Cityringen, trafikale analyser Anders H. Kaas, Atkins Danmark A/S Erik Mørck Jacobsen, Atkins Danmark A/S Klavs Hestbek Lund, Metroselskabet I/S
Baggrund og formål I I 2002 igangsatte Staten samt København og Frederiksberg kommuner Metroselskabet med planlægningen af yderligere en metrolinie, nemlig en metroring i København Metroringen, der skal forbinde det indre København med brokvartererne og Frederiksberg er med til at løse problemerne med øget biltrafik i København Cityringen kan, når den er færdig, tilbyde hurtig sikker og pålidelig transport rundt i byen. Atkins blev i 2007 valgt til at stå for rådgivning af hele transportsystemet i samarbejde med Rambøll, Parsons og KHR arkitekter.
Baggrund og formål II Opgaven lød på Mere af det samme. Den nye metroring kommer til at ligne de to eksisterende metrolinjer, men der vil være flere forbedringer for eksempel: CBTC system (Communication Based Train Control) samt et ATC system med flydende blokke i stedet for faste blokke. Systemet installeres for første gang i Danmark, men anvendes i en række metroer verden over for eksempel: Singapore, Detroit, Ankara, Hong Kong, Malaysia, Vancouver, Soul, JFK Airport
Baggrund og formål III Underjordisk og fuldautomatisk 16 km og 17 stationer Ca. 24 min. rundt i ringen Max. 12 min. mellem 2 stationer Indenfor gangafstand til station: 180.000 beboere 190.000 arbejdspladser Forventet ibrugtagning 2018 Anlægsomk. ca. 17 mia. kr.
Baggrund og formål IV To linjer skal køre på metroringen:, ringlinje M4, pendullinje, Kh Kk Nø op til 18 tog/h i myldretiden M4 i myldretiden op til 18 tog/h
Metoder, analyser og fremgangsmåde I Verificering Formålet med analyserne er at verificere om de foreslåede løsninger overholder lovforslagets forudsætninger, blandt om: Køretider Togfølge Nødvendigt antal togsæt til at afvikle trafikken Togkapacitet, betjeningsfrekvens og stabilitet Hertil kommer analyser af sporlayout og kapacitet af vendeanlæggene ved Nørrebro og København H
Metoder, analyser og fremgangsmåde II Evaluering Traditionelt baserer analyser af jernbanetrafik sig på afvigelser fra minuttal i køreplaner: forsinkelser og regularitet (= punktlighed) Analyserne af metroringen baserer sig på afvigelser fra den forudsatte betjeningsfrekvens
Resultater I Køretider Højere hastighed Færre togsæt til at transportere flere passagerer mellem deres bestemmelsesstationer Køretiderne indvirkning på: Samfundsøkonomi, rejsetider Anlægsøkonomi, udformning af hastighedsprofil, gradienter mv. Driftsøkonomi: Beregning af det nødvendige antal tog i drift
Resultater II Køretider, eksempel på hastighedsprofil Speed restriction round the stations Speed up to 90 km/h between the stations Hastigheder op til 90 km/t Acceleration max. 1,1 m/s 2 Speed profile of train Fald- og stigningsforhold max. 6% Elevation of the line The stations are built on islands
Resultater III Driftsformer Vending af linje M4 på vendeanlæg ved Nørrebro giver 2 mulige driftsformer: Uafhængig: Togsættene på de to linjer og M4 kører helt separat. Butterfly: Togsættene veksler mellem at køre på linje og M4. 1 2 Nøp Hlt Kh Hlt Kh M4 starts from the siding at Hlt to Kh and runs round the circle and back starter to Khfra Kh og kører cirklen rundt tilbage til Kh På In Kh Kh the fortsætter train continues toget som as M4 to til siding Nørrebro at Nøp 3 4 Nøp Hlt Kh Hlt Kh M4 In Nøp the train turn arround and return back to Kh as M4 In Nøp the train turn around and return back to Kh as M4 In Kh the train continues as round the circle På Nørrebro vender toget og returnerer til Kh som M4 På and Kh back fortsætter to the beginning toget som at Hlt og kører cirklen rundt og tilbage til Kh
Resultater IV Driftsformer Inden for en given margin gælder: Passer togenes betjeningsfrekvens således at betjeningsfrekvensen gå op i køretiden metroringen rundt et helt antal gange, fortsætter togsættet som Passer togenes betjeningsfrekvens således at betjeningsfrekvensen går op i køretiden metroringen rundt et helt antal gange PLUS en ½ betjeningsfrekvens veksler togsættet mellem at køre på linje og M4 Ingen køreplanstillæg
Resultater V Vendeanlæg Analyser af vendeanlæggene for M4 ved København H og Nørrebro station er et særligt emne. En række forskellige typer vendeanlæg analyseres med fokus på: Anlægsomkostninger Trafikafvikling
Resultater VI Vendeanlæg Midtliggende vendespor: Fordele: effektivt til trafikafvikling Ulemper: Dyrt i anlæg M4
Resultater VII Vendeanlæg Sideliggende vendespor: Fordele: Billigere i anlæg end det midtliggende vendespor Ulempe: Trafikale konflikter med den modsatte kørselsretning M4 M4
Resultater VIII Vendeanlæg Transversaler umiddelbart før perron: Fordele: Billigere i anlæg, men stiller store krav til linjeføringen ved stationen, kendes som et effektivt vendeanlæg på Frederiksberg metro station Ulempe: Trafikale konflikter med togene i begge kørselsretninger M4
Resultater IX Vendeanlæg Vending i hovedspor: Fordele: gratis i anlæg idet transversalerne etableres alligevel af hensyn til vedligeholdelse og fall back Ulempe: Trafikale konflikter med togene i begge kørselsretninger. Den forholdsvis lange kørevej mellem station og transversaler øger materielforbruget og kørslen med tomt materiel M4
Resultater X Kapacitet og stabilitet Analyse af trafikafvikling med fejl og driftsforstyrrelser, såsom: 1. Teoretisk ideel (uden forstyrrelser) 2. Opholdstiden på tre standsningssteder er forlænget 3. Køretiderne i de 2 ringe (=retninger) er forskellige 4. Der kører et tog med væsentlig ringere køreegenskaber (kun 80 % af normal præstation) end de øvrige tog Kvaliteten måles som afvigelser af betjeningsfrekvensen i forhold til det teoretiske niveau
Resultater XI Kapacitet og stabilitet, Eksempel 1. I eksemplet skal Nørrebro betjenes med 17 18 tog/h svarende til en betjeningsfrekvens på mellem 200 212 sekunder mellem togene
Resultater XII Kapacitet og stabilitet, eksempel 2. Forlænges opholdstiderne på tre centrale stationer i begge retninger med 3 x 20 sekunder (= 1 minut) bliver resultatet, at betjeningen af stationen varierer mellem 12-17 tog/h
Resultater XIII Kapacitet og stabilitet, eksempel 3. Forlænges opholdstiderne på tre centrale stationer i en retning med 3 x 20 sekunder (= 1 minut), således at de to ringe er ude af fase bliver resultatet, at betjeningen af stationen varierer mellem 15-18 tog/h
Resultater XIV Kapacitet og stabilitet, eksempel 4. Kører der et tog med væsentlig ringere egenskaber (ca. 20 % længere køretid) mellem de øvrige tog bliver resultatet, at betjeningen af stationen varierer mellem 12-19 tog/h
Visualisering Tog og infrastruktur vises realistisk
Konklusion Afprøve og dokumentere konsekvenserne af forskellige løsninger Ikke det endelige resultat Betjeningsfrekvensen er robust overfor forhold, hvor systemet påvirker alle tog på den samme måde Betjeningsfrekvensen bliver ustabil når et togsæts køreregenskaber afviger fra de øvrige togs.