STEG i rätt riktning gav nytt digitalt beslutsstöd och planeringsverktyg för tågtrafikledare

Uppsala universitet har genom sin forskning bidragit till nya metoder för operativ planering av tågtrafiken samt till ett nytt sätt att arbeta för tågtrafikledare, vilket har gjort deras arbete kognitivt enklare. Den framforskade digitala grafen har inneburit ett effektivt beslutsstöd med god översikt, flexibla lösningar och snabb återkoppling på föreslagna trafiklösningar i det dagliga, operativa arbetet. Metoden som använts har fått spridning inom europeisk järnvägsforskning och är ledande i sitt slag. Den digitala grafen möjliggör styrning av tåg i realtid via operativ omplanering. När den aktuella planen är fri från konflikter kan den automatiskt exekveras vilket medför att trafikledarna kan ägna sin uppmärksamhet åt att skapa en så optimal plan som möjligt, givet de aktuella förutsättningarna i den aktuella situationen. Grafen utgör också grunden till en gemensam lägesbild och underlättar integrering av framtida arbetsroller för tågtrafikledare, lokförare, trafikföretag och trafikinformatörer och skapar en gemensam plan för järnvägens trafikflöden som alla kan agera utifrån.

Bakgrund och utmaning

Trafikverket (tidigare Banverket) insåg i slutet av 1990-talet att framtidens järnväg stod inför flera stora utmaningar. Trafikarbetet på järnvägen skulle öka och nya aktörer krävde tillgång till anläggningen. Kapacitetsutnyttjandet skulle med andra ord behöva öka väsentligt. Samtidigt var de arbetsstationer varifrån tågtrafiken leddes kopplade till föråldrade sätt att arbeta – man styrde tågtrafiken på tekniknivå (växlar, ställverk, signaler) men det som behövdes var att trafiken skulle styras på trafiknivå (tåg med olika prioritet och trafikslag). Efter införandet av ATC-systemet fanns redan en hög nivå av säkerhet inom järnvägstrafiken, men samtidigt hade de höga säkerhetskraven lett till en tröghet som behövde åtgärdas inför de utmaningar som väntade. Säkerheten behövde kompletteras med arbetssätt som möjliggjorde högre effektivitet och kapacitetsutnyttjande. Det traditionella sättet att omplanera vid störningar innebar också att den nya planen bara var känd för den trafikledare som utformade den och vidarebefordrades normalt inte till någon annan, vare sig till andra trafikledare eller till lokförarna. Detta kunde leda till omfattande följdeffekter när flera aktörer agerade utan kunskap om de rådande förhållandena. Arbetssättet behövde därför förändras, och en central utmaning för forskningen blev att utreda hur högre nivåer av automation kunde användas för att skapa effektivare trafikledningssystem.

Forskningens bidrag

Forskningens första uppgift blev att förstå det dagliga, operativa arbetet, och hur det kunde förändras för att möta kraven högre på kapacitetsutnyttjandet. Samarbetet mellan universitetet och dåvarande Banverket inleddes med olika målbildanalyser där personer på olika nivåer inom tågtrafiksystemet analyserade hur det traditionella systemet planerades och styrdes. En ny målbild togs fram som fokuserade på effektiv operativ omplanering samt skapandet av en gemensam ständigt aktuell plan för trafikens genomförande.

Nya och kognitivt enklare arbetsstationer samt högre nivåer av automation var några av de förändringar man tänkte sig. Uppsala universitet har i dialog med användarna av de operativa systemen successivt utvärderat olika förslag på hur framtidens digitala beslutsstöd ska se ut och fungera. Metodiken som använts har varit användarcentrerad design där skisser, prototyper och olika designlösningar har testats i omgångar. Centrala delar i metodiken har varit de inledande kognitiva-etnografiska analyserna, utformning av den nya digitala grafen som innebar att man ändrade de gamla pappersgrafernas användning av X- och Y-axlarna samt direktinteraktionen med den digitala grafen i form av drag-and-drop-teknik. Den nya aktuella och konfliktfria trafikplanen kan automatiskt exekveras. En central del, som har vunnit internationell uppmärksamhet, är så kallade icke-autonoma automater. Principen om icke-autonoma automater bygger på idén att automationen enbart genomför förändringar i tågplanen som tågtrafikledaren har godkänt. På så vis underlättas och garanteras tågtrafikledarens situationsmedvetenhet gällande vilka beslut som fattats i det öppna sociotekniska system som styrning av trafiken på järnvägen är exempel på. Frågan om vilken nivå av automation som var lämpligast kom därför att i praktiken besvaras genom att den digitala grafen inte bara blev ett digitalt verktyg för visualisering av trafikflöden på output-sidan av systemet (information till tågtrafikledaren om lägesbilden), utan också genom att samma graf blev det beslutsstöd som tågtrafikledaren behövde på input-sidan av systemet (beslut från tågtrafikledaren gällande planering och omplanering av olika tåg).