Skyddsavstånd på järnväg. Behov av regelförändringar vid ändrade förutsättningar.

Abstract (Swedish)

Dagens signalregelverk ställer krav på en minsta längd för reserverat
spåravsnitt bortom slutpunkt för rörelseväg till ett annat fordon i rörelse. Detta
kallas för skyddsavstånd och krav som ställs på dess längd gör det möjligt att
tillåta samtidiga rörelser på en driftplats vilken har positivt påverkan på
kapaciteten. Skyddsavstånd kan i vissa fall anses vara för restriktiv och
kapacitetssänkande eller tvärtom - inte vara tillräckligt trafiksäkra.
Historiskt var samtidigt infart först endast tillåten genom olika undantag och
det saknas data för kravursprung på skyddsavståndslängder. Det saknas även
beräkningar för skyddsavstånd avseende ATC-frisläppningshastigheter, och
det är oklart varför just 40 km/h och 10 km/h är de bestämda
frisläppningshastigheter för 200 respektive 100 meters skyddsavstånd.
I denna rapport undersöks teoretiska stoppsträckor för tåg som anses ha de
sämsta bromsegenskaperna och kan riskera att passera skyddsavståndet,
nämligen godståg (Södra Stambanan) och malmtåg. Det undersöks även
stoppsträckor för tåg vid stora banlutningar (Citybanan), då det är en till faktor
som kan bidra till ökad risk att passera skyddsavståndet. Vidare analyseras de
möjliga framtida faktorerna som kan påverka tågs stoppsträckor genom att
antingen göra dem kortare eller längre. Bland dessa är: projektet Längre,
Tyngre, Större tåg; End of train-device; digitala automatkoppel och bromsar
med snabbare tillsättningstid (EP, ECP); magnetskenbromsar; byte av
bromsgrupp hos Malmtåg; kompositblockbromsar. Vissa av dessa anses inte
påverka stoppsträckan betydligt och undersöks inte vidare (End of traindevice), medan andra bidrar positivt till minskat stoppsträcka (automatkoppel
och EP/ECP bromsar). En stor osäkerhet kring hur kompositblockbromsar
påverkar stoppsträckan gör att det inte kan utföras beräkningar med avseende
på denna typ av förändring. Det är ett pågående arbete att undersöka
införandet av kompositbromsblock i järnvägsbranschen.
Resultat visar att 200 m skyddsavstånd med 40 km/h frisläppningshastighet
idag inte uppfylls utifrån teoretiskt framräknade längder på stoppsträckor i två
av tre valda undersökningsfall, nämligen för godståg på Södra Stambana och
malmtåg. Stoppsträckor för sämst bromsade tåg vid stora lutningar på
Citybanan kan accepteras för huruvida de uppfyller skyddsavstånd.
Stoppsträckor för övrig normaltrafik på Citybanan ligger inom 200
skyddsavstånd. Undersökning över olika faktorer som kan påverka
stoppsträckor i framtiden visar att digitala automatkoppel och EP/ECPbromsar införandet gör att nya godstågstoppsträckor uppfyller 200 m
skyddsavstånd vid 40 km/h frisläppningshastighet.
Stoppsträcksberäkningar för valda tåg med 10/15 km/h frisläppningshastighet
visar att det redan idag finns marginaler i krav på 100 m skyddsavstånd. Alla
stoppsträckor för denna frisläppningshastighet i undersökta fall uppfyller 100
m skyddsavstånd och i vissa fall (730 m långa godståg, godståg med
automatkoppel EP/ECP bromsar, malmtåg i grupp P) finns det stora
marginaler som gör att 100 m skyddsavstånd skulle kunna förkortas.
Rapportens slutsatser är att stora marginaler finns för 10/15-övervakade
slutpunkter samt att behov av åtgärder finns för 40-övervakade slutpunkter
redan idag för att minska risker på vissa platser. Att föra in ändringar i
systemet som ger längre stoppsträckor måste göras varsamt och med stor
medvetenhet.

Abstract

The current signalling regulations require a minimum length of reserved track
beyond the end point of the train’s path to another moving vehicle. This is
known as safety overlap and the requirement for its length allows
simultaneous train movements to be permitted at the station which has a
positive impact on capacity. Length requirements may in some cases be
considered too restrictive and capacity reducing or the opposite - not
sufficiently traffic safe.
Historically, simultaneous train movements were initially only allowed
through various exceptions and there is a lack of data on the origin of
requirements for safety overlap. There are also no calculations regarding its
connection to ATC release speed, and it is unclear why 40 km/h and 10 km/h
are the determined release speeds for 200 and 100 m safety overlap
respectively.
This report examines theoretical stopping distances for trains that are
considered to have the worst braking characteristics and may be at risk of
crossing the safety overlap, namely freight trains (Södra Stambanan) and iron
ore trains. Stopping distances for trains running on tracks with high gradient
(Citybanan) are also investigated, as this is another factor that may contribute
to an increased risk of crossing the safety overlap. Furthermore, possible
future factors that could affect train stopping distances by either making them
shorter or longer are analysed. Among these are: The Longer, Heavier, Bigger
trains project; End of train device; automatic couplers and brakes with faster
application time (EP, ECP); magnetic rail brakes; changing the brake group of
iron ore trains; composite block brakes.
Some of these are not considered to have a significant impact on stopping
distance and are not investigated further (End of train device), while others
contribute positively to stopping distance reduction (automatic coupling and
EP/ECP brakes). A large uncertainty about the impact of composite block
brakes on stopping distance means that calculations cannot be made with
regard to this type of change. The investigation of the introduction of
composite block brakes in the Swedish railway industry is an ongoing project.
Results show that 200 m safety overlap with 40 km/h release speed is
currently not met based on theoretically calculated lengths of stopping
distances in two out of three selected study cases, namely for freight trains and
iron ore trains. Stopping distances for poorly braked trains at high gradients on
Citybana is assessed accepted for whether they meet safety overlap
requirements. Stopping distances for normal traffic on the Citybana are within
200 m. Examination of various factors that may affect stopping distances in
the future shows that the introduction of automatic couplers and EP/ECP
brakes will enable new freight train stopping distances to meet the 200 m
requirements at 40 km/h release speed.
Stopping distance calculations for selected trains with 10/15 km/h release
speed show that there are already margins in the 100 m distance requirement
today. All stopping distances for this release speed in the investigated cases
meet the 100 m distance, and in some cases (730 m long freight trains, freight
trains with EP/ECP automatic brakes, Group P iron ore trains) there are large
margins where the 100 m distance could be shortened.
The report concludes that there are large margins for endpoints for train routes
supervised with a release speed of 10/15 km/h, and that there is a need for
reducing risks at those endpoints which are supervised with a release speed of
40 km/h. Introducing changes to the system that result in longer stopping
distances needs to be done carefully and with great awareness.

• author: Skoglund, Elisabeth and Lundberg, Vita
• supervisor: Carl-William Palmqvist
• organization: Transport and Roads
• course: VTVL01 20221
• year: 2022
• type: M3 - Professional qualifications ( - 4 Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Skyddsavstånd, regelverk, stoppsträcka, bromssträcka, järnvägshistorik, bromsförmåga, bromsgrupp, EOT-device, EP, ECP, DAC, STAX, bromsprocent, tillsättningstid, magnetskenbroms, trafiksäkerhet, bromsblock, malmbana, citybana
• language: Swedish
• id: 9084922
• date added to LUP: 2022-06-14 10:14:36
• date last changed: 2022-06-14 10:14:36