Projektování dopravní obslužnosti. Koncepce nabídky. Integrální taktový jízdní řád. Ing. Vít Janoš, Ph.D.

Transkript

1 Projektování dopravní obslužnosti Koncepce nabídky Integrální taktový jízdní řád Ing. Vít Janoš, Ph.D. Ústav logistiky a managementu dopravy ČVUT v Praze Fakulta dopravní

2 Taktový jízdní řád opakování s A Taktové uzly Doba taktu (interval) Taktové časy B t

3 Taktový jízdní řád opakování Časy symetrie 2h-takt: 00 (S:00, L:00) 1h-takt: 00, 30 30min-takt: 00, 15, 30, 45

4 Integrální taktový jízdní řád cíle, využití Segment trhu: Cíl: Prostorově rozptýlená poptávka Nabídka kontinuálního přepravního řetězce v rámci celé sítě Myšlenka: Síťové, rovnoměrné a kvalitní nabídky s optimálními přestupními vazbami v definovaných uzlech Koordinace a uspořádání jízdních řádů linek podle požadovaných časových poloh taktových uzlů Rovnoměrných intervalů nabídky (každou hodinu ve stejnou minutu) Princip tvorby nabídky: Linky se nepotkávají v uzlech jen prostorově, nýbrž i časově Pojem ITJŘ: Zahrnuje co největší počet segmentů nabídky VR, dálková doprava, regionální doprava, příměstská doprava, částečně městská doprava

5 Integrální taktový jízdní řád (ITJŘ) - opakování Pravidelnost nabídky systému veřejné dopravy Koordinace jízdních řádů linek systému veřejné dopravy v uzlech ITJŘ Princip každou hodinu stejnou minutu v každé zastávce všemi směry Jízdní doby princip: tak rychle, jak je nutno

6 Spoje v taktovém uzlu čas symetrie hh:00, přestup mezi spoji

7 Odjezd spojů z taktového uzlu krátce po čase symetrie hh:00

8 Křižování vlaků, míjení spojů v čase symetrie hh:30

9 Příjezd spojů do uzlu krátce před časem symetrie (hh+1):00

10 Spoje v taktovém uzlu čas symetrie (hh+1):00, přestup mezi spoji

11 Taktový uzel pavouk a taktové hodiny Systém taktových uzlů všechny spoje jsou zatíženy shodnou dobou pobytu v uzlu 00 Modifikovaný systém taktových uzlů linka s největším podílem tranzitujících t přestup,min cestujících s krátkou dobou pobytu t přestup,min 00 t přestup,min Kombinace systému taktových uzlů s diametrální průjezdnou linkou příměstské dopravy

12 Taktové uzly v ČR Olomouc 2009/2010 sudá hodina Ex Luhačovice Sp Moravský Beroun Ex Praha Sp Prostějov Os Břeclav R Praha R Vsetín 00 R Vsetín Ex Luhačovice Sp Moravský Beroun Sp Prostějov Os Břeclav Ex Praha Os Uničov R Praha Os Přerov Os Hrubá Voda 30 Os Přerov Os Drahanovice Os Uničov Os Nezamyslice Os Zábřeh Os Hrubá Voda Os Zábřeh Os Drahanovice Os Nezamyslice Lovosice 2007/2008

13 Taktové uzly základní formy taktových uzlů s různou kvalitou přípojných vazeb úplný taktový uzel: potkávání všech vlaků ze všech směrů ve stejný čas zajištění všech přípojů do všech směrů přímá vazba uzlů na osu symetrie pro hodinový takt existují úplné taktové uzly v minutě 00 a v minutě 30 vedlejší taktový uzel: potkávání vlaků v uzlu pouze v jednom směru, v opačném směru k tomuto procesu dochází s časovým posunem o polovinu doby taktu vedlejší uzly se nacházejí v polovině časové vzdálenosti mezi osami symetrie v případě hodinového taktu leží na minutě 15 a 45 zde jsou zajištěny pouze jednostranné přestupní vazby i tyto vazby mohou být kvalitní Hlavní cíl: vytváření úplných taktových uzlů nabídka pak plně využívá svého síťového efektu Vedlejší taktové uzly jsou nuceně vytvářeny tam, kde jízdní doby neumožňují dosažení úplného uzlu V případě, kdy jsou přestupní vazby z pohledu dopravní geografie a pravidelné dojížďky orientovány výhradně jednostranně, je možné zachovat vedlejší uzly i v dlouhodobém horizontu

14 Taktové uzly Úplný taktový uzel Vedlejší taktový uzel

15 Taktové uzly Úplný taktový uzel Vedlejší taktový uzel

16 Taktové uzly Vedlejší taktový uzel s oboustrannou vazbou Vedlejší taktový uzel s jednostrannou vazbou hlavní linka t T = 60 minut hlavní linka t T = 60 minut přípojná linka t T = 30 minut přípojná linka t T = 60 minut

17 Decentralizované taktové uzly mohou být pojaty buď jako sekvence uzlů s přípoji (rozložení skupiny přípojů z jednoho uzlu do více = zkrácení pobytů díky rozložení přestupů) anebo jako jedna taktová skupina ve více uzlech současně (nemožnost tvorby uzlu v jedné stanici vlivem konfigurace sítě) příklad: uzel Ústí n.l., skupina Os vlaků v uzlu 00 v JŘ 2015/16

18 Systémové jízdní doby Časové vzdálenosti sousedních uzlů vyplývají z definovaných taktových uzlů a z rozhodnutí, které budou úplné nebo vedlejší: vzdálenost mezi dvěma úplnými uzly vyplývají z hranové rovnice: celočíselný násobek poloviny doby taktu (minimum: polovina doby taktu) vzdálenost mezi úplným a vedlejším uzlem: celočíselný násobek poloviny doby taktu (včetně nuly) + čtvrtina doby taktu (minimum: čtvrtina doby taktu) Takt 60 minut: nejmenší časová vzdálenost dvou sousedních úplných uzlů 30 minut, první vedlejší uzel je od úplného uzlu vzdálen 15 minut, následující 45 minut Tyto časové vzdálenosti jsou označovány jako systémová jízdní doba (zahraniční zdroje uvádějí i pojem hranová doba) Systémová jízdní doba (SJD) v širším smyslu tak může nabývat i hodnoty celočíselného násobku čtvrtiny doby taktu! SJD = časový rozdíl mezi nulovými body obou přípojových systémů nelze ji plně využít pro jízdu spoje je třeba odečíst zpravidla polovinu doby pobytu v obou uzlech

19 Systémové jízdní doby - ilustrace

20 Prvky systémové jízdní doby = pravidelná jízdní doba + doby pobytu v mezilehlých zastávkách + poměrná část přestupních dob resp. doby pobytu v uzlech ITJŘ (nejčastěji polovina) + rezerva t 1 = n 1 (0.5 x t Takt ) t 3 = n 3 (0.5 x t Takt ) t 2 = n 2 (0.5 x t Takt )

21 Provozní koncept = koncepce taktové dopravy taktové uzly systémové jízdní doby jednotná osa symetrie v celé síti identické přestupy v obou směrech vytvoření systematických přepravních řetězců

22 Proces plánování ITJŘ Proces vývoje ITJŘ lze rozdělit do následujících kroků: 1. Stanovení strategických cílů, okrajové podmínky, analýza poptávky 2. Vytvoření principů nabídky 3. Operativní cíle, stanovení kvalitativních cílů nabídky 4. Vytvoření variantních koncepcí nabídky, harmonizace s kvalitativními cíli 5. Analýza nákladů a přínosů na úrovni koncepce, určení koncepce k dalšímu zpracování 6. Sestava koncepce jízdního řádu, hodnocení provozně technické proveditelnosti 7. Verifikace analýzy nákladů a přínosů, spuštění systému

23 Opatření nutná pro dosažení SJD Implementace ITJŘ důležité dosažení SJD mezi všemi přípojnými uzly definice SJD => využitelná jízdní doba je tím větší, čím kratší je pobyt v taktovém uzlu Strategie: 1. fáze plánu těsné jízdní doby (VD je zpravidla pomalejší než IAD => další zpomalení díky taktovým uzlům) Cíle: Zkrácení jízdních dob pro vytvoření optimálního systému přípojů Dosažení přibližně stejných délek (podílu) jízdních dob na SJD Požadavek na zkrácení jízdních dob na kritických hranách a zároveň využití rezerv na volnějších hranách Snaha o minimalizaci nákladů při současné maximalizaci výnosů optimalizační úloha v oblasti čtyřúhelníku nabídka provoz vozidla infrastruktura s cílem vytvoření systému na principu jezdit tak rychle, jak je nutné V každé oblasti existují možnosti ke změně celkového systému vhodnou kombinací opatření lze minimalizovat investiční i provozní náklady nabídka provoz vozidla infrastruktura

24 Opatření nutná pro dosažení SJD Nabídka změna strategie zastavování jednotlivých vrstev obsluhy Častý případ: zkrácení jízdních dob díky projíždění vybraných stanic nebo zastávek Vhodným uspořádáním dalších úrovní obsluhy lze často dosáhnout srovnatelné kvality nabídky i bez obsluhy některých projetých míst nadřazeným systémem (za cenu zvýšení četnosti přestupů) Opačný případ: disponibilní delší jízdní doba, než je zapotřebí lepší využití pro dodatečná zastavení místo umělého prodloužení jízdní doby. Předpoklad pro tento postup: dlouhodobá garance udržení dodatečných zastavení pozdější zrušení zastavení (např. v dálkové dopravě), které mezitím na trhu vyvolalo dostatečnou poptávku, je velmi obtížně neproveditelné prakticky neuskutečnitelné je v případě navázání přípojných systémů nižší úrovně

25 Opatření nutná pro dosažení SJD Provoz Zkrácení doby pobytu v uzlech Zkrácení doby pobytu ve stanicích/zastávkách mezi uzly Volba přesné časové polohy spoje Doba pobytu v uzlech Se zkracující se dobou pobytu v uzlu se zvyšuje prostor pro disponibilní jízdní dobu mezi uzly zákonitosti Doby pobytu determinovány potřebnými přestupními dobami Nástup/výstup cestujících nebývá rozhodující výjimka: spoje přijíždějící jako poslední do uzlu a odjíždějící z uzlu jako první Při změně směru jízdy prodloužení pobytu v případě klasických souprav bez řídících vozů Vliv volných tras v okolí uzlu Optimalizace infrastruktury uzlu relevantní pro přestup cestujících krátké přestupní vzdálenosti, kapacitní cesty umožňující plynulý proud přestupujících

26 Opatření nutná pro dosažení SJD Řídící vozy/jednotky zkracující proces změny směru jízdy snížení zatížení zhlaví Doba pobytu v mezilehlých stanicích/zastávkách Doba určená dílčími funkcemi: Nástup a výstup cestujících Případná nakládka/vykládka zavazadel Výprava spoje Potenciál ke zlepšení u jednoho zastavení se pohybuje v řádu jednotek sekund v případě většího počtu zastavení mezi uzly však může být výsledný efekt rozhodující (v řádu jednotek minut) Provoz: doba nástupu a výstupu cestujících ovlivnitelná informačními systémy v dálkové dopravě lze ovlivnit rozložení cestujících na nástupišti pomocí označení sektorů (1. třída, oddíl pro cestující s dětmi) zkrácení doby hledání příslušného vozu/oddílu/místa Zkrácení doby výpravy příprava k odjezdu doprovodným personálem vhodné centrální zavírání dveří

27 Opatření nutná pro dosažení SJD Volba přesné časové polohy spoje Okolí uzlu svazek vlaků z více směrů na několik málo kolejí výjimečný případ: každá linka s vlastní kolejí až k nástupišti Potřeba rozhodnutí, v jakém pořadí budou vlaky přijíždět do uzlu jako poslední by měl do uzlu přijíždět a jako první z uzlu odjíždět vlak s kritickou jízdní dobou (blížící se SJD s minimální rezervou v době pobytu) Dřívější časová poloha spoje na vjezdu do uzlu/pozdější trasa na odjezdu uzlu může být přidělena vlakům s volnější jízdní dobou (s nižším podílem jízdní doby na SJD)

28 Opatření nutná pro dosažení SJD Vozidla Základní opatření ke zkrácení cestovní doby Zkrácení doby nástupu/výstupu cestujících Zkrácení doby potřebné pro rozjezd a zastavení Zvýšení rychlosti při průjezdu obloukem Nasazení vratných souprav/ucelených jednotek Zkrácení doby nástupu/výstupu cestujících: větší počet dostatečně širokých dveří pokud možno stejná výška nástupiště a nástupního prostoru ve vozidle možnosti průchodu vozidlem se stejnou měrnou propustností jako v nástupním prostoru zamezení fronty Zkrácení doby rozjezdu a brzdění předpoklad: vysoký výkon trakčních motorů a nízká hmotnost kolejových vozidel distribuovaný přenos hnací síly prostřednictvím co největšího počtu hnacích náprav Zvýšení rychlosti při průjezdu obloukem u konvenčních vozidel prostřednictvím optimalizace pojezdu větší efekt v případě vozidel s aktivním naklápěním vozové skříně (až o 30 % vyšší rychlost při průjezdu obloukem, v rámci obvyklých parametrů trasování zkrácení jízdní doby o 8 až 12% v celé trase)

29 Opatření nutná pro dosažení SJD Infrastruktura Zvýšení traťové rychlosti modernizací/optimalizací Zvýšení rychlosti úpravou návěstního systému Zkrácení následných mezidobí Umožnění bezkolizních vjezdů do uzlu/výjezdů z uzlu úpravou kolejového rozvětvení Optimalizace dopraven pro systémová křižování/míjení Zkrácení provozních intervalů v dopravnách pro systémová křižování Zrychlení nástupu/výstupu cestujících Zvýšení traťové rychlosti v případě modernizace úprava poloměrů oblouků a délky přechodnic případně vyšší převýšení s ohledem na předpokládanou skladbu vlaků, výhybky s vyšší rychlostí při jízdě do odbočky. Pro vozidla s aktivním naklápěním vozové skříně prověření popř. zvýšení příčného odporu koleje posunu prověření vhodnosti daného trolejového vedení pro navrhovanou vyšší rychlost Prodloužení zábrzdné vzdálenosti dané zabezpečovacím zařízením a návěstní soustavou

30 Opatření nutná pro dosažení SJD Zkrácení následného mezidobí prostřednictvím kratších oddílů lepší vytváření svazků zejména v okolí velkých uzlů Úprava kolejového rozvětvení v okolí uzlů eliminace kolizních jízdních cest, avšak za cenu vysoké nákladnosti opatření (MÚK) Optimalizace dopraven pro systémová křižování/míjení umístění dopraven na základě požadavku definovaného strukturou taktového jízdního řádu úspora času oproti případu, kdy dopravna neleží na ideálním místě a křižující vlak musí vyčkat delší dobu Provozní intervaly a procesy ve výše uvedených dopravnách možnost současného vjezdu do těchto dopraven prodloužením staničních kolejí lze uskutečnit letmé křižování (viz cvičení Základy technologie železniční dopravy) v závislosti na délce staničních kolejí lze ovlivnit rychlost protijedoucích vlaků toto opatření je vhodné realizovat tam, kde vlak nezastavuje z přepravních důvodů Zvýšení výšky nástupiště, vhodné informační systémy a optimalizace přístupových cest k nástupišti

31 Požadavky na infrastrukturu Dimenzování infrastruktury výhradně na základě konkrétních návrhů jízdních řádů Metody založené na stochastických modelech nelze využít z důvodu těsné závislosti na jízdním řádu! Speciální požadavky na uspořádání infrastruktury vyplývají ze dvou zásadních důvodů silná koncentrace obsazení kolejí v taktových uzlech v čase symetrie a jeho blízkém okolí vynucená poloha dopraven pro systémová křižování na jednokolejných tratích Počet potřebných staničních kolejí v taktových uzlech lze odvodit přímo z počtu navzájem provázaných linek určité úspory lze dosáhnout v případě krátkých vlaků a rozdělením staniční koleje cestovým návěstidlem (využití jedné staniční koleje dvěma vlaky současně) Využití kapacity infrastruktury uzlu je velmi nevyrovnané (zejména s prodlužující se dobou taktu a při existenci přípojné skupiny vlaků např. pouze jednou za hodinu)

32 Uspořádání taktových uzlů Minimalizace kolizních bodů Upořádání infrastruktury musí splnit cíle Minimalizace dob čekání vznikajících vzájemným rušením jízd Doby čekání vyplývající ze vzájemného rušení jízd by měly vznikat pouze v případě, kdy vlak stojí u nástupiště a tyto čekací doby lze pak využít jako rezervy pro přestupní vazby Cíl: bezkolizní vjezdy do uzlu s ohledem na delší dobu obsazení (zejména nepřímého) nutno uvažovat i reakční dobu, jízdu v přibližovacím úseku mezi předvěstí a vjezdovým návěstidlem C A B D

33 Uspořádání taktových uzlů Navzájem rušené jízdy je vhodné uskutečnit při rozjezdu vlaků z uzlu tato podmínka je splněna v případě bezkolizních vjezdů Výhodou je možnost začlenění doby na postavení vlakové cesty do pobytu vlaku v uzlu Taktový uzel tak odpovídá podmínkám na širé trati: možnost současných vjezdů a překrytí dob čekání s dobou pobytu ve stanici Vhodné při přestupech vznik dodatečné rezervy C A B D

34 Minimální počet stanic pro systémová křižování

35 Minimální počet stanic pro systémová křižování Hranová rovnice v užším smyslu t H = n. ½ t T pro n N Obvodová rovnice t H = n. t T pro n N t H - časové ohodnocení hrany mezi dvěma následujícími taktovými uzly t T - doba taktu integrálního taktového jízdního řádu

36 Optimální počet stanic pro systémová křižování Důsledky minimálního počtu stanic pro systémová křižování Chybějící flexibilita při nepravidelnostech Neschopnost úpravy jízdního řádu Nemožnost vedení vložených vlaků V případě zpoždění vede systém s minimálním počtem stanic k přenosu a šíření zpoždění po celé síti Možnosti řešení 2 možné strategie Zřízení dodatečných dopraven pro křižování v polovině vzdálenosti mezi systémovými místy křižování + možnost výhledového posunu taktového systému - uspořádání není příliš vhodné pro překládání systémového křižování v případě zpoždění Zřízení dodatečných dopraven pro křižování ve vzdálenosti od systémových míst, která odpovídá obvyklému průměrnému zpoždění (zpravidla 3-5 km od místa pravidelného křižování) + vysoká flexibilita při překládání křižování - citlivost na změny taktových poloh nadřazeného systému

37 Systémová křižování výchozí uspořádání

38 Systémová a doplňková křižování varianta 1

39 Systémová a doplňková křižování varianta 2

40 Jednokolejná trať s dvoukolejnými úseky pro křižování Rychlík Osobní vlak Dvoukolejné úseky pro potkávání vlaků Jednokolejné úseky Stanice určené pro křižování Zastávky bez provozní funkce

41 Systém taktových uzlů ve Švýcarsku 2030 Uzel 1.etapy.00 /.30 Nový uzel.00 /.30 Nový uzel.15/.45 Částečný uzel Směrová vazba SJD poptávka nabídka úprava infrastruktury

42 Děkuji za pozornost.