Tågförseningar vid växelfel - En fallstudie av Höör station

Abstract

Punctuality and delays within the railway system are of utmost concern in today’s society. With an infrastructure in a dire need of maintenance and the increasing pressure for environmentally friendly transportation solutions, punctuality and accessibility within the railway system becomes crucial. With an overall punctuality rate of approximately 90%, there is much to be improved. One of the problems within infrastructure is switches and crossings (S&C). In 2017, switches accounted for 21% of all delays, costing society millions of Swedish crowns each year in socio-economic costs.
The purpose of this thesis is to examine how late trains become when a switch fails and if there are any contributing factors to these delays. This is done by analyzing delay data and creating linear and logistic regressions.
Delays can be analyzed in several different ways. One way is to measure punctuality, which shows how many trains have arrived on time at their final destination. Another way is to measure delay minutes. Delay minutes can be measured at all stations along the trains route, making this method advantageous in analyzing delays at a particular station. For this reason, the registered delay increase has been utilized in this thesis. The registered delay increase indicates the delay that has occurred between two stations.
The work is centered around Höör station and its switches. There are 7 switches at the site, 5 of which are directly connected to the Southern Main Line (Södra Stambanan). The station consists of two platforms with two tracks. The tracks lead north to Alvesta and Stockholm, and south to Malmö and the rest of Europe.
The data in this thesis comes from the Swedish Transport Administration (Trafikverket) and the Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SMHI). Trafikverket’s data comes from three different data systems: Lupp, Ofelia and BIS. Trafikverket’s data provides delay minutes, information regarding the switches’ location, type, and when, where and why they failed. SMHI’s data consists of the location of weather stations, snow depth, temperature, and wind speed. The dataset consists of 1 732 825 observations, which have been analyzed and structured using SQL Server Management Studio. Additionally, the R-Studio program has been used to perform linear and logistic regressions.
The results demonstrate how certain switches contribute to large and more frequent delays, while others show the opposite. Even when some switches fail simultaneously, it leads to fewer and smaller delays than when there is no failure. The results also indicate that certain factors such as snow, wind speed, and low temperatures lead to more and bigger delays.
Some of the conclusions drawn include the need for further investigations into which switch faults result in the larger switch faults and their impact on the traffic. Similar investigations may also need to be conducted at larger stations where switches change positions more frequently than they do in Höör to better understand how switch failures affect the traffic.

Abstract (Swedish)

Punktlighet och förseningar inom järnväg är något som står högt upp på agendan i dagens samhälle. Med en infrastruktur som är i ett stort behov av underhåll samtidigt som trycket på klimatsmarta transportlösningar bara ökar, blir punktligheten och framkomligheten inom järnvägen avgörande. Med en total punktlighet på ungefär 90% finns det mycket att göra. En av järnvägens infrastrukturproblem är spårväxlar. 2017 stod spårväxlar för 21% av alla förseningar vilket kostar samhället miljontals kronor varje år i samhällsekonomiska kostnader.
Syftet med examensarbetet är att se hur sena tåg blir när en spårväxel går sönder och om det finns några faktorer som bidrar till dess förseningar. Det görs genom att analysera förseningsdata och skapa linjära och logistiska regressioner.
Förseningar kan analysera på flera olika sätt. Ett sätt är att mäta punktligheten, vilket visar hur hur många tåg som har ankommit i tid till sin slutdestination. Ett annat sätt är att mäta förseningsminuter. Förseningsminuterna kan mätas vid alla stationer längs tågets väg vilket gör den metoden fördelaktig vid analys av förseningar vid en station. Av den anledningen är det merförseningar som har använts i detta examensarbete. Merförseningen ger den förseningen som har uppkommit mellan två stationer.
Arbetet är utformat kring stationen i Höör och dess växlar. På platsen finns det 7 växlar, varav 5 av de är direkt kopplade på Södra stambanan. Stationen består av två plattformar med två spår. Norrut leder spåren mot Alvesta och Stockholm och söderut leder spåren mot Malmö och resten av Europa.
Datan som har använts i examensarbetet kommer från Trafikverket och SMHI. Datan från Trafikverket kommer från tre olika datasystem Lupp, Ofelia, och BIS. Trafikverkets data tillhandhåller förseningsminuter, information angående växlarnas lokalisering, typ och när, var hur och varför de gick sönder. SMHI:s data består av lokalisering av väderstation, snödjup, temperatur och vindhastighet. Datamängden består av 1 732 825 observationer och med hjälp av SQL-Server Management Studio har den analyserats och strukturerats. Även programmet R-Studio har använts för att göra linjära och logistiska regressioner.
Resultatet visar på hur vissa av växlarna bidrar till större och fler förseningar medan andra växlar visar på motsatsen. Även när vissa växlar går sönder samtidigt leder det till mindre och färre förseningar än när inga växlar är trasiga. Resultatet indikerar också på att vissa faktorer som snö, vindhastighet och låga temperaturer leder till fler och högre förseningar.
Några av de slutsatser som har kunnat dras är att det behövs djupare undersökningar kring vilka växelfel det är som ger upphov till de större växelfelen och vad påverkan blir på trafiken av de. Liknande undersökningar kan även behövas göra på en större station där det finns växlar som byter läge oftare än vad de gör i Höör för att bättre kunna se hur växelfelen påverkar trafiken.

• author: Nordgren, Victor
• supervisor: Carl-William Palmqvist; Grace Mukunzi Luwemba
• organization: Transport and Roads
• alternative title: Train delays in the scenario of switch failures - A case study of Höör station
• course: VTVM01 20241
• year: 2024
• type: M3 - Professional qualifications ( - 4 Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Switches, delays, punctuality, railway, regression
• publication/series: CODEN: LUTVDG/(TVTT-5363)/1-57/2024
• report number: 396
• ISSN: 1653-1922
• language: English
• id: 9163300
• date added to LUP: 2024-06-17 11:02:24
• date last changed: 2024-06-17 11:02:24