BB21-verkeersregeling

Transcriptie

1 BB21-verkeersregeling vensters geven uitzicht op verkeersregeling Colofon Auteur E.A.G. Weits Kenmerk RnI/501.1/97/78 Versie 1 Datum 14 oktober 1997 Bestand Goedgekeurd Ja

2 Inhoud Samenvatting 4 1 inleiding geschiedenis doelstellingen van de inzet van BB21-middelen doelstellingen inhoud rapport 8 2 beschrijving inzichten essentie van een BB21-verkeersregeling uitgangspunten en randvoorwaarden voor BB21 verkeersregeling vervoerplan, verkeersplan en logistiek plan globale opbouw voor verkeersregeling actoren op de verantwoordelijkheidsniveaus vensters als communicatietaal tussen de lagen verkeersregelcyclus relevante effecten van een BB21-verkeersregeling succescriteria relaties met ontwikkelingen binnen VPT 17 3 toetsing inzichten modellering van het railverkeersproces treinen infra en regelknopen verstoringen en verplaatsingstijden overige aspecten globale werking van de verkeersregeling BB21-verkeersregeling referentieverkeersregeling resultaten 22 4 conclusies en aanbevelingen conclusies randvoorwaarden en succescriteria algemene principes en bijsturingsvisie uitwerking algoritmen modellering, toetsing en BASIS 26 5 bijlage A: BB21 Ambitieniveaus - een managementsamenvatting 27 6 bijlage B: perspectieven op inframodellering 32 BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 2 / 56

3 7 bijlage C: beschrijving simulatiemodel Arnhem - Utrecht infrastructuur verkeersplan route treinen referentieverkeersplan spooropstelling te Arnhem (spits), gedeeltelijk aannamen spooropstelling te Utrecht (spits), gedeeltelijk aannamen inframodellering te Arnhem en te Utrecht BB21-dienstregeling verplaatsingstijden voorspelling van verplaatsingstijden realisatie van verplaatsingstijden verplaatsingstijden in de referentiesituatie nominale en geplande rijtijden en halteringstijden opvolgtijden en overkruistijden opvolgtijden algemeen opvolgtijden voor de wissels (rand dienstregelpunt) overkruistijden opvolgtijd voor haltepunten combinatie van diverse punten verkeersregeling referentie BB21-verkeersregeling kostenfunctie afwijkingen in simulatiemodel van bovenstaande beschrijving 50 8 bijlage D: implementatiedetails 51 9 bijlage E: vraagafhankelijk vervoer bijlage F: literatuuroverzicht systemen VICOS CS/BO overig stochastiek methoden herkomst 56 BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 3 / 56

4 Samenvatting achtergrond Railned onderscheidt in de toepassing van BB21-technieken 3 ambitieniveaus. De ambitieniveaus worden als volgt gekarakteriseerd (zie ook bijlage A): ambitieniveau 1: korte procestijden (korte opvolgingen, korte rijwegen, snellere vertrekprocedures etc.) soepel inhalen ambitieniveau 2: geen strakke planning vooraf op baanvakken variabele plaats voor inhalingen flexibel gebruik van perronsporen bewust omgaan met marges en buffers ambitieniveau 3: geen strakke planning vooraf (op netwerkniveau) netwerkoptimalisatie van treinverkeer kort van tevoren mogelijkheden voor vraaggestuurd vervoer De Strategische Studie BB21 heeft een viertal scenario s gedefineerd (0 t/m 3), waarvan de scenario s 1 t/m 3 uitgaan van BB21-technieken zoals (functioneel) beschreven in de overeenkomstige ambitieniveaus. Het voorliggende rapport bevat de resultaten van een verkenning naar de mogelijkheden en vorm van een BB21-verkeersregeling voor scenario 2 (ambitieniveau 2). essentie van een BB21-verkeersregeling Op ambitieniveau 2 en 3 is een BB21-verkeersregeling een belangrijke factor, die (gedeeltelijk) de rol van de strakke planning vooraf overneemt. Het motto is: minder (gedetailleerd of strak) plannen, meer regelen (binnen expliciete kaders). Beslissingen worden zo laat mogelijk genomen. Door het uitstellen van beslissingen wordt het mogelijk om te profiteren van het moment, van de actuele stand van zaken. Als bijvoorbeeld een inhalende sneltrein verlaat is, zal de in te halen stoptrein niet onnodig wachten. Immers de plek van inhaling stond sowieso nog niet vast. Het enige dat in de dienstregeling vastligt is dat de sneltrein de stoptrein (naar alle waarschijnlijkheid) ergens onderweg zal inhalen. Voor de bijsturing is de dienstregeling minder dan in de huidige situatie een gouden standaard. De bijsturing mag veel meer opportunistisch te werk gaan (maar opnieuw zij vermeld: binnen expliciete kaders!). Voor een goede opzet van een BB21-verkeersregeling is een adequate definitie van de regelruimte nodig. De regelruimte wordt met name verkregen door een flexibele inzet van de aanwezige marges en buffers. winstmogelijkheden van een BB21-verkeersregeling De winstmogelijkheden van een BB21-verkeersregeling zijn de volgende: een flexibeler gebruik van de infra betere punctualiteit bij een gelijkblijvende benuttingsgraad van de railinfrastructuur (gelijkblijvende aantallen treinen) verhoging van de benuttingsgraad bij gelijkblijvende punctualiteit door kleinere buffertijden toe te passen: er rijden meer treinen bij een geplande uitbreiding van treinaantallen kan, vanwege een verhoging van de benuttingsgraad, volstaan worden met minder civiele infrastructuur lagere werklast van de mensen betrokken bij de verkeersregeling. Hoewel een BB21-verkeersregeling in eerste instantie vooral bijdraagt aan een toename van de punctualiteit en aan een lagere werklast op de posten, kan in tweede instantie, indien gewenst, deze winst gedeeltelijk worden omgezet in een betere score op de overige punten. Een nevenresultaat van het ontwerpen van een BB21-verkeersregeling is de heldere definitie en beschrijving van de spelregels van een verkeersregeling (de relevante processen en BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 4 / 56

5 doelen), die op zich zelf al een bijdrage leveren aan het realiseren van een beheersbare bijsturing. uitgangspunten voor project 1. Ten tijde van de toepassing van de ambitieniveau 2 BB21-systemen zullen ambitieniveau 1 BB21-technieken zijn gerealiseerd. Dit betekent dat korte procestijden (met name opvolgtijden) zijn gerealiseerd en dat er soepel ingehaald kan worden. 2. Realisatie van ambitieniveau 1 BB21-technieken betekent ook dat gegevens over de actuele treindienst in ruime mate beschikbaar zijn. Daardoor is de onzekerheid aangaande het toekomstige railverkeersproces (vrijwel) geheel te wijten aan de onvoorspelbaarheid van het railverkeersproces zelf en niet aan een gebrekkige registratie ervan. 3. Heldere spelregels voor de verkeersregeling en heldere regeldoelen zijn/worden geformuleerd (zie aanzet onder). verkregen inzichten: algemene spelregels van een verkeersregeling en elementen van een BB21-verkeersregeling Zowel voor ambitieniveau 2 als voor ambitieniveau 3 wordt het begrip dienstregeling uiteengerafeld in een drietal plannen: verkeersplan vervoerplan en logistiek plan. Het verkeersplan is ondergeschikt aan de (expliciete) kaders van het vervoerplan en het logistieke plan. De aanpassingen van het verkeersplan binnen de actuele kaders van het vervoerplan en het logistieke plan zijn routinematige regeltaken. In dit geval liggen er mogelijkheden voor automatisering. Als de kaders worden geschonden, vereist de verkeersregeling ook aanpassing van het vervoerplan en/of het logistieke plan. In dat geval beslist altijd de mens, die waakt over het zoveel mogelijk realiseren van zowel het vervoerplan en het logistiek plan. De regeldoelen zijn rechtstreeks afgeleid van doelen in het vervoerplan en het logistiek plan. Dit geldt zowel voor de kleine aanpassingen van het verkeersplan binnen de actuel kaders als voor de grote aanpassingen, die gevolgen hebben voor het vervoerplan en het logistiek plan. Een BB21-verkeersregeling kenmerkt zich door een aantal zaken: De verkeersregeling gaat uit van de boven geschetste rolverdeling voor de drie plannen. De verkeersregeling bevat een goede representatie van stochastische aspecten (van de voorspellingen van aankomst- en vertrektijden). Door een flexibele inzet van marges en buffers bieden de (actuele) kaders van het vervoerplan en het logistieke plan een reële regelruimte, zodat er een daadwerkelijke mogelijkheid voor automatisering van routinetaken ontstaat. beperking tot ambitieniveau 2 Dit rapport beperkt zich tot het beschrijven van een BB21-verkeersregeling voor Ambitieniveau 2. Ambitieniveau 2 houdt zich vooral bezig het verkeersproces op een baanvak. Hierbij moeten er op de randen (de knooppunten) enkele zaken worden vastgelegd. Het gaat dan met name om: aansluitingen (een vervoeraspect), keringen (een logistiek aspect) en (tot op zekere hoogte) het spoorgebruik op de stations (deels een verkeersaspect en deels een vervoeraspect). toetsing inzichten: simulatiestudie De concepten en ideeën voor een BB21-verkeersregeling, die in de eerste helft van het rapport (nader) worden beschreven, zijn getoetst met behulp van een simulatiestudie. De simulatie betreft het verkeer op het baanvak Arnhem-Utrecht (inclusief treinen uit Rhenen en inclusief kruisende treinen op de stations Arnhem en Utrecht). Het baanvak is niet viersporig, maar er is een vijftal inhaalstations. Op basis van BA34 is een fictieve dienstregeling (met regelruimte) ontworpen. De gehanteerde beoordelingscriteria zijn de volgende: BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 5 / 56

6 de gemiddelde vertraging op het eindpunt (Utrecht) de gemiddelde kosten op eindpunt (Utrecht) de werklast voor de locale verkeersregelaar, die de kaders uit het vervoerplan en het logistieke plan beheert. Voor de vertraging en kosten op het eindpunt is een vergelijking getrokken tussen de BB21- verkeersregeling voor ambitieniveau 2 met een referentie verkeersregeling (voor ambitieniveau 1). resultaten project De resultaten van het project vatten we als volgt samen. Er is een adequate, algemene beschrijving van verkeersregeling verkregen. Hierin zijn met name belangrijk: de uiteenrafeling van de dienstregeling in een verkeersplan, een vervoerplan en een logistiek plan en de definitie van verantwoordelijkheidsniveaus. Het begrip venster is nader uitgediept. De rol van vensters als communicatiemiddel in een BB21-verkeersregeling is bevestigd. Vensters worden onder meer gebruikt om de onzekerheid van voorspellingen van aankomst- en vertrektijden weer te geven. Hiermee bevat de voorgestelde BB21-verkeersregeling een goede representatie van stochastische aspecten. De simulatie werkt en laat goede resultaten zien. Hiermee is de levensvatbaarheid van de beschreven ideeën aangetoond. Kortom: we zitten op de goede weg en gaan in de goede richting. De onderbouwing is echter nog beperkt. Voor het trekken van meer definitieve kwantitatieve conclusies is nader onderzoek nodig. Ook de inpassing van een BB21-verkeersregeling in de context van het gehele railvervoerproces verdient nadere aandacht. De nadere studie van een BB21- verkeersregeling zal mede worden gestuurd door de resultaten van de Strategische Studie BB21 (zie lit. h). BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 6 / 56

7 1 inleiding 1.1 geschiedenis Railned Innovatie onderscheidt vanaf 1995 ten aanzien van de toepassing van BB21- technieken 3 ambitieniveaus. Zie de notitie BB21 Ambitieniveaus - een managementsamenvatting (als bijlage A bijgevoegd) voor meer informatie over de ambitieniveaus. De ambitieniveaus zijn: - ambitieniveau 1: kortere procestijden en soepeler inhalen - ambitieniveau 2: bewust omgaan met marges en buffers en flexibel gebruik perronsporen - ambitieniveau 3: netwerkoptimalisatie. Op ambitieniveau 2 en 3 is een BB21-verkeersregeling een belangrijke factor. In 1995 is het project Gebruikswaarde BB21-middelen Ambitieniveau 2 gestart met een eerste inventarisatie van perspectieven aangaande BB21-verkeersregeling (voor ambitieniveau 2). Hieraan hebben Jos Postmes en Ello Weits gewerkt. Het resultaat was het eerste tussenrapport Vensters (lit. e, 27 september 1995), dat is gepresenteerd in het toenmalige AIR (Adviesgroep Innovatie Railverkeer). Het voornaamste resultaat is een indeling in vier verantwoordelijkheidsnveaus voor planning en verkeersregeling. Tevens zijn vensters geïdentificeerd als voornaamste middel voor communicatie tussen de onderscheiden niveaus. Op 11 juni 1996 is van de hand van Alfons Schaafsma en Ello Weits het tweede tussenrapport Verkeersregeling onderweg (lit. f) verschenen. Aan dit rapport hebben het Centrum voor Kennistechnologie CIBIT en het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) meegewerkt. In dit rapport zijn de contouren van een BB21-verkeersregeling geschetst. Een nevenresultaat is een algemene verkenning van het veld verkeersregeling. Er is een sterke nadruk gelegd op de modellering van een BB21-verkeersregeling. Het is niet gelukt om kwantitatieve resultaten te verkrijgen. Het vermoeden is gerezen dat kwantitatieve informatie niet verkregen kan worden dan door simulatie. In de periode juni 1996 tot mei 1997 is een simulatiestudie uitgevoerd door Centrum voor Kennistechnologie CIBIT. De concepten en ideeën uit de beide tussenrapporten zijn getoetst aan de hand van de resultaten van de simulatiestudie. Al doende zijn de concepten en ideeën verfijnd en bijgesteld. De resultaten zijn gepresenteerd in een workshop op 21 mei Zowel de resultaten van de simulatiestudie als de (bijgestelde) concepten en ideeën worden verwoord in dit eindrapport. Het vervangt de beide tussenrapporten en kan afzonderlijk worden gelezen. 1.2 doelstellingen van de inzet van BB21-middelen In de Strategische Studie BB21 zijn vier scenario s gedefinieerd (0 t/m 3). In de scenario s 1 t/m 3 worden in toenemende mate BB21-middelen ingezet. De opdrachtomschrijving en het projectprogramma (lit. h, p. 5) noemen een groot aantal doelen: 1. vergroting van capaciteit (en daarmee besparing op civiele infrastructuur) BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 7 / 56

8 2. vergroting van de kwaliteit van het planmatige vervoersaanbod (betere dienstregelingen worden mogelijk) 3. realisering van interoperabiliteit (treinen kunnen zonder oponthoud van het éne naar het andere land rijden) 4. verbetering van de veiligheid 5. vergroting van de flexibiliteit in het gebruik van de infrastructuur (meer dienstregelingen worden mogelijk en ook: er ontstaan meer mogelijkheden voor de bijsturing) 6. verlaging van kosten voor instandhouding en uitbreiding. Het is duidelijk dat deze doelen niet allen tegelijk (helemaal) gerealiseerd kunnen worden. Er zal vaak sprake zijn van een uitruil: iets meer van het éne doel impliceert iets minder van het andere doel. Het is belangrijk om hier op te merken dat een BB21-verkeersregeling in eerste instantie vooral bijdraagt aan een toename van de punctualiteit. In tweede instantie kan echter, indien gewenst, deze winst gedeeltelijk worden omgezet in een betere score op enkele van de bovengenoemde doelen (met name een vergroting van capaciteit). 1.3 doelstellingen Dit rapport stelt zich ten doel twee soorten vragen te beantwoorden: 1. Wat zijn de mogelijkheden voor een BB21-verkeersregeling? Hoe kan zo n verkeersregeling eruit zien? Is er zicht op de algoritmen die nodig zijn? Is de introductie van vensters een goede aanpak? 2. Levert een BB21-verkeersregeling wat op? Is, bij benadering, bekend in hoeverre de punctualiteit kan verbeteren? Kan de verkeersregeling geautomatiseerd de kleine conflicten afhandelen (hetgeen kan leiden tot een verlaging van de werklast op de posten)? 1.4 inhoud rapport Het tweede hoofdstuk is vooral een bewerking en samenvatting van de twee tussenrapporten Vensters en Verkeersregeling onderweg. In dit hoofdstuk worden de inzichten (de concepten en ideeën) uit die rapporten en de bijstellingen ervan besproken. In het derde hoofdstuk worden de resultaten van de simulatiestudie uit de doeken gedaan. Het vierde hoofdstuk bevat de conclusies en de aanbevelingen. In de bijlagen is veel aanvullende informatie bijeen gebracht. BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 8 / 56

9 2 beschrijving inzichten In dit hoofdstuk geven we een beschrijving van de inzichten, die in de loop van het project zijn verworven. Paragraaf 2.1 probeert de essentie van een BB21-verkeersregeling te verwoorden. Deze paragraaf belicht de filosofie of invalshoek, die aan de basis van het project staat. In paragraaf 2.2 zijn uitgangspunten en randvoorwaarden samengebracht. De paragrafen 2.3 t/m 2.5 bevatten algemene opmerkingen over (de context van) verkeersregeling. De overige paragrafen behandelen aspecten die specifiek zijn voor een BB21 verkeersregeling. 2.1 essentie van een BB21-verkeersregeling Railverkeer kenmerkt zich van oudsher door een grote mate van planning. Een belangrijke reden hiervoor is dat de infrastructuur doorgaans schaars is. Een trein, die gebruik wil maken van de infrastructuur, moet van tevoren een pad reserveren. Een andere reden is dat er vele betrokkenen zijn, die tijdig op de hoogte moeten zijn van wat er staat te gebeuren. Ten eerste gaat het hierbij om velen die beroepshalve een bijdrage leveren aan het spoorvervoer. Ten tweede gaat het om degenen die van het spoorvervoer gebruik maken (reizigers en verladers). De concrete vorm van de planning is de dienstregeling. De dienstregeling regelt het infragebruik en verzorgt de coördinatie tussen de vele betrokken partijen. In de huidige dienstregeling wordt in principe alles ruim van te voren vastgelegd. De zaken die de reiziger aangaan het liefst een jaar van tevoren. Voor het goederenvervoer is een kortere termijn gewenst. Het infragebruik wordt in hoofdlijnen ook een jaar van tevoren vastgelegd. De details ervan kunnen in de weken voorafgaande aan de uitvoering nog wijzigen. Een vergelijking met de industriële productie dringt zich op. Ook daar waren en zijn de schaarste aan productiemiddelen en de coördinatie van de betrokken medewerkers redenen om de productie lang van tevoren te plannen. In deze sector wordt echter al langere tijd gestreefd naar meer flexibiliteit (met behoud van een efficiënt gebruik van de productiemiddelen). Technische voorwaarde voor deze ontwikkeling is het ontstaan van nieuwe mogelijkheden op de gebieden van telecommunicatie en automatisering. Ook in het spoorwegverkeer kan de introductie van nieuwe technologie de weg vrijmaken voor een meer flexibele bedrijfsvoering, mét behoud van een efficiënt gebruik van de productiemiddelen en óndanks het feit dat er in het reizigersverkeer vele, zeer vele partijen zijn, die allen geïnformeerd moeten worden over wat er gaat gebeuren. De strakke planning vooraf verdwijnt ten dele. Een BB21-verkeersregeling neemt (gedeeltelijk) de rol van de strakke planning vooraf over. Het motto is: minder (gedetailleerd of strak) plannen, meer regelen (binnen expliciete kaders). Beslissingen worden uitgesteld en zo wordt de flexibiliteit verkregen om adequaat te kunnen reageren op de actuele stand van zaken. Op ambitieniveau 3 gaat het hierbij onder meer om het inleggen op het laatste moment van nieuwe treinen of het veranderen van de route van een bestaande trein (omleiden, extra stops, doortrekken, gedeeltelijk opheffen). Op ambitieniveau 2 gaat het vooral om een betere punctualiteit. Een voorbeeld van de flexibiliteit op ambitieniveau 2 is een inhaling van een stoptrein door een sneltrein. Als de inhalende sneltrein verlaat is, zal de in te halen stoptrein niet onnodig wachten. Immers de plek van inhaling stond sowieso nog niet vast. Het enige dat in de dienstregeling vastligt is dat de sneltrein de stoptrein (naar alle waarschijnlijkheid) ergens onderweg zal inhalen. Voor de bijsturing is de dienstregeling minder dan in de huidige situatie een gouden standaard. De bijsturing mag veel meer opportunistisch te werk gaan (maar opnieuw zij vermeld: binnen expliciete kaders). BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 9 / 56

10 We nemen de vergelijking met de industriële productie weer op. Een grotere flexibiliteit in de industriële productie leidt tot kortere levertijden. We trekken nu een parallel tussen levertijd en de tijdsduur dat een dienstregeling van tevoren vaststaat. Verkorting van levertijden komt overeen met het op een laat moment kunnen signaleren van een vervoersbehoefte en het vervolgens inplannen van extra treinen. Ambitieniveau 3 mikt erop dat vraagafhankelijke vervoer mede mogelijk te maken. 2.2 uitgangspunten en randvoorwaarden voor BB21 verkeersregeling In dit rapport wordt onder meer gepleit voor een stochastische invalshoek, d.w.z. de onzekerheid die inherent is aan het railverkeersproces wordt expliciet gemaakt. Met deze invalshoek hangen met name de eerste twee uitgangspunten samen. De laatste twee uitgangspunten zijn van pragmatische aard. 1. Ten tijde van de toepassing van de ambitieniveau 2 BB21-systemen zullen ambitieniveau 1 BB21-technieken zijn gerealiseerd. Ten eerste betekent deze veronderstelling dat de mogelijkheid van rijden op remwegafstand is gerealiseerd. Het resultaat is een verkorting van de (technisch minimale) opvolgtijden. Ook voor andere procestijden wordt gestreefd naar een reductie. Korte opvolgtijden en adviessnelheden maken het mogelijk om twee treinbewegingen met minimale hinder kort na elkaar uit te voeren, zodat met name een soepele inhaling een optie wordt. Ten tweede is de actuele registratie ( monitoring ) van het railverkeersproces zeer goed, zodat de onzekerheid aangaande de nabije toekomst (bijvoorbeeld het eerstvolgende uur) vrijwel geheel te wijten aan de onvoorspelbaarheid van het railverkeersproces zelf en niet aan een gebrekkige registratie ervan. 2. De explicitering van de onzekerheid heeft niet alleen consequenties voor de verkeersregeling, maar ook voor de planning. Een planning is enerzijds een vervoeraanbod (onder meer via het spoorboekje). Anderzijds is een planning ook de eerste (en de grootste) poging om het railverkeersproces te sturen. Omdat echter de onzekerheid fundamenteel is, dan belooft een gedetailleerde planning teveel. Als daarentegen in de planning allerlei beslissingen worden genomen op een niveau dat past bij de onzekerheid over het toekomstige railverkeersproces, dan krijgt de planning een meer voorwaardenscheppend karakter. Vandaar het motto minder plannen en meer regelen. Dit betekent dat het ontwerp van een verkeersregeling ingebed moet zijn in de context van een totaalmodel van de besturing van het railverkeersproces. Overigens zij opgemerkt dat het motto minder plannen, meer regelen niet betekent rij maar raak of regel maar raak. Introductie van een (gedeeltelijk) geautomatiseerde verkeersregeling betekent onder andere een strakke definitie en handhaving van de kaders, waarbinnen naar een optimale oplossing voor conflicten gezocht kan worden. 3. Bij een partiële modellering (een voor de hand liggend startpunt) krijgt de modellering van de toedeling van infrastructuur aan treinen voorrang, omdat de infrastructuur het meest schaarse goed is. Modellering van materieel- en personeelomlopen blijven in dit geval achterwege. 4. Een ontwerp voor een geautomatiseerde verkeersregeling richt zich in eerste instantie op de procesregeling (verantwoordelijkheidsniveau 3, zie verder 2.4). BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 10 / 56

11 Ambitieniveau 2 kent in het vervoerproces twee vrijheidsgraden, die bijdragen aan de regelruimte voor de verkeersregeling. 1. Op knooppunten is de regelruimte beperkt. De punctualiteitseisen zijn voor een knooppunt strenger dan voor een baanvak. Er is een beperkte mogelijkheid tot perronspoorkeuze. De keuze van de perronsporen kan tijdens de uitvoering verschuiven van het ene naar het andere perronspoor aan hetzelfde perron. Achtergrond hierbij is de wens om de hinder voor de reizigers tot een minimum te beperken. De maatregelen hebben dus geen substantieel effect op het (vooraf gedefinieerde) vervoerproduct. 2. Op baanvakken kunnen buffers en (rijtijd)marges worden flexibel ingezet. De aankomst- en vertrektijden op de haltes en stations langs het baanvak mogen binnen (nader te bepalen) bandbreedtes tijdens de uitvoering worden bepaald. Het begrip punctualiteit houdt rekening met deze bandbreedtes. Aan de reiziger worden met name het vroegste vertrektijdstip en het laatste aankomsttijdstip gecommuniceerd. Enkele algemene eisen die aan een toekomstige verkeersregeling worden gesteld zijn de volgende. 1. De verkeersregeling moet geschikt zijn voor zowel een meer-treinen dienstregelingsmodel als voor een homogeen dienstregelingsmodel. 2. De (functionele) beschrijving van de verkeersregeling moet acceptabel zijn voor alle betrokken partijen: Railned, NS VL, RIB, en de vervoerders. 3. De wijze waarop dienstregelingen worden geconstrueerd zal een migratietraject doorlopen van de huidige situatie naar een toekomst waarin bij de uitvoering veel zwaarder gebruik gemaakt wordt (kan worden) van verkeersregelautomaten. De beschrijving van de verkeersregeling moet toegepast kunnen worden in elk stadium van dit migratietraject. Concreet betekent dit dat de beschrijving (ook) moet aansluiten bij het CS/BO-systeem. 4. In de uiteindelijk geoptimaliseerde besturing zal de mens de supervisie (moeten) voeren, ook over de verkeersregeling. 5. De beschrijving van de verkeersregeling moet zicht bieden op verkeersregelingssystemen die ook bij grotere verstoringen (veel) ondersteuning kunnen leveren. 2.3 vervoerplan, verkeersplan en logistiek plan Vervoer en verkeer vinden beide plaats in een tijd-weg ruimte. Een vervoerplan specificeert hoe reizigers (of zitplaatsen) en lading zich door de tijd-weg ruimte voortbewegen. Een verkeersplan doet hetzelfde, maar dan voor treinen. Ten slotte kan een trein slechts functioneren als er materieel en personeel op het juiste moment beschikbaar is om de trein te formeren. We hanteren in dit rapport de volgende definities: vervoerplan Het vervoerplan is de specificatie van vervoer: aangeboden reismogelijkheden op bepaalde tijdstippen en op vervoerpunten (haltes en knooppunten). Het vervoerplan doet ook uitspraken over de (gewenste) kwaliteit van het vervoer: met name punctualiteit en aansluitingen (tussen BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 11 / 56

12 logistiek plan verkeersplan punctualiteit treinen onderling en tussen treinen en overig openbaar vervoer). Het logistieke plan is een specificatie van logistieke eisen (materieel- en personeelovergangen) op met name knooppunten en opstelterreinen. Het verkeersplan is een specificatie van verkeer: de aanwezigheid van treinen op bepaalde tijdstippen op bepaalde punten (conflictpunten, dienstregelpunten). Het verkeersplan is gebaseerd op het vervoerplan en het logistieke plan en erft uit deze plannen randvoorwaarden. Ook is het verkeersplan gebaseerd op de mogelijkheden van de verkeersmiddelen (infrastructuur en materieel). Punctualiteit is de mate waarin een gerealiseerde aankomst- of vertrektijd van een trein overeenkomt met de specificatie uit het vervoerplan. Opmerking. Er zijn 3 ambitieniveaus voor toepassing BB21-middelen. Zie BB21 Ambitieniveaus - een managementsamenvatting (opgenomen als bijlage A). In een schema karakteriseren we deze niveaus als volgt. verkeersplan vervoerplan logistiek plan opmerking ambitieniveau huidige manier van opstellen drgl; verkeersplan, vervoerplan en log. plan niet strict onderscheiden ambitieniveau verkeersplan gedeeltelijk losgelaten (wel capaciteitscontrole van vervoerplan en log. plan) ambitieniveau verkeersplan geheel losgelaten; vervoerplan gedeeltelijk losgelaten; (aanbod van vervoer anders formuleren dan in huidig spoorboekje); logistiek plan gedeeltelijk losgelaten ++ = eenduidig plan gegeven + = plan gedeeltelijk losgelaten = plan geheel losgelaten Als het verkeersplan gedeeltelijk is losgelaten zijn met name volgorden op kruisingen en wisselcomplexen niet langer (precies) vastgelegd. Deze situatie treffen we aan op ambitieniveau 2. Op ambitieniveau 3 wordt ook het vervoerplan gedeeltelijk losgelaten. Dit houdt bijvoorbeeld in dat wel bekend is dat er een trein zal rijden, maar de compositie pas op het laatste moment wordt vastgesteld (op basis van de actuele vervoervraag). Een andere mogelijkheid is het opstellen van een basis vervoerplan met de mogelijkheid om vraagafhankelijk extra treinen te rijden. Als het vervoerplan geheel is losgelaten vindt het vervoer vraaggestuurd plaats. Ambitieniveau 3 is vooral interessant voor goederenvervoer en voor incidenteel vervoer (bijvoorbeeld bij evenementen). Bijlage E is gewijd aan een korte schets van verkeersregeling op ambitieniveau 3. Op zowel ambitienniveau 2 als 3 worden uit vervoerplan en logistiek plan expliciet randvoorwaarden voor het verkeersplan afgeleid. Met andere woorden bij de uitvoering van het verkeersplan moeten er (externe) vervoerdoelen en logistieke doelen worden gerealiseerd. Als er tijdens de uitvoering beslissingen genomen moeten worden, waarbij die doelen in het geding zijn, spreken we kortheidsshalve over beslissingen met productconsequentie. BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 12 / 56

13 2.4 globale opbouw voor verkeersregeling In tabel 1 onderscheiden we 4 verantwoordelijkheidsniveau s voor planning en verkeersregeling. verantwoordelijkheidsniveau FCBB21 (p.11) dit rapport verantwoordelijkheden 1 planning opstellen verkeersplan 2 planning beheer verkeersplan (verkeersregeling deel 1) 3 regeling procesregeling (verkeersregeling deel 2) opstellen van (globaal) verkeersplan met inachtneming van vervoerdoelen en logistieke doelen beslissingen over: overnemen van aansluitingen opheffen van treinen inleggen van extra treinen volgordewisselingen met produktconsequentie inhaling met produktconsequentie beslissingen over: plaats van inhaling volgordewisselingen zonder produktconsequentie bijsturing op conflictpunten 4 sturing processturing processturing van infra en trein (controle en fysieke proces) Tabel A. Vier verantwoordelijkheidsniveau's en hun verantwoordelijkheden. De samenhang met de structuur van de hoofdfuncties in het Functioneel concept BB21 (zie lit. d) is aangegeven. Op verantwoordelijkheidsniveau 1 wordt het (initiële) verkeersplan opgesteld. Hierbij gaat het (in de huidige situatie) om jaar- en dagplan. Het verkeersplan is input voor de verkeersregeling. Het tweede verantwoordelijkheidsniveau (beheer verkeersplan) is het eerste niveau van de verkeersregeling. Hier worden, kort gezegd, de (real-time) beslissingen genomen met productconsequenties. Op dit niveau wikt en weegt de mens. Een mogelijke karakterisering van dit niveau luidt als volgt. - Vervoerbedrijven blijven een produkt leveren volgens een dienstregeling: publiceerbare aankomst- en vertrektijden met een punctualiteitsstreven. - Afwijking van die dienstregeling kan slechts toegestaan worden (behoudens overmacht) wanneer er een afweging van belangen en mogelijkheden met de betrokken vervoerbedrijven heeft plaatsgevonden (reizigersbelang, kosten, etc.). Deze afweging vraagt (gegeven afhankelijkheden tussen treinen in de vorm van aansluitingen, materieelgebruik en personeelsdiensten) om een breed overzicht van de verschillende treinbewegingen. - De meest flexibele/robuuste wijze van verkeersafwikkeling ontstaat in het geval beslissingsbevoegdheden zover mogelijk naar de uitvoering van het proces worden gedelegeerd. Op verantwoordelijkheidsniveau 3 (procesregeling) vinden er afwegingen zonder productconsequenties plaats. Deze afwegingen zijn gericht op onder meer het opsparen van BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 13 / 56

14 marge (zodat de treinen ook in de nabije toekomst aan de vervoerdoelen en logistieke doelen kunnen voldoen) en op energiebesparing. In tegenstelling tot niveau 2 lijkt op niveau 3 een vrij hoge mate van automatisering mogelijk en wenselijk. Verantwoordelijkheidsniveau 4 (processturing) krijgt in dit verhaal weinig aandacht. De technische implementatie hiervan wordt verondersteld (in de nabije toekomst) aanwezig te zijn. Het is nuttig om hier op te merken dat op de verantwoordelijkheidsniveaus 1, 2, en 3 precieze kennis niet aanwezig hoeft te zijn. We veronderstellen dat op het 4e niveau voldoende detailkennis aanwezig is om per trein de niveaus erboven te voeden met de benodigde informatie. Met deze keuze hangt samen dat op de eerste 3 niveaus de kennis van infrastructuur gegeven kan zijn in de vorm van met name mogelijke routes en opvolgtijden. De opvolgtijden zijn deels voorgedefinieerde getallen en deels kunnen ze op niveau 4 worden berekend. 2.5 actoren op de verantwoordelijkheidsniveaus Op elk verantwoordelijheidsniveau verblijven diverse actoren. De belangrijkste zijn: niveau 1 centrale planningsinstantie niveau 2 landelijke beheerder verkeersplan, locale beheerder verkeersplan niveau 3 locale verkeersregelaar niveau 4 infra, treinen Opmerking 1. Met name op de niveaus 2 en 3 speelt de kwestie centraal versus decentraal. Vragen zijn: heeft een landelijke beheerder veel in de melk te brokkelen? en: wat is het geografische werkterrein van een locale beheerder of van een locale regelaar? Beslaat zo n werkterrein een dienstregelpunt of een perronspoor of een infraelement (een wissel of een kruis) of een cluster van infraelementen (bijvoorbeeld een wisselcomplex)? Hier liggen nog onbeantwoorde vragen. Opmerking 2. Voor de verkeersregeling is het de trein, die een voorspelling afgeeft over zijn nabije toekomst. Daarbij maakt het niet uit of die voorspelling daadwerkelijk in de (fysieke) trein wordt gerealiseerd of dat die functie plaatsvervangend door een instantie aan de wal wordt vervuld. 2.6 vensters als communicatietaal tussen de lagen Wezenlijk voor het functioneren van het geheel is een adequate communicatie tussen de verantwoordelijkheidsniveaus. Wij verdedigen hier de stelling dat vensters een passend (BB21-)voertuig zijn voor de communicatie. Enerzijds kunnen we met behulp van vensters de aanwezige/benodigde regelruimte aangeven en anderzijds kunnen we met behulp van vensters de onzekerheid van het railverkeersproces beschrijven. Een venster is een tijdsinterval dat de huidige dienstregelingstijd (vertrektijd, aankomsttijd of doorrijdtijd) vervangt. Een venster kent een vroegste tijd (de ondergrens), een laatste tijd (de bovengrens) en eventueel een doeltijd of een gemiddelde tijd ertussen in. Het is mogelijk dat de vroegste tijd (of de laatste tijd) ontbreekt. In dat geval is er sprake van een eenzijdig interval (venster). De randvoorwaarden die het vervoerplan en het logistiek plan aan de verkeersregeling stellen zijn op een vanzelfsprekende manier te formuleren m.b.v. kadervensters. Een eerste voorbeeld is een aansluiting. De afvoertrein mag pas vertrekken tussen 2 en 5 minuten nadat BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 14 / 56

15 de aanvoertrein is aangekomen. Een tweede voorbeeld is een kering: een trein in de terugrichting kan pas vertrekken 6 minuten nadat de trein in de heenrichting is aangekomen. Deze vensters noemen we relatieve kadervensters. Het woord relatief verwijst naar het feit dat de vensters betrekking hebben op twee treinen. Een absoluut kadervenster legt de punctualiteit van 1 trein vast. Van een trein kan in het vervoerplan bijvoorbeeld zijn vastgelegd dat hij moet aankomen op een bepaald station tussen en Als een trein later passeert dan de laatste tijd van het venster, is er sprake van vertraging (vertraging = passagetijd laatste tijd van venster). Als een trein vroeger passeert dan de vroegste tijd van het venster, is er sprake van negatieve vertraging of vervroeging (vervroeging = vroegste tijd van venster passagetijd). Als een trein in het venster passeert, is de trein op tijd. Een vervoerplan met gewone aankomsttijden en vertrektijden kan gezien worden als een speciaal geval van een vervoerplan met vensters. Alle vensters hebben dan een breedte gelijk aan 0. In het algemeen betreft de inhoud van de communicatie enerzijds de routes van de treinen en anderzijds de passagetijden van treinen op die routes. Door een reeks van vensters voor een trein te specificeren wordt impliciet ook de route van die trein vastgelegd. Overigens wordt op verantwoordelijkheidsniveau 2 slechts een globale route vastgelegd doordat de kadervensters slechts betrekking hebben de plekken en de tijden waarop een trein moet halteren. Hierbij kan ook het perronspoor een variabele zijn. Bij een normale gang van zaken ligt de globale route van een trein vast en worden enkele details op niveau 3 ingevuld. Bij een grote verstoring kan een trein worden omgeleid of zelfs opgeheven. Vanwege de serieuze productconsequenties ligt de verantwoordelijk voor dergelijke beslissingen op niveau 2. We onderscheiden naast de kadervensters nog 2 typen vensters: naam venster van/naar globale inhoud kadervensters van niveau 2 naar niveau 3 en v.v. eisen t.a.v. punctualiteit, aansluitingen, keringen etc. stuurvensters van niveau 3 naar niveau 4 opdracht aan trein betreffende doorrijden, vertrek, aankomst op bepaalde locaties voorspelvensters van niveau 4 naar niveau 3 (en eventueel naar niveau 2) voorspelling betreffende doorrijden, vertrek, aankomst van een trein op bepaalde locaties Opmerking 1. We zien dat een venster van boven naar beneden een sturing (opdracht) is en van beneden naar boven een terugkoppeling (informatie over de stand van zaken). De kadervensters, die van niveau 3 naar niveau 2 gaan, zijn hetzij de kadervensters, die niet meer gehaald kunnen worden, hetzij voorstellen tot bijstellingen van kadervensters. Opmerking 2. Met deze vensters zijn niet alle informatiestromen beschreven. Er kan (extra) informatie worden uitgewisseld over actuele opvolgtijden, storingen van routes (als gevolg van verminderde beschikbaarheid van de verkeersmiddelen) etc. 2.7 verkeersregelcyclus In welke volgorde de actoren op de verschillende verantwoordelijkheidsniveau met elkaar communiceren kunnen we beschrijven m.b.v. de verkeersregelcyclus. In een figuur ziet de verkeersregelcyclus er als volgt uit. BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 15 / 56

16 meten en vergelijken signalering conflict oplossen kader (plan) bijstellen Figuur A. De verkeersregelcyclus. Als het meten en vergelijken leidt tot een conflictsignalering (of: conflictdetectie), dan begint een fase van conflictoplossing. Als de conflictoplossing niet kan worden opgelost binnen het bestaande kader (de beschikbare regelruimte in het verkeersplan), moet dat kader worden aangepast (verruimd). Het laatste kan eenvoudigweg inhouden dat een grote vertraging wordt geaccepteerd. Het kan ook inhouden dat een aansluiting wordt verbroken of dat extra materieel wordt ingezet. Ook als het kader moet worden aangepast, is de locale verkeersregelaar degen, die het conflict oplost. Maar hij kan dat pas doen ná verruiming van de regelruimte (kader) door de beheerder van het verkeersplan. De locale verkeersregelaar is in dit spel de echte rekenaar, die goed overweg kan met het vinden van (bijna) optimale oplossingen voor problemen waarin de stochastiek een belangrijke rol speelt. 2.8 relevante effecten van een BB21-verkeersregeling Een BB21-verkeersregeling kenmerkt zich, behalve door het gebruik van vensters, door een aantal effecten (mogelijkheden), die hieronder worden besproken. Opsparen van marge. Als de verplaatsingen van treinen precies worden geregistreerd, wordt het mogelijk dat treinen enigszins vroeger gaan rijden dan hun dienstregelingspad aangeeft, zonder dat daarmee hinder voor andere treinen ontstaat. We noemen dit effect opsparen van marge. Het opsparen van marge wordt momenteel af en toe toegepast, doordat een trein op het eerste deel van een traject tussen twee knooppunten snel wordt ingelegd (zonder rijtijdtoeslag of zelfs met negatieve rijtijdtoeslag). Een sterk verbeterde registratie van de positie en snelheid van de treinen maakt het nu mogelijk dat dit principe ook wordt toegepast in situaties waar twee of meer treinen kort na elkaar gebruik maken van dezelfde infra. Volgordewisselingen. Verkorting van de opvolgtijden zorgt ervoor dat ook bij kleinere vertragingen volgordewisselingen voordeel kunnen opleveren. Echter op het moment dat treinen in de uitvoering van volgorde wisselen, terwijl dit in de planning niet was voorzien, wordt het meteen moeilijk om het overzicht op de uitvoering te behouden. In een ten dele geautomatiseerde verkeersregeling zijn de mogelijkheden om volgordewisselingen op gecontroleerde wijze toe te passen verbeterd. Alternatieve routekeuze. Dreigende conflicten kunnen soms worden vermeden door voor één of enkele treinen een alternatieve route te kiezen. Met name op wisselcomplexen bestaat deze keuzemogelijkheid. Ook de keuze voor een alternatief perronspoor behoort, onder randvoorwaarden (zie paragraaf 2.2), tot de mogelijkheden. Ook hier geldt dat een ten dele geautomatiseerde verkeersregeling het gecontroleerde gebruik van de bijsturingsinstrumenten kan verbeteren. Verschuiving conflictoplossing van de planning naar de uitvoering (uitgestelde conflictoplossing). Het initiële verkeersplan is niet (per definitie) conflictvrij. Ook het BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 16 / 56

17 actuele verkeersplan is niet conflictvrij. Conflicten worden pas opgelost, als de urgentie hoog genoeg is. Het voordeel van dit uitstel is dat er op een laat moment de op dat moment meest gunstige keuze gemaakt kan worden. Het uitstellen van de keuzes over volgordes van treinen en over detailroutes brengt natuurlijk onzekerheid met zich mee. Met deze onzekerheid kan de BB21-verkeersregeling overweg. Voorbeeld Een trein (trein 2) rijdt in een dienstregeling na een andere trein (trein 1) over een kruis. Trein 2 is met verlaagde snelheid ingelegd. Trein 1 is enigszins verlaat. Gevolg: trein 1 en trein 2 arriveren ongeveer tegelijkertijd bij de kruis. Stel nu dat trein 2 niet met verlaagde snelheid is ingelegd. Dan kan tijdens de uitvoering worden besloten of inderdaad trein 2 na trein 1 passeert (trein 2 wordt alsnog afgeremd) of dat trein 2 vóór trein 1 mag passeren (trein 2 krijgt instructie om met baanvaksnelheid door te rijden). In zekere zin levert trein 2 hier een marge, die hij niet nodig had, in om een soepele kruising mogelijk te maken. We merken op dat het initiële verkeersplan wel onderworpen moet worden aan een capaciteitscheck, die verifieert dat het verkeersplan voldoende ruimte bevat om (gewone) conflicten te kunnen oplossen. Veelvuldiger toepassen van inhalingen. Elke inhaling is een volgordewisseling met risico. De (kans op) vertragingsoverdracht is groot. Inhalingen worden acceptabel als de opvolgtijden klein zijn, de inhaling soepel verloopt en als de mogelijkheid bestaat om bij grotere vertragingen de inhaling te verplaatsen (naar bijvoorbeeld het volgende inhaalstation). Korte opvolgtijden en een soepele inhaling (het automatisch regelen van een geplande inhaling op een geplande positie) zijn reeds onderdelen van ambitieniveau 1 (zie paragraaf 2.2). De inhaling zelf kost daardoor de ingehaalde trein (vrijwel) geen tijd. Het verplaatsen van een inhaling bij grotere vertragingen impliceert het ongedaan maken van een geplande volgordewisseling en het besluit tot een nieuwe volgordewisseling op een andere plaats. De mogelijkheden op ambitieniveau 2 om het verplaatsen van inhalingen onder controle te houden maken het extra aantrekkelijk om in de planning veel meer dan tot nu toe inhalingen op te nemen. 2.9 succescriteria In dit rapport zijn de volgende succescriteria gehanteerd. 1. Leidt de nieuwe verkeersregeling tot een verbetering van de punctualiteit? Bij de simulatie (zie hoofdstuk 3) dienen de voorrangregels in het simulatiepakket Capsim als referentie. 2. In de hiervoor beschreven opzet definieert verantwoordelijkheidsniveau 2 via de kadervensters a.h.w. een regelruimte. Zijn de marges en buffers, die bij de huidige dienstregelingopzet worden toegepast, voldoende als ingrediënten voor de regelruimte? Blijft bij primaire verstoringen van een normaal niveau het aantal bijstellingen van de regelruimte beperkt? De achtergrond van deze vragen is dat het bijstellen van de regelruimte altijd een menselijke activiteit zal blijven, waarvan de frequentie niet te hoog moet liggen. De routinetaken worden automatisch afgehandeld relaties met ontwikkelingen binnen VPT In deze paragraaf worden enkele overeenkomsten en verschillen van de hier besproken BB21- verkeersregeling met het project CS/BO (conflictsignalering en beslissingsondersteuning) binnen VPT kort besproken. Een belangrijke overeenkomst is dat in beide benaderingen BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 17 / 56

18 nagenoeg dezelfde verkeersregelcyclus (zie paragraaf 2.7) een belangrijke rol speelt. De fase van conflictoplossing wordt binnen CS/BO BO-sessie (zie lit. a, p. 70, 71) genoemd. De verschillen tussen de boven besproken BB21-verkeersregeling en CS/BO zijn met name de volgende punten. De BB21-verkeersregeling houdt expliciet rekening met de stochastiek die inherent is aan railverkeersproces. CS/BO hanteert een planhorizon om aan die conflictsignaleringen, die hoogst onzeker zijn, geen gehoor te geven. De BB21-verkeersregeling brengt met zich dat op de verkeersregeling wordt geanticipeerd bij het opstellen van het verkeersplan. CS/BO gaat ervan dat het verkeersplan op de gebruikelijke wijze wordt opgesteld (zonder expliciete definitie van regelruimte). De BB21-verkeersregeling benoemt welke conflicten kleine conflicten of routine -conflicten zijn, welke conflicten automatisch kunnen/mogen worden opgelost. Aldus expliciteert de BB21-verkeersregeling de regelruimte, waarbinnen de procesregeling automatisch conflicten kan oplossen. In CS/BO moet in principe elke beslissing worden goedgekeurd door de procesleider (en/of verkeersleider). BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 18 / 56

19 3 toetsing inzichten De inzichten en ideeën, die in het vorige hoofdstuk zijn beschreven, zijn getoetst met behulp van een simulatiestudie. De toetsing is geschied aan de hand van een voorbeeld en heeft daarom een beperkte geldigheid. De voornaamste beperkingen zijn: De simulatiestudie richt zich op het baanvak Arnhem - Utrecht. Voor verscheidene ingrediënten van het railverkeersproces zijn in de simulatie vereenvoudigende veronderstellingen gedaan. In de volgende paragrafen beschrijven we achtereenvolgens: de modellering van het railverkeersproces nadere details over de modellering van de verkeersregeling de resultaten van de simulatie. 3.1 modellering van het railverkeersproces Vooraf zij opgemerkt dat veel elementen van de navolgende modellering worden uitgedrukt in tijdstippen en tijdintervallen treinen De simulatie beperkt zich het treinverkeer op het baanvak Arnhem - Utrecht. De treinsoorten, de treinaantallen en de tijdliggingen zijn ontleend aan BA34. We beschouwen in het bijzonder het treinverkeer dat naar Utrecht gaat. Treinen uit Rhenen worden meegenomen vanaf hun aankomst te De Haar. Verder rijden er in de simulatie ook treinen, die met de treinen richting Utrecht een overkruisconflict kunnen hebben. Hierbij gaat het om treinen (te Utrecht) uit s Hertogenbosch (te Utrecht) naar Arnhem (te Arnhem) uit en naar Nijmegen (te Arnhem) uit Utrecht. Treinen die van Utrecht naar Arnhem rijden, komen dus op twee momenten in het spel voor, beide keren als kruisende passanten. Voor twee treinseries is gespecificeerd dat ze te Arnhem keren, zowel uit de richting Utrecht naar Nijmegen als andersom infra en regelknopen In de modellering is de fysieke infrastructuur afwezig. De modellering is geschied vanuit het verkeersperspectief (zie bijlage B). De infrastructuur is gemodelleerd als een netwerk van regelknopen. Een regelknoop is een locale verkeersregelaar, die op een dienstregelpunt (een station, een halte, een splitsingspunt) beslissingen van een bepaald type kan en mag nemen. 1. Sommige regelknopen gaan over het divergeren van treinroutes bij aankomst op een dienstregelpunt. We noemen deze regelknopen divergentiepunten of ook wel (divergentie)wissels. 2. Andere regelknopen gaan over het convergeren van treinroutes bij vertrek vanaf het dienstregelpunt. We noemen deze regelknopen covergentiepunten of ook wel (covergentie)wissels. 3. Een derde groep van regelknopen gaat over kruisende treinbewegingen op de wisselcomplexen. We noemen deze regelknopen kortheidshalve kruisen. 4. Een laatste groep van regelknopen gaat over het halteren van treinen op een perronspoor. We noemen deze regelknopen haltepunten of perronsporen. BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 19 / 56

20 Regelknopen uit de eerste drie groepen bewaken randvoorwaarden, die voortkomen uit een gemeenschappelijk gebruik van de infrastructuur. Met name dragen de wissels en kruisen zorg voor volgorde van treinen. Hierbij spelen opvolgtijden en overkruistijden een belangrijke rol. De regelkopen uit de laatste groep bewaken randvoorwaarden uit het vervoerplan (punctualiteit en aansluitingen). Op alle perronsporen is voor alle (halterende) treinen een punctualiteitseis gegeven. Deze punctualiteitseisen zijn in de vorm van kadervensters gegeven. Voor twee treinseries is op het aankomstperronspoor te Utrecht een aansluiting gedefinieerd. Omdat de afvoertreinen zelf niet altijd in de simulatie meedoen, zijn voor de aansluitingen geen relatieve kadervensters gedefinieerd, maar komen de aansluitingen tot uitdrukking via absolute kadervensters (meer dan 2 minuten vertraging te Utrecht betekent het missen van de aansluiting). Er zijn geen regelknopen die als taak hebben om randvoorwaarden uit een logistiek plan te bewaken. In deze simulatie zijn geen logistieke randvoorwaarden meegenomen. Doordat de regelknopen hun naaste buren kennen, is impliciet de netwerkstructuur gegeven. Elke trein kent zijn route als een opeenvolging van regelknopen. Er is geen mogelijkheid voor routekeuze gegeven. Daarom heeft elke treinsoort op een dienstregelpunt met inhaalmogelijkheid zijn eigen perronspoor (of doorrijdspoor). Verder kent elke trein zijn nominale rijtijden en halteringstijden tussen en op de dienstregelpunten. De rijtijden tussen de regelknopen op één dienstregelpunt zijn gelijk aan 0. Zie figuur b voor de netwerkstructuur op het baanvak. figuur f (in bijlage C) laat de treinstromen en de regelknopen te Utrecht en Arnhem zien. Ut Ah Bnk Db Mrn Har Klp Ed Wf Otb h h h h h h h h h Figuur B. Schets van de netwerkstructuur. De h duidt op een haltepunt. Alle doorgetrokken lijnen zijn verbindingen. Waar twee of meer verbindingen samenvoegen of splitsen, bevindt zich een regelknoop. Alle onderbroken lijnen zijn hulplijnen. figuur f (in bijlage C) geeft de details over de treinstromen en de regelknopen te Utrecht en Arnhem verstoringen en verplaatsingstijden Op drie manieren kunnen er verstoringen in het proces optreden: een trein kan te laat met zijn rit beginnen (beginvertraging) een trein loot bij de aanvang van zijn rit een bepaalde fitheid, die bepaalt of de nominale rijtijden of halteringstijd van de trein korter of langer is dan de gemiddelde nominale rijtijden of halteringstijd (welke in een tabel gegeven zijn) een trein is tijdens het rijden en het halteren onderhevig aan kleine onvoorspelbare incidenten. De laatste twee oorzaken leiden ertoe dat de feitelijke rijtijd en halteringstijd van elke trein een stochastisch karakter hebben. BB21-verkeersregeling /definitief/1 Pagina 20 / 56