Abstract

During 2018, the Public Transport Administration (Trafikförvaltningen) in the Stockholm region spent approximately 2.2 billion SEK on new infrastructure investments related to the public transport system, many of which were based on their public transport models. The previously used method for validating these models has lacked scientific rigour, efficiency and a systematic approach, which has led to uncertainty in decision making. Furthermore, few scientific studies have been conducted to develop validation methodologies for large-scale models, such as public transport models. For these reasons, a scientific validation methodology for public transport models has been developed in this thesis. This validation methodology has been applied on the 2014 route assignment model used by Trafikförvaltningen, for the transport modes bus, commuter train and local tram. In the developed validation methodology, the selected validation metrics called MAPE, %RMSE and R^2 are used to compare link loads from a route assignment model with observed link loads from an Automatic Passenger Counting (APC) system. To obtain an overview of the performance of the route assignment model, eight different scenarios are set, based on whether the validation metrics meet acceptable thresholds or not. In the application of the developed validation methodology, the average link loads for the morning rush have been validated. To adjust the developed validation methodology to system-specific factors and to set acceptable metric thresholds, discussions with model practitioners have taken place. The validation has been performed on both lines and links, and for bus entire line number series have been validated as well. The validation results show that commuter train meets the set threshold values in a higher proportion than bus and local tram do. However, Trafikförvaltningen is recommended to further calibrate the route assignment model in order to achieve a better model performance. The developed validation methodology can be used for validation of public transport models, and can in combination with model calibration be used in an iterative process to fine-tune model parameters for optimising validation results. Finally, a number of recommendations are proposed for Trafikförvaltningen to increase the efficiency and quality of the validation process, such as synchronising model data with the observed data. Under 2018 spenderade Trafikförvaltningen ungefär 2,2 miljarder kronor på nya infrastrukturinvesteringar för kollektivtrafiksystemet i Stockholm, varav många av dessa baserades på deras kollektivtrafikmodeller. Den tidigare metoden för att valideras dessa modeller har saknat gedigen vetenskaplig grund, effektivitet och ett systematiskt tillvägagångssätt, vilket lett till osäkerhet gällande investeringsbeslut. Dessutom har få vetenskapliga studier genomförts för att ta fram valideringsmetodologier för storskaliga modeller, såsom kollektivtrafikmodeller. Av dessa skäl har en vetenskaplig valideringsmetodologi för kollektivtrafikmodeller tagits fram i detta examensarbete. Denna valideringsmetodologi har tillämpats på Trafikförvaltningens 2014 års nätutläggningsmodell, för trafikslagen buss, pendeltåg och spårväg. I den framtagna valideringsmetodologin har de valda valideringsmåtten vid namn MAPE, %RMSE och R^2 använts för att jämföra länkbelastningar från en nätutläggningsmodell med observerade länkbelastningar från ett Automatisk Trafikanträkning-system (ATR). För att ge en översikt över modellens precision har åtta scenarios satts baserat på om valideringsmåtten godkänns eller inte enligt tröskelvärden. I tillämpningen av den framtagna valideringsmetodologin har de genomsnittliga länkbelastningarna för morgonens rusningstrafik validerats. För att justera den framtagna valideringsmetodologin efter systemspecifika faktorer och för att sätta godkända tröskelvärden för valideringsmåtten, har diskussioner med trafikanalytiker hållits. Valideringen har utförts både på linjer och länkar, och för buss har även hela linjeserier validerats. Valideringsresultaten för pendeltåg har en högre andel godkända mätningar än buss och spårväg. Trafikförvaltningen rekommenderas dock att kalibrera nätutläggningsmodellen ytterligare för att uppnå ett bättre resultat. Den framtagna valideringsmetodologin kan användas för valideringar av kollektivtrafikmodeller, och kan i kombination med modellkalibrering användas i en iterativ process för att finjustera modellparametrar och därmed optimera valideringsresultaten. Slutligen föreslås ett antal rekommendationer för Trafikförvaltningen för att öka effektiviteten och kvaliteten på valideringsprocessen, till exempel att synkronisera modelldata med observerad data.

Abstract

This thesis conducts research on the light rail transit (LRT)-line Tvärbanan in Stockholm regarding punctuality of dwell time (DT), focusing on the influence passengers have on the mean and the variance of DT. The eight major stops during rush-hours are analyzed through a combination of quantitative and qualitative analysis. DT is proved to be affected by many factors in a complex setting, with vast differences between stops and between train types, proving that the infrastructure, the platform design, and the train design is important factors. The overall core problem is the non-uniformity of passengers, which is caused mainly by (1) the platform layout, especially the locations of entrances/exits, (2) placement of the train doors in relation to platform obstacles, (3) connections to other means of public transportation, and (4) the overall placement of the entrances/exits at other stops in the same direction. Stop-specific measures and suggestions of overall improvements are proposed in order to reduce the mean and the variation of DT. Detta examensarbete undersöker hur uppehållstid påverkas av passagerare på light rail-linjen Tvärbanan i Stockholm, vilket har haft en historia av höga och oförutsägbara uppehållstider. De åtta största hållplatserna under rusningstid är analyserade genom en kombination av kvalitativa och kvantitativa studier. Uppehållstiden beror på många faktorer i en complex miljö, där stora skillnader finns mellan de olika hållplatserna och de olika tågtyperna, vilket är ett bevis att infrastrukturen, plattformsdesignen och tågdesignen är viktiga faktorer. Grundproblemet är att passagerare är ojämnt fördelade på plattformarna, vilket är orsakat av (1) plattformsdesignen, speciellt vart ingångar/utgångar är placerade, (2) vart tågdörrarna stannar i relation till objekt på plattformen, (3) förbindelser till annan kollektivtrafik och (4) hur ingångar/utgångar är placerade över hela linjen i samma riktning. Övergripande och hållplatsspecifika åtgärder för att minimera uppehållstiden presenteras i rapporten.