Metroliikenteen häiriötilanteissa tulee toimia tehokkaasti, jotta pystytään minimoimaan häiriön haitat. Häiriönhoitomenetelmä tarkoittaa normaalista poikkeavaa liikennöintitapaa, jota käytetään häiriötilanteen aikana. Vaikka häiriötilanteet ovat metroverkoilla kohtuullisen yleisiä tilanteita, niiden hoitomenetelmiä ei ole mallinnettu tarkasti metroliikenteen ominaispiirteiden vuoksi. Metroliikenne eroaa raskaasta raideliikenteestä poikkeuksellisen tiheän vuorovälin ja suurten matkustajamäärien johdosta. Metroliikenteelle on lisäksi tyypillistä, että asemavälit ovat lyhyitä, minkä takia suuri osa kokonaismatka-ajasta koostuu asemapysähdysajoista.
Työssä kartoitetaan menetelmiä mallintaa metroliikennettä analyyttisesti sekä simuloinnin avulla. Olemassa olevat menetelmät eivät huomioi riittävällä tarkkuudella raideliikenteen ominaisuuksia ja jalankulkijoiden liikkeitä laiturialueella. Työssä kehitetään nykyisiä menetelmiä hyödyntäen iteratiivinen menetelmä, joka yhdistää kahden simulointiohjelman, raideliikenteen simulointiohjelma OpenTrackin sekä jalankulkijoiden simulointiohjelma VISSIMin parhaat puolet toisiinsa. Yhdistäminen tehdään taulukkolaskentapohjaisesti. Menetelmää voidaan hyödyntää jatkossa reaaliaikaisen API-yhteyden algoritmin pohjana.
Työssä kehitettyä menetelmää sovelletaan Helsingin seudun metroverkolla tapahtuviin 24 erilaiseen häiriöskenaarioon. Häiriöskenaarioissa tarkastellaan kahta vaihtoehtoista häiriönhoitomenetelmää, joista toisessa liikenne keskeytetään kokonaan häiriön ajaksi ja toisessa siirrytään liikennöimään käytössä olevaa raidetta molempiin suuntiin. Optimointi tehdään vertailemalla häiriönhoitomenetelmien vaikutuksia eripituisissa häiriöskenaarioissa koko metroverkon alueella.
Simulointien tuloksista analysoidaan neljä erilaista matkustajiin vaikuttavaa viivetyyppiä, jotka aiheutuvat junien kasvaneista ajo- ja asemapysähdysajoista, junien rajallisesta kapasiteetista sekä kasvaneesta odotusajasta. Tapaustutkimuksen tulos osoittaa, että häiriön sijainnista ja pituudesta riippumatta yhden raiteen ajoon siirtyminen on optimaalisempi menetelmä kuin liikenteen keskeyttäminen silloin, kun häiriö kestää alle 30 minuuttia.In order to minimize the impact on public transport passengers it is important to behave effectively during an event of disruption. A disruption strategy means the set of methods that are applied during and after a disruption. Even though disruptions are relatively common in metro networks, any theoretical optimization has not been performed due to the unique characteristics of metro systems. Compared to conventional heavy rail transport metro systems have short headways and large passenger flows. Additionally, a significant amount of total travel time is due to station delays.
The aim of the thesis is to examine the existing analytical or simulation-based methods to model disruptions in congested metro networks. As a result, the thesis points out that the existing methods do not take the features of metro network and passenger behavior into account at a detailed level. Hence, the thesis introduces a new iterative approach to combine two existing simulation programs: the rail simulation program OpenTrack and the pedestrian simulation program VISSIM. With this combination, the best features of both programs are utilized. The programs were combined with spreadsheet software; however, it is designed to be a first step into a future tool that utilizes application-programming interface.
The new method is applied to 24 disruption scenarios in Helsinki region metro network. The scenarios cover two sorts of disruption strategies; either to stop all traffic for the duration of disruption or driving trains both directions in turns on the available track. Choosing the optimal strategy is done by comparing the effects on various scenarious. The effects of case disruptions are studied on the whole network.
Four different delay types are analyzed from the simulation results. The delays result from the increased dwell times, driving delays, limited train capacity and increased waiting times. Results show that regardless of the length and location of the disruption driving trains both directions in turns is the optimal method when the disruption duration is less than 30 minutes
