Bij beheer en instandhouding van railinfrastructuur is het belang van de uiteindelijke gebruiker en klant (vervoerder en reiziger) dat maximale veiligheid en beschikbaarheid geleverd worden.

Er zijn vele manieren om partijen, die verantwoordelijk zijn voor de veiligheid en beschikbaarheid, te stimuleren een maximale prestatie te leveren. Meestal gebeurt dat op basis van prestatie indicatoren en een boeteregime of bonus/malus systeem: als de werkelijke prestaties de overeengekomen waarden over- of onderschrijden.wordt de partij die verantwoordelijk is voor de veiligheid en beschikbaarheid beloond of bestraft.

Voor het HSL-Zuid project in Nederland is hiervoor een ingenieus systeem bedacht.

Hierbij wordt gebruik gemaakt van een computer simulatie model. Daarmee kunnen de gevolgen van een (technische) storing gesimuleerd worden en de effecten op de treindienst inzichtelijk en meetbaar gemaakt worden. De resultaten van de simulatie worden gebruikt als input voor het bonus/malus systeem en vervolgens vertaald in Euros (boete) of Bonus Minuten.

In dit artikel wordt nader ingegaan op de achtergronden en werking van het performance payment regime en het daarvoor ontwikkelde model. Gezien de beperkte ervaring met het model kan nog geen indicatie gegeven worden van de effectiviteit van dit regime in de praktijk.

Achtergrondinformatie

Voor de HSL-Zuid secties in Nederland zijn de financiering, het ontwerp, de bouw en de instandhouding (gedurende 25 jaren) gegund aan een consortium, genaamd Infraspeed. Het contract tussen Infraspeed en de Nederlandse overheid wordt de Restated Implementation Agreement (RIA) genoemd. In de RIA zijn clausules opgenomen m.b.t. de meting van de prestaties van Infraspeed en de betalingen die daaraan gekoppeld zijn.

De betalingen aan Infraspeed zijn pas begonnen op het moment van formele oplevering van de infrastructuur en zijn gebaseerd op een vaste vergoeding per dag voor een periode van 25 jaren. Dit is de zogenaamde Performance Fee die alleen varieert met een jaarlijkse inflatiecorrectie.

Deze vergoeding is dus niet alleen voor de instandhouding, maar ook voor de financiering van het ontwerp en de bouw, rentevergoeding op de investering, winst en risico.

Deze fee wordt vervolgens gecorrigeerd op basis van Infraspeed’s prestaties gedurende de instandhoudingperiode (25 jaren). De belangrijkste correctiefactor is de geleverde beschikbaarheid (availability). Deze wordt uitgedrukt in een % en de grenswaarde is gesteld op 99%.

In de RIA wordt voor het berekenen van de prestatie indicator availability en de daaruit volgende boete en/of bonus minuten, het Performance Simulation Model (PSM) geïntroduceerd.

Wat is het PSM?

Het PSM is een software applicatie die specifiek voor Infraspeed en op basis van de eisen uit het contract (RIA) is ontwikkeld door het Institut voor Bahntechnik in Dresden.

Voor details wordt verwezen naar de User Manual.

Binnen het PSM wordt gebruik gemaakt van een computer simulatie model, waarmee de treinenloop op de HSL secties in ongestoorde en gestoorde toestand kan worden gesimuleerd en de vertragingen bij verstoringen kunnen worden vastgesteld.

In het model is de HSL infrastructuur (geometrie, beveiliging, tractievoeding, etc.) zo nauwkeurig mogelijk ingevoerd, Verder zijn de essentiële gegevens van het rollend materieel opgenomen en wordt de vigerende dienstregeling toegepast.

Voor de computer simulatie wordt gebruik gemaakt van een universeel model dat is ontwikkeld door de Technische Hogeschool in Zurich, genaamd Open track.

Voor details wordt verwezen naar de User Manual.

Het contract (RIA) stelt zeer hoge eisen aan de nauwkeurigheid waarmee het simulatiemodel de rijtijden en vertragingen berekent. Deze mogen niet meer dan ±3% afwijken van de in werkelijkheid gerealiseerde waarden.

In het PSM (een soort MMI met de Open Track simulatie) kunnen bepaalde gegevens en parameters voor de simulatie worden aangepast cq ingevoerd, kan de simulatie worden opgestart en kunnen de uitkomsten vervolgens in een rapport worden weergegeven volgens een standaard (niet te wijzigen) format.

Het simulatiemodel Open Track bepaalt feitelijk alleen de gevolgen voor de treinen van de in het PSM ingevoerde storingen (beperkingen) in termen van vertragingsminuten tov de geplande rijtijd.

In het PSM worden vervolgens op deze vertragingsminuten de rekenregels uit het contract (RIA, Schedule 17) toegepast om de availability per dag en per maand uit te rekenen en vervolgens de bijbehorende penalty als de availability < 99% is.

Ook berekent het PSM de eventuele bonusminuten (als de availability > 99% is). De grenswaarde voor de beschikbaarheid is dus 99% en betere prestaties worden niet beloond in Euro’s maar in bonus minuten. Infraspeed mag naar eigen beoordeling en keuze de opgebouwde en beschikbare bonus minuten gebruiken om vertragingsminuten te compenseren.

PSM invoergegevens

De volgende gegevens worden eenmalig ingevoerd in Open Track en worden in principe alleen gewijzigd als dit in de werkelijkheid ook het geval is:

• de infrastructuur (geometrie, tractievoeding, beveiliging)
• de relevante gegevens van het rollend materieel
• de dienstregelingDe volgende gegevens worden in principe ook eenmalig ingevoerd in het PSM en komen voort uit de rekenregels in het contract (RIA Schedule 17). Deze bepalen de hardheid van het regime en worden verderop in dit artikel toegelicht:
• de Secondary Effect Factoren
• het percentage beschikbaarheid, waaronder een dag als niet-beschikbaar wordt beschouwd. Voor een â??niet-beschikbare dagâ?? wordt de gehele dagvergoeding in mindering gebracht.
• het maximale aantal vertragingsminuten per trein, waarboven een treinpad als opgeheven wordt beschouwd. Een opgeheven trein levert weer extra vertragingsminuten (strafminuten) op

Verder worden eens per jaar de geïndexeerde Performance Fee en de boetebedragen (per vertragingsminuut) ingevoerd.

Bovengenoemde gegevens kunnen in het PSM alleen door een maintainer ingevoerd en gewijzigd worden.

Door de reporter kunnen in het PSM de storingen ingevoerd worden. Voor iedere storing moeten de volgende gegevens worden ingevoerd:

• de toelaatbare snelheid (= 0 km/u bij volledige stremming)
• het spoor (de spoorsectie) waar de beperking van toepassing is (van km tot km)
• de rijrichting waarin de beperking van toepassing is
• de begin- en eindtijd van de beperking (in seconden)

Na het invoeren van alle gegevens van de storingen in een bepaalde maand, kan de reporter de simulatie starten en het resultaat bekijken.

Vervolgens kan de reporter opgebouwde en beschikbare Bonus Minuten verdelen om de gesimuleerde en berekende vertragingsminuten te compenseren.

Daarna wordt het Performance Report geproduceerd (in Pdf format) en liggen alle gegevens van die maand vast.

Enkele bijzondere (slimme) aspecten van het PSM

In het PSM worden voor de bepaling van de prestaties, de boetes en/of bonus minuten alle storingen/beperkingen ingevoerd die in die maand hebben plaatsgevonden, behalve storingen die ontstaan zijn als gevolg van situaties of omstandigheden die buiten de verantwoordelijkheid of scope van Infraspeed vallen. Deze storingen worden Non Attributable Events (NAE) genoemd en in het contract is een overzicht opgenomen van voorwaarden waaraan een storing moet voldoen om als NAE te worden geclassificeerd. Bijvoorbeeld: defect materieel, uitval van het 150kV net, e.d.

Het risico voor Infraspeed is dus beperkt tot die zaken waar zij zelf verantwoordelijk voor (kunnen) zijn.

Bij de bepaling van de vertragingsminuten wordt rekening gehouden met de plaats van de verstoring en de uiteindelijke bestemming van de treinen die door de verstoring vertraagd worden. Hiervoor worden, na de simulatie van de storing, de netto vertragingsminuten vermenigvuldigd met een Secondary Effect Factor (SEF). Op deze manier wordt in het PSM zo veel mogelijk rekening gehouden met de consequenties van de verstoringen voor de reiziger en de vervoerder. Een vertraging aan het begin van een (lange) reis is ernstiger dan een vertraging vlak voor de eindbestemming.

Als uit de simulatie volgt dat een trein meer dan 180 minuten vertraging oploopt, wordt deze trein als opgeheven beschouwd en krijgt Infraspeed voor deze trein nog eens 180 minuten extra vertraging toebedeeld."’Eén langdurige storing/beperking wordt dus zwaarder bestraft dan meerdere kortdurende storingen.

Als de beschikbaarheid op een dag < 90% is, wordt in het PSM deze dag als een Non Available Day (NAD) beschouwd. Voor elke NAD verliest Infraspeed de volledige Fee voor die dag.

De beschikbaarheid van die dag wordt wel gewoon meegenomen in de bepaling van de (gemiddelde) beschikbaarheid van die maand.

Op deze manier wordt Infraspeed gestimuleerd om iedere dag een acceptabele beschikbaarheid te leveren.

De boete voor een vertragingsminuut neemt toe als de beschikbaarheid afneemt.

Voor een beschikbaarheid tussen 99% en 96% : Euro 500 per minuut

Voor een beschikbaarheid tussen 96% en 94% : Euro 1,500 per minuut

Voor een beschikbaarheid tussen 94% en 92% : Euro 2,500 per minuut

Voor een beschikbaarheid lager dan 92% : Euro 3,500 per minuut

(genoemde bedragen zijn de basis waarden, dus voor indexatie).

Bonus minuten hebben een beperkte geldigheid, namelijk 3 maanden. Als bonus minuten na 3 maanden niet zijn gebruikt, komen ze te vervallen.

Iedere PSM berekening maakt gebruik van de uitkomst van de vorige periode dus als een eerder uitgebracht rapport gewijzigd moet worden, kan dat consequenties hebben voor alle daarop volgende rapporten.

Om te voorkomen dat wijzigingen pas na lange tijd worden doorgevoerd en er dus heel veel maanden opnieuw berekend moeten worden is in de RIA het Six-Monthly Adjustment opgenomen. Dat houdt in dat er maximaal 6 maanden opnieuw berekend kunnen/mogen worden, daarna zijn wijzigingen in het PSM niet meer mogelijk.

De werking van het PSM en de mate waarin het model voldoet aan alle eisen uit de RIA is geverifieerd door de TU Delft.

Daarbij is de kanttekening gemaakt dat de 3%-eis uit het contract maar deels is aangetoond om dat er nog onvoldoende treinritten zijn gemaakt om de gesimuleerde en de werkelijke vertragingen met elkaar te kunnen vergelijken.

Ervaringen uit de praktijk tot nu toe

Het is nog te vroeg om te kunnen beoordelen of het regime te hard of te zacht is. Wel is duidelijk dat een dubbelsporige stremming over meerdere dagen (calamiteit) de financiële positie van Infraspeed danig aantast.

In de praktijk is gebleken dat bepaalde storingen lastig zijn te vertalen in PSM input, want in het PSM kunnen storingen alleen maar ingevoerd worden als snelheidsbeperkingen over een bepaalde afstand en een bepaalde tijd. Een blokkade wordt hierbij ingevoerd als een snelheidsbeperking tot 0 km/u.

Een storing aan een wissel levert (afhankelijk van de stand waarin het wissel nog bereden kan worden) voor sommige treinen een stremming of snelheidsbeperking op, terwijl andere treinen gewoon hun geplande rijweg kunnen blijven vervolgen.

Bij een enkelsporige stremming kan het voorkomen dat twee treinen uit tegenovergestelde richtingen op het nevenspoor terechtkomen en een deadlock situatie ontstaat.

Omdat bij gebruik van het ERTMS beveiligingssysteem het niet ondenkbaar is dat er re-sets nodig zullen zijn om na een storing het treinverkeer weer op gang te brengen is er in het PSM een stop-and-go optie opgenomen, die er voor zorgt dat op een bepaalde locatie (=input) een trein tot stilstand wordt gebracht, een aantal seconden (=input) stil blijft staan, om vervolgens weer op gang te komen.

Sommige storingen hebben geleidt tot het moeten invoeren van een groot aantal kleine snelheidbeperkingen. Ook kan het soms nodig zijn (om vertragingen te minimaliseren) om bepaalde treinen even tegen te houden op de grenzen van het model.

Of de treindienstleider in de praktijk ook zo zal handelen is nog maar de vraag. De standaard afhandelingscenario’s van ProRail’s Verkeersleiding zijn vaak minder optimaal en men neigt al gauw tot het opheffen of omleiden van treinen of treinseries.

Er is gesuggereerd om voor de meest voorkomende storingen mbv het PSM de optimale afhandeling te bepalen en deze vervolgens voor te leggen aan Verkeersleiding als scenario. Het is aan Verkeersleiding om een dergelijk voorstel te accepteren of niet.

Het zou een interessante bijwerking kunnen zijn van het gebruik van een simulatie model als Verkeersleiding daardoor de meest optimale afhandeling kan toepassen.

Op moment van dit schrijven (9-jul-07) heeft Verkeersleiding nog geen afhandelingscenarios voor storingen op de HSL secties bedacht.

Dienstregeling voor het PSM

In het contract met Infraspeed (RIA Clause 11) is beschreven dat de Capacity Allocator (capaciteits verdeler) Infraspeed voorziet van de vigerende dienstregeling op de HSL secties.

Naast de dienstregeling is het ook nodig om de relevante eigenschappen van het in de dienstregeling toegepaste materieel in te voeren in het PSM.

Deze informatie moet worden aangeleverd door de vervoerder.

ProRail Capaciteits Management (CM) stelt in principe jaarlijks de dienstregeling vast en tussentijds (max 6x per jaar) als er een wijziging op de HSL wordt doorgevoerd.

Daarop volgt dus nog een kleine correctie om de entry- en exit tijden en snelheden op de grenzen van de HSL secties vast te stellen voor invoer in het PSM.

Re-calibratie van het PSM

Omdat de toegepaste dienstregeling van invloed is op het performance regime (dezelfde storing levert verschillende vertragingen (=boetes) op bij verschillende dienstregelingen) zijn in het contract met Infraspeed clausules opgenomen die beschrijven hoe om te gaan met (grote) aanpassingen in de dienstregeling.

Bij bepaalde wijzigingen in de dienstregeling of andere Material Modifications is het nodig om het PSM opnieuw te calibreren.

De essentie is dat een storing, na de wijziging, dezelfde penalty oplevert als voor de wijziging.

De verwachting is dat re-calibratie van het PSM niet voor 2009 zal plaatsvinden (wellicht nog (veel) later).

Uniek in Nederland

Het gebruik van een simulatie model om prestaties van een Infra Provider meetbaar te maken is uniek in Nederland. Zeker omdat hier ook nog eens een DBFM contract aan ten grondslag ligt. Wellicht dat er elders in Europa of de wereld soortgelijke methoden worden toegepast, maar de wijze waarop dit concept op de HSL in Nederland is toegepast is beslist uniek.

Het is lastig om voldoende inzicht te geven in de bijzondere aspecten van het toegepaste regime zonder al te ver in detail te gaan.