Studie proveditelnosti 2017 – Stabilita a odolnost varianty Řeka

 
Dolní-nádraží

Tady, na této ploše by mělo vyrůst nové brněnské nádraží. Pohled od jihu na sever, vpravo Komárov, vlevo Brno

Navržených 11 variant řešení modernizace železničního uzlu Brno je třeba podrobit počítačovým simulacím, které otestují, jak je navržené traťové uspořádání a navržené jízdní řády stabilní a jak odolává případným nepravidelnostem v provozu. Testuje se, zda-li se například vlaky z různých směrů pravidelně nesjíždějí u jedné výhybky čímž by vznikaly zpoždění, zda-li navržená železniční infrastruktura má dostatečnou kapacitu a nevznikají „kolony“ čekajících vlaků. Do simulace se ve druhém kroku přidávají náhodné nepravidelnosti – zpoždění a testuje se opět odolnost systému. Například zda-li se případné zpoždění nešíří z vlaku na vlak, či zda problémy na jedné trati, na jedné koleji, nezpůsobují dominový efekt a zhroucení jízdních řádů v celém brněnském železničním uzlu. Jak stabilní a odolné jsou navržené varianty modernizace ŽUB? V tomto příspěvku popíšu Stabilitu a odolnost varianty Řeka jak je opsáno ve Studii proveditelnosti.

Cožpak ale můžeme dnes simulovat provoz v brněnském železničním uzlu v roce 2035 a v roce 2050 a již dnes sestavovat jízdní řády zítřka? Ano, můžeme. Testovaná železniční infrastruktura podle jednotlivých variant je dána. Známe území, kterým budou tratě procházet, kde budou nádraží. Lze předpokládat nějaký demografický vývoj obyvatelstva, počty obyvatel okolních obcí. A na základě podobnosti s jinými modernizovanými úseky lze říci, jaký může být zájem o železniční dopravu. Pak už lze určit, zda-li budou osobní vlaky jezdit v půl hodinovém, 15-ti minutovém intervalu nebo častěji. Můžeme si i určit, zda je žádoucí, aby se vlaky z různých směrů sjížděly na přestup. Takto lze již dnes navrhnout podobu jízdních řádů a simulovat – testovat navržené řešení.

Varianta Řeka Aa

Nové brněnské nádraží Řeka ve variantě Aa.

Úplně zpracování je ve Studii proveditelnosti 2017 provedeno pro variantu Řeka jen pro pod-varianty A, Ab (směrové uspořádání kolejí). U pod-variant Řeka Aa a Ac je Chrlická linka S1 namísto do povrchové skupiny nového hlavního nádraží zaústěna kolmo do podzemní části nového nádraží. Možná jako budoucí pokračování Severojižního kolejového diametru (SJKD). Výstup simulace variant A a Ab bude proto zaměřen i na Chrlickou linku S1, zda-li její kolmé zaústění pod nádraží nějak významněji pomůže odlehčit zatížení severního zhlaví nového brněnského hlavního nádraží ve variantě Řeka.
Úvod do simulace dopravního zatížení brněnského železničního uzlu najdete zde.
Výsledek simulace pro variantu Petrov najdete zde.

(Studie proveditelnosti: DÍL B2 – Dopravní technologie, textová část. Kap. 11.3 od str. 334)

Před čtením této části se doporučuji seznámit s popisem jednotlivých navržených variant Řeka – Petrov.
Obsah a úvod Studie proveditelnosti 2017 najdete zde.
Pokud to chcete jednoduše, směřujte na odkaz Studie proveditelnosti: Stručně a jasně.
Plné znění Studie proveditelnosti 2017 najdete na webu EuroPoint Brno.cz.

Jedná se o můj stručný a zjednodušující výtah ze Studie proveditelnosti 2017.
Cílem je obsah Studie přiblížit občanům, kteří se o brněnský gordický železniční uzel zajímají.
Pokud dotazy nebo názor, využijte, formulář pod článkem.
Nebo mi napište rovnou na pavel.boucnik@centrum.cz

Simulace pro varianty A a Ab probíhá ve čtyřech scénářích:

  • Simulace dopravního zatížení brněnského železničního uzlu bez poruch a nepravidelností,
  • a pod vlivem nepravidelností. Do simulace vstupují náhodně se vyskytující poruchy. 
  • Simulace v době dokončení nového nádraží a kompletní modernizace brněnského uzlu podle některé z variant (rok 2035) a
  • simulace v dlouhém čase, včetně vlivu přivedení Vysokorychlostní železnice do Brna.

Výsledkem je tak osm simulací.


Varianta Řeka A 2035 bez poruch a nepravidelností

Simulace dopravního řešení varianty Řeka je označena rokem 2035 jako rokem, kdy je dokončeno nové brněnské nádraží ve variantě Řeka, celý brněnský železniční uzel je modernizován a jsou postaveny všechny plánované a navazující úseky tratí, jako například nová dvoukolejná  trať na Vyškov a Přerov. K tomuto dat ale do Brna ještě nezajíždí Vysokorychlostní železnice.

Reka A Aa

Zapojení tratí do nového brněnského nádraží ve variantě Řeka. Pod-varianta A (oranžově) + Aa (fialově). Zdroj: B_01_02_01_02_ZM50_VAR A,Aa

Na základě simulace vykazují veškeré linky osobní dopravy nejlepší stupeň „A“ s výjimkou linky R12 (Rychlíky Brno – Olomouc- Šumperk/Jeseníky) , která byla hodnoceny stupněm „A-B“. I v tomto případě se jednalo jen o velmi mírný nárůst zpoždění v řádu několika sekund. Nejhoršího výsledku dosahovaly linky nákladní dopravy Maloměřice – Modřice spolu se sekundárně ovlivněnými nákladními vlaky směr Šlapanice. Stupeň „C“. Celkovou funkčnost železničního systému funguje ale na stupni „A“, a celý systém dosahuje stabilních hodnot zpoždění na vstupu i výstupu ze systému, resp. zpoždění mírně klesá.

Tab 272

Tabulka č. 272 Simulace varianty Řeka bez vlivu zpoždění

Kritická či potenciálně kritická místa v simulační verzi „A 2035“ představuje především obvod nového hlavního nádraží a dále, vzhledem k různorodosti požadavků na infrastrukturu, prostor Brna-Židenic a oblasti Brna-Maloměřic.

Obr 83

Obrázek 83 Obsazenost kolejí u nástupišť přes den. Varianta Řeka, rok 2035. Černá barva značí nástupiště, koleje, které nejsou ještě k dispozici. Budou až později spolu s VRT.

 

Obr 84

Obr 84 Obsazenost kolejí u nástupišť ve špičce, varianta Řeka, rok 2035. Černá barva značí nástupiště, koleje, které nejsou ještě k dispozici. Budou až později spolu s VRT.

Závěrem

Nepříznivý stupeň „C“ u nákladních vlaků na kolejích Maloměřice – Modřice sám o sobě není vhodné považovat z hlediska stability provozu za ideální. Nedochází sice k nárůstu zpoždění a tedy nárůstu nebezpečí rozložení celkového provozu, ale tato zpoždění negativně ovlivňují provoz dalších nákladních i osobních linek. Celkový provoz osobní dopravy na stupni „A“ z hlediska stability železničního provozu jako celku předpokládá provoz osobní dopravy bez připomínek.

Řeka A+Aa

Detail řešení nového železničního uzlu ve variantě Řeka A+Aa

Varianta Řeka A 2035 s vlivem nepravidelností

Tab 273

Tab. 273 Dosažený stupeň kvality (A) výborná, (B) ekonomicky optimální, (C) potencionálně riziková, (D) nedostatečná. Varianta Řeka s vlivem nepravidelností, rok 2035

Tab 273

Tab. 273 Dosažený stupeň kvality (A) výborná, (B) ekonomicky optimální, (C) potencionálně riziková, (D) nedostatečná. Varianta Řeka s vlivem nepravidelností, rok 2035. Dokončení tabulky

 

Obr 86

Obrázek 83 Obsazenost kolejí u nástupišť přes den. Varianta Řeka, rok 2035. Černá barva značí nástupiště, koleje, které nejsou ještě k dispozici.

Mezi potenciálně přetížené prvky infrastruktury ve variantě modernizace ŽUB Řeka nepatří ani v tomto případě takové koleje, kde je předpokládán jen minimální pohyb vlaků. Vysoký stupeň zatížení se děje výhradně stáním vlaků u nástupiště. V řadě případů došlo k mírnému poklesu zatížení kolejí, které byly dle plánu obsazeny déle stojícími vlaky a disponovaly tak, pro případ vstupních zpoždění, vysokou skrytou kapacitou.

Obr 87

Obr 87 Obsazenost kolejí u nástupišť ve špičce, varianta Řeka, rok 2035. Černá barva značí nástupiště, koleje, které nejsou ještě k dispozici. Budou až později spolu s VRT.

Při posuzování stability bylo zjištěno, že celkové výstupní zpoždění narůstá, což obecně značí dlouhodobou provozní neudržitelnost systému. Vzhledem k podmínce využití maximálně 75 % z přirážky k jízdní době k odbourávání zpoždění a vzhledem k relativně vysoké hustotě zastavování vlaků, což vede k častému výskytu prodloužení pobytu ve stanicích ve vztahu k celkové jízdní době. Vliv těchto parametrů je dále zesílen navrženým jízdním řádem.
Tento statický model logicky využívá maximálních vlastností vozidel a infrastruktury, což ovšem za výskytu daných zpoždění způsobuje komplikace zejména na obousměrně provozovaných tratích, jako je tomu v prostoru Židenic/Maloměřic a přípojné trati do odbočky Slatinská, resp. až do prostoru zastávky Černovická Terasa. Výsledkem těchto dopadů je systém, ve kterém dochází k nárůstu zpoždění.

Nárůst zpoždění v systému ale není zásadním způsobem ohrožující. Sumární výstup přes vlaky celé simulace je ohodnocen stupněm „B“, nárůst se pohybuje v řádu jednotek vteřin; zahrneme-li pouze vlaky osobní dopravy, systém opět vykazuje stupeň „B“ s cirka dvoutřetinovým nárůstem oproti souhrnu všech vlaků.

Na základě získaných dat je možné předpokládat, že daný systém je z hlediska krátkodobého a střednědobého pohledu provozuschopný, a třebaže obsahuje celkově mírně negativní rezervu pro předpokládané rozsahy zpoždění, je možné jej pro nasazení ve špičkovém období využít.

Stupeň „B“ jako takový nevyžaduje přijímání zvláštních opatření, je ovšem třeba předpokládat, že ještě vyšší rozsah nepravidelností může vést k jeho nestabilitě.

Segment dálkové osobní dopravy (rychlíky) vykazuje velice mírný nárůst celkové sumy zpoždění (A-B), stejně jako nákladní doprava, která, díky vysokým četnostem jakožto i hodnotám zpoždění vlastním i ostatních linek, nevykazovala významnější problémy jako celek. Regionální doprava se pohybuje v rámci úrovně kvality „B“, byť v jeho horní části.

Jako celek systém je stabilní. Některé jeho součásti ovšem vykazují vysoké („C-“ či „D“) nárůsty zpoždění, které mohou negativně ovlivnit chování ostatních prvků v síti. Takové části je třeba analyzovat a rozhodnout, zda jsou nutná nápravná opatření, ať již pro zajištění odpovídajícího provozu v rámci uzlu, nebo případně v rámci nutnosti eliminace negativního působení na jiné místa (hrany, uzly) okolní sítě.
Tyto špatné vlastnosti vykazují zejména linky regionální dopravy S6 (Brno – Slavkov- Brankovice – Veselí – U. Hradiště) a S37 (Královo Pole – Šlapanice) a linky dálkové dopravy R9 (Praha – H. Brod – Brno) a R56 (Brno – Kyjov – Veselí n. Moravou). 

Provoz linek R56, S6 a S37 a jejich společná provozní (ne)stabilita poukazuje na skutečnost, že tyto tři linky tvoří dohromady jakýsi ‚subsystém‘, charakterizovaný podobnou či shodnou využívanou infrastrukturou, včetně jednokolejných tratí.

Relativně napjatá jízdní doba zejména linky S37 (Královo Pole – Šlapanice) a její veskrze pravidelné konflikty zejména s vlaky dálkové dopravy v prostoru Brna-Židenic s návazným vstupem do jednokolejné tratě (na Šlapanice) komplikují pravidelný provoz této linky. To přispívá k nestabilitě celkového provozu a negativně působí na provoz linky S37.

Provoz linky R9 (na Tišnov a Havlíčkův Brod) ovlivňuje provoz dalších linek se stejnou či podobnou trasou, výrazněji pak zejména linkou S3 a S37, upřednostňováním jiných vlaků dálkové dopravy v úseku Brno-Židenice – Brno hlavní nádraží a minimem možností pro změnu pořadí jízdy vlaků.

Závěrem je možno říci, že funkčnost uzlu Brno přes celkový drobný nárůst sumárního zpoždění (3-4 %, v absolutní hodnotě opětovně v horní polovině intervalu „B“ („ekonomicky optimální“), fakticky pod 10 s) není při uvažovaném provozních konceptu zásadně dotčena a tedy je možné takovýto provozní koncept na dané infrastruktuře a za daných okrajových podmínek provozovat.

Shrnutí Řeka 2035, varianta A

Podrobné dopravně technologické posouzení varianty Řeka 2035 pomocí simulačních metod potvrdilo, že je možné udržovat relativně stabilní provoz v rámci modernizovaného železničního uzlu Brno podle varianty Řeka.
Relativně nízký nárůst součtu zpoždění neohrožuje stabilitu provozu nikterak závažným způsobem a lze tedy očekávat, že výsledný provoz, alespoň po dobu špičkového provozu, je možné zajistit na horní polovině intervalu úrovně kvality provozu B („ekonomicky optimální“), přičemž nedochází k překročení hranice do „potenciálně rizikové“ úrovně kvality provozu C.

Studie proveditelnosti: DÍL B2 – Dopravní technologie, textová část. str. 348

Varianta Řeka A 2050 bez poruch a nepravidelností

Dalším krokem je simulace varianty Řeka, pod-varianty A ve stavu roku 2050, tedy po přivedení Vysokorychlostní železnice do Brna. Nádraží je doplněno o plánované další rovné koleje a nástupiště. I zde, skoro všechny linky osobní dopravy vykázaly nejlepší stupeň „A“ s výjimkou linky Ex3, R12 a R13.

Osobní vlaky linky Ex3 (Berlín – Pardubice – Brno – Břeclav – Vídeň) a R13 (Brno – Břeclav – Otrokovice – Olomouc) byly hodnoceny stupněm „A-B“, resp. „C“, jelikož tyto linky vlivem konfliktních požadavků v oblasti jižní části zhlaví nového brněnského nádraží pravidelně vyčkávají vlaků R55.
Rychlíková linka R12 (Brno – Olomouc (– Jeseník/Šumperk) byla hodnocena stupněm „A-B“, kdy shodně jako ve scénáři A 2035 jednalo o velmi mírné hodnot nárůstu zpoždění v řádu maximálně několika sekund.

Vlivem částečně jiné skladby provozu se částečně změnila i situace u linek nákladní dopravy Maloměřice – Modřice spolu s ovlivněnými nákladními vlaky směr Šlapanice. Linky nákladní dopravy vlivem omezených možností jiných variant vlakových cest, nebo vlivem upřednostňováním osobních vlaků (zejména linky S37) stále vykazují hodnoty  „C“. Celkovou funkčnost systému tyto nákladní vlaky ale neohrožují, neboť celkově systém dopravy funguje na stupni „A“, a systém dosahuje stabilních hodnot zpoždění na vstupu i výstupu, resp. hodnoty zpoždění mírně klesají.

Tab 275

Tab 275. Kvalita provozu i ve stavu roku 2050 varianty Řeka je dobrá

Kritická či potenciálně kritická místa i v simulační verzi „A 2050“ představuje ve shodě se scénářem „A 2035“ opět především obvod osobního nádraží, včetně příslušných zhlaví této stanice, a dále, prostor Brna-Židenic a oblasti Brna-Maloměřic.

Obr 89

Obrázek 89 Obsazenost kolejí u nástupišť přes den. Varianta Řeka, rok 2050. VRT je již dovedeno do Brna, na nádraží Řeka jsou již v provozu všechna nástupiště

 

Obr 90

Obr 90 Obsazenost kolejí u nástupišť ve špičce, varianta Řeka, rok 2050.

I zde koleje označené jako „přetížené“ jsou koleje nikoli s vysokou intenzitou provozu, ale s dlouhou dobou stání jednoho či několika vlaků u jednoho nástupiště. Stupeň „C“, byť lepší než ve scénáři „A 2035“ stále není možné považovat z hlediska stability provozu za ideální, neboť tato zpoždění stále negativně ovlivňují provoz ostatních linek s možným vlivem na provoz i mimo brněnský železniční uzel.
Celkový provoz osobní dopravy je ale na stupni „A“ z hlediska stability železničního provozu jako celku předpokládá provoz osobní dopravy opětovně bez připomínek.

Studie proveditelnosti: DÍL B2 – Dopravní technologie, textová část. str. 352

Varianta Řeka A 2050 s vlivem nepravidelností

Vyhodnocení provozu včetně vlivu vstupního a primárního zpoždění ve variantě Řeka, pod-variantě A, je provedeno pro jednotlivé linky vlaků, dále ve skupině podle jednotlivých funkčních vrstev, sumárně za osobní vlaky všech druhů a vlaky nákladní, jakož i za všechny vlaky dohromady.

Tab 276

Tab. 276 Dosažený stupeň kvality. (A) výborná, (B) ekonomicky optimální, (C) potencionálně riziková, (D) nedostatečná. Varianta Řeka A, rok 2050

 

Obr 92

Obrázek 92 Obsazenost kolejí u nástupišť přes den. Varianta Řeka, rok 2050.

Primárně přetížené prvky infrastruktury (červené) se v těchto průměrných hodnotách nevyskytují. Prvky v oblasti ještě přípustného špičkového zatížení (oranžové) jsou přípustné, neboť simulace byla provedena pro dopravní špičku. Při porovnání provozu v modelu bez zpoždění a se zpožděním je zřejmá částečná změna průměrného zatížení prvků, jedná o až na jednu výjimku výhradně o pokles doby obsazení. Důvodem ke snížení stupně obsazení obou kolejí byla přenesení zpožděných vlaků na jiné koleje a zejména krácení plánovaných dob pobytů některých vlaků až na technologické minimální časy v důsledku vysokého vstupního zpoždění těchto vlaků.

Tab 93

Obr 93 Obsazenost kolejí u nástupišť ve špičce, varianta Řeka, rok 2050.

Stejně jako u průměrných dob obsazení z předchozího obrázku i zde dochází ve většině případů ke snížení stupně obsazení jednotlivých staničních kolejí. Bylo zjištěno, že celkové výstupní zpoždění posuzovaného systému roste jen velmi mírně, což znamená, dlouhodobou provozní udržitelnost systému bez významného rizika jeho rozpadu.

Vzhledem k podmínce využití maximálně 75% z přirážky k jízdní době k odbourávání zpoždění (zpravidla tedy nevyužití cca 2% přirážky pro krácení zpoždění) a vzhledem k relativně vysoké hustotě zastavování vlaků, což vede k častému výskytu prodloužení pobytu ve stanicích a zastávkách, byly i v rámci tohoto bloku simulací zaznamenány v principu horší výsledku v bloku regionální dopravy.
Nárůst zpoždění v systému není zásadním způsobem ohrožující. Celkový výstup přes všechny vlaky je ohodnocen stupněm „B+“, nárůst se pohybuje v řádu jednotek vteřin, celkově v dolním kvartilu tohoto intervalu.
Zahrneme-li pouze osobní vlaky, systém opět vykazuje stupeň „B+“. Z hlediska stability železničního provozu jako celku je předpokládaný provoz osobní dopravy stále bez připomínek.
Segment regionální dopravy (zastávkové osobáky) se pohybuje přibližně uprostřed „ekonomicky optimálního“ intervalu (B+).

Třebaže systém je jako celek je relativně stabilní, některé jeho součásti vykazují vyšší nárůsty zpoždění, které v některých případech dosahují „potenciálně rizikových“, výjimečně dokonce „nedostatečných“ hodnot. Takové součásti je třeba detailně analyzovat a rozhodnout, zda jsou nutná nápravná opatření, zejména v rámci omezení negativního působení na okolní tratě.
Z dříve popisovaných linek osobní dopravy Ex3, R12 a R13 zůstává pouze provoz linky R13 v „potenciálně rizikovém“ intervalu. Nově přibývají i linky R9 a R19. Zvláštní pozornost ale vyžadují linky S6, S37 a linky nákladní dopravy na trase Maloměřice <–> Modřice.
Provoz linky R9 stále negativně ovlivňuje zejména pravidelnost provozu dalších linek se stejnou či podobnou trasou, stejně jako obdobným způsobem přetrvává vliv linky S3 a S37 v souvislosti s minimem možností pro změnu pořadí jízdy vlaků na společně pojížděné části infrastruktury.
Linky R13 a R19 (Praha – Pardubice – Česká Třebová – Brno) tvoří provozně jedinou linku, která díky relativně krátkému pobytu na hlavním nádraží v obou směrech se chová jako jediná linka. Linka R13 je ovlivněna souběhem s dalšími vlaky na jižní části zhlaví brněnského nádraží, linku R19 negativně ovlivňuje částečně svazkový provoz s nákladními vlaky v úseku Brno hl.n. – Brno-Židenice.
V případě linek S6 a S37 (hodnocené stupněm „C-D“, resp. „D“) mohou vysoké hodnoty nárůstu zpoždění vést až k systematické nestabilitě celého dopravního systému v navazujících uzlech.

Linky nákladní dopravy Maloměřice – Modřice v simulacích uvažujících se zpožděním vykazují nárůst zpoždění, které je nezbytné charakterizovat stupněm „D“ (nedostatečná). Tato zpoždění mají silnou tendenci negativně ovlivňovat provoz ostatních linek, ale zpoždění se nešíří dál neý přes brněnský železniční uzel.

Závěrem je možno konstatovat, že funkčnost uzlu Brno v navrhovaném scénáři Řeka A 2050 není zásadně dotčena a tento provozní koncept tedy je za daných podmínek doporučit k výstavbě.

Závěr Řeka A 2050

Podrobné dopravně technologické posouzení varianty Řeka A 2050 pomocí simulačních metod potvrdilo, že za daných předpokladů rozsahu infrastruktury a ve spojitosti s uvažovaným vozidlových parkem, navrhovaným provozním konceptem a s předpokládanou mírou výskytu primárních i sekundárních nepravidelností v běžném provozu je možné udržovat poměrně stabilní provoz v rámci celého uvažovaného uzlu Brno.
Celková stabilita systému, vzhledem k byť relativně malému, ale přesto narůstajícími zpoždění, není zásadním způsobem pro analyzované špičkové období dne dotčena a lze očekávat, že výsledný provoz je možné zajistit v rámci intervalu úrovně kvality provozu B („ekonomicky optimální“), přičemž celkově nedojde k překročení hranice do „potenciálně rizikové“ úrovně kvality provozu C.
Relativně stabilní a dlouhodobější provoz dle navrženého provozního konceptu je tedy možný a po provedeném dynamickém ověření a při zohlednění předchozích doporučení je možné konstatovat, že takovýto provozní koncept lze realizovat.

Studie proveditelnosti: DÍL B2 – Dopravní technologie, textová část. str. 359


Varianta Řeka Ab 2035 bez poruch a nepravidelností

Simulační scénář varianty Řeka pod-varianty Ab v roce 2035 je obdoba simulačního scénáře Řeka „A 2035“, který se odlišuje jen řešením kolejí v prostoru nového brněnského hlavního nádraží Řeka a s touto změnou souvisejícím odlišným uspořádáním provozu vlaků.

Reak Ab Ac

Zapojení tratí do nového brněnského nádraží ve variantě Řeka. Pod-varianta Řeka Ab se zaústěním Chrlické tratě ze severu nového nádraží – oranžově

Veškeré linky osobní dopravy vykazují i v této pod-variantě stupeň „A“. Obdobným způsobem jsou hodnoceny i linky nákladní dopravy, které dosahovaly taktéž stupně „A“ s výjimkou linek nákladních vlaků jižním směrem (-> Modřice), které byly hodnoceny stupněm „A-B“. Celkovou funkčnost systému není v žádném případě narušena, neboť celkově systém dopravy funguje na stupni „A“, a celý systém dosahuje stabilních hodnot zpoždění na vstupu i výstupu ze systému v těsné blízkosti nulových hodnot.

Tab 278

Tab. 278 Dosažený stupeň kvality. (A) výborná, (B) ekonomicky optimální, (C) potencionálně riziková, (D) nedostatečná. Varianta Řeka Ab

Potenciálně kritická místa v simulační verzi „Ab 2035“ představují i přes odlišné řešení nové osobní nádraží, úsek Brna-Židenic, Brna-Maloměřic v prostoru zapojení trati od odbočky Slatinská a železniční úsek Hlavní nádraží / Židenice – odb. Slatinská – Černovická Terasa.

Obr 97

Obrázek 97 Obsazenost kolejí u nástupišť přes den. Varianta Řeka Ab, rok 2035. Černá barva značí nástupiště, koleje, které nejsou ještě k dispozici. Budou až později spolu s VRT.

 

Obr 98

Obr 98 Obsazenost kolejí u nástupišť ve špičce, varianta Řeka Ab, rok 2035. Černá barva značí nástupiště, koleje, které nejsou ještě k dispozici. Budou až později spolu s VRT.

Na obou ilustracích výše je jako přetížená kolej shodně zobrazována kolej č.102. Jak je z diagramu obsazení staničních kolejí patrné, jedná se o obratovou kolej vlaků z/do Chrlic, která je navíc oproti obdobně zatížené koleji č.104 dodatečně zatěžována zejména linkou R8 (Brno – Ostrava – Bohumín). Naprostá většina zatížení jde v tomto případě na vrub dlouhých obratových časů linky S1. Ale výhodou dlouhých plánovaných pobytů je vysoká odolnost vůči vlivům zpoždění a proto není nezbytné takto navržené uspořádání vyhodnotit jako přetížené.

Vzhledem k tomu, že se jednalo o prověřování navrhovaného provozního konceptu, který nebyl zatížen vlivy dodatečného zpoždění, vypovídají výsledné hodnoty zpoždění zejména o bezkonfliktnosti navrženého provozního řešení. Celkový provoz osobní dopravy je na stupni „A“, stejně jako celkový železniční provoz. Ten je hodnocen taktéž stupněm „A“. To umožňuje tento simulační scénář uzavřít bez připomínek.

Varianta Ab 2035 s vlivem nepravidelností

Úkolem simulace bylo i zde podrobit navržené řešení zkoumání i za vlivu nepravidelností a zpoždění a určit, zda bude takto navržený dopravní model stabilní.

Tab 279

Tab. 279 Dosažený stupeň kvality. (A) výborná, (B) ekonomicky optimální, (C) potencionálně riziková, (D) nedostatečná. Varianta Řeka Ab s vlivem zpoždění

Tab 279

Tab. 279 Dosažený stupeň kvality. (A) výborná, (B) ekonomicky optimální, (C) potencionálně riziková, (D) nedostatečná. Varianta Řeka Ab s vlivem zpoždění – dokončení

 

Obr 100

Obrázek 100 Obsazenost kolejí u nástupišť přes den. Varianta Řeka Ab při zahrnutí nepravidelností, rok 2035. Černá barva značí nástupiště, koleje, které nejsou ještě k dispozici. Budou až později spolu s VRT.

Mezi potenciálně přetížené prvky infrastruktury nepatří ani v tomto případě Řeka Ab koleje, kde je předpokládán jen minimální pohyb vlaků a vysoký stupeň zatížení se děje výhradně stáním vozidel. Při porovnání provozu v modelu bez zpoždění a se zpožděním je opět zřejmá dílčí změna zatížení, ke které došlo v souvislosti s nemožností s využitím jiné, než jízdním řádem určené koleje.

Porovnáním situace bez zpoždění a s vlivy zpoždění je zřejmé, že v některých případech došlo k mírnému poklesu zatížení kolejí. Tyto koleje byly dle plánu obsazeny buď déle stojícími vlaky a disponovaly tak, pro případ vstupních zpoždění, relativně vysokou časovou rezervou, nebo byla část vlaků vlivem zpoždění přesměrována na jiné koleje (změna nástupiště).

Pokud budeme porovnávat zatížení špičkových 60 minut v rámci celé doby běhu jedné simulace s provozem včas dle průměrných hodnot, dosahují výstupy velmi podobných výsledků. Pokud budeme srovnávat se situací pro špičkových souvislých 60 minut, je zřejmé, že dochází k dílčím nárůstům dob obsazení u některých kolejí, dané jejich dodatečným zatížením dalšími vlaky, pseudonáhodně generovanými překročeními doby pobytu ve stanici a/nebo obsazeními prvky infrastruktury v odjezdové trase. Přesměrování dotčených vlaků na jiné než koleje (a nástupiště) a následný vliv na jejich dobu obsazení ilustruje následující obrázek

Obr 101

Obr 101 Obsazenost kolejí u nástupišť ve špičce, varianta Řeka, Ab, rok 2035 se zahrnutím nepravidelností. Černá barva značí nástupiště, koleje, které nejsou ještě k dispozici. Budou až později spolu s VRT.

Při posuzování stability pomocí součtu vstupních a výstupních součtu zpoždění do systému bylo zjištěno, že celkové výstupní zpoždění mírně narůstá, což sice obecně značí dlouhodobou provozní neudržitelnost, ale vzhledem k faktu, že simulace bylo prováděna pro maximální rozsah dopravy a nárůst byl i tak minimální, nedojde v reálném čase k takovému stavu.

Statický model využívá maximálních vlastností vozidel a infrastruktury, což ovšem za výskytu daných zpoždění způsobuje komplikace zejména na obousměrně provozovaných součástech infrastruktury, jako je tomu v prostoru Židenic/Maloměřic a přípojné trati do odbočky Slatinská, resp. až do prostoru zastávky Černovická Terasa.
Nárůst zpoždění v systému je ale minimální a navíc se liší dle segmentu provozu. V případě rychlíků k nárůstu nedochází, v ostatních segmentech (regionální doprava, celkově osobní doprava, nákladní doprava) dochází k minimálnímu nárůstu v řádu jednotek sekund.

Na základě simulace je daný systém z hlediska krátkodobého, střednědobého i dlouhodobého plně provozuschopný. I v tomto případě ale vykazují jednotlivé vlakové linky odlišné hodnoty. Některé z linek dosahují ale vysoké hodnoty („C-“ či „D“) nárůstů zpoždění tak, že mohou negativním způsobem ovlivňovat i okolní linky a úseky. U takových linek je doporučeno reálnou provozní situaci analyzovat a rozhodnout se, zda jsou nutná nějaká nápravná opatření, ať již pro zajištění odpovídajícího provozu v rámci uzlu nebo okolní železniční sítě.
Tyto vlastnosti vykazují z rychlíkových linka R56 a ze segmentu regionální dopravy potom linky S6 a S37. Provozně se jedná o jediný, výše zmiňovaný a v simulačních scénářích infrastrukturní varianty „A“ popsaný prostor Hlavní nádraží – Černovická Terasa s kolejovým propojením do prostoru Maloměřic.

V případě linek R56 a S6 (Brno – Slavkov u Brna – Nesovice (-Nemotice)) a jejich vedení po dvoukolejné nepřetížené trati a dle předpokládaného časového vedení mimo uzel Brno nemusíme předpokládat, že systematicky vznikající zpoždění z uzlu Brno by mohlo způsobit rozpad jiných železničních taktových uzlů, ani že by následné přenesené zpoždění zpět do uzlu Brno, mohlo bylo vyšší než již očekávané primární zpoždění. Taková situace by totiž mohla vést k nestabilitě, popř. rozpadu provozního konceptu v tomto uzlu, třebaže současná situace vykazuje relativně stabilní předpoklad provozu. V případě volby tohoto provozního konceptu je ovšem počítat s dílčími nepravidelnostmi v provozu těchto linek.

Relativně napjatá jízdní doba zejména linky S37 (Brno-Královo Pole – Šlapanice) a její pravidelné konfliktní požadavky zejména s vlaky dálkové dopravy v prostoru Brna-Židenic s návazným vstupem do jednokolejného provozního úseku komplikují pravidelný provoz této linky. Tato fakta přispívající k nestabilitě celkového provozu a negativně působí na provoz linky S37. Celkový stupeň provozu této linky a její pravidelné zpožďování vyžaduje volbu opatření, zejména co se týče krátkých obratových dob, které by nebylo možné dodržovat.

Závěrem je možno konstatovat, že funkčnost uzlu Brno jako celku nebude za dané situace ohrožena. Nárůst sumárního zpoždění ( ≈1%, v absolutní hodnotě okolo 2 s) není při uvažovaném provozním konceptu významný a tedy je možné takovýto provozní koncept na dané infrastruktuře v dané provozní periodě a za daných okrajových podmínek, po přihlédnutí k dílčím výhradám a nedostatkům, realizovat.

Závěr Řeka Ab 2035

Je potvrzeno, že i při výskytu primárních i sekundárních zpoždění v běžném provozu je možné navrhovaný koncept v rámci železničního uzlu Brno realizovat. Velmi nízký nárůst celkového zpoždění v systému neohrožuje stabilitu provozu a lze předpokládat, že provoz takového systému je možný.

Řeka Ab+Ac

Detail řešení nového železničního uzlu ve variantě Řeka Ab+Ac

Varianta Řeka Ab 2050 bez poruch a nepravidelností

Veškeré linky osobní dopravy vykazují i v simulaci pro rok 2050 varianty Řeka Ab stupeň „A“, max. „A-B“ nevykazovaly nárůst zpoždění. Výjimkou z pravidla představují linky R13 (Brno – Břeclav – Otrokovice – Olomouc) a R31 (Brno – Vyškov – Kroměříž – Zlín), které byly hodnoceny stupněm „B“, resp. „C“, zejména vlivem konfliktních v oblasti jižní části zhlaví hlavního nádraží a v případě linky R13 i vlivem vedení linky zhlavím. Přesto se v absolutních hodnotách jedná o nárůsty zpoždění v řádu několika sekund. Pro celkovou funkčnost systému tyto výjimky nepředstavují ani v nejmenším problém, neboť celkově systém dopravy funguje na stupni „A“ ve všech hodnocených kategoriích a hodnota zpoždění v systému klesá.

Tab 281

Tab. 281 Dosažený stupeň kvality. (A) výborná, (B) ekonomicky optimální, (C) potencionálně riziková, (D) nedostatečná. Varianta Řeka Ab rok 2050

Kritická či potenciálně kritická místa i v simulační verzi „Ab 2050“ představují ve shodě se scénářem „Ab 2035“ opět především obvod osobního nádraží, prostor Brna-Židenic, Brna-Maloměřic v prostoru zapojení trati od odbočky Slatinská a infrastrukturní úsek hlavní nádraží / Židenice – odb. Slatinská – Černovická Terasa.

Obr 103

Obrázek 103 Obsazenost kolejí u nástupišť přes den. Varianta Řeka Ab, rok 2050. Brno je již napojeno na VRT

 

Obr 104

Obrázek 104 Obsazenost kolejí u nástupišť ve špičce. Varianta Řeka Ab, rok 2050. Brno je již napojeno na VRT

Na obou ilustracích výše je jako potenciálně přetížená kolej shodně zobrazována kolej č.106. Provozně se jedná o kolej s téměř shodným provozním zatížením jako kolej č.102 ve scénáři Řeka Ab 2035. Jedná se o obratovou kolej vlaků z/do Chrlic dodatečně zatěžována obousměrně linkou R8, což způsobuje dané vysoké procento vytížení. Naprostá většina zatížení jde v tomto případě stále na vrub dlouhých obratových časů linky S1 (Brno – Chrlice – Křenovice horní nádraží), což částečně způsobuje iluzi značně přetížené infrastruktury.
Výhodou dlouhých plánovaných pobytů je vysoká odolnost vůči vlivům zpoždění a proto není nezbytné tuto infrastrukturu, vyhodnotit jako přetíženou.

Celkový provoz osobní dopravy na stupni „A“, stejně jako celkový železniční provoz (hodnocený taktéž stupněm „A“) umožňuje tento simulační scénář uzavřít bez připomínek.

Varianta Řeka Ab 2050 s vlivem nepravidelností

Pro hodnověrné vyhodnocení budoucích možných situací byla provedena simulace sady náhodně zvolených simulačních běhů  za vlivu nepravidelností. Pro každý z těchto scénářů byla opětovně generována sada náhodných primárních i sekundárních zpoždění, které umožnila zkoumat různé kombinace faktorů zpoždění i pořadí vlaků na infrastruktuře.

Tab 282

Tab. 282 Dosažený stupeň kvality. (A) výborná, (B) ekonomicky optimální, (C) potencionálně riziková, (D) nedostatečná. Varianta Řeka Ab, rok 2050

 

Obr 106

Obrázek 106 Obsazenost kolejí u nástupišť behem dne. Varianta Řeka Ab, rok 2050. Brno je již napojeno na VRT

Primárně přetížené prvky infrastruktury (červené) se v těchto průměrných hodnotách téměř nevyskytují. Jedinou výjimku představuje v obou situacích kolej č.106. Tato kolej vykazuje konstantně vysoké zatížení ve všech vyhodnocením scénáře „Ab 2050“, ať již se jedná o celou simulovanou 4h-periodu či maximálních 60 minut, a to jak v případě simulací bez zpoždění, tak i při jejich zohlednění.
Prvky v oblasti ještě přípustného špičkového zatížení (oranžové) jsou veskrze přípustné, neboť simulace byla provedena právě pro špičkovou periodu. Při porovnání provozu v modelu bez zpoždění a se zpožděním je zřejmá částečná změna průměrného zatížení prvků, kdy se jedná výhradně o pokles stupně obsazení.
Špičkové vytížení jednotlivých kolejí pro maximálních souvislých špičkových 60 minut v rámci celé doby běhu jedné simulace přes všechny simulační běhy ilustruje následující obrázek

Obr 107

Obrázek 1047 Obsazenost kolejí u nástupišť ve špičce. Varianta Řeka Ab, rok 2050.

Bylo zjištěno, že celkové výstupní zpoždění ve srovnání vstupních zpoždění klesá. Obecně systém dlouhodobou provozní udržitelnost systému bez významného rizika jeho rozpadu v budoucnosti. Vzhledem k podmínce využití maximálně 75% z přirážky k jízdní době k odbourávání zpoždění (zpravidla tedy nevyužití cca 2% přirážky pro krácení zpoždění) a vzhledem k relativně vysoké hustotě zastavování vlaků, což vede k častému výskytu prodloužení pobytu ve stanicích a zastávkách, byly i v rámci tohoto bloku simulací zaznamenány mírně horší výsledku v bloku regionální dopravy.
Sumární výstup přes vlaky celé simulace je ohodnocen stupněm „A-B“, což značí velice vyrovnanou sumu vstupních a výstupních zpoždění z / do simulační oblasti. Změna se pohybuje okolo jedné vteřiny; zahrneme-li pouze vlaky osobní dopravy, systém opět vykazuje stupeň „A-B“ s pouze minimálně nižší hodnotou redukce zpoždění oproti souhrnu všech vlaků. Z hlediska stability železničního provozu jako celku je předpokládaný provoz osobní dopravy stále bez připomínek.

Segment regionální dopravy se pohybuje přibližně na hranici hodnocení „A-B“, stejně jako rychlíky. Třebaže systém je jako celek lze definovat jako stabilní, některé jeho součásti vykazují přesto vyšší nárůsty zpoždění, které v některých případech dosahují „potenciálně rizikových“, výjimečně dokonce hraničně „nedostatečných“ hodnot. Takové součásti je třeba detailně analyzovat a rozhodnout, zda jsou nutná nápravná opatření, nikoli nezbytně pro zajištění odpovídajícího provozu v rámci uzlu, ale zejména v rámci eliminace negativního působení na okolí prověřované sítě.
Z provedeného vyhodnocení dat spadají do této potencionálně „problematické“ skupiny rychlíky linky R8 a R56 („C“) a speciální pozornost vyžaduje zejména regionální linka S37 (hraniční případ „C-D“).
Zatímco provoz linky R56 a jeho hodnocení je ekvivalentní k provedenému hodnocení ve scénářích „Ab 2035“, v případě linky R8 (Brno – Ostrava – Bohumín) se jedná o kombinaci jevů téměř výhradně v obvodu hlavního nádraží. Zvoleným konceptem uvažované využívání koleje s vysokým stupněm obsazení jinou linkou v kombinaci se zatíženými ostatními kolejemi v oblasti v daných časových slotech, ať již pro nemožnost jejich alternativní využití nebo z důvodu prostého vzájemného vylučování kolizních vlakových cest, výrazně komplikuje včasný průjezd linky uzlem hlavní nádraží.

Závěrem je možno konstatovat, že funkčnost uzlu Brno v navrhovaném scénáři Řeka Ab 2050 není při uvažovaném provozních konceptu výrazně dotčena a proto je možné tento provozní koncept za daných okrajových podmínek možno taktéž uvažovat k realizaci.
Navrhovaný provozní koncept s předpokládanou mírou výskytu primárních i sekundárních zpoždění, je možné v běžném provozu udržovat stabilní provoz v rámci celého uvažovaného uzlu Brno.

Studie proveditelnosti: DÍL B2 – Dopravní technologie, textová část. str. 384

Zhodnocení varianty Řeka

Ve variantách Řeka A a Ab byla porovnána řešení směrového a traťového uspořádání obvodu osobního nádraží. Z pohledu stability provozu se jako mírně lepší jeví řešení Ab. Další potenciál má tato varianta při případné úpravě provozního konceptu na navazujících tratích podle možností této varianty. Řešení variant Aa a Ac, tj. zavedení vlaků od Brna-Chrlic do severojižního kolejového diametru, zlepší především provozní parametry Chrlické linky S1. Samotnému obvodu nového brněnského nádraží ale výraznou pomoc nepřinese.
Z provozních důvodu zaústění Chrlické trati pod nové nádraží výrazně nic nezlepší.

Studie proveditelnosti 2017: další příspěvky

Pokud názor, napište mi.
Pokud dotaz, napište mi také.
Využijte formulář níže nebo pište na mail pavel.boucnik@centrum.cz

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna.