Ved brug af undtagelsesbestemmelserne i henhold til scenarie 2, er det kun nødvendigt at udrette to kurver og forlænge tilhørende overgangskurver for den ene kurve, samt ombygge yderligere en overgangskurve. Ved en opgradering af hastighedsprofilet til 90 km/t, i henhold til scenarie 1, med udelukkende brug af normalbestemmelserne berøres 4-5 broer, en større del af sporlayoutet samt perroner og flere haver, et til to huse samt et garageanlæg og en kontorbygning. I denne sammenhæng medfører benyttelse af und- 99

116 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus tagelsesbestemmelserne, i de kurver og overgangskurver hvor dette er muligt, at en del af sporlayoutet, en bro og to nabobygninger, i stationens sydlige ende, berøres. Det anbefales kun at benytte undtagelsesbestemmelserne i to kurver, hvorved konsekvenserne stort set er på niveau med scenarie 2, som det også ses af tabel 7.6 herunder for scenarie 2 og 3: Scenarie Længde Andel Undtagelsesbestemmelser Konsekvens berørt berørt benyttet i 0 5 kurver & 10 overgangskurver m 53,2 % 4-5 broer, 1-2 huse, en del haver, erhvervsejendom, perroner, spor og transversaler m 25,8 % 3 kurver & 1 bro, erhvervsejendom 2 overgangskurver m 30,2 % 2 kurver 1 bro, erhvervsejendom, transversaler Justering m 41,1 % af h (v. 3) Tabel Andel af den 2,7 km lange delstrækning der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Med den anbefalede brug af undtagelsesbestemmelserne i to kurver, i henhold til scenarie 3, berøres 30,2 % af strækningen. Hertil kommer en justering af overhøjden på 41,1 % af strækningen, som ikke vurderes at medføre flytning af transversaler eller perroner. En opgradering af Vejle station medfører at køretiden reduceres fra 2 minutter og 1 sekund til 1 minut og 48 sekunder for et gennemkørende tog og fra 2 minutter og 37 sekunder til 2 minutter og 28 sekunder for et standsende tog (jf. figur 7.14 herunder). Minutter 3,0 2,5 2,0 1,5 13 sekunder 8,2 sekunder Basis (TIB) u. stop i Vejle Opgraderet profil u. stop i Vejle Basis (TIB) m. stop i Vejle Opgraderet profil m. stop i Vejle 1,0 Figur Køretider uden køretidstillæg i basis situationen og med opgradering for henholdsvis gennemkørende tog og standsende tog i Vejle (uden holdetid). Køretidsreduktion giver en procentvis reduktion af køretiden på 10,8 % for det gennemkørende tog og 5,3 % for det standsende tog. Med en anlægspris på cirka 57 mio. kroner fås en pris per sparet minut på 260 henholdsvis 410 mio. kroner for et gennemkørende henholdsvis et standsende tog Vejle-Daugård På den 6,8 kilometer lange strækning fra Vejle til et punkt vest for Daugård, er en hastighedsopgradering til 160 km/t analyseret. Analysen viser at en opgradering til 160 km/t kræver at alle 10 kurver på strækningen skal rettes ud med sideflytninger på op til 37 meter til følge. Derudover er størstedelen af 100

117 7 Opgradering af eksisterende bane kurverne modvendte med sammenstødende nabokurver, og en udretning kan derfor reelt kun opnås ved at omlægge hele kurveforløbet gennem det tætbebyggede område nord for Vejle fjord (jf. figur 7.15 herunder). Hastighed [km/t] Bredballe TIB-profil Forkastet opgradering Normaliseret kilometrering Opgraderet profil Lokaliteter Figur 7.15 Kurveforløb, markeret med orange, samt forkastet og eksisterende hastighedsprofil for strækningen mellem Vejle og et punkt vest for Daugård (km 97,3). På baggrund af ovenstående er en opgradering af nærværende strækning ikke fundet rentabel, da en ny bane er eneste reelle løsningsalternativ. Om end en decideret parallel bane på denne strækning dog ikke vurderes mulig at anlægge på grund af de store byområder i Bredballe og det nordøstlige Vejle Daugård-Horsens Den 19 kilometer lange strækning mellem Horsens og den tidligere station i Daugård, eksklusiv Horsens station, er den delstrækning mellem Snoghøj og Aarhus der har det mest rette forløb. Strækningen er derfor analyseret med henblik på en opgradering til en strækningshastighed på 200 km/t på nær strækningens sidste kurve, hvor det vurderes at en hastighedsopgradering til 200 km/t ikke kan udnyttes på grund af acceleration og nedbremsning i forbindelse med den lavere hastighed gennem Horsens station. Hastighed [km/t] Daugård Hedensted Løsning Eriknauer Hatting Normaliseret kilometrering TIB-profil Opgraderet profil Stationer og lokaliteter Figur Opgraderet og eksisterende hastighedsprofil for strækningen mellem Daugård og Horsens. Af strækningens 16 kurver er det nødvendigt at udrette ni af disse, samt forlænge fem af de tilhørende overgangskurver og ydermere forlænge otte overgangskurver i henhold til scenarie 1. I forbindelse med scenarie 2 og brug af undtagelsesbestemmelserne i en kurve og seks overgangskurver kan dette tal re- 101

118 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus duceres til otte kurver, tre tilhørende overgangskurver og fire overgangskurver, som det fremgår af tabel 7.7. Fem af de ni kurver, der skal rettes ud, er sammenstødende og ensvendte. Det er valgt at udrette hele dette forløb gennem Daugård stationsby til en lang kurve på meter. Udretningen af dette kurveforløb vurderes at medføre en sideflytning på op til 15 meter, som betyder at to broer skal erstattes, heraf en overføring af hovedvej 23 mellem Vejle og Juelsminde (km 96,3). Dertil kommer ekspropriation af cirka otte parcelhuse samt omlægning af en villavej. De resterende udretninger medfører at fire broer skal ombygges, heraf en stibro, og derudover at mindre dele af en række haver i Løsning samt et hus i Hatting skal eksproprieres. Brug af undtagelsesbestemmelser medfører at en enkelt bro over Landevej 451 ved Eriknauer ikke skal ombygges. Det anbefales derfor, i henhold til det valgte scenarie 3, kun at bruge undtagelsesbestemmelser i denne kurve. Kurven er ydermere cirka 800 meter lang og en udretning, som altså undgås, vil derfor berøre en forholdsvis stor del af strækningen. Scenarie Længde Andel Undtagelsesbestemmelser Konsekvens berørt berørt benyttet i 0 9 kurver & 10 overgangskurver m 27,2 % 6 broer, 9 huse, vej, få haver m 19,2 % 1 kurve & 5 broer, 9 huse, vej, få haver 7 overgangskurver m 23,3 % 1 kurve Se ovenstående (scenarie 2) Justering m 13,8 % af h (v. 3) Tabel Andel af den 19,1 km lange delstrækning der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Det ses af tabel 7.7 at selv hvis der benyttes normalbestemmelser i alle kurver, så berøres mindre end 30 % af strækningen. Det anbefales dog, som nævnt herover, at benytte undtagelsesbestemmelserne i en af kurverne i henhold til scenarie 3, hvorved andelen af den berørte strækning reduceres til 23,3 %. Dette valg dog på en vurdering fra Banedanmark. Med en opgradering til 200 km/t på nærværende strækning, opnås en væsentlig køretidsbesparelse på 45 sekunder i forhold til en køretid uden køretidstillæg på 6 minutter og 41 sekunder uden opgradering, som det også ses af figur 7.17 herunder. Dette svarer til en reduktion af køretiden på 11,2 %. 102

119 7 Opgradering af eksisterende bane 6,9 6,7 Minutter 6,5 6,3 6,1 45 sekunder Basis (TIB) Opgraderet profil 5,9 5,7 5,5 Figur Køretider uden køretidstillæg i basis situationen og ved opgradering af strækningen mellem Daugård og Horsens. For opgradering af strækningen mellem Daugård og Horsens er en anlægsomkostning på cirka 187 mio. kroner estimeret. I forhold til køretidsbesparelsen giver dette en pris på 250 mio. kroner per sparet minut Horsens station For at udjævne hastighedsprofilet op gennem Østjylland er en opgradering af strækningen gennem Horsens station analyseret på et overordnet niveau. Som det ses af figur 7.18 herunder er det søgt at opgradere profilet til 150 km/t på Horsens station, samt en mindre delstrækning nord for Horsens. Hastighed [km/t] Hansted 100 Horsens Normaliseret kilometrering TIB-profil Opgraderet profil Stationer og lokaliteter Figur 7.18 Banens forløb, markeret med orange, og opgraderet hastighedsprofil for Horsens station. På den resterende del af strækningen, som ikke opgraderes, er der fire kurver som bør udrettes for at opfylde normalbestemmelserne. Dette vurderes dog ikke muligt for en af disse kurver uden omfattende ændringer i kurveforløbet gennem Hansted nord for Horsens. Derudover bør overhøjden justeres i yderligere fire kurver således at undtagelsesbestemmelserne ikke længere benyttes. På strækningens sidste kurve bør overhøjden ligeså justeres således at denne kurve kan befares med 170 km/t indenfor normalbestemmelsernes grænseværdier. For to ud af de tre kurver, som bør rettes ud, medfører udretning at fire broer, herunder en med en 4-sporet vej, skal ombygges og derudover at større eller mindre dele af 10 kolonihaver skal eksproprieres. Det anbefales derfor fortsat at benytte undtagelsesbestemmelser i disse to kurver i henhold til scenarie 3, som er beliggende på strækningens første del før Hor- 103

120 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus sens station. Brug af undtagelsesbestemmelserne i henhold til de tre scenarier samt i basissituationen, scenarie 0, er opsummeret i tabel 7.8. Scenarie Længde Andel Undtagelsesbestemmelser Konsekvens berørt berørt benyttet i 0 13 kurver & 7 overgangskurver m 48,0 % 2 kurver 5 broer, større eller mindre dele af 10 kolonihavehuse, flere transversaler, perroner m 14,4 % 5 kurver 2 broer, flere transversaler, perroner m 19,7 % 4 kurver Se ovenstående (scenarie B) Justering m 20,7 % af h (v. 3) Tabel Andel af den 9,4 km lange delstrækning gennem Horsens der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. På Horsens station skal hele kurveforløbet fra kilometer 117 til 118,4 omlægges, således at en gennemkørselshastighed på 150 km/t opnås. Det nye kurveforløb anlægges med en overhøjde på 60 mm, som normalbestemmelser foreskriver for spor langs perron, hvilket ikke er tilfældet på stationen i dag hvor der er benyttet undtagelsesbestemmelser flere steder, også for sporskifter. De præcise konsekvenser for stationens sporlayout er ikke undersøgt, men det vurderes at flere transversaler, perroner og eventuelt nabospor skal flyttes. Ingen større ekspropriationer forventes bortset fra ombygningen af en enkelt bro. For delstrækningen nord for Horsens, som opgraderes til 150 km/t, er det fundet nødvendigt at benytte undtagelsesbestemmelserne i en kurve, for at undgå at ombygge en bro samt ændre hele kurveforløbet gennem Hansted. Tabel 7.8 herover viser andel af strækningen gennem Horsens, der berøres ved en opgradering. For scenarie 1 er der benyttet undtagelsesbestemmelser for de to nævnte kurver omkring Hansted, for hvilke en udretning vil medføre omfattende ændringer i kurveforløbet. For den anbefalede opgradering, scenarie 3, er der, som nævnt herover, brugt undtagelsesbestemmelser i fire kurver. Det anbefales dog, at overhøjden justeres i fem af de kurver, hvor hastigheden ikke opgrades således at normalbestemmelserne kan overholdes her. Derudover medfører udretning af kurveforløbet gennem Horsens station at normalbestemmelserne overholdes. Den samlede benyttelse af undtagelsesbestemmelserne på strækningen vil således blive reduceret væsentlig, som det ses af tabel 7.8, men det beror dog stadig på Banedanmarks vurdering om det kan tillades at benytte undtagelsesbestemmelser i de fire kurver på strækningen. Ydermere ses det også af tabel 7.8 at 19,7 % af strækningen berøres i henhold til scenarie 1, hvilket dermed er under de 30 % opsat i forudsætningerne (afsnit 7.1) som kvalitetsmål. En opgradering af strækningen gennem Horsens station medfører en køretidsbesparelse på 26,3 henholdsvis 7,3 sekunder for et gennemkørende henholdsvis et standsende tog. Dette skal ses i forhold til en køretid uden køretidstillæg i basis situationen på 4 minutter og 9 sekunder for et gennemkørende tog og 5 minutter og 1 sekund for et standsende tog svarende til en reduktion på 10,7 % henholdsvis 2,4 %. 104

121 7 Opgradering af eksisterende bane Minutter 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 26,7 sekunder 7,3 sekunder Basis (TIB) u. stop i Horsens Opgraderet profil u. stop i Horsens Basis (TIB) m. stop i Horsens Opgraderet profil m. stop i Horsens 2,5 Figur Køretider uden køretidstillæg i basis situationen og med opgradering for henholdsvis gennemkørende tog og standsende tog i Horsens (uden holdetid). Med en anlægspris på cirka 198 mio. kroner fås en besparelse per sparet minut på 450 mio. kroner for det gennemkørende tog. Anlægsprisen er således forholdsvis høj og køretidsbesparelsen for det standsende tog er meget lavere end for det gennemkørende tog. Derfor fås også en høj pris per sparet minut på mio. kroner for det standsende tog. Det vil sige at opgraderingen gennem Horsens station først og fremmest skal gennemføres med henblik på gennemkørende tog, hvilket passer med at Timemodellens non-stop IC-tog ikke skal stoppe i Horsens Hansted-Hovedgård Mellem Hansted og Hovedgård er en opgradering af dele af det eksisterende hastighedsprofil til 180 km/t analyseret. En opgradering til 190 eller 200 km/t er ikke fundet rentabelt, da det vil påvirke 46 % til 54 % af strækningen, hvorfor det er fundet mest optimalt at opgradere til 180 km/t. Hastighed [km/t] Hovedgård Normaliseret kilometrering TIB-profil Opgraderet profil Stationer Figur Opgraderet og eksisterende hastighedsprofil for strækningen mellem Hansted og Hovedgård. Den 9,5 kilometer lange strækningen har 17 kurver, hvoraf det er fundet nødvendigt at udrette fire kurver og forlænge fem overgangskurver, således at hele strækningen overholder normalbestemmelserne i henhold til scenarie 1. Udretningen af de fire kurver medfører ombygning af to broer, en vejomlægning og ekspropriation af fire parcelhuse i Hovedgård, som det fremgår af tabel 7.9. Undtagelsesbestemmelserne kan benyttes i to kurver og ni overgangskurver (scenarie 2). Dette ændrer dog ikke på omfanget af ombygning, omlægning og ekspropriation, da de to kurver hvori undtagelsesbestemmelserne kan 105

122 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus benyttes, kun medfører at noget bevoksning langs banen fjernes. Det anbefales derfor at normalbestemmelserne benyttes på hele strækningen, hvorved scenarie 1 og 3 er ens, som det ses af tabel 7.9 herunder: Scenarie Længde Andel Undtagelsesbestemmelser Konsekvens berørt berørt benyttet i 0 7 kurver & 11 overgangskurver 1 & m 31,0 % 2 broer, 1 vej, 4 huse m 19,9 % 2 kurver & Se ovenstående (scenarie 1 & 3) 5 overgangskurver Justering m 13,7 % af h (v. 3) Tabel Andel af den 9,5 km lange delstrækning der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Som det fremgår af tabel 7.9 berøres 31 % af strækningen ved en opgradering til 180 km/t indenfor normalbestemmelserne i scenarie 1 og 3, som er valgt. En benyttelse af undtagelsesbestemmelserne i henhold til scenarie 2 vil reducere denne andel til cirka 20 %, hvoraf undtagelsesbestemmelser er benyttet i en kurve og fire overgangskurver, som ikke hastighedsopgraderes. Der opnås en køretidsbesparelse på 10,8 til 15,6 sekunder ved den beskrevne opgradering, som det ses af figur 7.21 herunder. Køretidsbesparelsen afhænger af om strækningen gennem Horsens station og strækningen mellem Hovedgård og Skanderborg samtidig opgraderes. Der opnås altså en synergieffekt ved at opgradere tilstødende strækninger, som det også var tilfældet for strækningen mellem Fredericia og Vejle. Køretidsreduktion svarer til en procentvis besparelse på 5,3 til 7,7 %. 3,5 Basis (TIB) Minutter 3,4 3,3 3,2 3,1 10,8 sekunder 11,3 sekunder 15,2 sekunder 15,6 sekunder Opgraderet profil u. opgradering på tilstødende strækninger Opgraderet profil u. opgradering på næste strækning Opgraderet profil u. opgradering på forrige strækning Opgraderet profil 3,0 Figur 7.21 Køretider uden køretidstillæg for det gennemkørende tog for basis og den opgraderede strækning mellem Hansted og Hovedgård med eller uden opgradering af tilstødende strækninger. For strækningen mellem Hansted og Hovedgård er en anlægspris på cirka 92 mio. kroner estimeret for det opgraderede profil. Dette giver på baggrund af køretidsbesparelsen på 15,6 sekunder, en pris per sparet minut på 350 mio. kroner Hovedgård-Skanderborg Den 11 kilometer lange strækning mellem Hovedgård og Skanderborg er analyseret med henblik på opgradering af hastighedsprofilet til 180 km/t omkring Hovedgård og 160 km/t på den resterende del af strækningen, som det ses af figur 7.22 (tv) herunder. En opgradering til 170 eller 180 km/t er ikke fun- 106

123 7 Opgradering af eksisterende bane det rentabel grundet et kurveforløb på cirka fem kilometer (km 136,4-141,6) bestående af flere ens- og modvendte sammenstødende kurver, som skal rettes ud for at hastigheden kan opgraderes (jf. figur 7.22 th). Dertil kommer udretning af fire andre kurver og forlængelse af fire overgangskurver. I alt er det kun en ud af strækningens 15 kurver eller tilhørende overgangskurver der ikke berøres af en opgradering til 170 eller 180 km/t. Dette medfører at 73,9 % af strækningen berøres af en opgradering. Brug af undtagelsesbestemmelserne medvirker kun en reduktion til cirka 58 %. Hastighed [km/t] Hylke 120 Hovedgård Normaliseret kilometrering TIB-profil Stationer og lokaliteter Opgraderet profil Figur 7.22 Begrænsende kurveforløb, markeret med orange til højre samt opgraderet og eksisterende hastighedsprofil for strækningen mellem Hovedgård og Skanderborg. Ved en opgradering, som skitseret på figur 7.22, er det fundet muligt at opgradere strækningen uden at størstedelen af denne berøres af opgraderingen, som det fremgår af tabel 7.10 herunder. Det er dog fundet nødvendigt at benytte undtagelsesbestemmelser i tre kurver i scenarie 1-3, da kurveforløbet vist på figur 7.22 herover ellers ville skulle udrettes. Som konsekvens af scenarie 1 berøres tre broer og en transversal på Hovedgård station. Dette reduceres til en bro og en transversal ved scenarie 2, hvor der benyttes undtagelsesbestemmelser i seks kurver og seks overgangskurver. Dette ventes dog ikke, at blive godkendt af Banedanmarks systemansvarlige. I scenarie 3 er benyttelsen af undtagelsesbestemmelser derfor reduceret til fire kurver, hvorved to broer og en transversal berøres. Dette er dog ikke sikkert at dette kan blive godkendt, jf. forudsætninger for scenarie 3 (afsnit 7.1), men det er dog en væsentlig reduktion i forhold til den nuværende situation. Scenarie Længde Andel Undtagelsesbestemmelser Konsekvens berørt berørt benyttet i 0 8 kurver & 6 overgangskurver m 39,8 % 3 kurver 3 broer, 1 transversal m 15,9 % 6 kurver & 1 bro, 1 transversal 6 overgangskurver m 32,4 % 4 kurver 2 broer, 1 transversal Justering m 21,4 % af h (v. 3) Tabel Andel af den 11,1 km lange delstrækning der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Ved scenarie 3 berøres 32,4 % af strækningen, hvilket overholder altså de cirka 30 %, som er anbefalet i forudsætningerne. Som det ses af tabel 7.10 er dette en reduktion på 7,4 procentpoint i forhold til scenarie 1 og en forøgelse på 16,5 procentpoint i forhold til scenarie 2. I forbindelse med scenarie 3 skal overhøjden på 21,4 % af strækningen samtidig justeres. 107

124 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Med den beskrevne opgradering af strækningen mellem Hovedgård og Skanderborg opnås en køretidsbesparelse på 11,2 sekunder, hvis strækningen mellem Horsens og Hovedgård samtidig opgraderes og 6,8 sekunder, hvis den ikke gør og det dermed undlades at opgradere til 180 km/t. Som det ses af figur 7.23 herunder er køretiden uden køretidstillæg 4 minutter og 16 sekunder i basissituationen og køretidsbesparelsen medfører således en reduktion på henholdsvis 2,6 % og 4,4 % af køretiden i basissituationen. For at opnå den største effekt anbefales det således, at begge strækninger mellem Horsens og Skanderborg opgraderes for at drage nytte af synergieffekten beskrevet i dette og forrige afsnit. 4,3 Minutter 4,2 4,1 6,8 sekunder 11,2 sekunder Basis (TIB) Opgraderet profil u. opgradering til 180 km/t Opgraderet profil 4,0 Figur Køretider uden køretidstillæg i basis situationen og med opgradering på strækningen mellem Hovedgård og Skanderborg med eller uden opgradering af hastigheden mellem Horsens og Hovedgård. Anlægsprisen for nærværende strækning er estimeret til cirka 72 mio. kroner, hvilket medfører en pris på 390 mio. kroner per sparet minut Skanderborg station En opgradering af hastighedsprofilet til 140 km/t gennem Skanderborg station er analyseret på et overordnet niveau. En fuldstændig udjævning af hastighedsprofilet til 150 km/t er fundet urentabel, da et kurveforløb på cirka 1,3 kilometer dermed skal ændres. En opgradering til 150 km/t vil dermed medføre at 59,5 % af hele strækningen, fra kilometer 143 til 149, gennem Skanderborg berøres af en opgradering. Hastighed [km/t] Skanderborg Normaliseret kilometrering TIB-profil Opgraderet profil Stationer Figur Opgraderet og eksisterende hastighedsprofil for strækningen gennem Skanderborg station. 108

125 7 Opgradering af eksisterende bane Ved en opgradering til 140 km/t skal to kurver langs perronen rettes ud til en kurve med forøget radius i henhold til scenarie 1. Dette medfører en sideflytning på op til 11,4 meter, hvilket påvirker perronerne, flere transversaler, sporet fra Silkeborg samt en enkelt bro. Det er muligt at bruge undtagelsesbestemmelser i den ene af disse kurver, men ikke i den anden, hvorfor det er valgt at begge kurver skal rettes ud således at normalbestemmelserne overholdes. Udover udretning af de to ovennævnte kurver, skal to overgangskurver forlænges i scenarie 1, hvoraf det er muligt at benytte undtagelsesbestemmelser i den ene af disse. På den del af strækningen, som ikke opgraderes, er der i dag fire kurver hvori undtagelsesbestemmelserne er benyttet. Disse bør rettes ud for at normalbestemmelserne overholdes. To af kurverne er beliggende først på strækningen, mens de resterende to er beliggende sidst på strækningen. For de to førstenævnte gælder det, at de er modvendte og til sammen antager en længde på over to kilometer. En udretning vil derfor berører en stor del af den cirka seks kilometer lange strækning og vil samtidig medføre en delvis ekspropriation af boligblokke i det vestlige Skanderborg. Det anses derfor som værende nødvendigt at undtagelsesbestemmelserne fortsat benyttes her (scenarie 1-3). For de to sidstnævnte kurver medfører en kurveudretningen at en bro muligvis skal ombygges som følge af en sideflytning af den ene af kurverne på 23 centimeter. Det anbefales derfor at benytte undtagelsesbestemmelserne for denne kurve, i tillæg kan det nævnes at normalbestemmelserne kun akkurat ikke opfyldes (110,3 mm overhøjdeunderskud). Brug af undtagelsesbestemmelserne i scenarie 1-3 er summeret i tabel 7.11 herunder, hvor scenarie 3 altså er valgt: Scenarie Længde Andel Undtagelsesbestemmelser Konsekvens berørt berørt benyttet i 0 8 kurver & 4 overgangskurver m 32,1 % 2 kurver 1-2 broer, perroner, transversaler, spor fra Silkeborg m 18,5 % 4 kurver & 1 bro, perroner, transversaler, spor fra 1 overgangskurve Silkeborg m 26,4 % 3 kurver Se ovenstående (scenarie B) Justering m 29,6 % af h (v. 3) Tabel Andel af den 6,1 km lange delstrækning gennem Skanderborg der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Det ses ydermere af tabel 7.11 at scenarie 3 medfører at 26,4 % af strækningen berøres, men at benyttelse af undtagelsesbestemmelserne i yderligere en kurve og en overgangskurve kan reducere denne andel til 18,5 % i henhold til scenarie 2. En opgradering af Skanderborg station til en gennemkørselshastighed på 140 km/t giver en køretidsbesparelse på 11,3 sekunder for gennemkørende tog og 2 sekunder for standsende tog, som det ses af figur 7.25 herunder. Altså en besparelse for det gennemkørende tog på niveau med opgraderingen af Vejle station, men kun en lille besparelse for det standsende tog svarende til en reduktion på 6,9 % henholdsvis 0,9 % af køretiden i basissituationen for det gennemkørende henholdsvis det standsende tog. 109

126 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus 4,0 3,5 2 sekunder Basis (TIB) u. stop i Skanderborg Minutter 3,0 2,5 11,3 sekunder Opgraderet profil u. stop i Skanderborg Basis (TIB) m. stop i Skanderborg 2,0 Opgraderet profil m. stop i Skanderborg 1,5 Figur Køretider uden køretidstillæg i basis situationen og med en opgradering for henholdsvis gennemkørende tog og standsende tog i Skanderborg (uden holdetid). For Skanderborg er estimeret en anlægspris på cirka 124 mio. kroner. På baggrund af de forholdsvis små køretidsreduktioner for et gennemkørende og standsende tog fås en høj pris på 660 henholdsvis mio. kroner per sparet minut. Dette er højt for det gennemkørende tog, men ekstremt højt for det standsende tog. Altså skal opgradering ikke gennemføres med henblik på at reducere køretiden for det standsende tog, hvilket dog heller ikke er tilfældet i forbindelse med Timemodellen. På trods af dette er det valgt ikke at forkaste opgraderingen, da der trods alt opnås en fin køretidsbesparelse for det gennemkørende tog, men det henstilles at en ny parallel bane udenom Skanderborg kan stå stærkt i forhold til en opgradering af den eksisterende strækning Skanderborg Aarhus Den 17,9 kilometer lange strækning mellem Skanderborg og Aarhus er karakteriseret ved to begrænsende kurveforløb vest henholdsvis øst for en forholdsvis lige delstrækning på 4,7 kilometer mellem Hørning og Hasselager. Dette ses også af det eksisterende hastighedsprofil på figur 7.26 herunder, hvor det første kurveforløb begrænser hastigheden til 150 km/t og det andet kurveforløb medfører en hastighedsbegrænsning på ned til 140 km/t. Hastighed [km/t] Hørning Viby Stilling Hasselager Normaliseret kilometrering TIB-profil Opgraderet profil Stationer og lokaliteter Figur Opgraderet og eksisterende hastighedsprofil for strækningen mellem Skanderborg og Aarhus. De ovennævnte to kurveforløb, som fremgår af figur 7.27 herunder, medfører en stor sideflytning ved en udretning. For det første kurveforløb, som har sammenstødende modvendte kurver, kræves en helt 110

127 7 Opgradering af eksisterende bane ny og direkte linjeføring, som medfører at et industriområde gennemskæres, med omfattende ekspropriationer i det nordøstlige Stilling til følge. Dette er derfor valgt fra, og det valgt at fokusere på det andet kurveforløb, således at hastighedsprofilet udjævnes på strækningen mellem Hørning og Aarhus. Dette medfører også omfattende ekspropriationer, på baggrund af en sideflytning på op til 85 meter, i form af 15 rækkehuse, tre huse, et byggemarked, dele af en gokart hal, en gård og dele af en mindre virksomhed. Hertil kommer ombygning af tre broer, en stibro og omlægning af en vej. En opgradering til mere end 180 km/t er valgt fra, da det dermed er nødvendigt at opgradere yderligere tre kurver og ekspropriere yderligere ejendomme langs det andet kurveforløb. Figur Kurveforløb, markeret med orange, som skal rettes ud ved en opgradering til 180 km/t. Det er valgt kun at rette kurveforløbet til højre ud. Opgraderingen til 180 km/t tilvejebringes altså udelukkende ved at udrette kurveforløbet bestående af fem kurver fra kilometer 158,3 til 161,9 (jf. figur 7.27 th). Det er ikke muligt at benytte undtagelsesbestemmelser for at undgå de omfattende ekspropriationer og broombygninger. For den resterende del af strækningen, hvor hastigheden ikke opgraderes er der brugt undtagelsesbestemmelser i seks kurver, tre tilhørende overgangskurver og derudover seks overgangskurver. Disse skal rettes ud eller forlænges for at normalbestemmelser overholdes. Det anbefales at dette gøres for tre kurver, tre tilhørende overgangskurver samt i de seks øvrige overgangskurver hvor dette er nødvendigt. For de resterende tre kurver, som ligger i det tætbyggede Viby, anbefales det at benytte undtagelsesbestemmelser, således at det undgås at ombygge seks broer, heraf en stibro og to større broer samt ekspropriere en parkeringsplads, 3-4 parcelhuse og mindre eller større dele af 15 parcelhushaver. Derudover er det fundet nødvendigt at benytte undtagelsesbestemmelser i de to første kurver og tilhørende overgangskurver i det første kurveforløb, da en udretning af dette forløb, som beskrevet tidligere, vil medføre omfattende ekspropriationer. Benyttelse af undtagelsesbestemmelserne i scenarie 1-3 er vist i tabel 7.12 herunder: 111

128 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Scenarie Længde berørt Andel berørt Undtagelsesbestemmelser benyttet i 0 13 kurver & 12 overgangskurver m 46,1 % 2 kurver & 4 overgangskurver m 20,0 % 8 kurver & 13 overgangskurver Konsekvens 8 broer, 2 stibroer, 1 vej, 15 rækkehuse, 6-7 huse, 1 gård, dele af 1 gokarthal og 1 virksomhed, 1 byggemarked, 15 haver (helt eller delvist), 1 P-plads 3 broer, 1 stibro, 1 vej, 15 rækkehuse, 3 huse, 1 gård, dele af 1 gokarthal og 1 virksomhed, 1 byggemarked, m 31,1 % 5 kurver & Se ovenstående (scenarie 2) 4 overgangskurver Justering 194 m 1,1 % af h (v. 3) Tabel Andel af den 18 kilometer lange strækning fra Skanderborg til Aarhus der berøres af opgradering i henhold til de tre scenarier, samt justering af overhøjden, h, ved scenarie 3, som er det valgte scenarie. Ved benyttelse af undtagelsesbestemmelserne i fem kurver og fire overgangskurver i scenarie 3 berøres 31,1 % af strækningen ved en udjævning af hastighedsprofilet, som det fremgår af tabel Grundet de store omkostninger der forbundet ved at bruge normalbestemmelser i disse kurver forventes det at der gives tilladelse fra Banedanmark til at undtagelsesbestemmelserne kan benyttes i disse kurver. En udjævning af hastighedsprofilet mellem Skanderborg og Aarhus medfører en 20,3 sekunders køretidsbesparelse eller 4,8 % i forhold til basis køretiden, uden køretidstillæg, på 6 minutter og 59 sekunder (jf. også figur 7.28 herunder). 7,0 Minutter 6,9 6,8 6,7 20,3 sekunder Basis (TIB) Opgraderet profil 6,6 6,5 Figur Køretider uden køretidstillæg i basis situationen og ved opgradering af strækningen mellem Skanderborg og Aarhus. Basis køretiden er dog muligvis lidt for lav, da nogle lokoførere, som beskrevet i afsnit 5.6, ikke vil udnytte kortere strækninger med højere hastighed og dermed ikke den korte strækning i det eksisterende profil på 4,5 kilometer med en tilladelig hastighed på 180 km/t. Ved den beskrevne opgradering forlænges delstrækningen med en tilladelig hastighed på 180 km/t og det forventes derfor at lokoførerne vil udnytte den (jf. også figur 7.26 på side 110). For strækningen mellem Skanderborg og Aarhus er en anlægspris på cirka 258 mio. kroner estimeret, hvilket altså er forholdsvist højt og især skyldes de mange ekspropriationer og den store sideflytning som er nødvendig for at gennemføre opgraderingen. Dette medfører også en høj pris på 760 mio. kro- 112

129 7 Opgradering af eksisterende bane ner per sparet minut. En ny parallel bane kan således godt vise sig at være attraktiv, hvilket samtidig kan øge kapaciteten på strækningen mellem Skanderborg og Aarhus, hvor kapaciteten, som beskrevet i afsnit 3.3.2, er sparsom. 7.4 Samlet vurdering Det opgraderede hastighedsprofil, som er resultatet af analysen i nærværende kapitel ses af figur 7.29 herunder, hvor opdelingen i delstrækninger ligeledes er angivet. Hastighed [km/t] Odense Middelfart Horsens Skanderborg Fredericia Vejle Aarhus H Normaliseret kilometrering TIB-profil Stationer Opgraderet profil Forkastet opgradering Figur 7.29 Opgraderet hastighedsprofil for jernbanen mellem Odense og Aarhus. Som det ses af figuren herover er en opgradering til 200 km/t kun fundet mulig at opnå på dele af Vestfyn og omkring Hedensted mellem Vejle og Horsens. På den øvrige del af strækningen mellem Odense og Aarhus, er strækningshastigheden opgraderet til mindre end 200 km/t, primært for at udjævne det eksisterende profil så det udnyttes bedre. Dette er opsummeret på figur 7.30 herunder, hvor det ses at omkring 50 % af strækningen kan befares ved mindst 170 km/t og cirka 25 % ved 200 km/t. I den nuværende situation kan cirka 30 % af den eksisterende bane befares ved mindst 170 km/t. Opgradering (Banestyrelsen) Opgradering TIB 0% 20% 40% 60% 80% 100% Andel af strækningslængde 160 kmt/t km/t 190 km/t 200 km/t Figur 7.30 Andel af delstrækningen som kan befares i de forskellige hastighedsintervaller. Delvist baseret på (Banestyrelsen rådgivning, 1996b) & (Banedanmark, 2012b). Til sammenligning har Banestyrelsen rådgivning (1996b), som beskrevet i afsnit 4.1, fundet det muligt at opgradere cirka 45 % af strækningen til mindst 170 km/t, men kun 5 % af stækningen til 200 km/t, hvilket fremgår af figur 7.30 herover. Tabel 7.13 herunder viser den opnåede køretidsbesparelse, den procentvise køretidsbesparelse, hvor stor en del af strækning der berøres samt anlægspris og prisen per sparet minut der opnås ved opgra- 113

130 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus deringen fundet i nærværende kapitel. Det ses at der er store forskellige i den relative pris af opgraderingen på nogle delstrækninger i forhold til andre. Pris per sparet minut u./m. stop [mio. DKK] Anlægsestimat [mio. DKK] Procentvis køretidsbesparelse Besparelse u./m. stop [mm:ss] Basis (TIB) [mm:ss] Andel der skal justeres [%] Andel der skal ombygges [%] Længde [km] Strækning Vestfyn 45,4 42,5 5,8 16:22 1:40,2 10,2 % Middelfart- 6:33 0:05,9 1,5 % ,7 4,2 21,8 48 Fredericia 7:18 0:07.4 1,7 % 390 Fredericia-Vejle 22,7 12,9 17 9:49 0:36,7 6,2 % Vejle 2,8 30,2 41,1 Vejle-Daugård 6,7 2:01 2:37 0:13 0:08,2 10,8 % 5,3 % Daugård-Horsens 19,1 23,3 13,8 6:41 0:45,1 11,2 % Horsens 9 19,7 20,7 Hansted- Hovedgård Hovedgård- Skanderborg 4:09 5:01 0:26.7 0: ,7 % 2,4 % , ,7 3:25 0:15,6 7,7 % ,1 32,4 21,4 4:16 0:11,2 4,4 % Skanderborg 6,1 26,4 29,6 Skanderborg- Aarhus H 2:43 3:41 0:11,3 0:02 6,9 % 0,9 % ,9 31,1 1,1 6:59 0:20,3 4,8 % Total (uden stop) 157,3 27,7 13,0 69:36 4:58 7,1 % Tabel 7.13 Resultater fra analysens anden del i form af berørt delstrækning, køretider uden køretidstillæg samt anlægsestimat og pris per sparet minut. Således tilvejebringes opgraderingen mellem Fredericia og Vejle billigst af alle delstrækninger i forhold til den køretidsomkostning der opnås, hvilket skyldes den begrænsede indgriben på strækningen. Over Vestfyn er en forholdsvis høj pris per sparet minut fundet i forhold til nogle af de andre strækninger mellem Odense og Aarhus. Køretidsbesparelsen er dog stor, men det kan altså konkluderes, at den er forholdsvist dyrt købt i forhold til de øvrige strækninger. Ydermere ses det af tabel 7.13, at køretidsbesparelsen er forholdsvis dyrt købt for standsende tog i Horsens og Skanderborg, hvorfor opgradering her fortrinsvis skal gennemføres for at opnå en køretidsbesparelse for de gennemkørende tog. For de gennemkørende tog, er den højeste relative pris fundet for Skanderborg station samt strækningen mellem Skanderborg og Aarhus H på grund af omfattende ekspropriationer i Hasselager. En ny parallel bane på denne strækning kan således være attraktiv hvis anlægsomkostningerne kan holdes nede, på grund af de høje omkostninger forbundet med en opgradering af den eksisterende bane. Forskellen i 114

131 7 Opgradering af eksisterende bane den relative pris benyttes i det følgende kapitel, hvor nybygningsalternativer opstilles, således at de billigste opgraderinger udnyttes i kombination med nybygning i løsninger som kan opfylde Timemodellen. For hele strækningen opnås en samlet køretidsbesparelse på 7,1 % svarende til 4 minutter og 58 sekunder, som det ses af tabel Hvilket giver en samlet køretid uden køretidstillæg på 1 time, 4 minutter og 38 sekunder. Dette er en smule hurtigere end 1 time, 6 minutter og 54 sekunder, som Banestyrelsen rådgivning (1996b) nåede frem til, som beskrevet i afsnit 4.1. Som beskrevet herover har Banestyrelsen rådgivning (1996b) valgt ikke at opgradere lige så store dele af strækningen til 200 km/t (jf. figur 7.30). Derudover er køretidsbesparelsen opnået med andet rullende materiel (TGVA). Det opnåede resultat i dette speciale virker således plausibelt i forhold til Banestyrelsen rådgivnings opgradering (1996b). Ved tillæg af køretidstillæg, i henhold til afsnit 6.3, til køretiden nævnt herover fås en rejsetid på 1 time og 9 minutter mellem Odense og Aarhus med et ET-tog på den opgraderede strækning. En opgradering af den eksisterende bane kan altså, som forventet, ikke alene sørge for at Timemodellen realiseres på strækningen mellem Odense og Aarhus. En yderligere reduktion på 14 minutter inklusiv køretidstillæg, er således nødvendig for at Timemodellen kan virkeliggøres. Ydermere ses det af tabel 7.13 at 27,7 % af strækningen berøres af en opgradering der kræver en horisontal sporflytning og yderligere 13 % af strækningen der kræver en justering af overhøjden. Dette er dog kun for 157,3 kilometer af strækningen. De sidste 11,5 kilometer er ved Odense og Aarhus banegårde, hvor det ikke findes rentabelt at opgradere, da alle passagertog påregnes at skulle standse her. Samt derudover mellem Vejle og Daugård, hvor det ikke er fundet muligt at opgradere strækningen. Derudover ses det, at anlægsprisen for opgraderingen er estimeret til cirka 2,26 mia. kroner. Til sammenligning er opgradering, som blev analyseret af Banestyrelsen rådgivning (1996b) beskrevet i afsnit 4.1, estimeret til at koste 1,74 mia. kroner (fremskrevet til 2012). Køretidsreduktion er dog som nævnt lidt mindre i denne, men budgetteringen er til gengæld foretaget på anden vis, det vil sige at der ikke er tillagt 50 % til anlægsprisen. Som nævnt i afsnit 7.1 medfører udretning af en kurve, at den eksisterende strækning forkortes en smule, men at dette ikke vurderes at give en nævneværdig køretidsreduktion. I denne sammenhæng kan det afslutningsvis nævnes, at opgraderingen medfører en forkortning af den eksisterende bane mellem Odense og Aarhus på cirka 300 meter, hvilket ved 150 km/t svarer til en køretidsbesparelse på 8 sekunder. Altså inden for modellens usikkerhed, hvormed det godt kan forsvares at denne minimale køretidsbesparelse ikke er inkluderet. 7.5 Opsummering I nærværende kapitel er en opgradering af den eksisterende bane analyseret. Det er ikke fundet muligt, at opnå en hastighedsforøgelse ved udelukkende justering af overhøjden, da længden af de enkelte delstrækninger, hvor hastigheden teoretisk kan forøges, ikke er stor nok. Ved at udrette kurver samt forlænge overgangskurver, hvor dette er fundet mest rentabelt, kan strækningshastigheden forøges på dele af strækningen mellem Odense og Aarhus, således at det er muligt at befare cirka 50 % af strækningen med mindst 170 km/t og omkring 25 % med 200 km/t. Opgraderingen medfører at 27,7 % af strækningen berøres af en sideflytning, og derudover at overhøjden skal justeres på yderligere 13 % af strækningen. Figur 7.4 herunder viser hastighedsprofilet for opgradering af den eksisterende bane anbefalet i dette speciale samt det eksisterende hastighedsprofil. Opgradering medfører en reduktion i køretiden på 4 minutter og 58 sekunder eller 7,1 %, således at den opgraderede bane kan tilbagelægges 115

132 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus med et ET-tog på 1 time og 9 minutter med UIC køretidstillæg. Derudover vil standsende IC-tog samt regionaltog i mindre grad også drage fordel af opgraderingen. Hastighed [km/t] Odense Middelfart Horsens Skanderborg Fredericia Vejle Aarhus H Normaliseret kilometrering TIB-profil Stationer Opgraderet profil Figur 7.31 Opgraderet og eksisterende hastighedsprofil for jernbanen mellem Odense og Aarhus. Anlægsprisen er estimeret til cirka 2,26 mia. kroner i 2012-priser for opgradering af den eksisterende strækning, hvilket svarer til en pris per sparet minut på 460 mio. kroner for hele strækningen med et gennemkørende ET-tog. Med en rejsetid på en time og ni minutter er det således nødvendigt at reducere rejsetiden med yderligere 14 minutter for at opnå 55 minutters rejsetid mellem Odense og Aarhus. Denne reduktion skal opnås ved at udrette banen, hvilket behandles i næste kapitel, hvor der samtidig opstilles samlede løsninger, som er en kombination af de mest kosteffektive opgraderinger samt udvalgte nybygningsløsninger, således at en rejsetid på 55 minutter opnås. 116

133 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger I forrige kapitel blev opgradering af den eksisterende bane, med henblik på en forøgelse af hastighedsprofilet, analyseret. Resultatet af denne analyse viste at en opgradering af den eksisterende bane kan reducere rejsetiden (køretiden med køretidstillæg) mellem Odense og Aarhus til 1 time og 9 minutter, hvorved en yderligere reduktion af rejsetiden på 14 minutter således er nødvendig, for at opnå 55 minutters rejsetid. I dette kapitel opstilles således nybygningsalternativer, som kan hjælpe til at rejsetiden reduceres til 55 minutter. Indledningsvis opstilles disse nybygningsalternativer og de dårligste sorteres derefter fra. Afslutningsvis sammensættes udvalgte nybygningsalternativer og opgradering af den eksisterende strækning, til en række løsninger, hvorved 55 minutters rejsetid opnås. Kapacitets- og driftsmæssige fordele vurderes da for disse løsninger i næste kapitel. 8.1 Forudsætninger Nybygningsalternativerne er opstillet på baggrund af gennemgangen af strækningen i kapitel 3, hvor det rentabelt er muligt at opgradere den eksisterende bane (kapitel 7) samt sporreglernes bestemmelser for sporgeometrien til nybygning af jernbane, som er valgt i kapitel 5. Det er ydermere forudsat at der ikke etableres ny fast baneforbindelse over Lillebælt for at holde omkostningerne nede. En fast forbindelse over Vejle Fjord er dog undersøgt, da det indledningsvis vurderes at give væsentlige reduktioner i køretiden, som kan retfærdiggøre anlægsomkostningerne. For alle de opstillede nybygningsalternativer er lavet en indledende projektering af linjeføringen, hvor det er søgt at opnå en så simpel linjeføring som muligt. Længdeprofiler er ikke projekteret, og dermed er den påkrævede afgravning og påfyldning heller ikke vurderet eksakt. Der er dog til en vis grad taget højde for højdekurver for at minimere brugen af store gradienter. Det vurderes at være nødvendigt at benytte undtagelsesbestemmelser for stigningsgradienten, for alle nybygningsalternativer, på grund af det kuperede terræn på Vestfyn og især i Østjylland. Dermed reduceres omkostningerne til afgravning og påfyldning. Som udgangspunkt forventes det dog kun, at undtagelsesbestemmelserne udnyttes så godstog stadig kan befare de nye strækninger hvilket muliggør en gradient på op til 25 over højst 500 meter, jævnfør afsnit Hvis det forventes, at gradienter på op 35 er nødvendige for enkelte alternativer, kan den pågældende strækning kun befares af passagertog, som beskrevet i afsnit Hvis dette er tilfældet er det nævnt for det enkelte alternativ. Der henvises til bilag 4 for dokumentation af linjeføringsparametre for de enkelte alternativer. I denne indledende projektering er nybygningsalternativerne, som udgangspunkt, projekteret til 250 km/t indenfor de ønskelige bestemmelserne i sporreglerne, men med mulighed for senere opgradering til 300 km/t indenfor normalbestemmelserne som beskrevet i afsnit 5.5. Dette er dels gjort for at fremtidssikre, men også for at belyse hvor meget mindre nybygning der er nødvendig hvis der bruges rullende materiel som kan køre 250 km/t i stedet for 200 km/t. Som beskrevet i afsnit 6.2, bruges ET-tog, som et typisk togsæt der kan køre op til 200 km/t, og Velaro E som et typisk togsæt der kan køre 250 km/t. Det skal dog her nævnes at Velaro toget accelererer bedre mellem 130 km/t og 200 km/t end ET- 117

134 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus toget gør, omvendt accelererer ET-toget lidt hurtigere end Velaro ved hastigheder under 130 km/t. Overordnet set vurderes dette at medføre en marginalt hurtigere køretid for Velaro-toget, på strækninger hvor op til 200 km/t tillades. I de nybygningsalternativer hvor det ikke er fundet muligt at benytte ønskelige bestemmelser er normalbestemmelserne ved 250 km/t eller mindre brugt. I dette tilfælde er hastigheden og brug af bestemmelser nævnt for de alternativer, som ikke opfylder de opstillede parametre. Køretidsberegningsprogrammet beskrevet i kapitel 6 benyttes til at foretage køretidsberegninger med ET og Velaro E, som typisk rullende materiel, som beskrevet herover (beregninger fremgår af bilag 1). I opstillingen og den indledende analyse af nybygningsalternativerne benyttes køretider uden køretidstillæg for bedre at kunne sammenligne med øvrige alternativer. I den afsluttende opstilling af løsninger benyttes rejsetider, altså køretiden med køretidstillæg. På delstrækninger hvor der ikke bygges nyt er det forudsat at den eksisterende bane opgraderes, som beskrevet i forrige kapitel, hvilket inkluderes i køretidsberegningen. Opgradering af enkelte delstrækninger er dog undladt i den afsluttende opstilling af løsninger for at opnå cirka 55 minutters rejsetid, og ikke meget mindre. De valgte delstrækninger, som opgraderes, vil derfor være dem der relativt er mindst omfattende, som beskrevet i forrige kapitel, for at reducere anlægsomkostningerne. Beregnede køretider for de enkelte alternativer sammenholdes med køretider ved den eksisterende infrastruktur (basis) og den opgraderede infrastruktur behandlet i kapitel 7. Konsekvenser for naturen, veje samt bebyggelse er vurderet, på et meget overordnet niveau ved at beregne hvor der er overlap mellem alternativerne og fredede områder, beskyttede naturområder, samt veje og bebyggelse. Den beregnede konsekvens benyttes til at estimere størrelsen af anlægsomkostningerne, som er angivet i 2012-priser og indeholder 50 % budgetreserve i henhold til ny anlægsbudgettering. Appendiks IV beskriver hvordan anlægspriserne er estimeret, mens bilag 2 indeholder beregningerne og bilag 5 indeholder konsekvensberegningen. Anlægspriserne sammenholdes med den opnåede køretidsbesparelse og danner, sammen med en indledende vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele, samt den absolutte køretidsbesparelse, baggrund for den indledende frasortering af enkelte nybygningsalternativer. 8.2 Opstilling og sortering af nybygningsalternativer I de følgende afsnit gennemgås de opstillede nybygningsalternativer og der foretages en indledende sortering. Der et vist overlap mellem de opstillede alternativer og tidligere undersøgte alternativer beskrevet i kapitel 1 og 4, især på Vestfyn, men andre mulige Vejle Fjord forbindelser, samt et alternativ vest for den østjyske motorvej er også undersøgt. I alt er der opstillet syv hovedalternativer; to over Vestfyn, tre over Vejle Fjord, samt to mellem Hedensted og Aarhus. Ydermere er opstillet otte forbindelsesbaner for 2-2, 2-3 og 3-1, som afhænger af den valgte sammensætning af sammenstødende hovedalternativer, samt to alternative slutpunkter for hovedalternativ 3-1. Hovedalternativer, forbindelsesbaner samt hvor det er muligt, at opgradere den eksisterende bane er illustreret på figur 8.1 herunder: 118

135 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger Figur Oversigt over alternativer. 119

136 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Vestfyn I korridoren over Vestfyn (Odense-Snoghøj) er to alternative linjeføringer opstillet, som fremgår af figur 8.2, hvor det indledningsvis ønskes at sortere det ene fra. De to alternativer er anlagt umiddelbart nord for motorvejen, som anbefalet i afsnit af hensyn til terrænet og fredninger. De første 13 kilometer er forløbet for de to alternativer stort set ens. Herefter forløber alternativ 1-2 syd for motorvejen indtil banen føres væk fra det parallelle forløb med motorvejen og ind mod Nørre Åby, hvorfra det kan udnyttes at den eksisterende bane forholdsvis let kan opgraderes til 200 km/t, som beskrevet i afsnit For alternativ 1-2 anlægges banen nord for motorvejen indtil et punkt nord for Nørre Åby, hvor motorvejen krydses og banen derefter flettes sammen med den eksisterende bane. Det må forventes at de to alternativer nødvendigvis skal anlægges med store gradienter, i det kuperede område omkring Vissenbjerg, nord for Bred og Skalbjerg, men dog stadig således at godstog vil kunne benytte banen. Figur 8.2 De to opstillede linjeføringsalternativer samt fredninger, veje og bebyggelse i korridoren over Vestfyn. Længden af nybygningsalternativerne, samt forkortningen af den eksisterende strækning som disse medfører, er opstillet i tabel 8.1 herunder. Det ses blandt andet at det korteste alternativ, 1-1, medfører en større forkortning end alternativ 1-2, da forløbet for førstnævnte er mere direkte mellem det fælles udgangspunkt og Kauslunde (jf. også figur 8.2 herover). Ved anlæg af de to alternativer anlægges udfletningsstationer i henholdsvis Nørre Åby og Kauslunde, hvorfor perroner og, i Kauslundes tilfælde også, sporskifter påvirkes her. Længde Forkortning 250 km/t Mulighed for 300 km/t Alternativ m m Ja Ja Alternativ m m Ja Ja Tabel 8.1 Længde, forkortning og mulig hastighed for alternativerne over Vestfyn. Konsekvensberegningen foretaget for de to alternativer er opsummeret i diagrammet herunder (figur 8.3). Den geografiske placering, hvor det enkelte alternativ berører fredede områder, bebyggelse og 120

137 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger veje er vist på figur 8.2. Mens en kort beskrivelse af de forskellige naturfredningstyper kan ses i afsnit Meter Alternativ Antal MVJ aftaler EF-RAMSAR Industri Bebyggelse Natura 2000 Fredede områder Fredskov Beskyttede vandløb Motorvej Motortrafikvej Veje over 6 meter Veje 3-6 meter Figur Resultat af konsekvensberegning for de to alternativer over Vestfyn. Den primære lodrette akse er gældende for søjlerne, mens den sekundære lodrette akse er gældende for punkterne. For de to alternativer ses det at alternativ 1-1 påvirker miljø og natur mest, mens alternativ 1-2 omvendt påvirker mere bebyggelse og industri, hvilket medfører større ekspropriationsomkostninger. Langt størstedelen af de berørte naturområder er fredskov, hvilket er svært at undgå. Det er dog så vidt muligt forsøgt at disse skove kun berøres ved en perifer gennemskæring. Det tabte skovareal kan eventuelt erstattes ved beplantning af ny skov andetsteds. I tillæg til ovenstående skal der ved alternativ 1-1 opgraderes 4,9 kilometer mere bane end ved alternativ 1-2. Konsekvenserne af dette er dog beskedne i form af udretning af to kurver med tilhørende overgangskurver samt sideflytning af perronerne på Nørre Åby. Dertil kommer en opgradering af den eksisterende bane omkring Kauslunde for begge alternativer. Som det ses af ovenstående er de to alternativer forholdsvis ens, men hvor alternativ 1-1 er kortere end 1-2. Det vurderes overordnet at de drifts- og kapacitetsmæssige fordele der er ved det længere alternativ er forholdsvis små, men det kommer i høj grad an på hvordan togdriften planlægges, hvilket ikke er vurderet i denne indledende sortering. En nærmere vurdering er foretaget for det udvalgte alternativ i næste kapitel. Fordelen ved begge alternativer er at de begge aflaster den hårdt belastede eksisterende strækning, som beskrevet i afsnit 3.3.1, og der dermed kan opnås en bedre drift på strækningen over Vestfyn. Ovenstående giver ikke umiddelbart svar på om det ene alternativ bør vælges frem for det andet. Frasorteringen af det ene alternativ træffes derfor på baggrund af de opnåede køretider, som fremgår af figur 8.4 herunder, samt de estimerede anlægsomkostninger: 121

138 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Køretid [min] Besparelse [min] ET (200 km/t) Velaro (250 km/t) Besparelse Velaro ift. Basis Besparelse Velaro ift. Op Besparelse ET ift. Basis Infrastruktur Besparelse ET ift. Op Figur 8.4 Opnåede køretider og køretidsbesparelser for de to vestfynske alternativer i forhold til basisscenariet og den opgraderede infrastruktur mellem Odense og Snoghøj. Som det ses af figur 8.4 opnås en køretidsbesparelse, i forhold til den opgraderede bane, med et ET-tog på 1 minutter og 57 sekunder ved alternativ 1-1, mens der opnås en besparelse 1 minutter 50 sekunder ved alternativ 1-2. Dette svarer til en reduktion på 9,8 % henholdsvis 9,3 %. Ved brug af Velaro-tog opnås en yderligere køretidsreduktion på 1 minut og 41 sekunder henholdsvis 2 minutter eller i alt en reduktion på henholdsvis 18,4 % og 19,5 % i forhold til det opgraderede profil. Altså opnås der stort set den samme besparelse for de to alternativer, med en lille fordel til alternativ 1-1 ved brug af ET-tog og en lille fordel for alternativ 1-2 ved brug Velaro-toget. Køretidsmæssigt er det altså ikke en fordel at alternativ 1-2 er længere, og medfører at en mindre del af den eksisterende strækning benyttes, end i alternativ 1-1. Dette kan tilskrives at forkortning ved alternativ 1-1 er større samt at den eksisterende bane omkring Nørre Åby kan opgraderes til 200 km/t, hvorved forskellen ved brug af ET-tog udlignes og fordelen ved brug af Velaro mindskes på grund af nedbremsning. Anlægsomkostningerne er estimeret til cirka 6 mia. kroner for alternativ 1-1 og cirka 7 mia. kroner for alternativ 1-2, som det ses tabel 8.2 herunder. Udgifter til opgradering af den eksisterende strækning til Snoghøj udgør henholdsvis 60 og 45 mio. kroner af anlægsomkostningerne. Alternativ Anlægspris [mia. kr.] 6,0 7,0 Pris per. sparet minut [mia. kr.] 1,6 2,0 Tabel 8.2 Anlægsestimat og pris per sparet minut for de to alternativer over Vestfyn i forhold til basis ved brug af ET-tog. De ens køretider for de to alternativer medfører således, at der opnås en pris per sparet minut på 1,6 mia. kroner for alternativ 1-1 og 2,0 mia. kroner for alternativ 1-2 ved brug af ET-tog i forhold til basis. På baggrund af dette fravælges alternativ 1-2, og alternativ 1-1 vælges derfor som det vestfynske alternativ, da alternativerne i øvrigt er meget ens Østjylland I korridoren mellem Snoghøj og Aarhus i Østjylland er opstillet seks alternativer. Tre alternativer over Vejle Fjord og tre alternativer mellem Hedensted og Aarhus. Som beskrevet tidligere er flere forbindelsesbaner opstillet, på grund af det overlap der er i start- og slutpunkter for alternativ 2-2, 2-3 og 3-1. I det følgende gennemgås og vurderes alternativerne i Østjylland, startende med alternativerne over 122

139 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger Vejle Fjord, derefter alternativerne mellem Hedensted og Aarhus og afslutningsvis kombinationer af alternativer i hele den østjyske korridor. De dårligste alternativer sorteres undervejs fra medmindre der opnås en stor køretidsbesparelse, som kan vise sig nødvendig ved sammensætningen af løsningerne. De beregnede køretider og anlægsomkostninger dækker over hele strækningen fra Snoghøj til Aarhus H, for at opnå et bedre sammenligningsgrundlag på tværs af de to østjyske korridorer. Snoghøj - Horsens Mellem Snoghøj og Horsens er opstillet tre alternativer der alle har et forløb over Vejle Fjord, som det fremgår af figur 8.5 herunder. Alternativ 2-1 indeholder en ny bane fra Snoghøj over Brejning til Daugård syd for Hedensted. Ved Brejning løber den nye bane parallelt med den eksisterende og der oprettes her forbindelse til den eksisterende bane, så det er muligt for tog fra Fredericia eller Vejle at benytte dele af den nye bane. Alternativ 2-1 indeholder det mest direkte forløb af de tre alternativer, og ligner i høj grad alternativer tidligere undersøgt af Banestyrelsen rådgivning (1996a) og Trafikstyrelsen (2011) (jf. kapitel 1 og 4). Problemet med dette direkte forløb, er at et stort Natura 2000 område gennemskæres nord for fjorden, som det også ses af figur 8.5 herunder. Figur De opstillede linjeføringsalternativer samt fredninger, veje og bebyggelse i korridoren mellem Snoghøj og Horsens. Derfor er to alternative linjeføringer udarbejdet, hvor fjorden krydses således at mindst muligt af det naturfredede område nord for fjorden berøres. Dette betyder dog også at forløbet ikke er så direkte som i alternativ 2-1, og de to linjeføringer derudover er længere, da det først er muligt at forbinde til 123

140 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus den eksisterende bane nord for Hedensted på grund af krav til kurveradius. Dette medfører også et mere snoet forløb. Alternativ 2-2 anlægges, så vidt muligt langs den eksisterede bane mellem Fredericia og et punkt øst for Børkop, hvorefter banen føres over fjorden, øst om Hedensted og derefter forbindes med den eksisterende bane (forbindelsesbane c), alternativ 3-1 (forbindelsesbane b) eller begge. Alternativ 2-3 er sammenfaldende med alternativ 2-1 de første 10 kilometer fra Snoghøj til Brejning, hvor der kan opnås forbindelse til den eksisterende bane, derefter føres banen over fjorden, som beskrevet herover, øst om Hedensted og forbindes med den eksisterende bane (forbindelsesbane e) og/eller alternativ 3-1 (forbindelsesbane d). For alternativ 2-1 og 2-3 gælder det at der skal indlægges nye sporskifter på Snoghøj station, således at det er muligt at benytte den afvigende gren med 140 km/t. 22 Dette er ikke muligt i dag, hvor de nuværende sporskifter medfører en lokal hastighedsnedsættelse til 100 km/t for kørsel mod Taulov vest for Fredericia (Banedanmark, 2012b). Alternativt skal udfletningen ved Snoghøj lægges om ved Snoghøj, så afvigende gren fører til Fredericia, dette er dog problematisk da udfletningen delvist ligger oven på en motorvejsbro. For alle tre alternativer vil det være nødvendigt at anvende store gradienter hvor Elbodalen krydses, hvilket som beskrevet i afsnit er en ådal der løber sydvestnordøst mellem Fredericia og Børkop. Det forventes dog ikke, at være nødvendigt at benytte gradienter på over 25, således vil godstog kunne befare den nye bane. Tabel 8.3 herunder viser længden, forkortningen samt muligheden for at køre 300 km/t for de tre alternativer med forbindelse til den eksisterende bane mellem Hedensted og Horsens (2-2c og 2-3e). Længde Forkortning 250 km/t Mulighed for 300 km/t Alternativ m m Ja Ja Alternativ 2-2c m m Ja m. normalbestemmelser Ikke de første 22 km Alternativ 2-3e m m Ja Ja Tabel 8.3 Længde, forkortning og mulig hastighed for alternativerne over Vejle Fjord med forbindelse til den eksisterende bane. Det ses af tabellen at der opnås en væsentlig forkortelse ved anlæg af de tre alternativer, da der sker en udretning af det meget snoede forløb den eksisterende bane har mellem Snoghøj og Hedensted. Forkortningen er størst for alternativ 2-1, hvilket er forventet, da den som tidligere nævnt har det mest direkte forløb. Ydermere ses det af tabel 8.3 at der med alternativ 2-2 ikke er mulighed for 300 km/t, da det er fundet nødvendigt at benytte større overhøjde og overhøjdeunderskud i henhold til normalbestemmelserne for 250 km/t. Dette er dog kun gældende for den sydlige del af linjeføringen mellem Fredericia og umiddelbart nord for fjorden. Konsekvensberegningen for de tre alternativer fremgår af figur 8.6 herunder. Den geografiske placering af de berørte områder, vandløb og veje fremgår af figur Sådanne sporskifter benyttes dog, på nuværende tidspunkt, ikke i Danmark. 124

141 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger MVJ aftaler Meter Antal EF-RAMSAR Industri Bebyggelse Natura 2000 Fredede områder Fredskov Beskyttede vandløb Motorvej c 2-3e 0 Motortrafikvej Veje over 6 meter Alternativ Veje 3-6 meter Figur Resultat af konsekvensberegning for de tre alternativer over Vejle Fjord med forbindelse til den eksisterende bane. Den primære lodrette akse er gældende for søjlerne, mens den sekundære lodrette akse er gældende for punkterne. Det ses af figur 8.6 at alternativ 2-3 med forbindelse til den eksisterende bane (e), som ventet, påvirker Natura 2000 og fredede områder mindst. Til gengæld påvirkes mere bebyggelse, fredskov samt veje, hvilket primært skyldes at alternativet er længere. Ydermere ses det at alternativ 2-2, med forbindelse til den eksisterende bane (c), påvirker over 3000 meter fredet område. Dette er dog kun perifert, som det også fremgår af figur 8.5, og den reelle påvirkning af fredede områder vurderes derfor at være mindre end for alternativ 2-1. Derudover skal det nævnes, i forbindelse med alternativ 2-1, at Natura 2000 området nord for fjorden samtidig er fredet, hvilket fører til den store konsekvens for naturen illustreret på figur 8.6. Dette understreger dog bare at området nord for fjorden bør undgås. Udover ovennævnte konsekvenser ved nybygning, er der ydermere konsekvenser ved opgradering af den eksisterende bane ved alternativ 2-1 henholdsvis 2-2c i forhold til de to øvrige alternativer mellem Snoghøj og Horsens. Som det ses af figur 8.5 er dette omkring Hedensted i alternativ 2-1 samt gennem Fredericia for alternativ 2-2c. For alternativ 2-1 betyder det en yderligere konsekvens i forhold til de to andre alternativer i form af ombygning af to broer, herunder en stibro, samt ekspropriation af få haver som følge af en sideflytning af sporet over en længde på 830 meter. Ved alternativ 2-2c skal 580 meter spor sideflyttes gennem Fredericia, hvilket medfører forskydning af transversaler samt ombygning af en bro. Ydermere skal der, som tidligere nævnt, ilægges nye sporskifter på Snoghøj station ved alternativ 2-1 og 2-3. Disse konsekvenser vurderes dog, at være forholdsvis små i forhold til de omfattende konsekvenser, som nybygningen medfører og ændrer således ikke på nævneværdigt på vurderingen af konsekvenserne opsummeret i figur 8.6. For de tre alternativer er køretiderne mellem Snoghøj og Aarhus H beregnet under de givne forudsætninger (afsnit 8.1) og fremgår af figur 8.7 herunder. Det ses af figuren at den største besparelse opnås i alternativ 2-1 ved brug af ET-tog, og i alternativ 2-3e ved brug af Velaro E. Besparelsen er her 9 minutter og 2 sekunder henholdsvis 10 minutter og 37 sekunder i forhold til det opgraderede profil. Dette svarer til en reduktion på 20,1 % henholdsvis 23,7 %, og der opnås således en væsentlig reduktion af køretiden. Generelt ses det også at der opnås nogenlunde ens køretidsbesparelser for de tre alternativer. 125

142 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Køretid [min] Besparelse [min] ET (200 km/t) Velaro (250 km/t) Besparelse Velaro ift. Basis Besparelse Velaro ift. Op Besparelse ET ift. Basis Besparelse ET ift. Op Infrastruktur Figur Opnåede køretider mellem Snoghøj og Aarhus H og køretidsbesparelser for de tre Vejle Fjord alternativer, med forbindelse til den eksisterende bane syd for Horsens, i forhold til basisscenariet og den opgraderede infrastruktur. For de tre Vejle Fjord alternativer er anlægsprisen estimeret til cirka 7,7, 9,9 henholdsvis 10,3 mia. kroner for alternativ 2-1, 2-2c og 2-3e, som det også fremgår af tabel 8.4 herunder. Omkostninger til opgradering udgør 0,81, 0,83 og 0,78 mia. kroner af de samlede anlægsomkostninger for de tre alternativer, hvilket primært skyldes opgradering af banen mellem Aarhus og Eriknauer, hvor alternativ 2-3e forbindes til den eksisterende bane. Grunden til at anlægsprisen er stort set ens for alternativ 2-2c og 2-3e, på trods af at førstenævnte er kortere, skyldes primært at broen der skal anlægges over Vejle Fjord er cirka 700 meter længere. Alternativ c 2-3e Anlægspris [mia. kr.] 7,7 9,9 10,3 Pris per. sparet minut [mia. kr.] 0,60 0,87 0,89 Tabel 8.4 Anlægsestimat og pris per sparet minut for de tre alternativer mellem Snoghøj og Horsens i forhold til basis ved brug af ET-tog. Den relative pris ved brug af ET-tog i forhold til basis er 0,60, 0,87 henholdsvis 0,89 mia. kroner per sparet minut for henholdsvis alternativ 2-1, 2-2c og 2-3e, hvilket er meget lavere end for alternativerne over Vestfyn. På baggrund af dette vurderes alternativ 2-1 umiddelbart at være det bedste på grund af den lave pris der opnås per sparet minut, i forhold til basis ved brug af ET-tog. Dette er også vurderingen på trods af at alternativet påvirker naturen i større omfang end de to andre alternativer. Som det mere naturvenlige alternativ vælges alternativ 2-3e frem for 2-2c, da det naturmæssig er bedre samt medfører stort set den samme pris per sparet minut. Derudover vurderes de drifts- og kapacitetsmæssige fordele umiddelbart at være en smule bedre. Hedensted-Aarhus H Mellem Hedensted og Aarhus H er tre alternativer opstillet, hvoraf de to er en variation af det samme hovedalternativ. Alternativerne fremgår af figur 8.8 herunder. Alternativ 3-1 forløber fra Eriknauer, mellem Hedensted og Horsens, med udgangspunkt i den eksisterende bane via forbindelsesbane a, alternativ 2-2 (som er valgt fra) via forbindelsesbane b eller alternativ 2-3 via forbindelsesbane d. Fra udgangspunktet mellem Hedensted og Horsens forløber alternativ 3-1 langs motorvejen, vest om Skan- 126

143 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger derborg og sluttes derefter til den eksisterende bane ved Hørning (forbindelsesbane g) eller føres alternativt videre langs motorvejen og stort set hele vejen ind til Aarhus H (forbindelsesbane f). I den følgende gennemgang og vurdering betragtes kun alternativ 3-1 f/g med udgangspunkt i den eksisterende bane (forbindelsesbane a). Alternativ 3-1 i kombination med alternativ 2-3 gennemgås på side 131. Korridorens andet alternativ, alternativ 3-2, forløber fra et punkt umiddelbart syd for Hovedgård og øst om Skanderborg og Hørning for at tilslutte med den eksisterende bane ved Hasselager mellem Hørning og Viby J. Alternativ 3-1 er hverken undersøgt af Banestyrelsen rådgivning (1996a) eller Trafikstyrelsen (2011), mens et alternativ lignende alternativ 3-2 er en del af Trafikstyrelsens (2011) løsning. På baggrund af det særdeles kuperede terræn mellem Horsens og Skanderborg, beskrevet i afsnit 3.4.2, vurderes det som værende nødvendigt at benytte gradienter på op mod 35 for alternativ 3-1, som sporreglerne og INF TSI giver mulighed for. Dette gøres for at reducere anlægsomkostninger samt indgriben i landskabet, som tidligere har medført at banen mellem Eriknauer syd for Horsens og Skanderborg Sø ikke blev rettet ud, som beskrevet i afsnit På grund af de store gradienter vil det derfor heller ikke være muligt, at køre godstog på den nye strækning, og banen anlægges derfor udelukkende til passagertog. Det vurderes ikke at være nødvendigt at benytte lige så store gradienter for alternativ 3-2, hvorfor det forventes at godstog vil kunne befare den nye bane i dette alternativ. Figur 8.8 De to opstillede linjeføringsalternativer samt fredninger, veje og bebyggelse i korridoren mellem Hedensted og Aarhus. 127

144 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Det ses af tabel 8.5 herunder, at de tre alternativer har vidt forskellige længder samt at forkortningen for alternativ 3-2 er forholdsvis stor på trods af den korte længde. Længde Forkortning 250 km/t Mulighed for 300 km/t Alternativ a3-1f m m Ja undtagen de sidste 1,4 km Ja, men ikke de sidste 5 km Alternativ a3-1g m m Ja Ja Alternativ m m Ja Ja Tabel 8.5 Længde, forkortning og mulig hastighed for alternativerne i korridoren mellem Hedensted og Aarhus. Resultatet af konsekvensberegningen for de tre alternativer fremgår af figur 8.9 herunder. Det ses at resultatet for alternativ 3-2 er markant lavere end for de to øvrige alternativer. Dette skal selvfølgelig ses i lyset af at alternativ 3-2 er kortere end de to andre alternativer, men på trods af resultatet sammenholdes med længden af de enkelte alternativer er konsekvenser stadig meget små for alternativ 3-2, med undtagelse af antallet af veje mellem 3 og 6 meter. Faktisk medfører alternativ 3-2 den mindste relative påvirkning af natur, bebyggelse og infrastruktur af alle de belyste alternativer, og det er ikke fordi konsekvenserne for alternativ 3-1 f/g er forholdsmæssigt meget større end for de øvrige strækninger MVJ aftaler EF-RAMSAR Meter Antal Industri Bebyggelse Fredede områder Natura Fredskov Beskyttede vandløb Motorvej 0 a3-1f a3-1g 3-2 Alternativ 0 Motortrafikvej Veje over 6 meter Veje 3-6 meter Figur Resultat af konsekvensberegningen for de tre alternativer i korridoren mellem Hedensted og Aarhus. Den primære lodrette akse er gældende for søjlerne, mens den sekundære lodrette akse er gældende for punkterne. Der skal dog ved vurdering af resultaterne fra konsekvensberegning også tages højde for at der opnås større køretidsbesparelser jo længere alternativet er (jf. figur 8.10), samt at mere af den eksisterende bane skal opgraderes ved alternativ 3-2 i forhold til 3-1 f/g. Specifikt medfører alternativ 3-2 at der, i forhold til alternativ 3-1f, skal foretages en sideflytning af sporet i alt over meter af den eksisterende bane for at opnå en hastighedsforøgelse. Denne sideflytning resulterer i ombygning af syv broer, flytning af transversaler og perroner på Horsens station samt ekspropriationer af et hus, en gård, dele af en gokarthal og en virksomhed, som beskrevet nærmere i forrige kapitel. For det lange alternativ 3-1 (f) gælder det, at opgradering beskrevet i afsnit undgås i forhold til det kortere alternativ (3-1g). Denne er, som beskrevet i omtalte afsnit, meget omfattende og betyder at meter spor skal sideflyttes, hvilket påvirker tre broer, en stibro, en vej, 15 rækkehuse, tre huse, en gård, dele af en gokarthal 128

145 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger og en virksomhed samt et byggemarked. På trods af at ovenstående konsekvenserne tages i betragtning, samt det faktum at køretidsreduktionen er større for de længere alternativer, som det fremgår af figur 8.10 herunder, så ændrer det ikke ved konklusionen om at konsekvenserne ved anlæg af alternativ 3-2 er langt mindre end for de øvrige alternativer, både absolut og relativt Køretid [min] Besparelse [min] ET (200 km/t) Velaro (250 km/t) Besparelse Velaro ift. Basis Besparelse Velaro ift. Op Besparelse ET ift. Basis Besparelse ET ift. Op Infrastruktur Figur Opnåede køretider mellem Snoghøj og Aarhus H og køretidsbesparelser for alternativerne mellem Hedensted og Aarhus i forhold til basisscenariet og den opgraderede infrastruktur. Som nævnt herover er køretidsbesparelserne større for de længere alternativer, som det fremgår af figur Det ses ydermere, at der opnås en maksimal tidsbesparelse på 6 minutter og 47 sekunder ved alternativ 3-1f i forhold til det opgraderede profil ved brug af ET-tog eller helt op til 9 minutter og 52 sekunder ved brug af Velaro i forhold til det opgraderede profil, hvilket svarer til en reduktion på 15,1 % henholdsvis 22,0 %. Anlægsprisen er estimeret til cirka 11,1, 8,5 henholdsvis 4,3 mia. kroner for alternativ a3-1f, a3-1g og 3-2, som det ses af tabel 8.6 herunder. Ses køretidsbesparelsen relativt i forhold til anlægsestimatet af de enkelte alternativer fås 1,10, 0,95 og 0,58 mia. kroner per sparet minut for henholdsvis alternativ 3-1f, 3-1g og 3-2 i forhold til basis ved brug af ET-tog. Omkostninger til opgradering udgør henholdsvis 0,33, 0,59 og 0,71 mia. kroner for henholdsvis alternativ a3-1f, a3-1g og 3-2. Alternativ a3-1f a3-1g 3-2 Anlægspris [mia. kr.] 11,1 8,5 4,3 Pris per. sparet minut [mia. kr.] 1,1 0,95 0,58 Tabel 8.6 Anlægsestimat og pris per sparet minut for de tre alternativer mellem Snoghøj og Horsens i forhold til basis ved brug af ET-tog. Det kan altså konkluderes af ovenstående resultater for køretider, konsekvenser og anlægsomkostninger, for de tre belyste alternativer i korridoren mellem Hedensted og Aarhus, at alternativ 3-2 er det bedste alternativ, da konsekvenserne i form af miljøpåvirkninger, ekspropriationer samt påvirkning af veje er små. Som følge heraf opnås samtidig en lille anlægspris og den mindste pris per sparet minut. Om end det umiddelbart vurderes at der opnås større drifts- og kapacitetsmæssige fordele ved 3-1f og til dels 3-1g, så drager Horsens ikke fordel af alternativ 3-1, hvis der ikke samtidig anlægges en forbindelsesbane (gennemgås i det følgende afsnit). På trods af at alternativ 3-2 ikke umiddelbart vurderes at 129

146 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus medføre de samme drifts- og kapacitetsmæssige fordele, som alternativ 3-1, anlægges den nye bane dog som parallel bane til strækningen mellem Skanderborg og Aarhus, hvor kapacitetsgrænsen, som beskrevet i afsnit 3.3.2, næsten er nået. 23 Som følge af ovenstående, henstilles det, at alternativ 3-2 først og fremmest benyttes til at opnå en reduktion i rejsetiden mellem Hedensted og Horsens. Medmindre det overordnede mål om 55 minutters rejsetid mellem Odense og Aarhus kræver, at der opnås en større rejsetidsbesparelse mellem Hedensted og Aarhus, som kan tilvejebringes ved alternativ 3-1f eller 3-1g. Der sorteres derfor indledningsvis ikke nogle alternativer fra i nærværende korridor. Forbindelsesbane til Horsens Ved anlæg af alternativ 3-1 er en forbindelsesbane til Horsens, som illustreret på figur 8.8 på side 127, undersøgt. Forbindelsesbanen er 4,8 kilometer lang og tager sit udgangspunkt i den eksisterende bane umiddelbart nord for Horsens, for derefter at krydse den østjyske motorvej og derefter forbinde med alternativ 3-1. Forbindelsesbanen er anlagt til 200 km/t inden for sporreglernes normalbestemmelser. Det kræves således at sporskifterne ved tilslutningspunktet med alternativ 3-1, kan håndtere hastigheder på 200 km/t i afvigende gren for at strækningshastigheden kan udnyttes. Sporskifter med så høje hastigheder i afvigende gren er mulige at anskaffe (Vossloh Cogifer, 2012), men vurderes at være meget dyre. Konsekvenserne ved anlæg af en forbindelsesbane til Horsens vurderes, relativt i forhold til længden, at være de mest omfattende, af alle alternativer, på grund af flere stor konstruktioner, blandt andet en over- eller underføring under motorvejen. Køretidsbesparelserne som opnås i forhold til basissituationen for et ET-tog fra Horsens til Aarhus uden stop, er 5 minutter og 37 sekunder ved alternativ 3-1f og 4 minutter og 29 sekunder ved alternativ 3-1g, svarende til en reduktion på henholdsvis 25,5 % og 20,4 % ved de to alternativer. Resultatet af køretids- samt konsekvensberegningen fremgår af figur 8.11 herunder. Køretid [min] ET (200 km/t) Besparelse Velaro ift. Op Infrastruktur Velaro (250 km/t) Besparelse ET ift. Basis Figur 8.11 (tv) Opnåede køretider mellem Horsens og Aarhus H og køretidsbesparelser for alternativerne 3-1 i forhold til basisscenariet og den opgraderede infrastruktur. (th) Resultat af konsekvensberegningen for forbindelsesbanen. Den primære lodrette akse er gældende for søjlerne, mens den sekundære lodrette akse er gældende for punkterne. 23 De drifts- og kapacitetsmæssige fordele diskuteres yderligere i kapitel Besparelse [min] Besparelse Velaro ift. Basis Besparelse ET ift. Op Meter h Alternativ Antal MVJ aftaler EF-RAMSAR Industri Bebyggelse Fredede områder Natura 2000 Fredskov Beskyttede vandløb Motorvej Motortrafikvej Veje over 6 meter Veje 3-6 meter 130

147 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger Der opnås altså en væsentlig tidsbesparelse på trods af den relative korte længde på forbindelsesbanen, hvilket dog især skyldes at det er muligt, at udnytte alternativ 3-1 for rejsende mellem Horsens og Aarhus. Anlægsprisen er estimeret til cirka 1,4 mia. kroner, og som følge af denne samt køretidsbesparelsen fås en meget lille anlægspris per sparet minut på 0,25 henholdsvis 0,32 mia. kroner for et ET-tog i forhold til basis ved alternativ 3-1f henholdsvis 3-1g. De store køretidsbesparelser kan dog kun udnyttes af tog der stopper i Horsens, men ikke i Skanderborg, og dermed ikke af passagerer i gennemkørende tog eller tog der skal standse i Skanderborg. På trods af dette, anbefales det at anlægge en forbindelsesbane fra Horsens i forbindelse med alternativ 3-1, på baggrund af den store tidsbesparelse som opnås for rejsende i et standsende tog. Kombinationer I det følgende gennemgås konsekvenser og køretidsbesparelser ved kombinationerne mellem alternativ 2-3 og 3-1 forbundet med forbindelsesbane d. Kombinationer mellem alternativ 2-2 og 3-1 gennemgås ikke, da alternativ 2-2 er sorteret fra. Ydermere gennemgås konsekvenser og køretidsbesparelser for kombinationer af alternativ 2-1 med 3-1 og 3-2, samt alternativ 2-3 med 3-2. For disse er det dog gældende at det er aggregerede resultater, som er gennemgået særskilt i de foregående afsnit, og følgende gennemgang tjener således udelukkende som et overblik over de samlede resultater ved at kombinere alternativer i den østjyske korridor. En beskrivelse af de enkelte alternativer kan findes i de foregående afsnit og fremgår af figur 8.1 (s. 119), figur 8.5 (s. 123) samt figur 8.8 (s. 127). For alternativ 2-3d3-1f og 2-3d3-1f forudsættes det at der oprettes forbindelse til den eksisterende bane på begge sider af Vejle Fjord. Længden af nybygningsalternativerne samt forkortning forhold til eksisterende bane, fremgår af tabel 8.7 herunder. Det ses at alternativ 2-1-a3-1f, som forventet, medfører den største forkortning på 24 kilometer. Længde Forkortning 250 km/t Mulighed for 300 km/t Alternativ 2-1-a3-1f m m Ja undtagen de sidste Ja, men ikke de sidste 5 km 1,4 km Alternativ 2-1-a3-1g m m Ja Ja Alternativ m m Ja Ja Alternativ 2-3d3-1f m m Ja undtagen de sidste Ja, men ikke de sidste 5 km 1,4 km Alternativ 2-3d3-1g m m Ja Ja Alternativ 2-3e m m Ja Ja Tabel 8.7 Længde, forkortning og mulig hastighed for kombinerede alternativer i den østjyske korridor mellem Snoghøj og Aarhus. Resultatet af konsekvensberegningerne fremgår af figur 8.12 herunder, hvor det ses at berøringen af fredskov er mindre for alternativ 2-3 i kombination med 3-1, end alternativ 2-1 i kombination med 3-1. Dette er bemærkelsesværdigt fordi berøringen af fredskov er større i alternativ 2-3 end 2-1 (jf. figur 8.6, s. 125), men kan forklares med at forbindelsesbane a berører mere fredskov end forbindelsesbane d. Konsekvenserne, som følge af den tilhørende opgradering, vurderes at være mindre for 2-3 alternativerne i forhold til 2-1 alternativer. 131

148 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus MVJ aftaler EF-RAMSAR Industri Meter Antal Bebyggelse Fredede områder Natura Fredskov 0 0 Beskyttede vandløb Motorvej Motortrafikvej Alternativ Veje over 6 meter Figur Resultat af konsekvensberegningen for de kombinerede alternativer i korridoren mellem Snoghøj og Aarhus. Den primære lodrette akse er gældende for søjlerne, mens den sekundære lodrette akse er gældende for punkterne. Ved kombination af alternativ 2-3 med 3-1 opnås en synergieffekt, da der opnås en større længde hvormed en høj hastighed kan opretholdes. Dette udnyttes især ved brug af Velaro, som kan befare de nye baner med 250 km/t. Køretiderne samt køretidsbesparelserne fremgår af figur 8.13, hvor det ydermere ses at alternativ 2-1-a3-1f medfører den største køretidsbesparelse, i forhold til en opgradering, på 15 minutter og 49 sekunder ved brug af ET-tog eller 20 minutter og 6 sekunder ved brug af Velaro. Den større forkortning i 2-1 alternativerne medfører altså den største køretidsbesparelse af alle alternativer, på trods af at der i 2-3 alternativerne kan opretholdes en hastighed på 250 km/t over en længere strækning Køretid [min] Besparelse [min] ET (200 km/t) Velaro (250 km/t) Besparelse Velaro ift. Basis Besparelse Velaro ift. Op Besparelse ET ift. Basis Besparelse ET ift. Op Infrastruktur Figur Opnåede køretider mellem Snoghøj og Aarhus H og køretidsbesparelser for kombinerede alternativerne på samme strækning, i forhold til basisscenariet og den opgraderede infrastruktur. 132

149 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger For de opstillede kombinationer er nedenstående anlægspriser og pris per sparet minut estimeret. Konklusionen er enslydende med gennemgangen af alternativ 2-1, 2-3 samt 3-1 og 3-2. Udgifter til opgradering udgør 0,02 til 0,27 mia. kroner af anlægsomkostningerne. Alternativ 2-1-a3-1f 2-1-a3-1g d3-1f 2-3d3-1g 2-3c-3-2 Anlægspris 17,8 15,1 10,9 19,4 16,6 13,5 Pris per. sparet minut 0,93 0,84 0,67 1,1 0,97 0,86 Tabel 8.8 Anlægsestimat og pris per sparet minut i mia. kroner for de kombinerede alternativer i Østjylland, i forhold til basis ved brug af ET-tog. 8.3 Opstilling af samlede løsninger På baggrund af de opstillede nybygningsalternativer og den tilhørende vurdering, samt opgradering af den eksisterende bane, er nedenstående løsninger i tabel 8.9 sammensat som medfører en rejsetid (køretid med køretidstillæg) på minutter mellem Odense og Aarhus. Løsningerne er også vist på figur 8.14 på næste side. Rullende materiel Nybygning Eksisterende bane som opgraderes Rejsetid Anlægsestimat [DKK] 16,6 mia. Løsning 1 ET 1-1, 2-1 & 3-2 Nørre Åby-Snoghøj Daugård-Horsens (eksl. Horsens) Ca. 54 min. Løsning ET 1-1, 2-3c & Nørre Åby-Snoghøj min. 19,2 mia Eriknauer-Horsens (eksl. Horsens) Løsning ET 2-1 & a3-1f Daugård-Løsning min. 19,2 mia. 3 (+Horsens) Løsning Velaro 2-1 & 3-2 Daugård-Horsens (eksl. Horsens) Ca. 55 min. 10,6 mia. 4 Horsens-Hovedgård (eksl. begge) Tabel 8.9 Løsninger som medfører at rejsetiden mellem Odense og Aarhus reduceres til 55minutter. Som det ses af tabel 8.9 herover er en Vejle Fjord-forbindelse inkluderet i alle løsninger, da dette er fundet mest rentabelt. Alternativ 2-1 er valgt, som det primære Vejle Fjord-alternativ, da det har et mere direkte forløb og en lavere anlægsomkostning. Desværre er det skadeligt for naturen og derfor er alternativ 2-3 inkluderet i løsning 2, som den alternative, mere naturvenlige, løsning. Ydermere er det valgt at benytte alternativ 3-2 så vidt som muligt, da dette alternativ, som tidligere nævnt, berører omgivelserne i langt mindre grad end de øvrige alternativer og derfor er billigt. Anlæg af ny bane over Vestfyn er undladt i de to sidste løsninger, da den giver en høj pris per sparet minut. Grunden til at det vestfynske alternativ ikke står lige så stærkt som alternativerne i den østjyske korridor, skyldes at den opgraderede strækning over Vestfyn generelt er vurderet til at kunne opgraderes til en højere hastighed end den eksisterende strækning i Østjylland (jf. kapitel 7). Derudover er den eksisterende bane i Østjylland mere snoet, hvorved der opnås en større forkortning ved nybygningsalternativer i den østjyske korridor i forhold til banen over Vestfyn. En parallel bane over Vestfyn kan dog godt have sin berettigelse, da den kan være med til at afhjælpe kapacitetsproblemerne på strækningen mellem Odense og Snoghøj, som beskrevet i afsnit 3.3.1, og køretidsbesparelsen kan potentielt komme flere til gode. I det følgende kapitel udføres en overordnet vurdering af kapacitets- og driftsmæssige fordele der opnås ved implementering af de opstillede løsninger. 133

150 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Figur 8.14 Løsninger, som medfører en reduktion af rejsetiden til 55 minutter. 134

151 8 Opstilling af nybygningsalternativer og løsninger 8.4 Opsummering I dette kapitel er en række nybygningsalternativer opstillet med det mål, at reducere rejsetiden mellem Odense og Aarhus til 55 minutter. Der er foretaget en indledende sortering, som førte til at et alternativ over Vestfyn blev sorteret fra, da det på trods af dets større længde ikke gav nogle nævneværdige fordele i forhold til det kortere alternativ. Derudover blev antallet af alternativer over Vejle Fjord undervejs reduceret fra tre til to, da det fravalgte alternativ gav en for høj pris per sparet minut i forhold til de fordele det medførte. Af de tilbageværende nybygningsalternativer er følgende sammensat med dele af opgraderingen, gennemgået i forrige kapitel, til løsninger som kan reducere rejsetiden (køretiden med køretidstillæg) til 55 minutter mellem Odense og Aarhus (se også figur 8.14 på forrige side): 1. Ny bane på 31,2 kilometer over Vestfyn, 25,6 kilometer mellem Snoghøj og Daugård over Vejle Fjord samt 23,8 kilometer mellem Hovedgård og Hasselager, og derudover opgradering i området omkring Lillebælt og sydvest for Horsens. Pris: cirka 16,6 mia. kroner 2. Ny bane over Vestfyn, som i 1, ny bane på 40 kilometer mellem Snoghøj og Eriknauer over Vejle Fjord samt 23,8 kilometer mellem Hovedgård og Hasselager, og derudover opgradering i området omkring Lillebælt og en lille delstrækning sydvest for Horsens. Pris: cirka 19,2 mia. kroner 3. Ny bane mellem Snoghøj og Daugård, som i 1, samt ny bane på 52,7 kilometer mellem Eriknauer og Aarhus inklusiv forbindelsesbane til Horsens. Derudover opgradering omkring Hedensted. Pris: cirka 19,2 mia. kroner 4. 25,6 kilometer ny bane mellem Snoghøj og Daugård over Vejle Fjord samt en ny bane på 23,8 kilometer mellem Hovedgård og Hasselager ved brug af Velaro-tog. Opgradering umiddelbart sydvest og nordøst for Horsens. Pris: 10,6 mia. kroner For løsning 1 henholdsvis 2 gælder det at løsning 1 er den løsning som medfører det mest direkte forløb, den største køretidsbesparelse og den laveste anlægspris ved brug af ET-tog. Løsningen er dog skadelig for naturen, og der er derfor benyttet en alternativ Vejle Fjord-forbindelse i løsning 2. Med løsning 3 og 4 undgås det at anlægge en ny bane over Vestfyn. I næste kapitel foretages en overordnet vurdering af de drifts- og kapacitetsmæssige fordele ved de fire løsninger, hvorefter der i kapitel 10 udvælges en eller flere løsninger som anbefales. 135

152

153 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele I nærværende kapitel vurderes drifts- og kapacitetsmæssige fordele ved løsningerne opstillet i kapitel 8. Gennemgangen af den eksisterende strækning i kapitel 3 danner derudover baggrund for nærværende kapitel. Indledningsvis i kapitlet beskrives elementerne inden for strækningskapacitet og hvordan kapacitet defineres. Ydermere beskrives det hvorledes netværkseffekter har indflydelse på jernbanedriften og spredning af forsinkelser, samt hvorledes ændrede rejsetider, som Timemodellen foreskriver, har betydning for ikke bare den pågældende strækning, men hele netværket. Herefter gennemføres en overordnet vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele ved løsningerne opstillet i kapitel 8, og der opsummeres afslutningsvis. 9.1 Definition af kapacitet Kapaciteten af en jernbane afhænger ikke bare af antallet af spor samt begrænsninger i signalsystemet, men derudover også af køreplanen, afgangsprocedurer samt accelerations- og bremseegenskaber af det rullende materiel der benyttes. Derfor kan det umiddelbart være svært at definere den præcise kapacitet af en jernbane, da mange faktorer spiller ind, hvilket nedenstående citat bekræfter: Kapacitet som sådan eksisterer ikke. Jernbaneinfrastrukturkapacitet afhænger af den måde den udnyttes på (UIC, 2004). I de følgende afsnit beskrives det hvorledes kapaciteten kan defineres ifølge Landex, et al. (2006) Maksimal kapacitet Den maksimale kapacitet af en jernbane er en ren teoretisk kapacitet, da den reelt kun kan udnyttes i meget korte perioder. Den maksimale kapacitet kan beskrives som den kapacitet, hvor alle tog kører i en optimal rækkefølge med den mindst mulige afstand, som signalsystemet tillader, og så stærkt som infrastrukturen eller det rullende materiel tillader (Landex, et al., 2006). Derudover tages der ikke hensyn til pålideligheden af det rullende materiel og personel der ikke møder op. Da togene kører så tæt som muligt, er der ikke er nogen buffertid mellem de enkelte tog, hvilket medfører at eventuelle forsinkelser spreder sig til efterfølgende tog. Buffertider er nødvendige for at systemet kan regenerere efter forsinkelser, og den maksimale kapacitet kan således kun udnyttes i meget korte perioder af gangen Fundamental kapacitet Ved at tage hensyn til pålideligheden af det rullende materiel, personel samt infrastrukturen introduceres den fundamentale kapacitet, som normalt er mindre end den maksimale kapacitet omtalt herover. Ved at indlægge buffertider mellem togene er det muligt at reducere eller forhindre følgeforsinkelser afhængigt af størrelsen af den indledende forsinkelse. En indledende forsinkelse skyldes, at enten infrastruktur, passagerer, personel, det rullende materiel eller en kombination heraf, ikke opfører sig som planlagt. 137

154 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Hyppigheden af forsinkelser er tæt forbundet med pålideligheden af infrastruktur, det rullende materiel og personel og kan variere meget fra jernbane til jernbane. Dette medfører at den fundamentale kapacitet kan antage forskellige størrelser, afhængigt af jernbanesystemets pålidelighed. Den fundamentale kapacitet angives normalt i procent af den maksimale kapacitet. Jo mere pålidelig infrastruktur, det rullende materiel og personel er, jo mere kapacitet kan man tillade sig at benytte uden at rettidigheden forværres i forhold til et jernbanesystem med dårligere pålidelighed. Den fundamentale kapacitet kan derfor defineres som: Kapaciteten af et stykke infrastruktur, er dets evne til at operere et antal tog med acceptabel rettidighed (Landex, et al., 2006). Som nævnt i afsnit 3.3.1, anbefaler UIC (2004) at den fundamentale kapacitet generelt ikke overstiger 60 % af den maksimale kapacitet i daglig drift og 75 % i en enkelt spidstime. For baner med højfrekvent drift, for eksempel metroen og S-banen i København, er det dog muligt at udnytte op mod 70 % af den maksimale kapacitet i daglig drift eller 85 % i en enkelt spidstime. Dette skyldes at det er muligt at aflyse tog ved store forsinkelser, uden at det forringer servicen nævneværdigt på grund af den høje frekvens Praktisk kapacitet Den praktiske kapacitet henviser til tilfælde, hvor begrænsninger i infrastrukturen, det rullende materiel eller personel resulterer i en reduceret kapacitet. Dette kan for eksempel være ved sporarbejde eller mangel på personel eller rullende materiel. 9.2 Infrastrukturens betydning for kapaciteten Infrastrukturen er den mest betydningsfulde faktor for størrelsen af et jernbanesystems kapacitet. Især er antallet af spor i høj grad bestemmende for kapaciteten. Men også udformningen af sikringsanlægget og togkontrolsystemet, ATP, 24 er betydende for den kapacitet der kan opnås. I de følgende afsnit gennemgås betydningen af antal spor for kapaciteten, samt typer af togkontrolsystemer og deres betydning for togfølgetiden og dermed kapaciteten Antal spor En enkeltsporet strækning har væsentligt lavere kapacitet end en tilsvarende dobbeltsporet strækning. Dette er en konsekvens af at modkørende tog skal krydse hinanden på dobbeltsporede krydsningsstationer. For at opnå regelmæssige afgange i samme retning planlægges køreplanen som regel med et tog i hver retning ad gangen. Derfor vil den længste afstand mellem to krydsningsstationer ofte være dimensionsgivende for en enkeltsporet stræknings kapacitet. For dobbeltsporede strækninger undgås krydsninger, da trafikken i hver retning kan tildeles hver sit spor. Dette medfører mere end en fordobling af kapaciteten i forhold til en enkeltsporet strækning. De begrænsende faktorer er da heterogeniteten af trafikken samt strækningshastigheden. En strækning med homogen trafik, som for eksempel en metro, vil derfor have større kapacitet end en strækning, som for eksempel Odense-Aarhus med heterogen trafik bestående af regionaltog, InterCity og InterCity Lyntog, samt godstog. Ved udvidelse af sporkapaciteten på en strækning, som for eksempel Odense-Aarhus kan togtrafikken fordeles og dermed gøres mere homogen, da de langsomme tog, som for eksempel gods- og regionaltog, kan tildeles det ene spor, mens de hurtige tog, som for eksempel InterCity-tog, tildeles det andet. Derfor 24 Automatic Train Protection, ATP, bruges undertiden også synonymt med ATC, Automatic Train Control. 138

155 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele vil udvidelse af strækningen mellem for eksempel Odense og Middelfart til fire spor, således medføre over en fordobling af kapaciteten på nogle delstrækninger, da heterogeniteten kan reduceres Sikringsanlæg og automatisk togkontrol Sikringsanlæg benyttes på jernbanen for at sikre, at tog ikke kolliderer med hinanden samt at togene ledes ad det rigtige spor. Sikringsanlægget sørger for at en togvej ikke kan stilles samtidig med en anden konfliktende togvej. Signaler sikrer kommunikationen mellem anlægget og togets lokofører, mens togdetektering sørger for information til sikringsanlægget, om hvorvidt et blokafsnit er optaget. Hvis et blokafsnit er optaget sørger sikringsanlægget for at der ikke kan vises grønt ved indgangen til blokafsnittet, samt at eventuelle sporskifter i blokafsnittet ikke kan stilles. Sikkerheden kan yderligere øges ved at benytte automatiske togkontrolsystemer, som sikrer at lokoføreren ikke kører hurtigere end den tilladte strækningshastighed eller forbi et signal der viser stop. Der er dog forskellige grader af automatiske togkontrolsystemer, hvor mere simple systemer kun sørger for at nedbremse toget, hvis det passerer et signal der viser stop. Kapaciteten af en jernbane afhænger i høj grad togfølgetiden, som er tæt forbundet med udformningen af sikringsanlægget samt togkontrolsystemet. Togfølgetiden er den tid, der går fra fronten af et tog passerer et stationært punkt til det næste togs front passerer samme punkt. Togfølgetiden kan opdeles i følgende delelementer (Landex, et al., 2006): Togvejsindstillingstid Signalerkendelsestid Bremsetid Tid i blokafsnit Rømningstid Togvejsopløsningstid Togvejsindstillingstiden er den tid det tager for sikringsanlægget at registrere at en blok er fri til togvejen er indstillet, sporskifter er stillet og signalet skifter til grønt. Dette vil typisk tage et par sekunder, men kan variere lidt alt efter typen af sikringsanlægget og om der er sporskifter der skal stilles. Signalerkendelsestiden er den tid det tager for lokoføreren at erkende signalet og reagere på det. I Danmark skal denne tid være mindst tre sekunder, men sættes normalt til seks sekunder (Landex, et al., 2006). Bremsetiden er den tid det tager for et tog at køre en foruddefineret bremselængde. Tiden i blokafsnittet er den tid det tager for toget at passere igennem blokafsnittet, hvilket afhænger af togets hastighed og bloklængden. Rømningstid er den tid det tager for at hele toget har forladt blokken og den efterfølgende sikkerhedsafstand, som er 150 meter for hastigheder over 60 km/t (Lundsten, 2010). Togvejsopløsningstiden svarer til længden af togvejsindstillingstiden, da det også her typisk tager et par sekunder at opløse togvejen, herunder sikre at togvejen ikke længere er besat, og stille eventuelle sporskifter samt signaler. På figur 9.1 herunder er togfølgetiden og dens delelementer illustreret. 139

156 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Figur Togfølgetiden og dens delelementer for et signalsystem med kontinuerligt opdateret ATP (Jensen, 2010). Den mindste togfølgetid og dermed kapaciteten der kan opnås er tæt forbundet med længden af blokafsnittene på en strækning, samt typen af togkontrol (ATP) der benyttes. I de følgende afsnit gennemgås to forskellige former for signalsystemer og togkontrolsystemer. Henholdsvis diskret opdateret ATP og kontinuerlig opdateret ATP, hvor førstenævnte benyttes på fjernbanen i Danmark, og dermed på strækningen Odense-Aarhus, mens sidstnævnte er typen af det system, som implementeres på fjernbanen i forbindelse med signalprogrammet 25. Derudover findes systemer baseret på flydende blok til jernbaner hvor der udelukkende benyttes togsæt, typisk bybaner, og er derfor på nuværende tidspunkt ikke relevant for fjernbaner. Diskret blok og diskret ATP Dette signal- og togkontrolsystem er baseret på eksterne signaler, mens opdatering af togets ATP sker ved hjælp af baliser, som er placeret ved siden af eller mellem skinnerne før starten af en ny blok. Det eksisterende signalsystem på fjernbanen (dansk ATC) er som nævnt herover konstrueret på denne måde. Figur 9.2 herunder viser togfølgeafstanden mellem to på hinanden følgende tog med dette signalsystem: Figur Togfølgeafstand, St, for et system bestående af diskrete blokke og diskret ATC (Jensen, 2010). 25 ERTMS, European Railway Traffic Management System, niveau 2 som skal sikre interoperabilitet på tværs af det europæiske jernbanenet. 140

157 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele Da togets ATP kun opdateres for hvert blokafsnit er det nødvendigt, at længden af et eller flere blokafsnit er større end eller lig bremseafstanden, som det fremgår af figur 9.2. Ydermere ses det af figuren, at dette forhold resulterer i at togfølgeafstanden er længere end hvad der reelt er nødvendigt, da bremselængden er længere end en bloklængde, men kortere end to bloklængder. Denne begrænsning er defineret i formel 9.1 herunder. Togfølgeafstanden kan beregnes ved formel 9.2 (Landex, et al., 2006). (9.1) (9.2) Hvor B i er længden af den i te blok, i er bloknummeret efter tog 1, n er antallet af frie blokke mellem de to tog, L er længden af tog 1, S s er sikkerhedsafstanden og S b er bremseafstanden. Som beskrevet i kapitel 6 afhænger bremseafstanden af togets hastighed, jernbanes gradient samt det rullende materiels bremseegenskaber. Ved beregning af togfølgeafstande beregnes bremseafstanden dog ikke på samme måde som beskrevet i afsnit Togfølgetiden kan beregnes ved at benytte togets gennemsnitshastighed. Diskret blok og kontinuerlig ATP Ved at erstatte baliserne med en gennemgående linjeleder eller en radioforbindelse til signalsystemet kan togets ATP opdateres kontinuerligt. I ERTMS niveau 2, som implementeres på den danske fjernbane, benyttes en radioforbindelse, mens de eksterne signaler er erstattet af førerrumssignaler. Brugen af kontinuerlig opdatering betyder at togfølgeafstanden kan reduceres, da bremseafstanden nu tager sit slutpunkt ved slutningen af et blokafsnit i stedet for ved starten, som det fremgår af figur 9.3 herunder. Figur Togfølgeafstand, St, for et system med gennemgående linjeleder (Jensen, 2010). Togfølgeafstanden for signalsystemer med kontinuerlig opdatering kan beregnes ved formel 9.3 (Landex, et al., 2006): Det ses af formel 9.3 og 9.1, at togfølgeafstanden ved brug af kontunuerlig opdatering, som forventet, er mindre end ved brug af diskret opdatering. Togfølgeafstanden vil dog være ens, hvis bremseafstanden er lig bloklængden. Bremselængden afhænger dog, som førnævnt af togets hastighed, sporets gradient samt det rullende materiels bremseegenskaber, hvilket medfører en stor variation i bremselængden. Kapaciteten for jernbaner udstyret med signalsystemer med kontinuerlig opdatering er derfor generelt højere end for en tilsvarende jernbane med baliser, hvorved en lille kapacitetsforbedring kan forventes ved opdatering af den eksisterende fjernbane, herunder Odense-Aarhus, til ERTMS niveau 2. Hvis hete- (9.3) 141

158 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus rogeniteten er stor vil denne forbedring dog være mindre end hvis togtrafikken er mere homogen. På dele af jernbanens hovednet i Danmark er i dag benyttet linjeleder, en given afstand før hvert signal, for at forøge kapaciteten, hvorfor en opgradering til det nye signalsystem vil give en mindre kapacitetsmæssig gevinst. 9.3 Trafikal afvikling Måden hvorpå togtrafikken afvikles har stor betydning for kapacitetsudnyttelsen af en jernbane. Den trafikale afvikling defineres i en køreplan, hvori togenes afgangs- og ankomsttider er defineret og dermed også togrækkefølgen og standsningsmønsteret. En køreplan evalueres typisk efter følgende parametre (Landex, et al., 2006): Høj stabilitet Direkte forbindelser Gode skiftemuligheder Kort rejsetid Høj afgangsfrekvens Regelmæssige afgange Som tidligere beskrevet i kapitlet sætter begrænsninger i infrastrukturen en øvre grænse for antallet af tog der kan køres inden for et givent tidsrum. Det reelle antal af tog der kan køres afhænger i høj grad af vægtningen mellem ovenstående parametre. Det er for eksempel ikke muligt at opnå en høj stabilitet samtidig med en høj afgangsfrekvens, hvis en høj afgangsfrekvens samtidig betyder en høj kapacitetsudnyttelse. Dette er i modstrid med en høj stabilitet, som kræver en lav kapacitetsudnyttelse. Stabiliteten af et jernbanesystem kan udtrykkes som pålideligheden samt rettidigheden. Jo mere stabilt et jernbanesystem er, jo færre tog vil blive aflyst og jo flere tog vil køre rettidigt. Sammenhængen mellem hastigheden, antal tog, stabilitet og heterogenitet af et jernbanesystem er illustreret på figur 9.4 herunder. Figur Sammenhæng mellem hastighed, antallet af tog, heterogenitet og stabilitet. Baseret på (UIC, 2004). 142

159 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele Strækningen mellem Odense og Aarhus, og den måde togtrafikken afvikles på denne strækning (jf. afsnit 3.3), kendetegner et typisk jernbanesystem med heterogen drift, hvor Københavns metro kendertegner et typisk metrosystem med homogen drift. I det følgende afsnit beskrives heterogeniteten og dennes betydning for kapaciteten mere detaljeret Heterogenitet På en strækning som Odense-Fredericia er der et ønske om kort rejsetid med InterCity-tog, men også et ønske om betjening af de mindre regionaltogsstationer. Denne heterogenitet medfører at det hurtige tog indhenter det langsomme. Det langsomme tog skal afgå med et tidsinterval der er stort nok til at det ikke indhentes af det hurtige tog indtil en overhaling kan foretages. Skal ønsket om regelmæssige afgange samtidig overholdes opstår en kapacitetsbegrænsende situation på grund af det påkrævede tidsinterval, hvilket medfører en lavere frekvens, som det ses af figur 9.5 herunder. Figur 9.5- Passageroptimeret (tv) og kapacitetsoptimeret køreplan (th). (Jensen, 2010) Der kan dog opnås en højere frekvens, hvis det vælges at gå på kompromis med ønsket om regelmæssige afgange. Dette opnås ved at bundte langsomme og hurtige tog, som det fremgår af figur 9.5 herover, hvorved kapaciteten af jernbanen udnyttes bedre. Ved at bygge flere spor end to kan togdriften, som tidligere nævnt, homogeniseres ved at fordele langsomme og hurtige tog. 9.4 Netværkseffekter For enhver jernbanestrækning, som er del af et større netværk, vil der opstå netværkseffekter. Netværkseffekter kan defineres som begrænsninger eller påvirkninger for en given strækning eller linje der opstår som følge af en ændring foretaget eller opstået andetsteds i netværket. Netværkseffekter opstår både i planlægningen af togtrafikken, men også når der opstår forsinkelser, hvor netværkseffekter kan medføre følgeforsinkelser på grund af afhængigheder mellem forskellige banelinjer. Strækningen mellem Odense og Aarhus er centralt placeret i det danske jernbanenetværk og især strækningen over Storebælt og Fyn er en central strækning i det danske jernbanenetværk, da det er den eneste faste forbindelse mellem Sjælland og Jylland samt Tyskland. Derfor bruges strækningen til både InterCity-tog, lyntog, regionaltog samt godstog, men også til internationale tog. Dette betyder at der er en stor afhængighed af andre linjer, da især godstog og internationale tog, men også InterCity-tog kører 143

160 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus gennem en stor del af netværket og dermed mange knudepunkter, hvor der kan være begrænset kapacitet eller et ønske om skift til andre linjer Netværkseffekter i køreplanlægningen Togdriften planlægges typisk således at køreplanen for InterCity-tog bestemmes først, hvorefter køreplanen for lavere prioriterede tog, såsom regional- og lokaltog, bestemmes med så gode skiftemuligheder som muligt til de øvrige tog, især InterCity-tog. Dette betyder at en ændring af køreplanen for et InterCity-tog har stor betydning for de lavere prioriterede tog på grund af skift i knudepunkterne. Planlægningen kompliceres dog yderligere af godstog og internationale tog, som skal indpasses i den nationale køreplan, men samtidig skal passe ind i køreplanerne uden for landets grænser (Landex, 2008). Ønsket om gode skiftemuligheder medfører, at der for nogle tog indlægges større holdetider i knudepunkter, end hvad der er nødvendigt, for at opnå et skift mellem to jernbanelinjer. Altså skal et tog på en given linje holde længere tid for at passagerer fra en anden linje kan skifte til toget, som dermed får en længere køretid på grund af forhold andetsteds i netværket. For længere jernbanelinjer kan der dog være et ønske om skifte i flere forskellige knudepunkter, som kan være modstridende. Den pågældende linje vil derfor være særlig ramt af netværkseffekter og det vil være nødvendigt vurdere hvilke skift der er vigtigst og tilgodeser flest mulige passagerer. På strækningen mellem Odense og Aarhus er Fredericia station i særlig grad påvirket af netværkseffekter da der her er planlagt skift mellem regionaltog og InterCity-tog, men også af sammenkobling af InterCity-tog fra Frederikshavn og Aarhus med InterCity-tog fra Struer og Herning. Dette er illustreret på figur 9.6 herunder: Vejle Fredericia Odense 14:00 14:15 Klokkeslæt 14:30 14:45 15:00 L 742: Struer-Fredericia L 42: Frederikshavn-København Figur 9.6 Sammenkobling af L 742 fra Struer og L 42 fra Frederikshavn, i Fredericia, for videre kørsel mod København. Baseret på (Banedanmark, 2011f) og (DSB, 2011a). Lyntoget fra Struer ankommer til Fredericia 14:24 og venter herefter fem minutter på at lyntoget fra Frederikshavn ankommer, som følge af togfølge- og buffertid. Herefter holdes i yderligere fem minutter hvor togene sammenkobles og der efterfølgende køres videre mod København. Toget fra Struer holder altså mindst fem minutter mere end hvad der i princippet er nødvendigt, i forhold til passagerudveksling, på grund af at det skal afvente toget fra Aarhus. Grunden til sammenkobling er hovedsageligt på grund af den begrænsede kapacitet over Vestfyn samt på Sjælland, hvor toget kun optager en kanal i stedet for to. Ovenstående er et eksempel på, hvordan planlægning påvirker et tog på grund af kapacitetsmæssige forhold andetsteds i netværket. 144

161 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele Derudover kan det nævnes, at lyntoget fra Struer passerer gennem Herning og Holstebro, som er knudepunkter, hvor der kan opnås skift til regional- og lokaltog. Altså påvirkes toget fra Struer til Fredericia af kapacitetsmæssige forhold på Fyn og Sjælland, hvilket igen påvirker regional- og lokaltog i Midt- og Vestjylland Netværkseffekter og spredning af forsinkelser I forbindelse med en indledende forsinkelse af et tog kan der, på grund af en høj kapacitetsudnyttelse på den pågældende strækning, ske følgeforsinkelser for andre tog afhængigt af togfølgetiden og den indledende forsinkelse. Kapacitetsudnyttelsen og rettigheden er altså tæt forbundet, som tidligere beskrevet, da buffertiden mellem to på hinanden følgende tog reducerer spredningen af forsinkelse, mens køretidstillæg, som beskrevet i afsnit 6.3, betyder at tog kan indhente tabt tid. Dermed har en køreplan med en lavere kapacitetsudnyttelse bedre mulighed for at regenerere efter forsinkelser end en køreplan med en højere kapacitetsudnyttelse. Netværkseffekter spiller dog også i høj grad ind ved spredningen af forsinkelse, da en forsinkelse af et tog kan medføre at et andet skal vente for at der kan opnås skifte. Alternativt venter det andet tog ikke, hvorved skiftende passagerer dermed bliver forsinkede, da de skal vente på det efterfølgende tog. Benyttes eksemplet fra forrige afsnit kan det illustreres hvorledes netværkseffekter har betydning for spredning af forsinkelse. Lyntoget fra Struer ankommer planmæssigt til Fredericia, men toget fra Frederikshavn er forsinket. Dette medfører at toget fra Struer forsinkes, da det skal afvente toget fra Frederikshavn for samlet kørsel mod København. Situationen er illustreret på figur 9.7 herunder: Vejle Fredericia Odense 14:00 14:15 Klokkeslæt 14:29 14:44 14:58 15:12 L 42: Frederikshavn-København forsinket L 742: Struer-Fredericia L 742: Struer-Fredericia forsinkes Figur 9.7- L 42 fra Frederikshavn er forsinket og L 742 fra Struer forsinkes derfor også. En forsinkelse af toget fra Frederikshavn på for eksempel 10 minutter, som illustreret på figur 9.7, medfører altså at toget fra Struer også forsinkes 10 minutter, medmindre sammenkobling kan gennemføres hurtigere, hvorved der kan spares et minut eller to. Holdetiden for toget fra Struer forlænges altså fra, i forvejen høje, 13 minutter til 23 minutter på grund af forsinkelse. Dette også på trods af at kanalen er fri, hvilket ikke kan udnyttes, da Struer toget kun er anmeldt til Fredericia og der dermed vil mangle en lokofører, hvis det vælges, at lade toget fra Struer køre til København uden at være sammenkoblet med toget fra Frederikshavn. Efter sammenkoblingen kan yderligere forsinkelser forekomme for det sam- 145

162 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus menkoblede tog, hvis den fornødne kapacitet ikke er tilgængelig, hvilket igen kan påvirke andre tog hvorved forsinkelsen spredes. Ovenstående eksempel fra Fredericia station illustrerer hvordan forsinkelse let kan sprede sig til andre tog på grund af afhængigheder mellem tog. Faktisk kan 73 % af de forsinkede tog på Fredericia station tilskrives andre tog (Landex, et al., 2006), hvilket altså til dels kan tilskrives at tog skal sammenkobles her Betydning for kapaciteten Netværkseffekter påvirker kapaciteten, idet der indlægges planlagt ventetid ind i køreplanen for at kunne opnå skift i knudepunkter. Hvis denne indlægges som ekstra køretid opnås godt nok et større køretidstillæg, hvilket kan være en fordel ved uregelmæssig drift, men ved regelmæssig drift at toget muligvis indhentes af et efterfølgende tog, som ikke skal opnå skift, hvorved kapacitet ikke udnyttes optimalt. Den planlagte ventetid kan, som tidligere nævnt, også indlægges ved at forlænge holdetiden på den pågældende skiftestation. Dette medfører dog at der optages mere af stationens perronkapacitet end hvad der i princippet er nødvendigt i forhold til passagerudvekslingen. Det skal dog nævnes at planlagt ventetid ikke kun opstår i forbindelse med netværkseffekter, men også under andre forhold, blandt andet på strækninger hvor togdriften er meget heterogen og kapaciteten næsten er opbrugt. I dette tilfælde kan det være nødvendigt at indlægge planlagt ventetid for at et hurtigt tog ikke indhenter et langsomt Opgraderet infrastruktur Som beskrevet i afsnit planlægges InterCity-tog før regionaltog og lokaltog. Ved indførelse af Timemodellen mellem Odense og Aarhus reduceres rejsetiden på strækningen, især for InterCity-tog. Dette medfører, at køreplanen skal ændres for InterCity-toget på grund af den reducerede rejsetid, hvilket igen påvirker regional- og lokaltog andetsteds i netværk, da der skal kunne opnås gode skiftemuligheder i knudepunkter som for eksempel Odense, Fredericia, Vejle, Skanderborg og Aarhus. Altså skal køreplanen også ændres for disse regional- og lokaltog, hvilket kan betyde at de får en mindre eller mere attraktiv køreplan end i dag, afhængigt af den nuværende. 146

163 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele 9.5 Vurdering af løsninger I de følgende afsnit gennemføres en overordnet vurdering af kapacitets- og driftsmæssige fordele der opnås ved løsningerne opstillet i forrige kapitel. Ved den kapacitetsmæssige vurdering fokuseres der på heterogeniteten, beskrevet i afsnit 9.3.1, og hvorledes denne kan reduceres ved at fordele den langsomme og hurtige togdrift på enkelte delstrækninger i forbindelse med de nye baner. Indledningsvis beskrives det driftsoplæg der er benyttet. Herefter vurderes nogle af de kapacitets- og driftsmæssige fordele der er for en ny bane over Vestfyn og derefter for nye baner i Østjylland. Derudover diskuteres udformningen af udfletningsstationer. Afslutningsvis foretages en samlet vurdering i forhold til de opstillede løsninger. Som eksempel på rejsetider er benyttet rejsetider med UIC-tillæg for non-stop IC-toget ved brug af ETtog mellem Odense og Aarhus, mens der for de øvrige tog er benyttet tjenestekøreplanens rejsetider, hvor køreplanstilægget er større. Dette er altså i store træk et worst-case scenarie, da det rullende materiel og køretidstillægget for de øvrige tog kan ændres således at rejsetiden reduceres. Det anbefales dog ikke at der benyttes UIC-køretidstillæg for alle tog, som omtalt i afsnit 6.3. Derudover vurderes det ikke, at de øvrige tog får stor gavn af den beskedne opgradering, der foretages på den eksisterende bane, hvorfor det altså er valgt at benytte tjenestekøreplanens rejsetider. For løsning 4, hvor der benyttes Velaro-tog, vil disse være hurtigere end ET-toget, som altså er benyttet i beregningerne i dette afsnit. Brug af Velaro-toget vil medføre bedre overhalingsmuligheder, hvor der køres parallelt i Østjylland, men også en risiko for at langsommere IC-tog indhentes på nye strækninger. På eksisterende strækninger vurderes Velaro ikke at være hurtigere end ET-toget Driftsoplæg I forbindelse med Trafikstyrelsens screening i forbindelse med Timemodellen er opstillet to driftsoplæg for henholdsvis udgangspunktet, det vil sige uden nogle opgraderinger eller nybygninger, i 2020 samt for opgradering og nybygget bane mellem Odense og Aarhus. Der er taget udgangspunkt i disse to driftsoplæg, som fremgår af figur 9.8 herunder: Figur 9.8 (tv) Driftsoplæg for udgangspunktet (ingen ændring mellem Odense og Aarhus) i Regionaltog Odense-Fredericia og Kolding-Vejle er inkluderet (th) Driftsoplæg med nye baner mellem Odense og Aarhus (Trafikstyrelsen, 2011). Jævnfør afsnit 3.3 vedrørende den nuværende drift på strækningen adskiller udgangspunktet (jf. figur 9.8) sig fra den nuværende drift ved at der kører lyntog hver halve time mod hver time. Det nye lyntog kører non-stop mellem København, Odense, Aarhus og Aalborg, mens det eksisterende lyntog også stopper i Middelfart. Det ekstra lyntog er muligt på grund af den nye bane mellem København og Ring- 147

164 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus sted, Femern forbindelse, hvorved der overflyttes godstog fra den eksisterende strækning over Fyn og Sønderjylland samt at det timelige tog mellem Kolding og Vejle fjernes. Regionaltog Odense-Fredericia er ikke inkluderet på figur 9.8 (tv), men antages også at være inkluderet. Det anbefales at godstog benytter den eksisterende bane på Vestfyn, mens fordelingen af godstog på ny og eksisterende bane i Østjylland afhænger af kapacitetsudnyttelsen på den eksisterende bane og gradienten af de nye baner Vestfyn Som tidligere beskrevet er kapaciteten mellem Odense og Snoghøj på nuværende tidspunkt fuldt udnyttet, og selvom der overflyttes godstog til Femern forbindelsen når denne åbner, så køres der i stedet et lyntog mere i timen. Dermed skal den nuværende bane altså håndtere fem InterCity-tog og et regionaltog i timen, hvoraf fire af IC-togene stopper i Middelfart. Derudover kommer myldretidstog og godstog. Dette vil altså være situationen for løsning 3 og 4, hvor der ikke bygges en ny bane over Vestfyn. Situationen og udvalgte rejsetider er angivet på figur 9.9 for situationen hvor der ikke bygges en ny bane. Figur 9.9 Rejsetider i udgangspunktet (ingen opgradering over Vestfyn). Tekniske stationer markeret med sort, mindre regionaltogsstationer markeret med orange. Jævnfør afsnit 3.3.1, så stopper regionaltoget i den nuværende køreplan kun hver anden gang på de fire mindste stationer mellem Odense og Fredericia (markeret med orange på figur 9.9) for at opnå bedre rejsetider for de øvrige passagerer. Uden en ny bane mellem Odense og Fredericia vil dette sandsynligvis også være tilfældet ved indførelse af Timemodellen på strækningen medmindre alle fire stationer lukkes, som kan vise sig at være rentabelt (jf. afsnit 3.2.1). Som det ses af figur 9.9, er der en stor forskel i rejsetid mellem det langsomme regionaltog (LR) og nonstop-toget. 26 Non-stop-toget kører strækningen mellem Odense og Snoghøj på cirka 23 minutter, mens det langsomme regionaltog tilbagelægger det på cirka 47 minutter. Altså en fordobling af rejsetiden, hvilket illustrerer den meget heterogene drift der vil forekomme i den fremtidige situation over Vestfyn, hvor rejsebehovet ydermere er forøget, hvis der ikke anlægges en ny bane. Det skal dog i denne sammenhæng nævnes, at det langsomme regionaltog på nuværende tidspunkt køres med Desiro-tog (litra MQ). En rejsetidsforbedring vil derfor kunne opnås, hvis der benyttes hurtigere rullende materiel. For det hurtige regionaltog (HR) vil rejsetiden blive reduceret til 40 minutter på grund af færre stop og hurtigere rullende materiel, i form af IC3-tog (litra MF), hvilket stadig er en del langsommere end nonstop-toget. De øvrige fire InterCity-tog tilbagelægger, i øvrigt, strækningen på cirka 30 minutter og vil derfor også i høj grad indhente regionaltog, især i den time hvor det stopper på alle stationer (langsomt regionaltog). Uden en ny bane over Vestfyn må det altså påtænkes, at passagerne på de små regionaltogsstationer forringes i forhold til i dag, da et godstog erstattes af et hurtigt lyntog, som vil øge heterogeniteten og 26 Det antages at godstogene er hurtigere end det langsomme regionaltog over Vestfyn. 148

165 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele sandsynligvis medføre at regionaltogene skal overhales i højere grad end i dag. Derudover vil den høje kapacitetsudnyttelse medføre en øget risiko for at forsinkelser spredes ved uregelmæssig drift. Anlægges en ny bane over Vestfyn er det i langt højere grad muligt at gennemføre en regionaltogsdrift der er til større gavn for passagerne, da den eksisterende bane kan dedikeres til regional- samt godstog. Den nye bane vil da blive benyttet til, ikke kun non-stop-toget, men alle fem timelige InterCity-tog, som dermed vil få gavn af den nye bane og opnå en rejsetidsbesparelse. Situationen hvor der anlægges en ny bane, som beskrevet i løsning 1 og 2, er vist på figur 9.10 herunder. Det kan forventes, at IC-togene, som ikke kører non-stop, tilbagelægger strækningen mellem udfletningen og Nørre Åby et par minutter langsommere end non-stop-toget på grund af større køretidstillæg og eventuelt brug af andet rullende materiel (IC3 eller IC4). Figur Rejsetider med ny bane over Vestfyn. IC-toget kan forventes at være et par minutter langsommere end non-stop-toget. Tekniske stationer er markeret med sort og mindre regionaltogsstationer er markeret med orange. Delvist baseret på (Banedanmark, 2011f). Som det ses af figur 9.10 vil der kun være en forskel i rejsetid på cirka syv minutter mellem det langsomste regionaltog og non-stop-toget når regionaltoget benytter den eksisterende bane. Altså en væsentlig reduktion i forhold til situationen, hvor der ikke anlægges ny bane. De syv minutters forskel opstår primært på strækningen mellem Nørre Åby, hvor den nye bane fletter sammen med den gamle, og Snoghøj. Ved at lukke Kauslunde station, hvor der er mindre end 100 daglige på- og afstigere per dag (jf. afsnit 3.2.1) samt benytte hurtigere materiel (hurtigt regionaltog) kan forskellen reduceres til cirka fem minutter. Ydermere kan køretidstillægget fordeles anderledes på strækningen mellem Odense og Fredericia således, at der benyttes et lavere køretidstillæg mellem Nørre Åby og Snoghøj, hvor kapaciteten er mere begrænset og heterogeniteten større, men et større køretidstillæg mellem udfletningen og Nørre Åby. Dette vil reducere rejsetiden yderligere mellem Nørre Åby og Snoghøj for regionaltoget og dermed reducere heterogeniteten. Dette princip benyttes på den københavnske S-bane samt i Schweiz, hvor netværket opdeles i kompensations- og kondensationszoner. Førstenævnte er strækninger hvor kapaciteten er rigelig og sidstnævnte er strækninger eller stationer, hvor der er begrænset kapacitet og det dermed er vigtig at toget ankommer rettidigt. Det ses ydermere af figur 9.10, at IC-toget også er omkring fire minutter langsommere end non-stop toget mellem Nørre Åby og Snoghøj, hvilket skyldes at det skal standse i Middelfart, at der benyttes IC3- tog frem for ET-tog samt et højere køretidstillæg. Det må påregnes at der i den fremtidige situation benyttes enten IC4-tog eller ET-tog (eller lignende), hvilket vil medføre en lavere rejsetid end angivet, ved brug af ET og IC4. Det vurderes ikke, at være en fordel at fordele køretidstillægget anderledes, som for regionaltoget, da non-stop-toget så bare vil hente mere tid på IC-toget mellem udfletningen og Nørre Åby på den nye bane. 149

166 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Med baggrund i den øgede kapacitet kan det overvejes at åbne stationer i Åløkke og Bolbro mellem Odense og udfletningen, som en del af den vestfynske regionaltogsdrift. Jævnfør afsnit kan dette vise sig samfundsøkonomisk rentabelt på grund af et stort passagerpotentiale, mens det stadig kan vise sig at være samfundsøkonomisk urentabelt at opretholde driften på de mindre stationer, som alle har under 100 passagerer på nuværende tidspunkt. Givet at passagerpotentialet er tilstede, kan det være muligt at indføre halvtimes regionaltogsdrift, hvor hvert andet tog standser ved alle stationer og hvert andet tog kun standser ved de største stationer. Dermed opnås altså en fordobling af frekvensen i forhold til i dag. Hvis det ikke ønskes, at forbedre regionaltogsdriften i forhold til i dag efter en ny bane er anlagt, kan det eventuelt vælges at omlægge den eksisterende bane til enkeltsporsdrift for at spare på vedligeholdelsesomkostningerne. Følgende kapacitets- og driftsmæssige fordele kan afslutningsvis opstilles for en ny bane over Vestfyn: Alle InterCity-tog opnår en rejsetidsforbedring på 3-4 minutter, ikke kun non-stop-toget, hvilket også er til gavn for fremtidige etaper af Timemodellen til Esbjerg og Herning Lavere kapacitetsudnyttelse, mere homogen drift og bedre regularitet Bedre regionaltogsbetjening på Vestfyn Østjylland Modsat strækningen over Vestfyn, er strækningen op gennem Østjylland i dag ikke præget af de samme kapacitetsproblemer (jf. afsnit 3.2.2). Kun på strækningen mellem Skanderborg og Aarhus er kapaciteten sparsom, uden dog at være opbrugt, men det kan en eventuel udvidelse af det kommende aarhusianske letbanenet muligvis afhjælpe, som beskrevet i afsnit Kapacitetsforbruget vil dog blive forøget ved introduktion af et non-stop tog mellem Odense og Aarhus ved udgangspunktet i 2020 (jf. afsnit 9.5.1). Jævnfør de opstillede løsninger i kapitel 8 så er det under omstændigheder nødvendigt, at bygge ny bane på strækningen mellem Snoghøj og Horsens for at opnå den ønskede rejsetidsbesparelse i henhold til Timemodellen. For alle løsninger indgår en bane mellem Snoghøj og Brejning, som kan benyttes af en fremtidig etape af Timemodellen til Herning, hvorved der opnås en rejsetidsbesparelse på cirka fem minutter. Generelt er den kapacitets- og driftsmæssige gevinst der opnås ved de nybyggede baner en sidegevinst, der principielt ikke er et lige så stort behov for, som over Vestfyn. Jævnfør driftsoplægget for det udbyggede scenarie i afsnit 9.5.1, så benyttes den nybyggede bane over Vejle Fjord (alternativ 2-1 eller 2-3e) af ét tog, som er non-stop toget mellem Odense og Aarhus, mens tre tog benytter den nye bane mellem Horsens og Aarhus (alternativ a3-1f eller 3-2). Figur 9.11 herunder viser rejsetider ved de forskellige alternativer for henholdsvis non-stop toget (NS), beregnet med modellen med UIC-køretidstillæg, og i henhold til tjenestekøreplanen: et standsende regionaltog (RE) og et InterCity-tog (IC), hvor sidstnævnte kun standser ved de blåtmarkerede stationer. 150

167 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele Figur Rejsetider med en ny bane over Vejle Fjord samt op gennem Østjylland. Tekniske stationer er markeret med sort og regionaltogsstationer er markeret med orange (IC stopper ikke her). Delvist baseret på (Banedanmark, 2011f). Som det ses af figur 9.11 vil non-stop-toget have særdeles gode muligheder for at overhale InterCity- og regionaltog på strækningen mellem Snoghøj og Daugård henholdsvis Løsning, hvor det forudsættes at udfletningen i Brejning anlægges ude af niveau (diskuteret i afsnit 9.5.4). Non-stop-toget er således 10 minutter om at tilbagelægge førstnævnte strækning mellem Snoghøj og Daugård ved alternativ 2-1, mens IC-toget er cirka 31 minutter om samme strækning. Altså en forskel på hele 21 minutter, som ICtoget dog godt vil kunne køre hurtigere, dette giver mulighed for at overhale op til flere tog og stadig efterlade en buffer i tilfælde af uregelmæssigheder. Ved kvartersdrift på den eksisterende strækning vil det for eksempel være muligt at overhale to IC-tog, hvor det først næsten er indhentet ved Snoghøj. Dette vil dog efterlade en meget lille eller ingen buffertid mellem non-stop-toget og henholdsvis det ene IC-tog ved Snoghøj og det andet IC-tog ved Daugård. Ved det lidt længere alternativ over Vejle Fjord, alternativ 2-3e, køres strækningen, mellem Snoghøj og Eriknauer, på 14,7 minutter af non-stop-toget og 36,2 minutter med IC-toget. Altså en marginalt større forskel på 21,5 minutter end de 21 minutter ved alternativ 2-1, og det vurderes derfor at de to Vejle Fjord forbindelser vil give de samme overhalingsmuligheder af IC-tog. Med hensyn til regionaltoget fra Taulov og Kolding vil non-stop toget først kunne risikere at indhente regionaltoget efter Daugård for alternativ 2-1 og efter Eriknauer ved alternativ 2-3e, da regionaltoget fra Kolding og non-stop toget indtil da kører adskilt. Det vurderes i denne sammenhæng, at alternativ 2-3e vil give den største kapacitetsgevinst, da banen over Vejle Fjord i dette alternativ, først tilsluttes efter Hedensted, hvor regionaltoget stopper og dermed muligvis indhentes af IC- og non-stop toget ved alternativ 2-1. Ved alternativ 2-3e vil det altså kun være IC-toget over Vejle, der muligvis indhenter regionaltoget omkring Hedensted. 151

168 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Som det ses af figur 9.11 vil der for kombinationen af alternativ 2-3e og 3-2 (løsning 2) således være en fælles strækning mellem udfletningen ved Eriknauer og Hovedgård, som non-stop-toget tilbagelægger på 3 henholdsvis 3,5 minutter hurtigere end IC- henholdsvis regionaltoget. For kombinationen af alternativ 2-1 og 3-2 (løsning 1 og 4), vil non-stop-toget på den fælles strækning mellem udfletningen ved Daugård og Hovedgård indhente cirka 4,5 minutter på IC-toget og 8,4 minutter på regionaltoget. Hvis løsning 3 vælges, hvor alternativ 2-1 og a3-1f kombineres, vil den fælles strækning være væsentlig kortere og non-stop-toget vil således kun indhente cirka ét minut på IC-toget og cirka fire minutter på regionaltoget, på den fælles strækning mellem Daugård og Løsning. Det er dog gældende her at heterogeniteten kan reduceres ved et mindre køretidstillæg og brug af hurtigere materiel for IC- og regionaltog. For alternativer a3-1f og 3-2, i den nordligere del af korridoren, er det ikke i samme omfang muligt at overhale IC- og regionaltog, som kører ad den eksisterende strækning, som det er for alternativerne 2-1 og 2-3e over Vejle Fjord. For alternativ a3-1f er non-stop-toget 19,2 minutter om at tilbagelægge strækningen mellem udfletning ved Løsning og Aarhus H, som det ses af figur 9.11, mens IC-toget via den eksisterende strækning er 36,8 minutter om turen, altså er non-stop-toget 17,6 minutter hurtigere. Hvis den eksisterende bane køres ad et regionaltog der stopper ved alle stationer undervejs, er non-stop-toget 27,3 minutter hurtigere end dette. Driftsoplægget indeholder dog ikke et tog der standser ved alle stationer mellem Horsens og Aarhus, og regionaltoget ad den eksisterende strækning kan således forventes at være lige så hurtigt som IC-toget, altså 36,8 minutter. Ved alternativ a3-1f vil der ikke opstå konflikter, afhængigt af hvordan udfletningen på Aarhus station udformes, mellem non-stop-toget og regionaltoget mellem Herning over Skanderborg og til Aarhus. Et IC-tog mellem Horsens og Aarhus uden stop vil kunne køre strækningen på 22,7 minutter ad den nye bane, hvilket er cirka seks minutter hurtigere end InterCitytoget ad den eksisterende bane med stop i Skanderborg. Alternativ 3-2 er en del kortere end alternativ a3-1f, og en større del af den eksisterende bane vil derfor skulle benyttes af non-stop-toget i løsningerne der indeholder alternativ 3-2 (løsning 1, 2 og 4), som det fremgår af figur Således er non-stop-toget cirka 12 minutter om at tilbagelægge strækningen mellem udfletningen ved Daugård og udfletningen ved Hovedgård (løsning 1 og 4) eller cirka 8 minutter mellem udfletningen ved Eriknauer og Hovedgård (løsning 2). IC-toget med stop i Horsens er henholdsvis 16,2 og 10,8 minutter om de samme to strækninger, mens regionaltoget bruger henholdsvis 20,3 og 11,3 minutter på de to strækninger. Altså henter non-stop-toget cirka otte minutter på regionaltoget ved løsning 1 og 4 eller cirka tre minutter ved løsning 2, hvilket altså som førnævnt kan reduceres ved at benytte lavere køretidstillæg, som ikke anbefales, eller hurtigere rullende materiel. På strækningen mellem udfletningen ved Hovedgård og udfletningen ved Hasselager vil der med alternativ 3-2 være to parallelle baner, hvor non-stop-toget vil tilbagelægge den nye bane på 7,8 minutter, mens et IC-tog vil tilbagelægge den eksisterende strækning, med stop i Skanderborg, på 16,2 minutter. Et regionaltog med stop i Skanderborg og Hørning vil tilbagelægge den eksisterende strækning på 18,9 minutter, om end et sådan tog som tidligere nævnt ikke fremgår af driftsoplægget. IC-tog uden stop i Skanderborg vil benytte den nye bane og kan forventes at være et par minutter langsommere på grund af større køretidstillæg og eventuelt også langsommere rullende materiel. Med den nye bane defineret i alternativ 3-2 er det altså muligt, at foretage en overhaling af et IC-tog, der kører ad den eksisterende strækning, da tog ad den nye bane vil være cirka otte minutter hurtigere. Dette er tilstrækkeligt til at dække togfølgetiden ved de to udfletninger på cirka 5 minutter 27 og samtidig give lidt buffertid. På strækningen mellem udfletningen ved Hasselager og Aarhus H køres alle tog ad den eksisterende strækning ved alternativ 3-2, hvor regionaltoget fra Herning over Skanderborg skal stoppe i Viby J, 27 Givet en togfølgetid på 2-3 minutter. 152

169 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele hvilket medfører at dette er 1,5 minut langsommere end non-stop toget og cirka et minut langsommere end IC- eller regionaltoget der ikke stopper i Viby J. Som beskrevet i afsnit 3.3.2, og opstillet i begge driftsoplæg (afsnit 9.5.1), betjenes Børkop, Brejning og Hedensted en gang i timen, mens Hørning og Viby J betjenes to gange i timen. I forhold til den nuværende situation opnås der kun en bedre betjening af Horsens, ved nybygning, med et tog mere i timen, mens Skanderborg vil få fire afgange i timen i stedet for fem. Betjeningen af Vejle og Fredericia vil være uændret i forhold det nybyggede scenarie. Med Trafikstyrelses driftsscenarie (2011) vil de nye baner således ikke blive udnyttet i særlig høj grad, da det nuværende InterCity-togssystem i høj grad bibeholdes. Som tidligere nævnt betyder dette, at kun ét tog i timen vil benytte den nye bane over Vejle Fjord og eventuelt enkelte godstog. Det bør derfor undersøges nærmere om hele betjeningen af Østjylland ikke bør ændres således at flere tog får gavn af de nye baner og driften samtidig intensiveres, så der er ikke er nogen stationer der vil være dårligere stillet end i den nuværende situation. For eksempel kan det vælges, at benytte to lyntogssystemer: et der betjener Fredericia-Vejle-Herning-Struer og et der benytter den nye bane over Vejle Fjord og betjener Horsens-Skanderborg-Aarhus. Dette kan så suppleres af regional- og InterCity-tog der for eksempel kører hvert kvarter, hvor hver anden så stopper på regionaltogsstationerne (på nær Hørning og Viby J) og i Skanderborg (som også betjenes af regionaltogene fra Herning og Silkeborg). Med den ekstra kapacitet til rådighed kan det ydermere vælges, at genåbne flere stationer for eksempel Løsning, nord for Hedensted, Bredballe, mellem Vejle og Hedensted, og Stilling, mellem Skanderborg og Hørning, som kan vise sig samfundsmæssig rentabelt i modsætning til den nuværende situation, som beskrevet i afsnit Genåbning af Løsning station vil dog klart være mest rentabel, hvis alternativ 2-3e benyttes (løsning 2), da der hermed anlægges en parallel bane uden om Hedensted og Løsning. Betjening af Stilling station vil skulle indgå i betjeningen af Herning-Skanderborg-Aarhus på lige fod med Hørning og Viby J. I afsnit blev det beskrevet, at en ny station i Erritsø kunne vise sig at være samfundsøkonomisk rentabel, så længe der ikke også anlægges en ny station i Snoghøj. Alternativt til disse to placeringer kunne det også være en mulighed at anlægge en helt ny station på den nye bane, hvor den krydser forbindelsesbanen mellem Taulov og Fredericia. Med en central placering i Trekantsområdet og perroner for tog mod Kolding og Fredericia samt Odense og Aarhus vil den kunne fungere som en slags hovedbanegård for hele området, hvor der kan opnås hurtige forbindelser til København, Odense og Aarhus ad de nye baner med et minimum af stop undervejs. For nybygningsalternativerne op gennem Østjylland kan følgende drifts- og kapacitetsmæssige fordele afslutningsvis opstilles: Forøget kapacitet, som kan udnyttes til flere tog og en bedre betjening i området Overhaling af op til flere tog med Vejle Fjord-forbindelsen og alternativ a3-1f eller overhalingen af et tog, muligvis to, med alternativ 3-2 Lavere kapacitetsudnyttelse, afhængigt af forøgelsen i antallet af tog, og dermed bedre regularitet For alle løsninger anlægges en ny bane mellem Snoghøj og Brejning, som kan hjælpe til en opfyldelse af en fremtidig etape af Timemodellen til Herning med en rejsetidsbesparelse på cirka fem minutter Kapacitets- og driftsfordelene vurderes at være størst for følgende kombinationer af alternativer (løsninger) i Østjylland: 153

170 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus 1. Kombination af 2-1 og a3-1f (løsning 3) 2. Kombination af 2-3e og 3-2 (løsning 2) 3. Kombination af 2-1 og 3-2 (løsning 1 og 4) Dette er ikke overraskende, da løsning 3 medfører klart mest nybygning mellem Snoghøj og Aarhus, og dermed kan togtrafikken fordeles på to baner på en større del af strækningen end i løsning 2 og især løsning 1 samt Udformning af udfletningsstationer De drifts- og kapacitetsmæssige fordele beskrevet i afsnit og kan blive begrænset af netværkseffekter forårsaget af udfletningsstationernes udformning. Udformningen af udfletningsstationer er særdeles vigtig, da en udfletningsstation i niveau udgør en flaskehals i netværket. Jo flere flaskehalse der er, jo flere begrænsninger er der ved planlægning af togtrafikken. De mange flaskehalse vil altså resultere i netværkseffekter, som beskrevet i afsnit 9.4, hvilket kan være reducerende for kapaciteten og medføre længere rejsetider på grund af planlagt ventetid, der indlægges i køreplanen. På figur 9.12 herunder er vist en udfletning i niveau, hvor det ses, at det modsatte hovedspor skal krydses når et tog kører ad den eksisterende bane. Dette medfører en konflikt med et tog der kommer ad den nye bane i netop dette hovedspor, markeret med rød, og medfører således en begrænsning i togdriften (netværkseffekt), ved at de to tog ikke kan befare udfletningen samtidig. Figur Udformning af udfletningsstation, hvor der opstår en konflikt mellem et tog fra den nye bane med et tog i modsat retning der fortsætter ad den eksisterende bane. Ved at anlægge udfletningsstationen således at der ikke forekommer krydsninger mellem hovedsporerne undgås ovennævnte begrænsning og netværkseffekten elimineres dermed. Figur 9.13 herunder viser udfletningsstationen anlagt ude af niveau. Figur Udformning af udfletningsstation, hvor ikke opstår en konflikt mellem de modsatrettede togveje. 154

171 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele På den eksisterende strækning mellem Odense og Aarhus er der tre udfletninger i niveau i henholdsvis Snoghøj, Vejle og Skanderborg og to udfletninger ude af niveau i Fredericia og Aarhus. Med anlæg af op til tre nye baner i de fire løsninger er det nødvendigt at anlægge endnu flere nye udfletningsstationer. Derudover krydses den eksisterende bane i alle løsninger ved Brejning, hvor det som minimum er forudsat, at krydsningen mellem de to baner anlægges ude af niveau, så tog ad den eksisterende bane ikke kommer i konflikt med tog ad den nye bane (jf. figur 9.14 tv herunder). Alternativt anlægges krydsningen i Brejning med to broer i steder for en, som vist på figur 9.14 th, hvorved to konflikter undgås ved kørsel mellem de to baner. Denne alternative løsning bør dog kun vælges, hvis det benyttes i driften, hvilket det ikke vil blive med driftsoplægget beskrevet i afsnit 9.5.1, men det kan dog senere blive aktuelt ved implementering af Timemodellen til Herning. Figur 9.14 To mulige udformninger af en transversalstation ved Brejning. Perroner anlægges kun ud til den eksisterende bane. Tabel 9.1 herunder viser eksisterende og nye udfletningsstationer for de fire løsninger, hvor symbolerne i tabellen står for: / Ny udfletning, hvor det skal bestemmes om udfletningen skal anlægges i eller ude af niveau - Ingen udfletning for den pågældende løsning eller tog 0 Udfletning ude af niveau X Udfletning i niveau 155

172 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Udfletning v. Odense Nørre Åby Snoghøj Ny bane start Fredericia Brejning Vejle Daugård Løsning Eriknauer Horsens Hovedgård Skanderborg Hasselager Aarhus I alt i niveau I alt ude af niveau Endnu ikke bestemt L 1 L 2 L 3 L 4 Tog ad eksisterende bane Tog ad ny bane Tog ad eksisterende bane Tog ad ny bane Tog ad eksisterende bane Tog ad ny bane Tog ad eksisterende bane Tog ad ny bane / / X X / / X / / / X / / / - / / / X X - - / - / X / / / X / / - / - / X X / / - / - X - / X / / / - / / X X / / X / X / / / - / Tabel Udfletninger i niveau, afhængigt af løsning, på strækningen mellem Odense (udfletning til Svendborgbanen er ikke inkluderet) og Aarhus. Delvist baseret på (Banedanmark, 2012b). Som det ses af tabel 9.1 er antallet af udfletningsstationer for de to løsninger uden en bane over Vestfyn, selvsagt mindre. For de to andre løsninger er seks udfletningsstationer nødvendige, hvor det altså forudsættes, at udfletningsstationen i Brejning anlægges ude af niveau for krydsende tog. I området omkring Lillebælt, hvor der skal anlægges to udfletningsstationer, en i Nørre Åby og en mellem Snoghøj og Taulov (på banen mod Kolding) bliver det særlig kritisk. I området er i forvejen tre udfletningsstationer, Snoghøj og Taulov anlagt i niveau samt Fredericia anlagt ude af niveau. For et godstog der kommer ad den eksisterende bane og skal mod Tyskland kan der således opstå en konflikt med et tog i modsatte hovedspor ved Nørre Åby, Snoghøj, udfletningen til den nye bane mellem Snoghøj og Taulov samt ved Taulov. Altså i alt fire potentielle konflikter for et godstog mod Tyskland, som sandsynligvis vil føre til megen ventetid for godstoget, når trafikintensiteten er stor. For et godstog fra Tyskland vil der omvendt ikke opstå nogle konflikter ved de fire udfletningsstationer, da modsatte hovedspor ikke krydses. Problemet vil dog ikke kun være tilfældet for godstog, IC- og regionaltog vil også blive påvirket af de mange udfletningsstationer omkring Lillebælt hvis de anlægges ude af niveau. Et regionaltog ad den eksisterende bane kan således komme i konflikt med et tog i modsatte hovedspor ved enten Nørre Åby eller Snoghøj, alt efter om det kommer fra eller skal mod Fredericia. Et IC-tog ad den nye bane over Vestfyn og ad den eksisterende bane mellem Snoghøj og Vejle kan således også komme i konflikt enten 156

173 9 Vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele ved Nørre Åby eller Snoghøj, mens non-stop toget kan komme i konflikt ved udfletningen mellem Taulov og Snoghøj og ved Nørre Åby i retning mod Odense og ved Snoghøj i retning mod Aarhus. På baggrund af den store mængde tog der køres i området omkring Lillebælt vurderes det derfor, at udfletningerne ved Nørre Åby og mellem Snoghøj og Taulov bør anlægges ude af niveau for at minimere de netværkseffekter, der ellers vil opstå som følge af at udfletningsstationerne anlægges i niveau. Netværkseffekter vil dog stadig opstå på grund af udfletningen i Snoghøj. Derudover vurderes det også, at udfletningen ved Odense bør anlægges ude af niveau, således at der ikke opstår en flaskehals ved Odense efterhånden som antallet af tog med tiden øges over Vestfyn. De forøgede udgifter til niveaufri udfletninger er ikke inkluderet i anlægsestimatet for løsningerne opstillet i kapitel 8 og en merudgift må således kunne forventes hvis en eller flere udfletningsstationer ude af niveau vælges. For de øvrige udfletningsstationer op gennem Østjylland vurderes det ikke at være ligeså vigtigt at udfletningsstationerne anlægges ude af niveau på grund af den lavere trafikintensitet i forhold til Vestfyn. Trafikintensiteten vil dog stadig øges med tiden og flaskehalse vil derfor opstå, som vil påvirke netværket. En nærmere analyse bør belyse hvilke udfletningsstationer der bør anlægges i eller ude af niveau, hvor forskellige fremtidige driftsoplæg benyttes til at bestemme, hvor flaskehalsene vil opstå således at disse kan elimineres eller kapaciteten i dem, som minimum, forøges Samlet vurdering af løsninger Følgende vurderinger kan udledes af afsnit til 9.5.4: Ny bane over Vestfyn giver store kapacitets- og driftsmæssige forbedringer. Den nye bane over Vestfyn kan udnyttes af alle InterCity-tog, som dermed vurderes at opnå en tidsbesparelse på 3-4 minutter. Alle løsninger indeholder en ny bane mellem Snoghøj og Brejning, der kan udnyttes til at reducere rejsetiden på cirka fem minutter til Herning ved en fremtidig implementering af Timemodellen hertil. Nye baner op gennem Østjylland medfører en væsentlig reduktion af heterogeniteten på grund af adskillige overhalingsmuligheder, og dermed store kapacitets- og driftsmæssige forbedringer, som dog afhænger af den valgte løsning. Den nye bane over Vejle Fjord udnyttes kun af non-stop toget o InterCity-togssystemet bør derfor ændres, så Vejle Fjord-forbindelsen kan udnyttes af flere tog end kun non-stop-toget. Udformningen af udfletningsstationerne er særdeles vigtig i forhold til kapaciteten og det bør således undersøges nærmere, hvilke af udfletningsstationerne der bør anlægges ude af niveau for at minimere netværkseffekter. Ydermere kan løsningerne sorteres efter de drifts- og kapacitetsmæssige fordele der er vurderet: 1. Løsning 2 2. Løsning 1 3. Løsning 3 4. Løsning 4 Jævnfør afsnit vurderedes løsning 3 til at være den bedste fra et kapacitets- og driftsmæssigt synspunkt i Østjylland, med løsning 2 som den næstbedste. Løsning 3 indeholder dog ikke en ny bane over Vestfyn, som vurderes at komme rigtig mange passagerer til gode, og derfor er løsning 1 og 2 prioriteret højere end løsning 3. Løsning 4 indeholder ikke ny bane over Vestfyn og blev i afsnit vurde- 157

174 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus ret til at give de mindste drifts- og kapacitetsmæssige fordele i Østjylland, sammen med løsning 2, hvorfor løsning 4 er fravalgt. Som følge af ovenstående er løsning 2 valgt som det alternativ, der giver de største drifts- og kapacitetsmæssige fordele. 9.6 Opsummering I nærværende kapitel er de kapacitets- og driftsmæssige aspekter ved løsningerne opstillet i kapitel 8 vurderet. Derudover er det indledningsvist i kapitlet beskrevet, hvordan kapaciteten ikke umiddelbart kan defineres, da denne afhænger af en lang række faktorer, herunder især hvordan togtrafikken afvikles. Derudover er det beskrevet hvordan kapaciteten afhænger af antallet af spor samt signalsystemet, hvor flere end to spor medfører at langsomme og hurtige tog kan fordeles, således at de hurtige tog uhindret kan overhale de langsomme, som samtidig ikke skal stoppe eller sænke hastigheden. Fordelingen af hurtige og langsomme tog er en væsentlig kapacitets- og driftsmæssig fordel der opnås ved anlæg af de nye parallelle baner opstillet i kapitel 8. Derudover er netværkseffekter omtalt i kapitlet, som kan defineres som begrænsninger et sted i netværket der medfører begrænsninger andetsteds i netværket. I forbindelse med anlæg af de nye baner, opstillet i løsningerne, skal der anlægges udfletningsstationer, som kan medføre netværkseffekter hvis de anlægges i niveau, og dermed forårsager en begrænsning for de hovedspor der krydses i niveau. I kapitlet er det vurderet, at løsning 2 giver de største kapacitets- og driftsmæssige fordele. Hvilket især skyldes, at denne løsning indeholder en ny bane over Vestfyn som forøger kapacitet over Vestfyn. Samtidig kommer rejsetidsreduktionen flere tog til gode end for de nye baner som anlægges i Østjylland, da alle IC-tog vil benytte den nye bane over Vestfyn i modsætning til de nye baner i Østjylland. Løsning 3 og 4 indeholder ikke en bane over Vestfyn og er således vurderet at medføre de mindste drifts- og kapacitetsmæssige fordele. Dette på trods af at løsning 3 er vurderet til at give de største fordele i Østjylland, men disse er altså vurderet til ikke at opveje for de fordele som en bane over Vestfyn medfører. Løsning 1 indeholder også en ny bane over Vestfyn, men de drifts- og kapacitetsmæssige fordele vurderes ikke at være ligeså store i Østjylland, som for løsning 2, og løsning 1 vurderes derfor som værende den næstbedste løsning med hensyn til drifts- og kapacitetsmæssige fordele. En ny bane over Vestfyn vil medføre en rejsetidsbesparelse på 3-4 minutter for fremtidige etaper til Herning og Esbjerg, mens en ny bane Snoghøj-Brejning (indeholdt i alle fire løsninger) vil medføre en yderligere rejsetidsbesparelse på cirka fem minutter for etapen til Herning. 158

175 10 Anbefaling I kapitel 7 blev en opgradering af den eksisterende bane analyseret, og det blev her fundet muligt at opgradere den eksisterende bane, således at strækningen mellem Odense og Aarhus kan tilbagelægges på 1 time og 9 minutter inklusiv køretidstillæg. Altså 14 minutter mere end målet på 55 minutters rejsetid. I kapitel 8 blev således opstillet en række løsninger, kombineret af nye baner opstilet i kapitlet samt opgradering af udvalgte delstrækninger, så en rejsetid på 55 minutter opnås. Løsningerne er vist på figur 8.14 på side 134 og består af følgende: Løsning 1: Ny bane på 31,2 kilometer over Vestfyn Ny bane på 25,6 kilometer over Vejle Fjord mellem Snoghøj og Daugård Ny bane på 23,8 kilometer mellem Hovedgård og Hasselager Opgradering Nørre Åby-Snoghøj og Daugård-Horsens (uden Horsens) Rejsetiden opnås med ET-tog Pris: cirka 16,6 mia. kroner inklusiv 50 % budgetreserve Løsning 2: Ny bane på 31,2 kilometer ny bane over Vestfyn Ny bane på 40 kilometer mellem Snoghøj og Eriknauer over Vejle Fjord Ny bane på 23,8 kilometer mellem Hovedgård og Hasselager Opgradering Nørre Åby-Snoghøj og Eriknauer-Horsens (uden Horsens) Rejsetiden opnås med ET-tog Pris: cirka 19,2 mia. kroner inklusiv 50 % budgetreserve Løsning 3: Ny bane på 25,6 kilometer mellem Snoghøj og Daugård over Vejle Fjord Ny bane på 52,7 kilometer mellem Eriknauer og Aarhus inklusiv forbindelsesbane til Horsens Opgradering Daugård-Løsning Rejsetiden opnås med ET-tog Pris: cirka 19,2 mia. kroner inklusiv 50 % budgetreserve Løsning 4: Ny bane på 25,6 kilometer mellem Snoghøj og Daugård over Vejle Fjord Ny bane på 23,8 kilometer mellem Hovedgård og Hasselager Opgradering Daugård-Horsens (uden Horsens) og Horsens-Hovedgård (uden begge) Rejsetiden opnås med Velaro-tog Pris: cirka 10,6 mia. kroner inklusiv 50 % budgetreserve 159

176 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Konsekvensberegningen foretaget i forbindelse med kapitel 8 fremgår af figur 10.1 herunder og viser at løsning 2 er den løsning med mindst påvirkning af naturen, mens løsning 3 er den med størst påvirkning. Løsning 4 medfører samlet set færrest konsekvenser, hvilket kan tilskrives at der kun bygges cirka 50 kilometer jernbane mod kilometer i de tre andre løsninger. Grunden til den lave påvirkning af naturen i løsning 2 skyldes, som beskrevet i kapitel 8, at der benyttes en alternativ Vejle Fjordforbindelse, som ikke berører Natura 2000-området nord for fjorden i samme omfang som de tre andre løsninger MVJ aftaler EF-RAMSAR Meter Antal Industri Bebyggelse Natura 2000 Fredede områder Fredskov Beskyttede vandløb Motorvej 0 L1 L2 L3 L4 Løsning - Motortrafikvej Veje over 6 meter Veje 3-6 meter Figur Konsekvenser forbundet med anlæg af de nye baner i de fire løsninger. Af de tre første løsninger, hvori der benyttes ET-tog til at opnå rejsetidsbesparelsen, er løsning 1 den billigste med 16,6 mia. kroner, altså 2,6 mia. kroner billigere end både løsning 2 og 3. Dette skyldes et mere direkte forløb i forhold til løsning 2 og lavere omkostninger per anlagt kilometer i forhold til løsning 3. I løsning 4 hvori der benyttes Velaro-tog opnås en større rejsetidsbesparelse per anlagt kilometer, da disse tog kører op mod 250 km/t. Derfor er det ikke nødvendigt, at bygge en ny bane over Vestfyn, hvilket altså udmønter sig i en pris på 10,6 mia. kroner. I kapitel 9 blev de drifts- og kapacitetsmæssige fordele ved de fire opstillede løsninger vurderet. Konklusionen i dette kapitel var at en ny bane over Vestfyn vil give væsentlige drifts- og kapacitetsmæssige fordele, samt komme flere passagerer til gode end de nye østjyske baner, da rejsetiden også reduceres for tog til Esbjerg og Herning, som er potentielle fremtidige etaper af Timemodellen. Derfor er løsning 1 og 2, som indeholder en bane over Vestfyn, blevet valgt som de bedste to løsninger. Af disse to medfører, den alternative, og mere naturvenlige forbindelse over Vejle Fjord, i løsning 2, flere kapacitets- og driftsmæssige fordele, hvorfor løsning 2 er valgt som den bedste løsning ud fra et kapacitets- og driftsmæssigt synspunkt. Løsning 4 er til gengæld vurderet til at medføre færrest kapacitets- og driftsmæssige fordele af de fire løsninger på grund af mindre nybygning end i de andre løsninger. I sidste ende skiller løsning 1 og 2 sig ud på grund af den nye vestfynske bane, som altså tillægges stor betydning, og løsning 4 på grund af dens lave pris, mens løsning 3 samlet set vurderes som værende den dårligste løsning. Dette er konklusionen for løsning 3 på baggrund af de omfattende konsekvenser (jf. figur 10.1), anlægsprisen og manglen på en bane over Vestfyn, samt at der sandsynligvis skal bruges 160

177 10 Anbefaling store gradienter mellem Horsens og Skanderborg. Dog vurderes løsning 3 at medføre større kapacitetsog driftsmæssige fordele i Østjylland, end nogle af de andre løsninger, men ikke nok til at opveje for den manglende bane over Vestfyn. Løsning 4 er det billigste alternativ, men kræver altså Velaro-tog eller lignende. For at dette alternativ kan anbefales, kræves en afklaring af materielsituationen. Hvis IC4 kommer ud at køre i InterCitytogsdriften vil det være muligt at benytte disse i løsning 1, 2 og 3 med et tidstab på lidt under ét minut i forhold til ET-toget, som beskrevet i afsnit 6.2. Derfor vil løsning 4 blive dyrere relativt, i forhold til løsning 1, 2 og 3, da der skal indkøbes rullende materiel der kan køre 250 km/t i løsning 4, men ikke i de tre andre løsninger. I det tilfælde af at IC4 ikke kommer ud at køre i InterCity-togsdriften skal der indkøbes tog under alle omstændigheder. Det er dog her vurderingen at ET-toget eller lignende rullende materiel, vil være billigere end Velaro eller lignende, dels på grund af enhedsprisen, men også på grund af fleksibiliteten ved for eksempel at ET-toget kan bruges som et regionaltog, og derfor kan indkøbes i større mængder til flere formål. Dertil kommer fordelen ved at have færre forskellige typer af rullende materiel med hensyn til vedligehold. Dog er der mulighed for at indkøb af rullende materiel i forbindelse med Femern Bælt-forbindelsen kan komme løsning 4 til gode. Muligheden for dette opstår ved at der skal indkøbes tog til at køre fra København til Hamborg og Berlin. Dette kan passende være Velaro eller lignende, som kan udnytte strækningshastigheder på over 200 km/t. I denne forbindelse vil det være fordelagtigt at købe flere togsæt, hvorved løsning 4 kan vælges. Med hensyn til værkstedsfaciliteter kan større vedligehold, af de nye højhastighedstog, passende udføres på eksisterende værksteder i Tyskland, som har kompetencerne og faciliteterne til at vedligeholde højhastighedstog. På grund af den usikre materielsituation og den manglende bane over Vestfyn kan løsning 4 ikke umiddelbart anbefales, men løsningen kan dog ved en afklaring af materielsituationen vise sig som et anbefalingsværdigt alternativ, hvis de samlede omkostninger er væsentlig lavere end i løsning 1 og 2. Med hensyn til løsning 1 og 2 er løsning 1 billigst, men vurderes ikke at medføre de samme drifts- og kapacitetsmæssige fordele som løsning 2. Samtidig medfører løsning 2 ikke ligeså omfattende konsekvenser for naturen. Der anlægges dog mere bane i løsning 2, og barriereeffekten vurderes derfor at være større i løsning 2 end i løsning 1. Derudover er drifts- og vedligeholdelsesomkostningerne sandsynligvis højere for løsning 2 end løsning 1, på grund af den større længde, men dette kan muligvis opvejes af de driftsfordele, som løsning 2 medfører i forhold til løsning 1. På baggrund af dette anbefales både løsning 1 og 2, da løsning 1 er 2,6 mia. kroner billigere end løsning 2, men løsning 2 er mindre skadelig for naturen og vurderes at medføre lidt større drifts- og kapacitetsmæssige fordele. Det endelige valg mellem de to løsninger falder på hvordan anlægspris kontra natur, drifts- og kapacitetshensyn vægtes, men også hvad fremtidige, mere detaljerede, analyser viser. 161

178

179 11 Perspektivering Nærværende kandidatspeciale er udarbejdet med det formål at opstille løsninger, så det er muligt at opnå en rejsetid på 55 minutter fra Odense til Aarhus. Dette er gjort på baggrund af politikernes beslutning om en implementering af Timemodellen på hovedstrækningen mellem København og Aalborg. I dette speciale er der således primært fokuseret på at opnå en rejsetidsbesparelse, ved at opgradere og udrette den eksisterende bane mellem Odense og Aarhus. En overordnet vurdering af drifts- og kapacitetsmæssige fordele er dog også foretaget. I denne er det blandt andet vurderingen at en ny bane over Vestfyn vil give nogle væsentlige drifts- og kapacitetsmæssige fordele, der er større end for de nye baner som anbefales anlagt i Østjylland, om end tidsbesparelsen per investerede krone er mindre for den nye vestfynske bane end for de østjyske. Blandt andet vil den opnåede tidsbesparelse over Vestfyn umiddelbart komme flere passagerer til gode samlet set, end ved anlæg af nye baner i Østjylland. Pointet her er at en bane over Vestfyn er let at fravælge i enkelte løsninger, fordi den giver en mindre relativ rejsetidsbesparelse end andre nybygningsalternativer i Østjylland, men at den samfundsøkonomisk kan vise sig at være bedre fordi rejsetidsbesparelsen kommer flere til gode. En mere detaljeret analyse bør derfor gennemføres hvor der fokuseres på samfundsøkonomien som nye baner, anlagt i forbindelse med Timemodellens tredje etape afstedkommer ved forskellige driftsoplæg. I denne sammenhæng kan det blandt andet vise sig at være rentabelt at anlægge en anlægsmæssigt dyrere løsning eller en løsning hvor flere af udfletningerne er niveaufri, da det potentielt kan give en markant bedre samfundsøkonomi. Jævnfør afsnit vedrørende netværkseffekter, er det ikke nødvendigvis bare passagerne på selve strækningen en opgradering vil komme til gode, men også passagerer andetsteds i netværket. Omvendt kan passagerer andetsteds i netværket også blive påvirket negativt af en opgradering og udretning af strækningen mellem Odense og Aarhus. Derfor vil en given løsning, dyr eller billig, kunne give væsentlige samfundsøkonomiske gevinster, ikke bare på selve den berørte strækning, men også andetsteds i netværket, og omvendt kan netværkseffekter også betyde en forringelse af samfundsøkonomien Alternative løsninger I nærværende speciale er det valgt at udforme en løsning med baggrund i konventionelt rullende materiel samt de danske sporregler som, jævnfør kapitel 5, er mere skærpende end de europæiske regler i form af TSI er og europæiske standarder. Dette er et forholdsvis konservativt valg, da kurvestyrede tog og lempede regler vil kunne give lavere anlægsomkostninger med samme køretidsbesparelse. Med hensyn til valg af regler for sporgeometrien, så vil de skærpede danske regler dog give bedre komfort og færre vedligeholdsomkostninger, som beskrevet i kapitel 5. Ses der bort fra komforten kan det dog vise sig at livscyklusomkostningerne kan være lavere ved mere lempede regler. Det kan for eksempel vælges at benytte flere forskellige hastighedsprofiler mellem Odense og Aarhus, således at nonstop-toget, som kræves at have en lav påvirkning af sporet, kører efter et hastighedsprofil beregnet på baggrund af mere lempede regler, men uden at der gås på kompromis med sikkerheden. Mens de øvrige tog kører efter et hastighedsprofil udregnet ved de mere skærpede regler. Dermed vil målet om en rejsetid på 55 minutter lettere kunne opnås. Derudover vil det medføre at det kun er non-stop-toget, der medfører øget slid på overbygningen, afhængigt af det valgte rullende materiels påvirkning af sporet, og 163

180 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus en dårligere komfort for passagererne, hvilket altså vil være prisen for at nå hurtigere frem. I tilfælde af at de øvrige tog er meget forsinkede, kan disse eventuelt også benytte det hurtigere hastighedsprofil, såfremt de har en lav påvirkning af sporet. Problemet med at benytte to forskellige hastighedsprofiler er at heterogeniteten øges, da det hurtige tog bliver endnu hurtigere, mens det langsommere tog ikke opnår nogen køretidsbesparelse. I sidste ende afhænger brugen af mere lempede bestemmelser for konventionelt rullende materiel, af en beregning af livscyklusomkostningerne. Som nævnt herover er det en mulighed at benytte kurvestyret rullende materiel i stedet for konventionelt rullende materiel. Jævnfør afsnit 4.1 fandt Banestyrelsen rådgivning (1996b) at en opgradering udført med henblik på kurvestyret rullende materiel, på strækningen mellem Odense og Aarhus, vil give en køretidsbesparelse på 10 minutter kontra cirka fire minutter for konventionelt rullende materiel. Dette oven i købet cirka otte procent billigere for opgraderingen udført med henblik på kurvestyret rullende materiel end for opgradering med henblik på konventionelt rullende materiel. De danske sporregler opstiller ikke lempede krav til sporgeometrien hvis der benyttes kurvestyret tog, og derudover er sporreglerne, som nævnt herover, skærpet i forhold til de europæiske normer. I appendiks VI er udarbejdet to hastighedsprofiler for kurvestyrede tog, og køretiden er beregnet i henhold til disse to profiler. Det ene hastighedsprofil er udarbejdet på baggrund af den europæiske norm EN 13803, som altså er mere lempende end de danske regler, og derudover indeholder den krav til sporgeometrien i forbindelse med brug af kurvestyrede tog. Det andet hastighedsprofil er en kombination af det første hastighedsprofil og det opgraderede hastighedsprofil, udarbejdet i kapitel 7. De to hastighedsprofiler fremgår af figur 11.1 herunder, sammen med det eksisterende hastighedsprofil. Der er ikke foretaget ændringer i sporgeometrien ved udarbejdelse af førstenævnte hastighedsprofil for det kurvestyrede tog (markeret med orange). Hastighed [km/t] Odense Middelfart Snoghøj Fredericia Vejle Horsens Skanderborg Normaliseret kilometrering TIB-profil Profil for kurvestyret tog Opgraderet og kurvestyret Stationer Aarhus H Figur 11.1 Eksisterende hastighedsprofil (Banedanmark, 2012b), hastighedsprofil for kurvestyrede tog beregnet i henhold til CEN (2010) uden ændringer i sporgeometrien og derudover en kombination af førnævnte profil og det opgraderede profil bestemt i kapitel 7 for kurvestyrede tog. Køretidsberegningen (appendiks VI) viser at der kan opnås en køretidsbesparelse på cirka seks minutter, ved brug af kurvestyret rullende materiel der har samme accelerations- og bremseegenskaber som ET eller Velaro, uden at der foretages ændringer i sporgeometrien, eller cirka otte minutter for ET eller Velaro hvis førstnævnte hastighedsprofil kombineres med det opgraderede hastighedsprofil fra kapitel 7 (vist med lilla på figur 11.1). Dette er en væsentlig besparelse, der i begge tilfælde også er større end de cirka fem minutter som er fundet ved en opgradering af den eksisterende strækning i kapitel 7. For det ene hastighedsprofil opnås dette altså i princippet uden omkostninger til ændring af infrastrukturen. Om end det kan være nødvendigt med fornyelse og forstærkning af overbygningen, ved begge ha- 164

181 11 Perspektivering stighedsprofiler, nogle steder på grund af den større belastning et kurvestyret tog vil påføre sporet. Det skal her også understreges at køretidsbesparelsen ved de to hastighedsprofiler, for kurvestyrede tog, også er et resultat af at der er benyttet den lempende europæiske norm, og forøgede vedligeholdelsesomkostninger må derfor forventes. Bruges EN også for konventionelt rullende materiel på strækningen vil køretidsbesparelsen ved brug af kurvestyret rullende materiel i forhold til konventionelt rullende materiel være mindre. Ved brug af hastighedsprofilet for kurvestyrede tog opnås en rejsetid på cirka 1 time og 8 minutter på strækningen mellem Odense og Aarhus, uden ændringer i sporgeometrien, og cirka 1 time og 6 minutter, hvis det kurvestyrede hastighedsprofil kombineres med det opgraderede hastighedsprofil fra kapitel 7. Det skal dog her påpeges at dette opgraderede profil for kurvestyrede tog, ikke vil medføre de samme konsekvenser og omkostninger som dem beskrevet i kapitel 7. Derfor vil strækningen sandsynligvis godt kunne opgraderes yderligere for at opnå en endnu højere køretidsbesparelse. I lyset af dette, bør fremtidige undersøgelser belyse køretidsbesparelsen, der opnås med kurvestyret rullende materiel ved forskellige alternativer. I Timemodellen er det defineret at rejsetiden skal reduceres til én time på alle etaper. Lempes denne definition så målet for eksempel er en rejsetid på to timer fra København til Aarhus og tre timer mellem København og Aarhus, men ikke en time mellem Odense og Aarhus, er det muligt at fordele rejsetiden anderledes på de to strækninger; København-Odense og Odense og Aarhus. Således kan det udnyttes at den nye bane fra København til Ringsted over Køge kan befares med hastigheder op til 250 km/t og køretiden hermed kan reduceres yderligere, hvorved det ikke er nødvendigt med en ligeså stor køretidsreduktion mellem Odense og Aarhus. I appendiks VII er rejsetiden med UIC køretidstillæg estimeret til 53,5 minutter for et Velaro-tog via den nye bane og over den opgraderede eksisterende bane mellem Ringsted og Odense. Denne kan ydermere reduceres med et minut hvis der benyttes kurvestyrede tog (appendiks VII). Hvis der netop anskaffes et kurvestyret tog med samme accelerations- og bremseegenskaber som et Velaro-tog og en tophastighed på mindst 250 km/t, er det altså muligt at opnå en rejsetid på cirka end to timer og ét minut mellem København og Aarhus med en holdetid på to minutter i Odense, hvor det opgraderede kurvestyrede hastighedsprofil vist på figur 11.1 altså er benyttet. Inkluderes vendetiden i Aarhus i strækningen mellem Aarhus og Aalborg, er det således kun nødvendigt med en rejsetidsreduktion på cirka ét minut mellem Odense og Aarhus. Det vurderes at denne uden videre kan opnås ved en yderligere opgradering af eksisterende bane, uden at omfanget bliver større end opgraderingen beskrevet i kapitel 7. Med denne løsning vil det altså være muligt at opfylde målet om to timers rejsetid mellem København og Aarhus meget billigt, da der kun er udgifter til opgradering samt indkøb af kurvestyret rullende materiel og eventuelle investering i værkstedsfaciliteter. Det vil således kunne undgås at bygge nyt. Problemet med denne løsning er dog højere vedligeholdelsesomkostninger, samt at der ikke skabes ny kapacitet. Dette er et problem da heterogeniteten øges, og dermed også kapacitetsforbruget på grund af at det hurtige tog bliver meget hurtigere end det langsomme gør. Det anbefales dog at fremtidige undersøgelser bør undersøge eventuelle fordele og gevinster ved en omformulering af Timemodellen Model og rejsetider Beregning af køretider for en given togtype og strækning vil altid være en estimering, på grund af en lang række faktorer, som beskrevet i kapitel 6. Det kan derfor umiddelbart være svært at bestemme hvor præcis modellen i dette speciale er. I forhold til RailSys beregningerne, som modellen er sammenlignet med i afsnit 6.4.2, ligger modellens resultater generelt omkring én procent under RailSys beregningerne svarende til højst ét minut for strækningen mellem Odense og Aarhus. Som beskrevet i kapitel 6 tager modellen ikke højde for gradienter. Dette kan eventuelt implementeres i en ny version af modellen, hvorved det kan opnås at de estimerede køretider vil ligge tættere på tilsvarende RailSys (eller 165

182 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus andet køretidsberegningsprogram) beregninger. Hvis der opnås en større præcision vil der eventuelt kunne bygges videre på modellen, således at den kan benyttes til for eksempel at udføre overordnede kapacitetsbetragtninger og vurdering af for eksempel netværkseffekter. I forbindelse med beregning af rejsetider er benyttet UIC s køretidstillæg, hvilket er lavere end Banedanmarks, som beskrevet i afsnit 6.3. Dette er gjort for at opnå hurtigere rejsetider, og samtidig er valget begrundet i at det lave køretidstillæg kun benyttes for det hurtige non-stop-tog mellem Odense og Fredericia og ikke de langsommere tog. Ifølge beregninger foretaget af Thorhauge, et al. (2010) er et stort køretidstillæg ikke nødvendigvis samfundsøkonomisk bedre, og valget af UIC s køretidstillæg kan derfor godt vise sig at være et bedre samfundsøkonomisk valg end Banedanmarks tillæg. Usikkerheden i modellen kan dog gøre at køretidstillægget reelt er mindre, hvorved der er en øget risiko for forsinkelser. I det tilfælde at der ønskes et større køretidstillæg, i henhold til de løsninger der opstillet i dette speciale, kan målet om 55 minutters rejsetid ændres til én time i stedet. Dermed inkluderes vendetiden i Aarhus på strækningen mellem Aarhus og Aalborg, og der opnås et markant større køretidstillæg for strækningen mellem Odense og Aarhus Kørestrøm og anlægsøkonomi Der er i nærværende speciale ikke foretaget en nærmere analyse af hvilke konsekvenser en opgradering har med hensyn til kørestrømssystemet. Det er i specialet forudsat at strækningen er elektrificeret mellem Fredericia og Aarhus, hvilket som tidligere nævnt, først kan gennemføres efter signalprogrammet er udrullet. Det vil dog være fordelagtigt at foretage et elektrificerings- og opgraderingsprojekt sammen. Dette skyldes at der i forbindelse med elektrificering skal ske en forøgelse af fritrumsprofilet under broer, der er for lave til at der plads til køreledningsanlægget. Det vil medføre at adskillige broer skal ombygges. Mange af disse kan være sammenfaldende med broer der også skal ombygges ved en opgradering på grund af sideflytning af kurver. Ydermere undgås det at køreledningsanlægget skal flyttes på dele af strækningen, hvis der opgraderes efter elektrificeringen er gennemført. Ved udarbejdelse af estimat for anlægsomkostningerne, er der foretaget en lang række antagelser, som medfører en stor usikkerhed i resultatet. For eksempel er det antaget at der skal ske flytning af køreledningsanlægget hvor der sker en sideflytning, men hvis elektrificering udføres samtidig med en opgradering er dette ikke nødvendigt. Ydermere tager ovenstående antagelse ikke højde for at det nuværende køreledningsanlæg over Vestfyn ikke er dimensioneret til 200 km/t, og det derfor kan være nødvendigt at foretage en større eller mindre ombygning af anlægget hvor hastigheden opgraderes til 200 km/t. Om end ovenstående antagelser muligvis går lige op, så er det et eksempel på nogle er de grove antagelser der er foretaget i forbindelse med estimering af anlægsøkonomien. Dette afspejles dog også ved at estimatet er tillagt en budgetreserve på 50 % i henhold til ny anlægsbudgettering, netop på grund af den store usikkerhed i et indledende anlægsestimat. Det er dog søgt at foretage anlægsestimatet for de forskellige alternativer og løsninger, så konsekvent som muligt. Derved opnås under alle omstændigheder et godt sammenligningsgrundlag, mellem løsninger opstillet i dette speciale, mens det endelige anlægsestimat godt kan ligge langt fra den reelle pris. De fundne anlægsomkostninger er dog ikke fundet urealistiske i forhold til anlægsomkostninger estimeret af Trafikstyrelsen (2011), Banestyrelsen rådgivning (1996a) (1996b) samt anlægsomkostningerne for København-Ringsted projektet (Trafikstyrelsen, 2009a). Under alle omstændigheder kan de indledende estimater kun give en idé om projektets omkostninger, men ikke danne grundlag for en beslutning, hvorfor mere præcise beregninger af anlægsomkostningerne er påkrævet. 166

183 12 Konklusion I dette speciale er fire løsningsmuligheder undersøgt hvormed der opnås en rejsetid på 55 minutter på strækningen mellem Odense og Aarhus. En opgradering er indledningsvis blevet undersøgt og det blev her fundet, at en rejsetidsbesparelse på cirka fem minutter kan opnås således at strækningen kan tilbagelægges på 1 time og 9 minutter med et ET-tog (Øresundstog). Prisen for denne opgradering er estimeret til cirka 2,3 mia. kroner i 2012-priser inklusiv budgetreserve, men medfører altså at rejsetidsmålet på 55 minutter ikke kan opfyldes. Derfor er flere nybygningsalternativer, kombineret med opgradering af den eksisterende strækning, også blevet undersøgt i dette speciale, således at rejsetidsmålet kan opfyldes. Af de fire løsninger, som er blevet belyst, anbefales løsning 1 og 2, som de fremgår af figur 12.1 på næste side. Løsning 1 indeholder 81 kilometer ny bane og er estimeret til koste 16,6 mia. kroner i 2012-priser inklusiv budgetreserve. Løsning 2 indeholder 14 kilometer mere bane end løsning 1, grundet et andet forløb over Vejle Fjord, og koster således også 19,2 mia. kroner i 2012-priser inklusiv budgetreserve. Rejsetiden på 55 minutter er i begge løsninger opnået med ET-tog, men det er konklusionen at rejsetiden højst vil blive forlænget med ét minut, hvis der benyttes IC4-tog. Begge løsninger anbefales i dette speciale, da de indeholder en ny bane over Vestfyn, som i dette speciale er fundet at medføre drifts- og kapacitetsmæssige fordele, der er større end for de øvrige løsninger. Dette skyldes blandt andet at den vestfynske strækning i dag lider under kapacitetsproblemer, mens der på den øvrige del af strækningen mellem Odense og Aarhus stadig er ledig kapacitet. Derudover kommer rejsetidsbesparelsen, som følge af en bane over Vestfyn, flere til gode da alle InterCity-tog vil benytte den nye bane og rejsetidsbesparelsen dermed kommer fremtidige etaper til Herning og Esbjerg til gode med henholdsvis 3-4 minutter til Esbjerg og 8-9 minutter til Herning, hvoraf den nye bane mellem Snoghøj og Brejning bidrager med cirka fem minutter. Derudover er det konklusionen at der med de to løsninger, opnås en væsentlig forøgelse i kapacitet på hele strækningen, som følge af lavere heterogenitet i togdriften Grunden til at der anbefales to løsninger, skyldes at der ikke er nogen af de to løsninger der fremstår som værende markant bedre end den anden. Løsning 1 er billigst og kortest, mens løsning 2 vurderes at medføre en større drifts- og kapacitetsmæssig fordel og samtidig at påvirkningen af et Natura område nord for Vejle Fjord er markant mindre i løsning 2 end i 1. Det endelig valg afhænger således af en vægtning af økonomiske og naturmæssige interesser samt drifts- og kapacitetsmæssige fordele. Alternativt er det muligt at undvære den nye vestfynske bane i løsning 1 ved at benytte tog der kan køre 250 km/t. Dette medfører at anlægsomkostningerne reduceres fra 16,6 til 10,6 mia. kroner, altså hele 6 mia. kroner, men dermed drages der heller ikke fordel af en ny vestfynsk bane, og der vil dermed stadig være kapacitetsproblemer over Vestfyn. Denne løsning kan vise sig at være interessant hvis IC4 ikke kommer ud at køre som InterCity-tog, og der dermed under alle omstændigheder skal indkøbes nye tog til dette. Hvis dette ikke er tilfældet vurderes løsningen ikke umiddelbar aktuel. 167

184 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Figur De to anbefalede løsninger. 168

185 12 Konklusion I dette speciale er en gennemgang foretaget af de danske og europæiske regler. Gennemgangen viser at der ved indførelse af fælles europæiske regler, er sket en lempelse af dele af de danske normer, især for strækninger som er del af det transeuropæiske transportnetværk, blandt andet Odense-Aarhus. Herunder er det blandt andet blevet tilladt at benytte større gradienter, hvorfor en ny bane vil kunne anlægges med en mindre indgriben i landskabet. Dette er især aktuelt i det kuperede landskab i Østjylland, hvor et udretningsprojekt mellem Horsens og Skanderborg tidligere blev skrinlagt, netop på grund af for stor indgriben i landskabet som følge af mere skærpede krav til banens gradient. Gennemgangen viser dog også at en fuldstændig adoption af de europæiske regler ikke er foretaget og at de danske normer generelt er mere skærpende end de europæiske. Dette betyder at de europæiske regler overholdes, men også at en given opgradering eller nybygning vil være mere omfattende på grund af større krav til sporgeometrien. Mere lempede krav vil medføre lavere anlægsomkostninger, men samtidig også dårligere komfort samt større vedligeholdelsesomkostninger på grund af en øget belastning af sporet. Der er altså i høj grad tale om en afvejning af drifts- og anlægsomkostninger ved valg af krav til sporgeometrien. I dette speciale er det valgt at benytte de danske sporregler ved udarbejdelse af opgraderings- og nybygningsalternativerne. Fremtidige undersøgelser bør dog afdække yderligere muligheder for at benytte mere lempede krav til sporgeometrien for at opnå en køretidsbesparelse billigere. I takt med udviklingen indenfor rullende materiel, hvor lavere aksellast og bedre affjedring medfører en lavere belastning af sporet, kan det godt forsvares at benytte mere lempede krav for disse tog, da vedligeholdelsesomkostningerne ikke forøges eller kun forøges i mindre omfang. Derudover foreslår nærværende speciale at der ses nærmere på alternative løsningsmuligheder, som måske ikke umiddelbart opfylder Timemodellen i den nuværende form, samt løsningsmuligheder der gør brug af kurvestyrede tog. Blandt viser en simpel analyse i dette speciale, at det med brug af kurvestyrede tog, der kan køre 250 km/t, og en opgradering af den eksisterende bane, er muligt at opnå en rejsetid på cirka to timer mellem København og Aarhus, hvor det udnyttes at strækningen mellem København og Odense kan køres på under en time. Ydermere foreslås det i dette speciale, at en større samfundsøkonomisk analyse bør gennemføres for at sikre at den bedst mulige samfundsøkonomiske løsning vælges, og ikke nødvendigvis den løsning som er mest kosteffektiv eller i øvrigt opfylder Timemodellen i dens oprindelige form. Herunder bør det endvidere undersøges hvorvidt det store antal udfletninger, der vil komme mellem Odense og Aarhus, som følge af nye baner, bør anlægges i eller ude af niveau for at undgå dannelsen af flaskehalse samt at omfattende netværkseffekter opstår. I forbindelse med dette speciale er der foretaget et stort antal køretidsberegninger ved opstilling af nybygningsalternativer, løsninger samt analyse af en opgradering. For at lette den proces er en model udviklet til at estimere køretider ud fra et givet hastighedsprofil. Modellen er baseret på simple formler for acceleration og nedbremsning som tager en given type rullende materiels accelerations- og bremseegenskaber i betragtning. I forhold til sammenlignelige beregninger foretaget i RailSys præsterer modellen forholdsvis godt idet rejsetiden kun underestimeres med under én procent for ET-toget, og lidt under to procent for et Velaro-tog. På sigt kan modellen udvides til også at tage en jernbanes gradienter i betragtning, hvorved præcision muligvis øges. Derudover er det en mulighed at bygge videre på modellen, så den eventuelt kan benyttes som en del af en mere avanceret model, hvori det er nødvendigt at kunne beregne køretiden med og uden køretidstillæg. For eksempel til at kunne vurdere netværkseffekter. 169

186

187 Litteraturliste Asmussen, Jimmy Peter korrespondance. Projektejer spor, Banedanmark. 28. februar - 2. marts Atkins KØR - Hastighedsprofil. København : Atkins Danmark A/S, Priskatalog (bilag 4) - Kapacitetsudvidelse Øresundsbanen. København : Atkins Danmark A/S, Banedanmark. 2011a. Bilag Kapacitetsudnyttelse Banedanmark. [Online] 22. november [Citeret: 19. januar 2012] b. Strategisk analyse af elektrificering af banenettet. København : Transportministeriet, c. Systemkøreplaner Godstog Banedanmark. [Online] 5. december [Citeret: 21. februar 2012] d. BN1-38-4: Sporbeliggenhedskontrol og sporkvalitetsnormer. København : Banedanmark, e. BN1-6-3: Tværprofiler for ballasteret spor. København : Banedanmark, f. K12 - Tjenestekøreplan Vest (TKV). København : Banedanmark, g. Sporregler København : Banedanmark, a. Orientering om normsystemerne. Banedanmark. [Online] [Citeret: 4. april 2012] b. Strækningsinformation (TIB). Banedanmark. [Online] 9. februar [Citeret: 15. februar 2012] Banestyrelsen rådgivning. 1996a. Større anlægsprojekter Odense-Aalborg. København : Banestyrelsen, b. Opgradering i Danmark - København-Aalborg, Ringsted-Vordingborg, Snoghøj-Esbjerg, Kolding-Padborg. København : Banestyrelsen, Banestyrelsen teknik Østjylland, Ny bane Eriknauer-Skanderborg Sø, Indstilling om linjeføring. København : Banestyrelsen, Bolmsvik, Rikard Evaluation of sleeper S99. s.l. : ABetong,

188 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus CEN EN :2006+A1: Railway applications - Track - Track alignment design parameters - Track gauges mm and wider - Part 2: Switches and crossings and comparable alignment design situations with abrupt changes of curvature. Bruxelles : European Committee for Standardization (CEN), EN : Railway applications - Track - Track alignment design parameters - Track gauges 1435 mm and wider - Part 1: Plain line. Bruxelles : European Committee for Standardization (CEN), ISBN COWI Vesttælling København : DSB, a. Analyse af 11 Tekniske Specifikationer for Interoperabilitet. København : Trafikstyrelsen, b. Vesttælling København : DSB, Vesttælling Hovedrapport. København : DSB, Danmarks Statistik Jernbanetransport af passagerer efter enhed og transporttype. BANE21. København : Statistikbanken.dk, DB Netzinfrastruktur Technik entwerfen; Streckenquerschnitte auf. s.l. : Deutsche Bahn, DSB DSB plan s.l. : DSB, ISBN Østtællingen København : DSB, a. Køreplan København : DSB Trafikplanlægning, b. Velkommen til K12 (præsentation) Tog i drift. DSB. [Online] [Citeret: 1. maj 2012] Eisenmann, Josef Railroad track structures for High-speed lines. [bog forfatter] Arnold D. Kerr. Railroad Track Mechanics & Technology. New York : Pergamon Press, Esveld, Coenraad Modern Railway Track. Delft : MRT-Productions, ISBN EU. 2008a. COMMISSION DECISION of 20 December 2007 concerning a technical specification for interoperability relating to the infrastructure sub-system of the trans-european high-speed rail system. Official Journal of the European Union. 2008, L b. COMMISSION DECISION of 21 February 2008 concerning a technical specification for interoperability relating to the rolling stock sub-system of the trans-european high-speed rail system. Official Journal of the European Union. 2008, L c. DIRECTIVE 2008/57/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 17 June 2008 on the interoperability of the rail system within the Community. Official Journal of the European Union. 2008, L

189 Referencer DIRECTIVE 2008/57/EC ON THE INTEROPERABILITY OF THE RAIL SYSTEM WITHIN THE COMMUNITY - TECHNICAL SPECIFICATION FOR INTEROPERABILITY - Infrastructure subsystem for conventional rail. Official Journal of the European Union. 2011, L 126. European Commision DECISION No 1692/96/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 23 July 1996 on Community guidelines for the development of the trans-european transport network. European Commision. [Online] 1 januar [Citeret: 2. april 2012.] EC%20of%20the%20European%20Parliament%20and%20of%20the%20Council%20of%2023%20Ju ly% pdf High-speed Europe - A Sustainable Link Between Citizens. Luxembourg : Publications Office of the European Union, ISBN Connecting Europe: Det nye EU-hovedtransportnet. Europa. [Online] oktober 19, [Citeret: 4. maj 2012] anguage=da&guilanguage=da. European Railway Agency Guide for the Application of Technical Specifications for Interoperability (TSIs). Valenciennes Cedex : ERA, Folketinget Høring om elektrificeringsprojektet. [Online] Oktober 19, [Citeret: december 22, 2012.] L 197 (som fremsat): Forslag til lov om ophævelse af lov om projektering af udretning af jernbanestrækningen fra Eriknauer til Horsens og fra Horsens til Skanderborg. [Online] 28. marts [Citeret: 22. december 2011] Gleave, Steer Davies High Speed Rail: International Comparisons. London : s.n., Jacobsen, Erik Mørck korrespondance. Civilingeniør, Atkins Danmark A/S. 2. maj Jensen, Lars Wittrup Fjern- og regionaltogskapacitet på Københavns Hovedbanegård. Lyngby : DTU Transport, Jensen, Niels Fynske jernbaner. København : J. Fr. Clausens Forlag, ISBN Østjyske jernbaner. København : J. FR. Clausens Forlag, ISBN Jernbaneverket Overbygning/Prosjektering. Jernbaneverket. [Online] 21. februar [Citeret: 13. april 2012.] KMS Kort & Matrikelstyrelsen. [Online] [Citeret: 2. maj 2012] Krak Ruteplan. Krak.dk. [Online]3. februar 2012 [Citeret: 3. februar 2012] Kristensen, Ove Dahl Dobbelt op i Slides fra BaneBranchens årsmøde. København : DSB, 11. maj

190 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Landex, Alex and Nielsen, Otto Anker by samarbejdet : - om hurtigere tog mellem byerne. DTU Transport. [Online] november [Citeret: 3. februar 2012] Landex, Alex Methods to estimate railway capacity and passenger delays. Lyngby : DTU Transport, Rail Traffic Engineering Fall version 0.1a. Lyngby : DTU Transport, Landex, Alex, Kaas, Anders H. and Hansen, Sten Railway Operation. Lyngby : Centre for Traffic and Transport, ISBN Lundsten, Carsten Railway Signalling - Sample signal engineering rules. s.l. : Bombardier, Meyer, Jens Bøttcher and Jacobsen, Kristian Stub Optimering af sporkonstruktionen ved hastigheder over 200 km/t. Lyngby : Danmark Tekniske Universitet, Midttrafik Udbygningsetaper. Midttrafik. [Online] [Citeret: 2. maj 2012] Naturstyrelsen Naturbeskyttelse. Naturstyrelsen. [Online] [Citeret: 10. november 2011] Nielsen, Bo korrespondance. Teknisk Systemansvarlig for spor og hjul/skinne, Banedanmark. 17. februar og 11. april NIRAS Screening af en fast forbindelse over Kattegat. København : NIRAS og NIRAS Konsulenterne, Olesen, Mogens Nørgaard Danske jernbaner gennem tiderne. s.l. : Lamberths Forlag, ISBN RAIL.ONE. 2012a. Rheda 2000 ballastless track system. RAIL.ONE GmbH. [Online] [Citeret: 9. april 2012] b. Ballastless Track Systems. RAIL.ONE GmbH. [Online] [Citeret: 9. april 2012] Rigsrevisionen Udvidet notat til statsrevisorerne om IC4-tog. [Online]14. februar [Citeret: 22. december 2012] Schittenhelm, Bernd Planning With Timetable Supplements in Railway Timetables. s.l. : Artikler fra Trafikdage på Aalborg Universitet, ISSN korrespondance. Civilingeniør, Banedanmark/ph.d.-studerende, DTU Transport. 4. maj

191 Referencer Siemens High Speed Trainset Velaro E for Spanish National Railways RENFE. Siemens Mobility. [Online] [Citeret: 1. maj 2012] Sund & Bælt Fakta og historie. Storebælt. [Online] [Citeret: 2. februar 2012] Thorhauge, Mikkel and Piester, Maria Samfundsøkonomiske fordele i køreplaner ved hjælp af passagerforsinkelsesmodeller. Lyngby : DTU Transport, Trafikministeriet Modernisering af jernbanens hovednet. København : Trafikministeriet, ISBN Trafikstyrelsen Nærbane omkring Aalborg og Århus. Trafikstyrelsen. [Online] 12. december [Citeret: 21. februar 2012.] a. Trafikplan for den statslige jernbane København : Trafikstyrelsen, b. Stationstrukturen i Danmark. København : Trafikstyrelsen, a. Anlægsøkonomi - Nybygningsløsningen. København : Trafikstyrelsen, b. Udenlandske baner - Sammenligning af anlægspriser. København : Trafikstyrelsen, Forbindelser mellem Vest- og Østdanmark - Screening af linjeføringer for timemodellen og banebetjening af Østjylland. København : Trafikstyrelsen, Transportministeriet. 2009a. En grøn transportpolitik. Transportministeriet. [Online] 29. januar [Citeret: 1. februar 2012] b. En jernbane i vækst. Transportministeriet. [Online] 23. september [Citeret: 1. februar 2012] c. Aftale om En moderne jernbane. Transportministeriet. [Online] 22. oktober [Citeret: 2. februar 2011] Ny anlægsbudgettering på Transportministeriets område, herunder om økonomistyringsmodel og risikohåndtering for anlægsprojekter. Transportministeriet. [Online] oktober 20, [Citeret: 2. maj 2012] /Files/Publication/2011/Ny%20ny%20anl%C3%A6gsbudgettering/Ny%20anl%C3%A6gsbudgetterin g%20-%20hovednotat% ashx. UIC UIC CODE 406. Paris : International Union of Railways (UIC),

192 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Vossloh Cogifer Points and crossings. Vossloh Cogifer. [Online] [Citeret: 22. april 2012.] Young, Hugh D., Ford, A. Lewis and Freedman, Roger A University Physics With Modern Physics 11th edition. San Fransisco : Pearson Education, Limited, ISBN X. 176

193 Symbolliste Symbol Forklaring Enhed a 0 Togets startacceleration m/s 2 a t Togets acceleration som funktion af tiden m/s 2 B i Længden af den i te blok Meter C Togets bremseprocent % c Bremseforholdet mellem den aktuelle retardation og den maksimale - dh/dt Rampestigningshastigheden på overhøjderamper mm/s di/dt Rykket i overgangskurver mm/s E Overhøjdeoverskud mm F C Centripetalkraften Newton F N Normalkraften Newton g Tyngdeaccelerationen (9,81) m/s 2 h Aktuel overhøjde i kurve mm h a Afbalanceret overhøjde i kurve mm I Overhøjdeunderskud mm i Indeks - L Længden af tog 1 Meter L 0 Den eksisterende kurves længde Meter l 0 Den eksisterende kurves længde uden overgangskurver Meter L 1 Den nye kurvelængde Meter l 1 Den nye kurves længde uden overgangskurver Meter L k Kurvelængden Meter L OH Overhøjderampens længde Meter L OK Overgangskurvens længde Meter L s Længden af rette stykker mellem overgangskurver Meter m Togets masse kg p Stigningsforholdet q Præcisionsparameter, som definerer med hvilket interval modellen km/t printer outputtet R Kurvens radius Meter r 0 Radius af den eksisterende kurve Meter r 1 Radius af den nye kurve Meter r b Togets retardation m/s 2 R L Radius af vertikale afrundingskurver Meter s Rampestigningen af overhøjderampen S Strækningens længde Meter S a Accelerationsafstanden Meter S b Den totale bremselængde Meter S b0 Bremseafstanden, uden bremsereaktionstid Meter SL1 Den ene overgangskurves længde Meter SL2 Den anden overgangskurves længde Meter S s Sikkerhedsafstanden Meter S t Togfølgeafstanden Meter S v Tilbagelagt strækning ved konstant hastighed Meter 177

194 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Symbol Forklaring Enhed t Tid forløbet Sekunder t a Tiden det tager, at gennemføre accelerationen Sekunder t b Tiden, som nedbremsning tager Sekunder t ba Bremsereaktionstiden Sekunder t v Tiden det tager, at tilbagelægge afstanden, S v, ved konstant hastighed v Sekunder v Togets hastighed m/s V Togets hastighed km/t V g Hastighed som banen jævnligt befares med af et langsomt kørende tog km/t v max Togets maksimale hastighed m/s x Forskydning af kurvens start- og slutpunkt Meter y Sideflytning af kurven Meter Δh Ændringen i overhøjde mm ΔI Ændringen i overhøjdeunderskud mm θ Vinklen mellem en cirkelbues tangentpunkter og dens centrum Radianer 178

195 Appendiks I: Læringsmål Følgende læringsmål er defineret for nærværende kandidatspeciale: Beskrive og opsummere Timemodellen og litteratur relateret til Timemodellen Beskrive banenormer og TSI er, som er relevante for sporopgradering og nybygning af jernbaner Redegøre for elementerne inden for strækningskapacitet og netværkseffekter for jernbanen Forklare typiske forskelle på tværprofiler for en typisk dansk jernbane og en moderne højhastighedsbane Udpege problemstillinger ved opgraderingen af eksisterende jernbanestrækning til højere hastighed Opstille og vurdere opgraderings- og nybygningsalternativer, som kan implementeres som en del af Timemodellen ved brug af konventionelt rullende materiel Beregne og vurdere køretidsbesparelser som opnås ved opgradering og nybygning Estimere anlægsomkostninger for løsningsalternativer til Timemodellen Bedømme kapacitets- og driftsmæssige fordele på en eller flere delstrækninger der udbygges i forbindelse med Timemodellen Anbefale et eller flere løsningsalternativer til realisering af Timemodellen på en eller flere delstrækninger Præsentere jernbanetekniske problemstillinger både mundtligt og skriftligt 179

196

197 Appendiks II: Vejledning i brug af model I nærværende appendiks beskrives det hvorledes modellen til beregning af hastighed og køretider/rejsetider, med et givent tog og infrastruktur, benyttes. En kortere version på engelsk er tilgængelig i readme.txt sammen med programmet (vedlagt på CD-ROM). Modellen (RT-Calc.exe) kræver tre inputfiler for at kunne køre: Parameters.txt Traindata.txt Inputfil med hastighedsprofil og stop i csv-format Modellen kan kun køre på Windows. Hvis der ikke er installeret Visual Studio C++ på computeren kan det derudover være nødvendigt, at installere Microsoft Visual C SP1 Redistributable Package (x86) eller nyere, hvis dette da ikke allerede er installeret. Pakken kan downloades fra Microsofts hjemmeside. BEMÆRK! Decimaloperator er. og separator er,. Det anbefales derfor at indstille computerens sprogindstillinger, så der er overensstemmelse med disse. Parameters.txt Parameters.txt indeholder et præcisionsparameter samt køretidstillæg, som kan ændres efter behov. Filen fremgår af figur 1 herunder. Præcisionsparameteret er defineret i anden linje og beskriver med hvilket interval hastigheden printes til outputfilen ved acceleration og deceleration. Figur 1 Parameters.txt med UIC køretidstillæg. I fjerde linje er det længdeafhængige køretidstillæg defineret i minutter per 100 km. Hvis der ikke er noget længdeafhængigt køretidstillæg skrives

198 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus I sjette linje og de resterende linjer af filen, er det hastighedsafhængige køretidstillæg i procent angivet. Sjette række angiver antallet af intervaller, mens de resterende linjer definerer det procentvise køretidstillæg op til og med den angivne hastighed i den tilhørende linje. Traindata.txt Traindata.txt indeholder egenskaber for forskellige togtyper, som kan vælge fra modelinterfacet. Filens indhold ses af figur 2. Første kolonne angiver togtypen (litra), som bruges til at identificere togtypen og kalde den fra programmet. Anden kolonne er længden af toget eller et togsæt. Tredje kolonne er længden af lokomotivet, -1 hvis togsæt. Bemærk at lokomotivtrukne tog pt. ikke understøttes. Fjerde kolonne er antallet af togsæt der benyttes i toget. Femte kolonne er togets startacceleration. Sjette kolonne er togets maksimale teoretiske hastighed i m/s, mens syvende kolonne er togets tilladte maksimale hastighed i km/t (ikke m/s!). De resterende fire kolonner indeholder bremseprocent, bremsevægt, tog(sæt)vægt samt bremseforholdet. Figur 2 Traindata.txt Der kan tilføjes nye tog efter behov ved at tilføje nye rækker. Input Inputfilen skal være i csv-format, og placeres i samme mappe som modellen og navngives derudover som ønsket. Inputfilen indeholder hastighedsprofilet i form af den tilladelige hastighed på strækningen samt stop og tilhørende holdetid. Eksempel på inputfil er vist på figur 3 herunder: 182

199 Appendikser Figur 3 Eksempel på inputfil.(tv) åbnet i Excel. (th) Åbnet i Notepad. Type 0 definerer, at rækken er en del af hastighedsprofilet og tredje kolonne skal tolkes som en hastighed i km/t, mens type 2 angiver at den pågældende række definerer et stop og tredje kolonne derfor skal tolkes som holdetid i sekunder. Bemærk at hastighedsprofilet ikke kan starte eller slutte med to punkter, som har samme kilometrering, og der derudover ikke må være stop uden for hastighedsprofilet. Overflødige punkter bør fjernes (punkter hvor der ikke er et skift i hastigheden). Inputfilen, som fremgår af figur 3, er vist grafisk på figur 4 herunder: Hastighed [km/t] Distance [km] Hastighedsprofil Stop Figur 4 - Grafisk repræsentation af inputfilen. Brug af program Indledningsvis forespørges om ønsket togtype, derefter navnet på inputfilen og afslutningsvis om det ønskede navn på outputfilen. Hvis den ønskede togtype, inputfilen, parameters.txt eller traindata.txt ikke kan findes fremkommer en fejlmeddelelse. Modellen gentager sig selv indtil det ønskes at stoppe. 183

200 Opgradering af jernbanen mellem Odense og Aarhus Af figur 5 er modelinterfacet vist med fejlmeddelelser for ikke funden togtype og inputfil, samt en succesfuld kørsel til sidst. Figur 5 - Modelinterface. Outputfil Outputfilen placeres, af modellen, i samme mappe som modellen. Outputfilen indeholder togets hastighed, køretiden uden køretidstillæg, samt køretiden med køretidstillæg, alle som funktion af distancen. Outputfilen, som modellen producerer ud fra inputfilen (jf. figur 3), fremgår af figur 6 herunder. De to første kolonner er togets hastighed (uden køretidstillæg), mens tredje og fjerde kolonne er køretiden uden køretidstillæg og de to sidste kolonner er køretiden med køretidstillæg. Figur 6 Eksempel på outputfil produceret af modellen. Togets hastighed kan illustreres på følgende måde (figur 7), hvor data (hastighedsprofil) fra inputfilen også er illustreret: 184