Gröna Tåget - KTH

Gröna TågetGröna TågetResande och trafikesa de oc t a

Oskar FröidhSeminarium: Högre hastigheter i persontrafiken Oskar Fröidh

[email protected]ögre hastigheter i persontrafiken20 januari 2011

åVad är Gröna Tåget?Ett forskningsprogram om ett tågkoncept för fjärrtrafik och Ett forskningsprogram om ett tågkoncept för fjärrtrafik och långväga regionaltrafik i Sverige och Norden

• Idéer och förslag till lösningar för ett ekonomiskt, attraktivt, Idéer och förslag till lösningar för ett ekonomiskt, attraktivt, miljövänligt och driftsäkert snabbtåg/höghastighetståg

• Tågköpare och fordonstillverkare avgör hur det utformas i praktiken.

Gröna tåget har stora krav på • Vintertålighet (finns nästan inte alls i TSD*)g ( )• Anpassning till funktionshindrade (högre krav än TSD*)• Flexibilitet (kopplingsbara korta tågsätt; finns inte i TSD*)• Spårvänlighet (högre krav än i Europanormer (EN))• Spårvänlighet (högre krav än i Europanormer (EN))• Ekonomisk effektivitet (speciellt vid mindre efterfrågan)• Miljöprestanda (energieffektivitet, buller) Skälen till att vi sysslar med särskild utveckling för

svenska och nordiska behov.

* TSD Tekniska Specifikationer för Driftskompatibilitet, gäller i EU-länderna

Parter i forskningsprogrammet åGröna Tåget

Regina 250Gröna Tåget Regina 250 Gröna Tåget

och några fler

SWEDTRAC

och några fler …

Konkurrenstryck på långväga Konkurrenstryck på långväga resemarknaden

Klassiskt tåg Höghastighetståg

100 %Marknadsandel

gMedelhastighet <100 km/h

g g gMedelhastighet >200 km/h

100 %Marknadsandel

60 %70 %80 %90 %

60 %70 %80 %90 %

40 %30 %20 %

50 %40 %30 %20 %

50 %

0 %10 %

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200km0 1100 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200km0 11000 %

%10 %

Möjliga linjer StockholmOrtsstorlek

>1 milj invånare

för trafik med Gröna Tåget

OsloÅrhusJyväskyläGävle

0,5-1,0 milj inv.

250-500 tusen inv.

100-250 tusen inv.

50-100 tusen inv.G ö a ågetNorden

Uleåborg

Skellefteå

Luleå

Rovaniemi

Umeå

Jyväskylä

Trondheim

Sundsvall

ÖstersundÖrnsköldsvik

Kuopio Joensuu

S:t PetersburgOslo

Tammerfors

Uppsala

Åbo

Lahtis

Bergen Gävle

Sundsvall

FalunBorlänge

ad

Helsingfors

Mora

• Kortare restider på befintligt järnvägsnät

Stockholm

Göteborg

Moss

Stavanger

VästeråsÖrebro

NorrköpingLinköping

JönköpingBorås

Trollhättan

Eskils-tuna

Karls

tad

Tallinn

g

Kristiansand

Uddevalla

befintligt järnvägsnät

• Viktiga förbindelser som delvis använder

b

Köpen-hamn

g

MalmöÅrh

us

p g

Helsing-borg

Od

Ålborg

B

Lund

Halmstad

Varberg Riga

Esbjerg

Kalmar

Karlskrona

nya banor

Hamburg

Odense

Kiev

Bremen

Järnvägar

Ny länk (Gröna tåget)

Linje med Gröna tåget

Annan viktig linje

Karta: Oskar Fröidh, 2010

Gröna Tågets kostnadsmodellGröna Tågets kostnadsmodell

Tågdata Trafikering Beläggningsgrad

Kapitalkostnader Personalkostnader

Energikostnader

Terminalkostnader

Banavgifter

Underhållskostnader

Administration och planering

Försäljningskostnader

Beräkning av driftkostnader Beräkning av driftkostnader per fall

Försäljningskostnader

Kostnad per tågkm Kostnad per personkm

Kostnad per sittplatskm Oskar Fröidh 2010

Viktigaste faktorer för ekonomisk tågtrafik

1,001,201,401,60

nkm

• Beläggningsgradkorta tågenheter

0,000,200,400,600,80

Kr/p

erso- korta tågenheter

- till- och frånkoppling (anp.utbudet)- anpassa efterfrågan (i täkt t i i ld t) 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Beläggningsgrad

0,60

(intäktsstyrning, yield management)

• Utrymmesutnyttjande

0 20

0,30

0,40

0,50

Kr/si

ttplat

skm

• Utrymmesutnyttjande- komfortabla och effektiva stolar

(tunnare dynor)breda tåg

0,00

0,10

0,20

1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6

Sittplatser per meter tåglängd

K- breda tåg- dubbeldäckade tåg (ej korglutning)

p p g g

0 40

0,50

0,60

m

• Medelhastighet- korglutning

0,10

0,20

0,30

0,40Kr

/sittp

latsk

m- korglutning- topphastighet- uppehållstider

0,0080 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Medelhastighet (km/h)

åBreda tåg eller kontinental profil?

0,60

Största tåglängd

0,40

0,50Största tåglängd15 vagnar (400 m)

0,30

r/sittp

latsk

m

KontinentalBred korg

Minsta tåglängd

0,10

0,20

k Minsta tåglängd2 vagnar (55 m)

0,00

,

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 12000 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Antal sittplatser

Bred korg för gott utrymmesutnyttjandeg g y y j

2,95 m 3,46-3,55 m

ICE3Normal (kontinental) korg

Gröna TågetBred korg( ) g g

Inkluderar 10 cm ökad vagnsbredd som är möjlig medActive Lateral Suspension (ALS)

Delningsmått i långväga trafik

X 2000Traditionell svensk/norsk bredd

50

Delning 276

48 95-99

Kontinental tågbreddÖresundståg, Tyskland etc

50-53

Delning 8

26446

85-95

53ReginaBrett tåg (3+2)

Delning 9

31945

90

Flygplan SAS 737-600Inrikes- och utrikestrafik

42

48 Delning 7

35042

78

Oskar Fröidh 2010

Rekommenderade stoldelningsmått i ekonomiklass

• Komfort

97,5

90

• Komfort• Lätt att ta sig in och ut• Stolsdelning i harmoni

46 42x4(+1)

9 9gmed fönsterplaceringen

åMin 54

Måtten förutsätter:• Stolen utformad med tunn rygg• Individuella armstöd på alla

200

60-70

sittplatser

330±5 cm

Jämförelse av tåglängderJämförelse av tåglängderUngefär samma sittplatskapacitet

108 mGröna tåget (breda korgar) ca 300 sittplatser

134 mGröna tåget (kontinental profil) ca 300 sittplatser

165 mX 2000 (normalprofil)

Grafik: Oskar Fröidh

309 sittplatser

Korglutning eller inte?

100%110%

60%70%80%90%

Ej korglutning

30%40%50%60% Ej korglutning

Med korglutning

0%10%20%

T t l k t d I täktTotala kostnader Intäkter

Grön trafikeringGrön trafikeringKorta tågsätt = ökad flexibilitet, högre beläggningsgrad

Kortare tågsätt ger ekonomisk möjlighet att • öka turtätheten• förlänga trafikdygnet (tidiga/sena ”marginalturer”)• köra mindre relationer (direkttåg, meranvändning)vilket ger attraktivare utbud och flera resenärer.

Ökat resande vid mer attraktivt utbud ofta viktigare än eventuella kostnadsminskningar

Långa tågsätt och låg turtäthet hela dagen

Resultat (index)(Intäkter-Kostnader)Långa tågsätt och låg turtäthet hela dagen

AA

SA A A A A

K C

( )

100-100=0

AS K

Korta tågsätt med multipelkoppling i högtrafik och låg turtäthet

A A AAC

A AA 100-96=4

Korta tågsätt och hög turtäthet i högtrafik

A A AA A A AA 115 105 10AS KA A AA A A AA

C 115-105=10

åTågutformning för mindre förseningarUppehållsförseningar Norrköping CUppehållsförseningar, Norrköping C

90%

100%

60%

70%

80%

30%

40%

50%

IC

10%

20%

30%Snabbtåg

0%0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

minuter

• Dagens tågtyper ger ofta förseningar vid maxbelastning• Snabb på- och avstigning kräver genomtänkt tågutformningp g g g g g

Genomtänkt tågutformningTungt bagage som lyfts högt Bagagehyllan

avsedd för tungt bagage är för liten

• Dimensionera för maxbelastning, dvsfullsatt med semesterresenärer

• Antal och placering av Barnvagn tar • Antal och placering av dörrar, bagagehyllor och toaletter

Barnvagn tar stor plats

Bagage blockerar sittplatsen

• Entré och insteg, även för rörelsehindrade

äresenärer• Gångar och

passagerarflöden i

Bagage i mittgången

passagerarflöden i tåget

115-125 115-125

Medelhög 55-58Hög 73-76

Medelhög 55-58Hög 73-76≤1

8

18

Rök Rök

Ramp i gången i tåget vid högre golvhöjd Entréhiss för rörelsehindrade resenärer

Grafik: Oskar FröidhGrafik: Oskar Fröidh

p g g g g g jTre trappsteg från medelhög plattformTvå trappsteg från hög plattform

E t é h i tEntré och insteg

Förslag till utbyggnadsstrategier Oslo–Stockholm

OsloSalaFagersta

Kongsvinger

Lill t

GardermoenAirport Torsby The Oslo–Stockholm corridor

A

Uppsala

VästeråsArvika

Enköping

Sala

Arlanda Airport

Fagersta

KilBålsta

Lillestrøm

Ski

Moss

StockholmEskilstuna

HallsbergÖrebro

Karlstad Söder-tälje

Ström

Arboga

Kil

FlenHasselfors

Hovsta

Järna

SarpsborgHaldenFredrik-

stad

D9

Map: Oskar Fröidh, 2010Norrköping

Katrineholm

M t l

NyköpingOxelösund

Mariestad

Ström-stad Gnesta

Vagn-härad

LaxåJärna

Railway, mixed services or passenger onlyRailway, freight onlyHigh-speed link, proposed

Linköping

Norrköping

MjölbySkövde

Falköping

MotalaLidköping

St d g p , p pExisting corridor Oslo–StockholmHigh-speed corridor, new link/existing line

Gothenburg

TranåsHerrljungaAlingsås

Stenungsund

2011-01-20 Gröna Tåget – a high-speed train. Oskar Fröidh, KTH 18

new link/existing line

Totala trafikeringskostnaderTotala trafikeringskostnaderGröna Tågets kostnadsmodell tillämpad på korridoren Oslo–Stockholm

T t l ti t hi h d liT t l ti t ti l li

Dagens bana med snabbtåg Ny och ombyggd bana för höga hastigheter

0,40

0,45

0,50

Total operating costs ‐ high‐speed lines

0,40

0,45

0,50

Total operating costs ‐ conventional lines

0,20

0,25

0,30

0,35

NOK/seat‐km

0,20

0,25

0,30

0,35

NOK/seat‐km

0,00

0,05

0,10

0,15

GTWid 4 (250 k /h GTWid 6 (320 k /h DB ICE3 (320 k /h

0,00

0,05

0,10

0,15

SJ X 2000 (309 t ) NSB BM73 (204 t ) GTWid 4 (300 t ) GT Wide‐4 (250 km/h; 300 seats)

GT Wide‐6 (320 km/h; 450 seats)

DB ICE3 (320 km/h; 444 seats)

SJ X 2000 (309 seats) NSB BM73 (204 seats) GT Wide‐4 (300 seats)


Lägre biljettpriser – flera resorg j pKorridoren Oslo–Stockholm

• Total trafikeringskostnad för 1 enkelresa i 2010 års priser• Total trafikeringskostnad för 1 enkelresa i 2010 års priser• Trafikeringskostnad är dock inte detsamma som

biljettpris (som inkluderar yield management och vinst), biljettpris (som inkluderar yield management och vinst), men en indikation

Dagens bana (570 km, restid 4h 50min)Tågtyp Trafikeringskostnad1 Resefterfrågan2

NSB BM73 SEK 492 ref.SJ X 2000 SEK 472 +3%SJ X 2000 SEK 472 +3%Gröna Tåget (GTW-4) SEK 399 +15%

Höghastighetsbana (491 km, restid 2h 30 min)Höghastighetsbana (491 km, restid 2h 30 min)Tågtyp Trafikeringskostnad1 Resefterfrågan2

DB ICE3 SEK 359 ref.G ö Tå (GTW 6) SEK 294 14%Gröna Tåget (GTW-6) SEK 294 +14%

1) Beläggningsgrad 60 %2) Vid en biljettpriselasticitet om -0,8


Totala trafikeringskostnaderTotala trafikeringskostnaderGröna Tågets kostnadsmodell tillämpad på korridoren Oslo–Stockholm

0,50

Total operating costs by line standard

Hö h ti h t 20 %

0,35

0,40

0,45

0,50Höghastighet ger 20 %

lägre trafikerings-kostnader än snabbtåg å

0,20

0,25

0,30

,

OK/Seat‐kmpå konventionella banor.

Effekt av kortare bana och körtid

0,05

0,10

0,15

,N

och körtid

Effektivt utrymmes-utnyttjande (bred korg)

0,00

Conventional line High‐speed line

NSB BM73 (204 seats) GTWide 4 (300 seats)

utnyttjande (bred korg) ger 15 % lägre

trafikeringskostnader än tå d lb d k NSB BM73 (204 seats) GT Wide‐4 (300 seats)tåg med normalbred korg


å åExempel på restider med Gröna Tåget

Möjligt Upprustad Med nyakm U X 2000 bana länkarU 000 ba a ä a

Stockholm-Göteborg 455 0 02:45 02:30 02:20Stockholm-Malmö 614 2 04:00 03:35 03:15Stockholm Malmö 614 2 04:00 03:35 03:15Göteborg-Malmö 305 3 02:30 02:15 01:55Stockholm-Sundsvall 402 5 03:20 03:05 02:30Stockholm Sundsvall 402 5 03:20 03:05 02:30Stockholm-Umeå 737 10 05:40 05:05 04:30

U: Antal uppehållUpprustad bana: Anpassning för 250 km/hMed nya länkar: Fyrspår eller dubbelspår mm

Möjliga resandeökningar med j g gsnabbtåg jämfört Basprognos 2020

2 500

1 500

2 000m

OstlänkenByten

1 000

1 500

Miljo

ner p

k TurtäthetBiljettprisRestid

500Bas 2020

0Västra

stambananSödra

stambananVästkustbanan Ostkustbanan+

BotniabananStockholm-

Örebrostambanan stambanan Botniabanan Örebro

”Ostlänken” avser endast nettoeffekten för snabbtåg, exklusive marknaden Stockholm-Östergötlandexklusive marknaden Stockholm Östergötland

ÅÅtgärder för högre hastigheter

1. Nya länkar i höghastighetsstandard • Framtidssäker bangeometri viktigt

2. Anpassa äldre banorS å ( äl fö höj i / t i ä l k t ) • Spår (rälsförhöjning/geometri, växlar, komponenter)

• Kontaktledning• Signal/ERTMSS g a / S• Plattformsskydd• Planskilda korsningar

k k å d• Geotekniska åtgärder

samt kapacitet

Förslag till baninvesteringar Förslag till baninvesteringar Uppskattade kostnader för Gröna Tåget (2010)

Sträcka Västra sb. Södra sb. Västkustb. Vänerb. Ostkustb. Mälarb. Sveal.b. SummaStockholm- Katrineholm- Göteborg- Göteborg- Stockholm- Stockholm- Södertälje-

Göteborg Malmö Lund Öxnered Umeå Hovsta ValskogGöteborg Malmö Lund Öxnered Umeå Hovsta ValskogTotal banlängd (km) 455 483 290 82 730 180 114 2334 varav sth >200 km/h 266 307 225 75 389 111 73 1446Spårlängd (km) nyare bana 102 0 478 164 559 290 101 1694p g ( ) ySpårlängd (km) äldre bana 808 966 72 0 338 21 29 2234NyinvesteringarBroar, geoteknik 360 430 20 0 50 0 0 860Pl kild k i 80 4 0 0 0 80 0 0 1110Planskilda korsningar 580 450 0 0 80 0 0 1110Plattformssäkerhet 40 50 30 40 60 20 5 245Kapacitetsåtgärder 2500 2400 100 0 200 0 0 5200ReinvesteringarReinvesteringarSpårbyte, spårgeometri 340 360 230 0 200 100 40 1270Kontaktledning 60 130 140 0 10 0 0 340Signalsystem (ERTMS) 500 250 150 20 110 70 45 1145Signalsystem (ERTMS) 500 250 150 20 110 70 45 1145Total kostnad (mnkr) 4380 4070 670 60 710 190 90 10170Restvärde efter 40 år (mnkr) 730 693 23 0 77 0 0 1523

Samhällsekonomi för hastighetshöjning

• Mycket bra och stabilt lönsamt för stråk med stor åandel nybyggd bana och små kapacitetsproblem

• Västkustbanan (nnk +3,9); före 2017

• Ostkustbanan+Botniabanan (nnk +3,6); före 2017

• Västra och Södra stambanorna föreslås samordnas med ERTMS-programmet, utbyggnad före 2020 resp. före 2025. Förutsätter att kapacitetsutnyttjandet blir acceptabelt acceptabelt

• Svealandsbanan+Mälarbanan (nnk +6,5) samordnas med Västra stambanan Hallsberg-Göteborg före 2025med Västra stambanan Hallsberg-Göteborg, före 2025

Förslag till genomförande

åHastighetshöjning för snabbtågåUmeå

Östersund

Bör samordnas med Sundsvall

fordonsanskaffning.

Uppsala

MoraFalun Gävle

Västerås

BorlängeOsloKapacitet på banan är en viktig fråga

StockholmHallsberg

Norrköping

KarlstadVästerås

Eskilstuna

Uddevalla Öxnered Förslag till hastighetshöjningSödertälje

• På kort sikt: Hastighetshöjning

Göteborg

p gLinköping

Växjö

Etapp A (före 2017)Etapp B (före 2020)Etapp C (före 2025)Förutsätter omfattande kapacitetsutbyggnad eller

250 km/h för snabbtåg• Nästa steg bör bli höghastighetsbanor

MalmöKöpenhamn Lund

Kalmar

Karlskrona

Växjö

Helsingborg

kapacitetsutbyggnad eller avlastande höghastighetsbanaAnnan bana med Gröna tåget

Götalands- och EuropabananMöjlig utbyggnad

Höghastighetsbanor (320 km/h)

MalmöKarta: Oskar Fröidh, 2010

Anslutningssträcka

Slut

t twww.gronataget.se

Oskar Frö[email protected]

Documents

Gröna Tåget - KTH