®Metro DIESEL MULTIPLE UNIT (DMU) TECHNICAL FEASIBILITY ANALYSIS Contract No. PS4370-2064 Prepared for Los Angeles County Metropolitan Transportation Authority by [ lffi] LTK Engineering Services March 2009 Gen.Col. TJ ---36540 619.2 L85 APR 1 0 2009 D547 2009 Diesel Multiple Unit (DMU) Technical Feasibility Analysis I Contract No. PS4370-2064 Table of Contents 1.0 EXECUTIVE SUMMARY ................................................................................................. .. 1 1.1 Purpose of the DMU Technical Feasibility Study ... ...... ........ .. ...... .... ... .. ..... ..... ........... 1 1.1.1 Review of Existing Studies ...... ... ... ........ .... ..... ..... ... .... ...... ....... .. ................... ..... 1 1.1.2 Technical Definition of the Three Study Corridors ......................... .... ... ............ 2 1.1.3 DMU Market Survey .......................... .... .. ...... .. .... ... ........................................... 2 1.1.4 DMU Propulsion Investigation .. ........... .. .. ....... .. ... .... ..... ... ... .... .... ..... .... ... ... .. ...... 2 1.1.5 Review of Existing Operating Agreements .... .. ....... .. .................... ..................... 3 1.1 .6 Corridor Operational Capacity Study .. ... .... .... ... ... ..... ... ...... ....... .... ........... .......... 3 1.1.7 DMU Fleet Maintenance Plan ........................................................ .. .. .. ..... ...... .4 1.1.8 Community Opportunities and Constraints for Overlay DMU Service ..... .... ... .... 4 1.1.9 Costing Methodology I Capital Costs .... .... .......... .. .......... .............. .. ............ ...... 5 1.1.1 O Costing Methodology I Operating Costs ......................... .. .. .... ...... .. .... ...... ... .... .. 6 1.1.11 Potential Funding Approaches ... ..... ..... ............... .... ..... ............... .... ...... .. ........ .. 6 1.2 Summary of Major Findings ... ... ............... ........ .. .. .. ... ... ... .. ... ......... ...... ... .. .................. 7 1. 3 Conclusions ................................... .................... ..... ........ .... .......... .. .. ..... ... ... .... ... ... ... 7 2.0 TECHNICAL DEFINITION OF AVAILABLE ROUTES ....................................................... 9 2.1 Ventura County Line ........... .... ........................... .. ............... ..... ..... ... ....... ...... ..... ..... 10 2.1.1 Alignment Description ......... .... ...... .......... .... ... ..... ... .... ....... ....... .. .... ... .. ...... .. .... 10 2.1.2 Rail Traffic .. ....................................... ............... ..... ..... .. ...... .. .. ......................... 1O 2.2 Antelope Valley Line .............................. ... ..... ................. ...... ... ......................... .. ..... 11 2.2.1 Alignment Description ....................................................... ..... ... ... .. ................. 11 2.2.2 Rail Traffic ..................................... ........ .. ........... ... .. ... .. .. .... .. .... ... .................... 11 2.3 San Bernardino Line .... ...... ...................... ...... ........... ... ..................... .. .... ................. 12 2.3.1 Alignment Description ....... .... ....... .... ........ ... ........ ................ ... ..... .. ...... .... .... .. .. 12 2.3.2 Rail Traffic ..... .. .. ...... ................................... ................... .. .. ..... ...... .. ...... .. ..... ... 12 3.0 DMU MARKET SURVEY ..................................................................... ............................ 14 3.1 Need for FRA-Compliant DMUs ............... ... .. ........... .... .. ................ .......................... 14 3.1.1 Regulatory Background ................ .. .. ..... ...... ............ .. ... ...... ... .... .. .................. .. 14 3.1 .2 Temporal Separation .. .. ..... .. ...... ...... ... ..... .... .... .. .... ... .. ..... .... .... .................. ... .. 14 3.1.3 Additional Requirements for Operating on the Three Corridors ..................... .. 17 3.2 Available Market for FRA-Compliant DMUs .... ........ .. ................... .. ............. ....... .. .... 17 3.2.1 Colorado Railcar Manufacturing (formerly Colorado Railcar) ... .. ... .... ...... ........ 17 3.2.2 Bombardier (Canada) ..... .... .... ..... .. ............... ... ... ... .... ... .. .. ...... .. .... ........ ..... ..... 17 Page i [ lll<. l LTK En9lneerln9 Services Diesel Multiple Unit (DMU) Technical Feasibility Analysis Table of Contents Cont'd 3.2.3 Hyundai Rotem (Korea) ... ............ .... ..................... ............. ..... ..... .. ... ... ........... 18 3.2.4 Nippon Sharyo (Japan) ..... .... ....... ... ......... .... ............................. ... ... ................ 18 3.2.5 Siemens (Germany/USA) ............ ...... ............. .. ........ .. ...... ...... .... ... .... ... ... .. ...... 18 4.0 DMU PROPULSION TECHNOLOGIES INVESTIGATION ............................................... 19 4.1 EPA Emission Requirements .... ................... ..... ..... ... .. .. ............ ............. .. ......... .. .. ... 19 4.2 Alternative Fuels and Technologies .... ..... .. ..... ....... ........ ...... .... .. ...... ..... ................... 20 4.2.1 Clean Diesel ..... ............ .. .... ... ... .. ... ... .................... ... ................. .... ... ..... ... ....... 20 4.2.2 Biofuels ............................ ...... ... ................ .. .... .. ... ..... .... .... ...... .. ... .... ............... 20 4.2.3 Ethanol .. ..... ........ .. ..... ........ .... ......... ... .. ...... .... ... ........ .. .................................... 21 4.2.4 Natural Gas ...... ... ...... .. ..... ... ........ .. ... ...... ......... .. .... ......... .. ............ .. ................. 21 4.2.5 Hybrid Drives .............. ... .. ...... ... .. .... .. ...... .. ... .. ... .. .... ......................... ... ........ .... 21 4.2.6 Fuel Cell Technology ..... ..... .... ................ .. ................ .. ................................... 22 4.3 Electric Propulsion ............... .. ............. ........... ....... ... .. ... ...... ....... ... ...... .... ..... .. ..... ..... 22 4.3.1 Infrastructure ..... .. .... ... ..... ....... .. .. ... .. .. ........... ....... .... ..... ...... ...... ... ..... .... ........... 22 4.3.2 Costs .... .. ... ...... .. ... ........... ... .................... ... .... .. ...... ... ... ... ..... ......... .. ...... ........ .. 23 4.4 Run Simulation .............. ..... ...... ............. ... ........... ... ... ..... ............... ........................ .. 23 4.4.1 Computer Model Construction and Route Selected .... ..... ................................ 24 4.4.2 Results of the Computer Simulation ... ... ..... ... .... ... ..... ..... .. ...... ... .................... .. 25 5.0 CORRIDOR CAPACITY ANALYSIS AND DMU IMPLEMENTATION PLAN ................... 27 5.1 Methodology ... .... .... .... ....... .. ... ... ... ... .... ..... ............... ............................. ................ ... 27 5.2 Infrastructure Changes .. ..... .......... ... .................... .............. ......... .. .... ..................... .. 28 5.2.1 Chatsworth Station Layover Track (Ventura County Line) .......................... ..... 28 5.2.2 Second Main Track from Van Nuys to Chatsworth (Ventura County Line) ...... 28 5.2.3 Second Platform at Van Nuys Station (Ventura County Line) ...... ..... .. ............. 28 5.2.4 Via Princessa Station Layover Track (Antelope Valley Line) .... ...... ................. 28 5.2.5 Second Main Track from Newhall to Saugus (Antelope Valley Line) ..... .. ........ 28 5.2.6 New Center Platform at Glendale Station (Ventura County and Antelope Valley Lines) .............. .... .. ... .. ...... .. .. .... ............ ........ .. ...... ... ... .............. ........... .. .......... 28 5.2.7 Claremont Station Layover Track (San Bernardino Line) ...... ... .. .. .. .... .. .... ....... 28 5.3 Results of the RTC Simulation ... ......... ...... ... ......... .... ...... ........ .. ... .... ....... .. .. ..... ........ 29 5.3.1 RTC Simulation Outputs ......... ... ................. .. ............ .. ......... ...... ............... .. .. .. 29 5.3.2 Discussion of Results: Alternative DMU 1 .. ... ........... .. ... .... ... .... ...................... 30 5.3.3 Discussion of Results: Alternative DMU 2 .. .... ............. .. ... ... .... ....................... 31 5.4 Ridership Forecast ....................... ........ ... ... ... ...... ...... ... ........ ... ..... .. .. .. ................... .. 31 6.0 DMU FLEET MAINTENANCE OPTIONS ......................................................................... 33 6.1 Description of Two Alternative Approaches ........................... .. ....... ...... ... .. .... .... .. .... 33 6.2 Vehicle Configuration Assumptions ......... ... .......... ..... ... ... ................... .. ... ..... ........... 33 Page ii [l~] LTK En9l-ln9Servlcn Diesel Multiple Unit (DMU) Technical Feasibility Analysis Table of Contents Cont'd 6.3 Life Cycle Maintenance Program .. .. .. ..... ... .. ......... .. .... .. .. ... .. .. ..... ....... .. ....... ..... .... ... .. 33 6.4 Industrial Engineering Principles ... ..... ..... ... ........ .. ..... .... ................. .. .. .... ... ...... .... ... .. 34 6.5 Design of a New Maintenance Facility .... .... ... ....... ... ........... ... .... ....... ... ... .. ...... ..... .... 34 6.5.1 New Facility: Major Features ... .... ...