Upload
transportforum-vti
View
331
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
CATO1
Energieffektivitet och rättidighet med CATO på Malmbanan
Martin Joborn
Per Leander
Transrail Sweden AB
Utvecklingsprojekt i
samarbete med
CATO2
CATO:s syfte
• Energioptimera
• Öka punktlighet
• Detaljstyr tågs passagetider
• Öka kapacitet på banan
CATO3
Idé
• Kör inte fortare än vad som behövs
- Det kanske ändå är en stoppsignal en bit fram!
• Samordna tågrörelserna
- Undvik onödiga stopp, stoppa ”rätt” tåg
• Utnyttja topografin för acceleration och broms
Lösning
• Optimera
• Kommunicera
• Utnyttja realtidsinformation
Konsekvens
• Spara energi
• Öka banans kapacitet
CATO4
Ex: ”Ankom position A
senast kl 15:39:53”
Kommunikation mellan DLC och tåg
Tåg till DLC:
position, målpunktsstatus
Central dator i DLC (CATO-TCC)
Analyserar operativ tidtabell
Beräknar målpunkter
Framförhållning 5 timmar
DLC till tåg:
målpunkter för tåget
bandata
Dator i lok (CATO-TRAIN):
Beräknar optimal körprofil för tåget givet
målpunkter och bandata
Data från kringsystem (STEG,OPERA,BIS):
tågdata, operativ tidtabell, bandata
”Tåg 9912 kan nå målpunkt”
Data till kringsystem (STEG/fjtkl):
Målpunkter, målpunktsstatus,
minimala gångtider
CATO6
Driving style - Max speeds. L37: Rsn-Bfs 1447,444 - Sbk-Kpe 1477,168. UAD_L_Fpt40_Os5_Vm55_Tr0.
GP altitude Speed_logged Driver's time
Normalized position (accumulated from Kmb)
1 4801 4751 4701 4651 4601 4551 4501 445
Speed [km
/h] / N
orm
aliz
ed a
ltitu
de (
1 n
orm
aliz
ed m
ete
r = 1
0 m
ete
r over
sea)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Speed used by driver
Optimal speed profile
for the same running time
as used by the driver
Behöver man optimera??
CATO7
Möjlig energibesparing (simulerad)Malmbanan, Norra Omloppet
-45%
-40%
-35%
-30%
-25%
-20%
-15%
-10%
-5%
0%
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%
Maximum motion profile (MMP)
Optimal (CMP) - Old train type 5500t/1340t (UAD wagons)
Optimal (CMP) - New train type 8765t/1829t (F040 wagons)
Re
du
ctio
n o
f n
et e
ne
rgy
Increase of running time
North Circulation
Kiruna-Narvik-Kiruna
Uppmätt värde utan CATO:
Energi +11%
Tid: +9%
CATO8
CATO8
CATO
Förar-
gränssnitt
(principiellt
utseende)
CATO9
• Mer effektiv tågledning
• Prediktering av tågrörelserna
• Förbättrad utnyttjande av bankapaciteten
• Inga onödiga stopp
• Optimal tidsläggning av möten och förbigångar
• Minskad energiförbrukning
• Energiminimal körning med hastighetsprofil anpassad till önskad körtid
• Utnyttja slacktider i tidtabell eller som uppstår i den dagliga driften
• Minskat slitage på fordon (och bana)
• Bättre arbetsmiljö för trafikledare och förare
• Trafikledaren har kontroll över tågens rörelser
• Förarna avlastas ansvar för att körtiderna innehålls
• Minskad effektförbrukning på elektrifierade linjer
• Styrning av tågen så att samtidiga effektuttag undviks
CATO - vinster
CATO13
Projekt
STEG-CATO Malmbanan
• Utvecklingsprojekt tillsammans med och finansierat av
• Integrera STEG och CATO
• Installera STEG+CATO i driftledningscentral i Boden
• Installera CATO i 2 av LKAB:s lok (2 förarhytter)
• Provdrift på malmtåg Kiruna-Narvik sedan juni 2010
• Mål:
– Demonstrera att koncept håller
– Utvärdera de positiva effekterna
CATO14
CATO14
Erfarenheter och resultat
• Stort steg att införa beslutsstödssystem
– Lokförares acceptans/upplärning
– Fjtkl:s acceptans/upplärning
– Barnsjukdomar i komplext system
– Komplicerat med provdrift i ordinarie produktion
• Lokförare kan följa CATO med mycket hög precision (+/- 10 sekunder).
• Energibesparing 15-20%
CATO15
CATO15
Energiutvärderingar
Nettoenergi som funktion av gångtid
0
100
200
300
400
500
600
700
0 5 10 15 20 25 30 35
CMP UAD
CMP Fanoo
UAD
Kort Fanoo
Långt Fanoo
CATO UAD
CATO Kort Fanoo
CATO Långt Fanoo
Delvis lastat UAD
Delvis lastat Fanoo
Delvis lastat långt Fanoo
Ne
tto
en
erg
i (k
Wh
)
Gångtid (min)
Exempel: Start i SOA, stopp i SBK (22km), 68 tomma Fanoo vagnar
Utan CATO: 12,8 Wh/btkm, Med CATO: 9,7 Wh/btkm Besparing 24%
CATO16
CATO16
Energiutvärderingar
Nettoenergi som funktion av gångtid
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
CMP UAD
CMP Fanoo
UAD
Kort Fanoo
Långt Fanoo
CATO UAD
CATO Kort Fanoo
CATO Långt Fanoo
Delvis lastat UAD
Delvis lastat Fanoo
Delvis lastat långt Fanoo
Ne
tto
en
erg
i (k
Wh
)
Gångtid (min)
Exempel: Start i KRA, stopp i SBK (59km), 68 lastade Fanoo vagnar
Utan CATO: 7,4 Wh/btkm, Med CATO: 5,5 Wh/btkm Besparing 25%
CATO17
CATO Slutsats
• Energioptimering: i genomsnitt 15-20%
• Ökad punktlighet: tågklarerare får full kontroll
• Förbättrad information och kommunikation
CATO18
CATO - Nästa steg
• Provkörningar Södra Omloppet (Gällivare-Luleå)
• Installation av CATO på Arlanda Express
Transrails förhoppning:
• Installation i alla LKAB-lok
• Vidareutveckling CATO-TCC
Optimerad målpunktsberäkning för:
– Flyt i trafiken
– Energioptimering
– Automatisk anpassning vid mindre störningar
• Prognosberäkningar för gångtider för icke-CATO-tåg
19
Intresserad av Operationsanalys
(simulering, optimering, problemstrukturering)
tillämpat på järnväg?
Gå med i SOAF:s järnvägsgrupp!
Kontakta Martin Joborn
0705-709992
Svenska Operationsanalysföreningen, SOAF