– Det er ikke sexy. Men togtrøbbel kan løses med matematikk

Hva er den beste bruken av midler på norsk jernbane? De siste ukene har en debatt om dette rast i Aftenposten.

Her har en tidligere ruteplanlegger beskyldt jernbanetopper «for å stjele tiden til sine kunder ved å tilby en ruteplan der togene bruker mye lengre tid enn de kunne ha gjort med en bedre plan».

Jernbanedirektøren har svart at «hovedutfordringen i dag er at kapasiteten i jernbanenettet er begrenset» og at mer sporkapasitet trengs hvis det skal satses på jernbanen fremover.

Men faktum er at punktligheten falt i 2018, for første gang på lenge. Det betyr at det finnes problemer det må tas fatt i her og nå. Løsningen er å bruke matematiske modeller til å treffe valg ved utarbeiding både av ruteplaner og sanntids kjøreplaner (planer for trafikkavvikling de nærmeste minuttene eller timene).

Det er ikke sexy. Men vi vet det fungerer.

Mye gjøres manuelt i dag

Jernbanen er en konservativ sektor. Dette ses eksempelvis på de rigide systemene som brukes til å lage ruteplaner. Planene lages mange år før de tas i bruk.

Ved jernbaner verden over foregår mye planlegging manuelt. Dette til tross for at det er forsket mye på matematiske metoder for forbedring i sektoren. 

Jernbaner er komplekse system. Intet menneske kan overskue kombinasjonsmulighetene som finnes når en ny plan skal lages. Planleggere med lang erfaring får til gode planer. Men med matematikk kan vi finne de beste.

Store gevinster innen rekkevidde

Forskningslitteraturen påviser at store gevinster er innen rekkevidde:

I en fransk studie av morgenrushet rundt byen Rouen, viste datasimuleringer at matematisk baserte sanntidsplaner vil øke antallet punktlige ankomster med mellom 30 og 100 prosent sammenlignet med de manuelle planene som togoperatørene dirigerte trafikken etter.

I SINTEF bistår vi norske myndigheter og Bane NOR på fagfeltet. I et pilotprosjekt for Jernbanedirektoratet ser vi på Jærbanen ved Stavanger. Foreløpige resultater viser at matematisk baserte ruteplaner kan skape rom for flere tog her, selv i rushtiden.

I USA forteller godstogselskapet Norfolk Southern Railways at selskapet, takket være matematisk funderte sanntidsplaner, har økt gjennomsnittsfarten med 3,2 kilometer i timen. Ifølge selskapet gir dette en årlig besparelse på nær 3,5 milliarder kroner.  

Riktig beslutning i løpet av sekunder

Matematikkmodellene som er lagd for jernbanesektoren dekker et stort spekter. De kan hjelpe langtidsplanleggerne med alt fra rute- til vedlikeholdsplaner – og gi sanntidsplanleggerne råd om hvilke tog som skal vente på andre tog eller kjøre først inn på perrongen.   

Slike beslutninger har ringvirkninger et menneske ikke klarer å se. Her kan matematikken hjelpe planleggerne med å ta riktige beslutninger på de få sekundene de noen ganger har til å treffe valg.

For planleggere vil fortsatt trengs, til å ha overoppsyn med systemene og for å kunne tre til i ekstraordinære situasjoner. Fra modellene vil de samtidig få løsninger på en brøkdel av tiden det vanligvis tar. Dermed kan de vurdere langt flere alternativ.

Såfremt det satses på videre på feltet, har vi tro på at regneverktøy vil gi mer robuste ruteplaner, få flere tog på skinnene og øke jernbanens service og punktlighet.

Artikkelen sto første gang i Aftenposten 21. april 2019 og gjengis her med avisens tillatelse.