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### 2010**~.PR** 

### -7 PM 

## 12: 46

TEXAS COMMISSION ON ENVIRONMENTAL QuAlflIn'filVISION Bryan W. Shaw, Ph.D., Chairman

Buddy Garcia, Commissioner

Carlos Rubinstein, Commissioner

Mark R. Vickery, P.G., Executive Director

Protecting Texas by Reducing andPreventing Pollution April 1,2010

Docket No. 2009-0801-SIP Project No. 2009-018-SIP-NR**y",·~:·** -,...r;·,

.

:::**~-~!'** Alfredo "AI" Armendariz, Ph.D., Regional Administrator
U.S. Environmental Protection Agency

- Region 6
1445 Ross Avenue Dallas, Texas 75202-2733 w

-**S~2** 

# c:'**~~ :"J~** **r-~·**

Dear Dr. Armendariz:

On March 10,2010, the Texas Commission on Environinental Quality (Commission) adopted a revision to the

state implementation plan (SIP) for demonstration of reasonable further progress for the Houston-GalvestonBrazoria (HGB) 1997 eight-hour ozone nonattainment area.

The Commission adopted the HGB Reasonable Further Progress (RFP) SIP revision, demonstrating that the

RFP emissions reduction requirement will be met for the six-year period (2003-2008) beginning Janumy 1 of the

year following the year used for the baseline emissions inventory (2002) and all remaining three-year periods
after the first six-year period (2009-2011, 2012-2014, and 2015-2017) out to the area's attainment date (2019).
This SIP revision also sets the nitrogen oxides (NOx) and volatile organic compounds (VOC) motor vehicle
emissions budgets (MVEB) for transportation conformity purposes for the milestone years 2008, 2011, 2014, 2017, and 2018.

Enclosed are the proposed revision to the SIP, a public hearing certification, a complete record of the public hearings, and the accompanying order. I look forward to your expeditious approval ofthis SIP revision.

Sincerely,

# ~~;dAtv- Bryan W. Shaw, Ph.D. Chairman

BWS/ts

Enclosures

cc: The Honorable Rick Perry, Governor of Texas

Mr. Toby Baker, Office of Budget, Planning and Policy, Office of the Governor

.Mr. MarkR. Vickery, P.G., Executive Director, Texas Commission on Environmental Quality

P.O. Box 13087 Austin, Texas 78711-3087 512-239-1000 Internet address:www.tceq.state.tx.us

'.' " 'dTexas Commission on Environmental Quality Public Hearings October 28 and 29. 2009

Concerning Revisions to the HGB Eight-Hour Ozone Reasonable Further Progress SIP Project No. 2009-018-SIP-NRREVISION TO THE STATE IMPLEMENTATION PLAN FOR

THE CONTROL OF OZONE AIR POLLUTION

HOUSTON-GALVESTON-BRAZORIA 1997 EIGHT-HOUR

OZONE STANDARD NONATTAINMENT AREA

TCEQ

TEXAS COMMISSION ON ENVIRONMENTAL QUALITY

P.O. BOX 13087 AUSTIN, TEXAS 78711-3087

Houston-Galveston-Brazoria Reasonable Further Progress State Implementation Plan Revision for th e1997 Eight-Hour Ozone Standard

PROJECT NO. 2009-018-SIP-NR

Adopted March 10, 2010HGB Reasonable Further Progress SIP Revisi on for the 1997 Eight-Hour Ozone Standard

ix LIST OF APPENDICES

Appendix Appendix Name

Appendix 1 HGB Reasonable Further Progress Demonstration Calculations Spreadsheet

Appendix 2 Development of Reasonable Further Progress Point Source Inventories

Appendix 3 Development of Reasonable Further Progress Area Source Inventories

Appendix 4 Development of Reasonable Further Progress Non-Road Mobile Source Emissions Inventories for Source Categories in the EPA’s NONROAD 2005

Model

Appendix 5 Development of Reasonable Further Progress Non-Road Mobile Source Emissions Inventories for Airports

Appendix 6 Development of Reasonable Further Progress Non-Road Mobile Source

Emissions Inventories for Locomotives

Appendix 7 Development of Reasonable Further Progress Non-Road Mobile Source

Emissions Inventories for Commercial Marine Vessels

Appendix 8 Development of Reasonable Further Progress Non-Road Mobile Source Emissions Inventories for Drilling Rigs

Appendix 9 Houston-Galveston-Brazoria 1997 Eight- Hour Ozone Nonattainment Area Reasonable Further Progress On-Road M obile Source Emissions InventoriesAPPENDIX 6

DEVELOPMENT OF REASONABLE FURTHER PROGRESS NON-ROAD MOBILE

SOURCE EMISSIONS INVENT ORIES FOR LOCOMOTIVESon

ht

e Brazoria, Chambers, Fort Bend, Galveston, Harris, Liberty, ontgomery, and Waller. Locomotive Emissions Inventory Methodology This technical support document describes the methodologies used by the Texas Commission Environmental Quality (TCEQ) to develop RFP emissions inventories for locomotives. The inventories developed include county level, ozone season day, controlled and uncontrolled emissions estimates for milestone years 2002, 20 08, 2011, 2014, 2017, and 2018 for the eig counties in the Houston-Galveston-Brazoria (HGB) ozone nonattainment area. The eight

counties in the HGB area ar

M

The 2002 base year controlled estimated emission inventories were obtained from the 2005

TexAER database. Emission inventories that ar e contained in TexAER were determined from data extrapolated from the final report for the Tier-Specific Locomotive Engine Update , August 31, 2007, conducted for the TCEQ by Eastern Res earch Group, Inc. The study was developed to ascertain locomotive emissions activity in the Dall as-Fort Worth area, the HGB area, and of Texas. The 2005 inventory was projected back to 2002 and forward to the other RFP milestone years using locomotive activity growth f actors. The growth rate was develope reports from railway companies the state

d using and regulatory controls data. The report is available as ttachment A to this appendix.

nd II

engines were established. The entire document is available as Attachment B to this appendix. A

Uncontrolled estimated emissions were developed and extrapolated using emissions trends data

from the Emission Factors for Locomotives document. In this 1997 EPA document, Tier I a emission standards for manufactured and remanufactured diesel-powered locomotives and

locomotiveAttachment A

Tier-Specific Locomotive Engine UpdateE R G N o

. 0227

. 00

. 002

. 001



### T I E R -S P E C I F I C LO C O M OT I V E E N G I N E UPDA TE

F I N A L R E P O R T

T C E Q C on t rac t 582

- 7

- 8 4 003

W o r k Or d er N o. 04

P re p are d f

o r :

Ms. K ar l a H ar d i son T e x a s C o mmi s s i on on Env i r on m e n t a l Q u a li t y

A i r Q u a li t y D i v i s i on B u il d i n g E, R oo m 338

P

. O

. B o x 13087

A us ti n, T e x a s 78711

- 3087

P re p are d b y :

E a s t er n R e s e arc h Gr oup, I n c

. 1600 P er im e t er P ar k D r i v e S u it e 200

Mo rr i sv ill e
, N o r t h C ar o li n a 27560

A u g us t 31, 2007i T A BLE O F C O N TE N T S

S ect i on P age

L I S T O F T A B L E S

........................................................................................................................ . iii

L I S T O F F I GU R E S

...................................................................................................................... . iii

L I S T O F A CR ONY M S

................................................................................................................ . i v

E X E C U T I V E S U MM A R Y .............................................................................................................v

1. I N T R ODU C T I O N

.......................................................................................................... . 1

- 1

1.1 O b

j ec ti v e s

........................................................................................................... . 1

- 2

1.2 S c op e

................................................................................................................... . 1

- 2

1.3 O r g a n i z a ti on o f t h i s R e po r t

................................................................................. . 1

- 3

2. MET HOD O L O G Y

......................................................................................................... . 2

- 1

2.1 H o w t h e Mod e l C a l c u l a t e s E mi ss i on s

................................................................ . 2

- 1

2.1.1 A c ti v i t y D a t a

........................................................................................... . 2

- 1

2.1.2 E mi ss i on F ac t o r s

..................................................................................... . 2

- 3

2.1.3 A nnu a l E mi ss i on s

................................................................................... . 2

- 6

2.1.4 A v er a g e O z on e S ea son D r y E mi ss i ons...................................................

. 2

- 7

2.2 S t r u c t u re o f t h e Mod e l

........................................................................................ . 2

- 8

2.2.1 S t r u c t u re o f L i n e H a u l D a t a

.................................................................... . 2

- 8

2.2.2 S t r u c t u re o f S w it c h D a t a

....................................................................... . 2

- 11

2.3 S a m p l e C a l c u l a ti ons..........................................................................................

. 2

- 11

2.3.1 L i n e H a u l E x a m p l e : W h a t are t h e NO

x E mi ss i ons f o r S e g m e n t X ?

..... . 2

- 13

2.3.2 S w it c h E x a m p l e : W h a t are t h e NO

x E mi ss i ons f o r Y ar d X ?

................ . 2

- 14

2.4 T e x a s R a il r o a d E mi ss i o n s I n v e n t o r y Mod e l

..................................................... . 2

- 16

2.4.1 Mod e l B a c k g r oun d

................................................................................ . 2

- 17

2.4.2 U s er O p ti on s

......................................................................................... . 2

- 17

2.4.3 N a v i g a ti n g t h e Mod e l

........................................................................... . 2

- 17

3. DA T A C O L L E C T I O N

................................................................................................... . 3

- 1ii T A BLE O F C O N TE N T S (C o n t

. )

S ect i on P age

4. R E S U L T S AND A N A L Y S I S

......................................................................................... . 4

- 1

4.1 S t a t e L o c o m o ti v e E mi ss i on S u mm a r y

................................................................ . 4

- 1

4.2 D a ll a s

- F o r t W o r t h a nd H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r i a E mi ss i on S u mm a r y

......... . 4

- 2

4.3 L i n e H a u l E mi ss i on S u m m a r y

............................................................................ . 4

- 2

4.4 Y ar d L o c o m o ti v e s E mi s s i on S u mm a r y

.............................................................. . 4

- 4

4.5 E mi ss i on P r o

j ec ti on s

........................................................................................... . 4

- 5

4.6 TE RP R e l a t e d E mi ss i on R e du c ti on s

................................................................... . 4

- 7

5. C O M P A R I S ON T O E X TE R N A L S T UD I E S

................................................................ . 5

- 1

6. F U T U R E E N H AN C E M E N T S

....................................................................................... . 6

- 1

7. C ON C L U S I O N S AND R E C O MME NDA T I ON S

......................................................... . 7

- 1

8. R E F E R E N C E S

............................................................ ... .. . ...................8

- 1

A pp e nd i x A – E mi ss i on Es tim a t e s f o r N on

- D a ll a s / F t

. W o r t h a nd H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r i a C o u n ti e s A pp e nd i x B

– U s er’ s M a nu a l f o r t h e T e x a s R a il r o a d E mi ss i on I nv e n t o r y M od e l ( T R E I M )iii L I ST O F T A BL E S

T a b le P age

E

- 1 To t a l 2006 L o c o m o ti v e C on t r i bu ti ons f o r t h e S t a t e o f

T e x a s

.......................................... . v i

E

- 2 P r o

j ec t e d To t a l L o c o m o t i v e NO

x E mi ss i o n

..................................................................... . v ii

E

- 3 P r o

j ec t e d TE RP NO

x E m i ss i on R e du c ti on s

.................................................................... . v iii

2

- 1 S u mm a r y o f

T i e r E n g i n e C oun t s f

o r U n i on P ac i f

i c a nd B u r li n g t on N o r t h e r n S a n t a F e f

o r t h e D a ll a s / F o r t W o r t h a nd H ous t on / G a l v e s t on Ar e a s

................................ . 2

- 2

2

- 2 S p ec i f

i c T ra i n T y p e A c t i v iti e s

........................................................................................ . 2

- 3

2

- 3 L o c o m o ti v e E mi ss i on F a c t o r s ( g ra m s / g a l ) b y T i e r

........................................................ . 2

- 4

2

- 4 U

. S . E P A F l ee t A v e r a g e E mi ss i on F ac t o r f o r a ll L o c o m o ti v e s ( g ra m s / g a l )

.................. . 2

- 5

2

- 5 L o c o m o ti v e H A P S p ec i a ti on P r o f il e s

............................................................................. . 2

- 5

2

- 6 Y ar d D u t y C y c l e D a t a ( U

. S . E P A 1998 )

........................................................................ . 2

- 7

2

- 7 G e n e r a l a nd S p ec i f i c L i n e H a u l D a t a F o r m s C on t a i n t h e S a m e F i e l d s

........................ . 2

- 18

4

- 1 To t a l 2006 To t a l ( L i n e a nd Y ar d ) L o c o m o ti v e C on t r i bu ti ons........................................

. 4

- 1

4

- 2 2006 To t a l L o c o m o ti v e E mi ss i ons f o r t h e S t a t e o f

T e x a s ( t ons p er y e ar )

...................... . 4

- 2

4

- 3 2006 L i n e H a u l E mi ss i on Es tim a t e s f o r D a ll a s

- F o r t W o r t h a nd H ous t on Ga l v e s t on

- B ra z o r i a C o u n ti e s ( t ons p er y e a r )

.................................................................. . 4

- 2

4

- 4 2006 S w it c h En g i n e E m i ss i on Es tim a t e s f o r D a ll a s

- F o r t W o r t h a nd H ous t o n Ga l v e s t on

- B ra z o r i a C o u n ti e s ( t ons p er y e a r )

.................................................................. . 4

- 4

4

- 5 P r o

j ec t e d To t a l L o c o m o t i v e C on t r i bu ti ons f o r t h e S t a t e o f

T e x a s

................................. . 4

- 5

4

- 6 P r o

j ec t e d HA P E mi ss i on s

............................................................................................... . 4

- 6

4

- 7 P r o

j ec t e d TE RP NO

x E m i ss i on R e du c ti on s

.................................................................... . 4

- 8

5

- 1 L o c o m o ti v e E mi ss i ons i n t h e H ous t on N on a tt a i n m e n t R e g i on b y S ce n ar i o ( t ons p e r

d a y )

................................................................................................... . 5

- 2

5

- 2 L o c o m o ti v e E mi ss i ons i n t h e D a ll a s N on a tt a i n m e n t R e g i on b y S ce n a r i o ( t ons p er d a y )

.................................................................................................................. . 5

- 2

5

- 3 C E N R A P T e x a s L o c o m o ti v e S t u d y ( t ons p er y e ar )

....................................................... . 5

- 3

L I ST O F F I G UR ES

F i g u res P age

2

- 1 L i n e H a u l C o m pon e n t s o f T R E I M R a il r o a d

................................................................... . 2

- 9

2

- 2 S w it c h L o c o m o ti v e C o m pon e n t s o f T R E I M

................................................................ . 2

- 12

2

- 3 Mod e l C a l c u l a t e s A nnu a l E mi ss i ons f o r a ll T e x a s C oun ti e s B a s e d on P r e

- p opu l a ti on A c ti v i t y D a t a

................................................................................................................. . 2

- 16

2

- 4 E ac h R ec o r d R e p re s e n t s D a t a f o r a R a il w a y S e g m e n t

................................................. . 2

- 18

2

- 5 L i n e H a u l F l e e t C o m pos iti on F o r m

.............................................................................. . 2

- 20

2

- 6 E x a m p l e G I S S cr e e n f o r G e n e r a l L i n e H a u l D a t a

........................................................ . 2

- 21

4

- 1 T e x a s R a il w a y M a p w it h A dd iti on a l H i g h T r aff i c C oun ti e s H i g h li g h t e d

...................... . 4

- 4i v

U n i t C o n v er s i o n s

· 453.59 g r a m s /

pound

· 1 t on / 2,000 pounds

· 1 g r a m/ 0.0022 pounds

· 1 mil e / 1.6093 k il o m e t er s

· 1 ho r s e po w e r

/ 0.7460 k il o w a tt s

Li s t o f A cr o n y m s

A T SF A t c h i son Top e k a a nd S a n t e F e ( A T S F )

EM D E l ec ti v e Mo ti v e D i e s e l

B N SF B u r li n g t on N o r t h er n S a n t a F e B T S B u r e a u o f

T r a nspo r t a ti o n S t a ti s ti c s C O car

bon m ono x i d e D F W D a ll a s

- F o r t W o r t h area E R G E a s t er n R e s e arc h Gr oup G A L g a ll on G I S g e o g ra ph i c i n f o r m a ti on s y s t e m G TM g r oss t on mil e a g e HA P H a z ar dous A i r P o ll u t a n t s HG B H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r i a a r ea K CS K a ns a s Ci t y S ou t h er n NAAQ S N a ti on a l a m b i e n t a i r qu a l i t y s t a nd ar ds

NO

x o x i d e s o f

n it r o g e n P E I P er i od i c E mi ss i ons I nv e n t o r i e s P M p ar ti c u l a t e m a tt er SC C S ou rce Cl a ss i f i ca ti on C od e s S I P S t a t e I m p l e m e n t a ti on P l a n T C E Q T e x a s C o mmi s s i on f o r Env i r on m e n t a l Q u a li t y TE RP T e x a s E mi ss i on R e du c ti o n P l a n T P D t ons p er

d a y T P Y t ons p er y e ar T R E I M T e x a s R a il r o a d E mi ss i o n I n v e n t o r y Mod e l

U P U n i on P ac i f i c VO C vo l a til e o r g a n i c c o m pou n dsv

E X E CU T I V E S U MM ARY

Th e T e x a s C o mmi ss i on on Env i r on m e n t a l Q u a lit y ( T C E Q ) m us t i n c l ud e e s tim a t e s o f a i r

e mi ss i ons fr o m ra il w a y l o c o m o ti v e s i n it s S t a t e I m p l e m e n t a ti on P l a ns ( S I P s ) . Th e acc u r a c y o f

t h e s e e mi ss i on e s tim a t e s i s im po r t a n t i n d e t er mi n i n g w h e t h er t h e s t a t e i s m ee ti n g t h e n a ti on a l

a m b i e n t a i r

qu a li t y s t a n d ar ds (N A AQ S ) f o r o z on e , o x i d e s o f

n it r o g e n (NO

x )

, car

bon m ono x i d e ( C O) , vo l a til e o r g a n i c c o m pounds (VO C )

, a nd p ar ti c u l a t e m a tt er ( P M )

. A c c u ra t e e mi ss i on

e s tim a t e s are e sp ec i a l l y i m po r t a n t i n t h e D a ll a s

- F o r t W o r t h (D F W ) a nd H o us t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a ar e a s (H G B )

, w h i c h are o z on e non a tt a i n m e n t area s.

To acc u ra t e l y e s tim a t e e mi ss i ons, E a s t er n R e s ea r c h Gr oup, I n c

. ( E R G) w o r k e d w it h

T C E Q t o d e v e l op a c o m p u t er m od e l t h a t a pp li e s t h e l a t e s t U

. S . E P A e mi ss i on fac t o r s t o d e t a il e d

l o ca l ac ti v i t y a nd c on t r o l d a t a

. D e t a il s c o n cer n i n g ho w t h e e mi ss i ons are e s t im a t e d are p r ov i d e d

i n t h i s re po r t . Th e i n t e n d e d us er s o f t h e m o d e l ar e T C E Q s t aff e v a l u a ti n g e mi ss i on i nv e n t o r i e s

a nd / o r po t e n ti a l c on t r o l s ce n ar i os. N o t e t h e c u r re n t v er s i on o f t h e m od e l i s no t i n t e nd e d f o r pub li c re l ea s e a t t h i s tim e

.

Th e e a r li er U

. S . E P A m e t hodo l o g y f o r e s tim a ti n g e mi ss i ons fr o m ra il w a y l o c o m o ti v e s

re li e d on U

. S . E P A e mi ss i on fac t o r s ( i

. e ., pounds o f po ll u t a n t p er g a ll on o f f

u e l ) a nd r a il w a y

s y s t e m -w i d e f

u e l us a g e

. To im p r ov e l o c o m o ti v e e mi ss i on e s tim a t e s f o r T e x a s, E R G g a t h e r e d

sp ec i f i c f u e l us a g e d a t a d er i v e d fr o m ra il w a y s e g m e n t l e v e l g r oss t on mil ea g e a c ti v i t y ( li n e h a u l

l o c o m o ti v e s ) a nd hou r s o f op era ti on ( y a r d l o c o m o ti v e s ) p r ov i d e d d i r e c t l y b y t h e Cl a ss I ra il r o a d

c o m p a n i e s op e r a ti n g i n T e x a s. Th e l a t e s t v er s i on o f t h e m od e l upd a t e s t h e l o c o m o ti v e T i er l e v e l

p r o f il e s, ref l ec ti n g t h e e mi ss i on c on t r o l s re qu i re d b y F e d e ra l re g u l a ti ons a nd T e x a s e mi ss i on

re du c ti on p r o g r a m s. Th e l a t e s t v er s i on o f t h e m o d e l a l so p r o j ec t s e mi ss i ons t o 2020 b a s e d on

g r o w t h fac t o r s d e v e l op e d i n a re c e n t T C E Q p r o j e c t

, a nd e n g i n e f

l e e t d a t a p r ov i d e d b y t h e

ra il w a y c o m p a n i e s.

R ea d er s shou l d no t e t h a t l o c o m o ti v e s are d i v er s e e mi ss i on sou rce s t h a t s er v e a w i d e

g e o g ra ph i c ar e a

. B e c a us e t h e c u rr e n t m od e l ref l ec t s a v er a g e f

l e e t p r o f il e s a nd op era ti n g

c ond iti ons, ac t u a l e mi ss i ons a t a n y g i v e n l o ca ti o n o r tim e m a y b e s i g n i f i c a n t l y h i g h er

o r l o w er

t h a n e mi ss i ons e s tim a t e d b y t h e m od e l

.

Th e ac ti v i t y a nd c on t r o l d a t a us e d i n t h e m od e l w ere p r ov i d e d b y t h e t w o m a i n ra il r o a ds

op era ti n g i n T e x a s (U P 2007 a nd B N S F 2007 ). U n i on P ac i f i c (U P ) a nd B u r li n g t on N o r t h e r n S a n t a F e ( B N S F ) c ons i d e r t h e d a t a t h e y p r ov i d e d f o r t h i s p r o

j ec t t o b e C O N F I D E N T I A L

B U S I N ESS I N F O R M A T I O N

. A cc o r d i n g l y, t h i s re p o rt s h o u l d b e h a nd l e d as c o n f i d e n t i a l

bu s i n e ss i n f

o r m a t i o n , a l t h o u g h t h e i n f o r m a t i o n p r ov i d e d i n t h i s E x ec u t i v e Su m m a r y d o e s

n o t i d e n t i f

y s p ec i f i c r a i l w ay c o m p a n i e s o r t h e i r f a c ili t i e s a nd m ay b e re l e as e d pub li c l y.

O n e o f t h e g r ea t c h a ll e n g e s f o r t h i s p r o

j ec t c o n c er ns t h e d a t a

p r ov i d e d b y t h e ra il w a y

c o m p a n i e s. Mu c h o f t h e d a t a w e r e i n c ons i s t e n t w i t h t h e U

. S

. D e p ar tm e n t o f T ra nspo r t a ti on ’ s B u r e a u o f T r a nspo r t a ti o n S t a ti s ti c s ( B T S ) G e o g r a ph i c I n f o r m a ti on S y s t e m ( G I S ) sh a p e f il e s (DO T / B T S 2002 )

. F u r t h e r m o re
, t h e r a il r o a d c o m p a n y d a t a w ere o f t e n i n c o ns i s t e n t w it h t h e d a t a

t h e y p r ov i d e d f

o r t h e p r e v i ous v er s i on o f t h e m od e l . E R G w o r k e d w it h t h e ra il w a y c o m p a n i e s t o

c o rr e c t m a n y o f t h e i n c o ns i s t e n c i e s, bu t no t a ll i s s u e s c ou l d b e a d d re ss e d, r e su lti n g i n av i

c ons i d era b l e a m oun t o f v ar i a n c e b e t w e e n t h e e mi s s i on e s tim a t e s a sso c i a t e d w it h t h e c u rre n t

ra il w a y d a t a a nd p r e v i ous sub mitt a l s.

Th e ra il w a y c o m p a n i e s p r ov i d e d limit e d i n f o r m a ti on r e g ar d i n g p r o

j ec t e d a c ti v i t y l e v e l s

a nd f u t u re e n g i n e T i er l e v e l d i s t r i bu ti ons. A cc o r d i n g l y , f u t u r e e mi ss i on e s tim a t e s i n t h e m od e l

are b a s e d on p r o

j e c ti on d a t a

d e v e l o p e d i n a

s e p a r a t e p r o

j ec t f o r t h e T C E Q ( T C E Q A u g us t 31,

2007 ) . Th e p r o

j e c t e d e m i ss i on e s tim a t e s shou l d b e c ons i d ere d r ea so n a b l e

. b u t m a y und e re s tim a t e

a n ti c i p a t e d ac ti v i t y l e v e l s , b a s e d on pub li sh e d p r o j ec t e d n a ti on a l g r o w t h ra t e s. S till t h e s e

p r o j ec ti on ra t e s are a t t h e ra il w a y s e g m e n t l e v e l

, a nd re p re s e n t t h e b e s t d e t a il e d d a t a a v a il a b l e a t

t h i s tim e

.

E R G i n c o rpo ra t e d t h e sub mitt e d ra il w a y d a t a i n t o t h e T e x a s R a il r o a d E mi ss i on I nv e n t o r y Mod e l ( T R E I M )

, w h i c h e s tim a t e s a nd sp a ti a l l y a l l o ca t e s l o c o m o ti v e e mi ss i ons f o r a ll T e x a s

c oun ti e s. Th e m od e l a pp l i e s a s m u c h ra il r o a d

- sp ec i f i c d a t a a s poss i b l e t o im p r ov e t h e a cc u r a c y

o f e mi ss i ons e s tim a t e s. Th e m od e l a l so us e s a m e t hodo l o g y t h a t a ll o w s e m i ss i ons t o b e

ca l c u l a t e d un i f

o r m l y ac r oss t h e s t a t e

.

Th e m od e l i s f

u l l y popu l a t e d su c h t h a t us er s n ee d no t d e v e l op a dd iti on a l i npu t f il e s t o r un

t h e m od e l . Th e us er ca n m od i f y t h e e x i s ti n g i npu t f

il e s o r a ssu m p ti ons t o e v a l u a t e d i f f ere n t

c on t r o l s t ra t e g i e s. Th e m od e l ca n ou t pu t e mi ss i on e s tim a t e s b y i nd i v i du a l r a il w a y s e g m e n t s a nd

y ar d, o r it ca n a g g r e g a t e e mi ss i ons t o t h e c oun t y l e v e l

.

I n T e x a s i n 2006, l o c o m o ti v e s are e s tim a t e d t o e mit a pp r o x im a t e l y 8,843 t ons p er y e ar ( 29.1 t ons p er

d a y ) o f C O , 3,612 t ons p er y e a r ( 1 1.9 t ons p er d a y ) o f VO C , 64,623 t ons p er y ea r ( 212.5 t ons p er

d a y ) o f NO

x a nd 2,192 t ons p er y e ar ( 7.2 t ons p er d a y ) o f P M. Th e s e v a l u e s are

s li g h t l y h i g h e r t h a n t h e 2 003 d a t a su mm ar i z e d i n t h e p re v i ous v e r s i on o f t h e T R E I M

— t h e i n crea s e i s rea so n a b l e g i v e n t h e i n cr e a s e d t r aff i c f r o m W e s t C o a s t po r t s a nd M e x i c o b e t w ee n 2003 a nd 2006.

C o ll ec ti v e l y , t h e D F W a nd HG B c oun ti e s a c c ou n t f o r a pp r o x im a t e l y 33 p e rce n t o f t o t a l

T e x a s l o c o m o ti v e e mi ss i ons, a s no t e d i n T a b l e E

- 1. Th i s v a l u e i s a r o u g h a pp r o x im a ti on b eca us e

on l y t h e D F W a nd H G B area s w e r e upd a t e d i n t h i s v er s i on—non -D F W a n d HG B ar e a e s tim a t e s

are b a s e d on un a d

j us t e d 2003 ac ti v i t y l e v e l s.

I n 2006, t h e H G B a r ea w a s re spons i b l e f o r a pp r o x im a t e l y 50 p e rce n t m o r e l o c o m o ti v e

e mi ss i ons t h a n t h e D F W area , d u e t o f r e i g h t m ov e m e n t s a sso c i a t e d w it h m ar i n e v e ss e l ac ti v iti e s.

T a b l e E

- 1. T o t a l 2006 L o c o m o t i v e C o n t r i bu t i o n s f o r t h e S t a te o f T e xas

T o n s p er Y e a r A re a C O V O C NO

x P M

D a ll a s

- F o r t W o r t h 1,118 528 9,604 268

H ous t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a 1,701 818 14,678 407

A ll O t h er C oun ti e s* 6,024 2,265 40,340 1,517

TOT A L 8,843 3,612 64,623 2,192v ii

T a b l e E

- 1. T o t a l 2006 L o c o m o t i v e C o n t r i bu t i o n s f o r t h e S t a te o f T e xas (C o n t

. )

T o n s p er A v er ag e O z o n e D ay A re a C O V O C NO

x P M

D a ll a s

- F o r t W o r t h 3.68 1.74 31.57 0.88

H ous t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a 5.59 2.69 48.26 1.34

A ll O t h er C oun ti e s* 19.80 7.45 132.62 4.99

TOT A L 29.07 11.87 212.46 7.21

P e r c e n t ag e D i s t r i bu t i o n
D a ll a s

- F o r t W o r t h 12.64 14.62 14.86 12.21

H ous t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a 19.23 22.66 22.71 18.58

A ll O t h er C oun ti e s* 68.13 62.72 62.42 69.21

To t a l 100 100 100 100

* Ot h e r c ou n tie s w e r e n o t u pd ate d i n t h e lat e s t v e r s i o n s o t h e s e v a l u e s r e pr e s e n t 2003 e m i ss i o n l e v e l s

. N o te

t h at t h e s e e m i s s i on s a r e f or li n e h a u l l o c o m o t i v e s
, o n l y , w h i l e t h e D R W a n d HG B e m i s s i o n s i n c l u d e bo t h li n e h a u l a n d y a rd l o c o m o ti v e s

.

T a b l e E

- 2 sho w s t h e p r o

j ec t e d NO

x e mi ss i on l e v e l s b a s e d on t h e limit e d d a t a p r ov i d e d b y

t h e ra il w a y c o m p a n i e s, a v a il a b l e g r o w t h f ac t o r s, k no w l e dg e o f t h e l o c o m o t i v e e mi ss i on s t a nd ar d

s c h e du l e
, a nd d a t a fr o m t h e T e x a s E mi ss i ons R e d u c ti on P l a n ( TE RP ) p r og ra m ( T C E Q A u g us t 31, 2007 ) . Th e r e l a ti v e l y l o w er e mi ss i ons f o r 200 5 are p r im a r i l y d u e t o i n c o ns i s t e n t d a t a

p r ov i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s i n p re v i ous sub mitt a l s.

Th e p r o j ec ti ons s u g g e s t t h a t c u rr e n t l o c o m o ti v e s t a nd ar ds a nd t h e TE RP p r o g r a m o ff s e t

e mi ss i ons a sso c i a t e d w it h ra il w a y g r o w t h up t o 2 020. H o w e v e r
, f u r t h e r w o r k i s n ee d e d t o r ef i n e f u t u re y e ar

p r o j e c ti ons t o acc oun t f

o r i n fra s t r u c t u r e c ons t ra i n t s t h a t c ou l d limit t raff i c f l o w i n t h e D F W a nd H G B a r ea s. F u r t h er m o re
, t h e p r o j ec ti o n s do no t t a k e i n t o c ons i d era ti on i n fra s t r u c t u re im p r ov e m e n t s, p ar ti c u l a r l y f o r i n t e r m od a l t ra f

f i c
, t h a t are b e i n g m a d e i n a d j ace n t s t a t e s t h a t m a y d i v er t so m e o f t h e t r a ff

i c t h a t w ou l d o t h er w i s e p a s s t h r ou g h t h e D F W a r ea

.

T a b l e E

- 2. P r o

j ec t e d T o t a l L o c o m o t i v e E m i ss i o n

T o n s p er y e a r A re a P o ll u t a nt 2000 2005 2010 2015 2020

C O 1,143 792 1,142 1,179 1,290

V O C 541 348 465 465 510

NO

x 8,029 6,625 7,528 7,545 8,222 D a ll a s

- F o r t W o r t h

P M 279 193 229 230 248

C O 1,452 1,222 1,664 1,725 1,810

V O C 685 558 683 690 724

NO

x 10,433 10,301 11,070 11,230 11,770 H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r ia

P M 356 298 336 343 358v iii T a b l e E

- 2. P r o

j ec t e d T o t a l L o c o m o t i v e E m i ss i o n (C o n t

. )

T o n s p er y e a r A re a P o ll u t a nt 2000 2005 2010 2015 2020

C O 3.76 2.60 3.75 3.88 4.24

V O C 1.78 1.14 1.53 1.53 1.68

NO

x 26.40 21.78 24.81 24.81 27.03 D a ll a s

- F o r t W o r t h

P M 0.92 0.63 0.75 0.76 0.82

C O 4.77 4.02 5.47 5.67 5.95

V O C 2.25 1.83 2.25 2.27 2.38

NO

x 34.30 33.87 36.39 36.92 38.70 H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r ia

P M 1.17 0.98 1.10 1.13 1.18

F o r t h i s p r o

j ec t t h e ra il w a y c o m p a n i e s p r ov i d e d d a t a on c u r re n t a nd n ear t e r m p r o j ec t e d

us e o f l o w e mitti n g l o c o m o ti v e e n g i n e s s u c h a s t h e “ g r e e n g o a t ” h y b r i ds a nd g e n s e t l o c o m o ti v e s, bo t h o f w h i c h c o m p l y w it h s t r i n g e n t non r o a d d i e s e l e n g i n e s s t a nd ar ds. M u c h o f t h i s n e w

e qu i p m e n t i s f

und e d b y t h e TE RP p r og ra m . T a b l e E

- 3 su mm ar i z e s d a t a fr o m t h e m od e l a nd d a t a

p r ov i d e d b y T C E Q t h a t q u a n ti f y t h e a n ti c i p a t e d NO

x e mi ss i on re du c ti ons f r o m l o c o m o ti v e s

pu rc h a s e d t h r o u g h t h e T E RP p r o g ra m

.

T a b l e E

- 3. P r o

j ec t e d TE R P NO

x E m i ss i o n R e d u ct i o n s

2006 2007 2008 2009 2010

TE R P E m i ss i o n R e du ct i o n s (t o n s p er y e a r)

D a ll a s

- F o r t W o r t h 250 1,281 1,317 1,642 1,642

H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r i a 176 1,457 1,491 1,979 1,979

To t a l 2,432 4,745 4,816 5,631 5,632

E s t i m a t e d E m i ss i o n s w i t h o u t TE R P (t o n s p er y e a r)

D a ll a s

- F o r t W o r t h 9,854 9,823 9,748 9,812 9,244

H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r i a 14,854 13,704 13,606 13,744 13,049

TE R P E m i ss i o n R e du ct i o n s as a P e r ce n t ag e o f T o t a l E m i ss i o n s
D a ll a s

- F o r t W o r t h 2.5 13.0 13.5 16.7 17.8

H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r i a 1.2 10.6 11.0 14.4 15.2

TE RP e mi ss i on re du c ti ons h a v e t h e b i g g e s t im p a c t on e mi ss i ons i n 2007 w h e n a l a r g e

nu m b er o f n e w TE RP sponso re d e n g i n e s w ere pu t i n t o s er v i ce . Th e im p a c t o f t h e s e TE RP

e n g i n e s c on ti nu e s t o b e s i g n i f i ca n t i n t o t h e f

u t u r e a s h i g h e r

T i er l o c o m o ti v e s are n a t u ra l l y a d d e d

t o t h e ra il r o a d f

l e e t t h r o u g h no r m a l a tt r iti on, re du c i n g t h e ov e ra ll ra il r o a d e mi ss i ons.

Th e m od i f

i ca ti on m a d e t o t h i s v er s i on o f t h e m od e l f o c us e d on t h e no n a tt a i n m e n t

c oun ti e s i n t h e D F W a n d HG B ar e a s. T i er p r o f il e s a nd p r o

j ec ti on d a t a w e re no t d e v e l op e d f o r

t h e re m a i n i n g c oun ti e s i n T e x a s. F u t u re upd a t e s t o t h e m od e l shou l d i n c l ud e t h e non

- D F W a nd

non -HG B c oun ti e s. I t s h ou l d a l so b e no t e d t h a t i n t h i s upd a t e , sp ec i f i c t r a i n t y p e d a t a w e re no t

p r ov i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s ; t h eref o re
, t h e s e d a t a e l e m e n t s w e r e re t a i n e d fr o m t h e e ar li er

v er s i on o f t h e i nv e n t o r y a nd on l y re p r e s e n t 2003 ac ti v i t y

.i x

I n iti a l l y t h e T R E I M w a s d e v e l op e d a s a re pos it o r y f o r ra il w a y d a t a a nd t o e s tim a t e

e mi ss i ons. Th e m od e l i n c l ud e s a dd iti on a l f un c ti ons t h a t a ll o w f

o r a limit e d nu m b er

o f d a t a

qu er i e s. To m a k e d a t a

q u er i e s e a s i er a nd f

u r t h er e x p a nd t h e t yp e s o f d a t a q u er i e s t h a t t h e m od e l

ca n suppo r t

, it i s rec o m m e nd e d t h a t t h e d a t a b a s e s t r u c t u re b e re v a l u a t e d a n d s t rea mli n e d.

A s no t e ear li e r , sp ec i a l s t ud i e s t h a t f o c us on im p r o v i n g t h e p r o j e c ti ons d a t a w ill b e

n ee d e d t o p r ov i d e m o re a cc u ra t e e s tim a t e s o f f u t u r e y e ar e mi ss i ons. Th i s w ill b e c h a ll e n g i n g b eca us e ra il w a y c o m p a n i e s c on ti nu e t o t rea t su c h d a t a a s c o n f i d e n ti a l i n f

o r m a ti on.1

- 1

1.0 I N T R O DUC T I O N

Th e T C E Q m us t i n c l ud e e s tim a t e s o f a i r e mi ss i o n s fr o m ra il w a y l o c o m o ti v e s i n it s S I P s. Th e a c c u r a c y o f t h e s e e m i ss i on e s tim a t e s i s im po r t a n t i n d e t er mi n i n g w h e t h er t h e s t a t e i s

m ee ti n g N AAQ S f

o r o z o n e
, NO

x , C O

, V O C

, a nd P M. A cc u ra t e e mi ss i on e s tim a t e s are e s p ec i a l l y im po r t a n t i n t h e D a ll a s

- F o r t W o r t h (D F W ) a nd H o us t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r i a (H G B ) ar e a s, w h i c h

are o z on e non a tt a i n m e n t area s. T h e U

. S . E P A m e t hodo l o g y f o r e s tim a ti n g e mi ss i ons fr o m

ra il w a y l o c o m o ti v e s re li e s on U

. S . E P A e mi ss i on fac t o r s t h a t a r e f u e l b a s e d ( i

. e ., pounds o f f u e l

p er g a ll on o f f

u e l ) . Th i s f

u e l b a s e d a p p r o ac h d o e s no t acc u r a t e l y a c c oun t f o r t h e sp a ti a l

d i s t r i bu ti on o f f

u e l c o m bus t e d ou t s i d e o f t h e c ou n ti e s w h ere t h e f u e l w a s s o l d. U s e o f G I S i n t h e

c u rre n t r a il w a y m od e l d e v e l op e d f o r t h e T C E Q a ll o w s f

o r a m o r e a c c u ra t e e s tim a t e r e g a r d i n g t h e l o ca ti on w h ere f

u e l i s ac t u a l l y us e d.

Th e l a t e s t v er s i on o f t h e T e x a s R a il r o a d E mi ss i o n I n v e n t o r y Mod e l ( T R E I M ) upd a t e s t h e l o c o m o ti v e T i er

p r o f il e s, ref l e c ti n g e mi ss i on c on t r o l s re qu i re d b y F e d e ra l r e g u l a ti ons a nd T e x a s

e mi ss i on re du c ti on p r o g r a m s. Th e T i er l e v e l o f a l o c o m o ti v e i nd i ca t e s t h e l e v e l o f c on t r o l

i n c o rpo ra t e d i n t o t h e e n g i n e d e s i g n t o m e e t fe d er a l s t a nd ar ds re l a ti v e t o t h e y e ar t h a t t h e l o c o m o ti v e w a s c ons t r u c t e d. N on

- T i er l o c o m o ti v e s are t hos e t h a t w ere m a n u fac t u r e p r i o r t o 1973, T i er

0 w e re m a nu f

ac t u re d b e t w ee n 1973 a n d 2001, T i er 1 w e re m a n u fac t u r e b e t w e e n 2001

a nd 2004, a nd T i er

2 w e r e m a nu f

a c t u re d af t er 20 0 4.

To i n c o rpo ra t e t h e sp a ti a l c o m pon e n t , E R G g a t h e r e d sp ec i f i c f u e l us a g e d a t a

d er i v e d

fr o m s e g m e n t l e v e l g r os s t on mil ea g e ac ti v i t y (f o r li n e h a u l l o c o m o ti v e s ) a n d hou r s o f op e r a ti on (f o r y a r d l o c o m o ti v e s )

. T h e d a t a w ere p r ov i d e d b y t h e t w o m a i n ra il w a y c o m p a n i e s op era ti n g i n T e x a s. E R G i n c o rpo ra t e d t h e d a t a i n t o t h e T R E I M

, w h i c h e s tim a t e s a nd sp a ti a l l y a ll o ca t e s l o c o m o ti v e e mi ss i ons f

o r a ll T e x a s c oun ti e s. Th e m od e l a pp li e s a s m u c h r a il r o a d

- sp ec i f i c d a t a a s

poss i b l e t o im p r ov e t h e acc u r a c y o f e mi ss i ons e s tim a t e s. Th e m od e l a l so u s e s a m e t hodo l o g y

t h a t a ll o w s e mi ss i ons t o b e ca l c u l a t e d un i f o r m l y a cr oss t h e s t a t e

.

Th e m od e l i s d i v i d e d i n t o t h e f o ll o w i n g t h r ee m a

j o r c o m pon e n t s : g e n e r a l li n e h a u l d a t a ;

sp ec i f i c li n e h a u l d a t a ; a n d y a r d d a t a . T h e m od e l w a s d e v e l op e d t o e a s i l y i n c o rpo ra t e a dd iti on a l

d a t a p r ov i d e d b y t h e ra i l w a y c o m p a n i e s f o r li n e h a u l a nd y ar d e n g i n e op er a ti ons. Th e m od e l ca n

a l so b e ea s i l y m od i f

i e d t o acc oun t f

o r p a s t a nd f

u t u re c h a n g e s i n ac ti v i t y a n d t h e i n t r odu c ti on o f

n e w f u e l s a nd c on t r o l t e c hno l o g i e s. Th e m o d e l w a s a l so d e s i g n e d t o us e e i t h er g e n e ra l o r s p ec i f i c d a t a ( b a s e d on t ra i n t y p e ) p r ov i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s.

B e c a us e r a il w a y c o m p a n i e s c o m p il e ac ti v i t y d a t a d i ffere n t l y t o m ee t t h e i r d i ffere n t
bus i n e ss n ee ds, E R G d e v e l op e d t h e d a t a s t r u c t u re f

o r t h e ra il r o a d m od e l t o b e su ff i c i e n t l y f l e x i b l e t o i n c l ud e bo t h a g g re g a t e d a nd d i s a g g r e g a t e d d a t a . To a cc o mm od a t e t h i s n ee d f o r f l e x i b il i t y , t h e m od e l w a s d e v e l op e d a s a n A c ce ss d a t a b a s e

. B y us i n g a r e l a ti on a l d a t a b a s e

s y s t e m su c h a s A c c e ss, d a t a t a b l e s c a n ea s i l y b e u pd a t e d t o i n c o rpo r a t e n e w ac ti v i t y d a t a

e l e m e n t s a nd e mi ss i on f

a c t o r s. D e t a il s c on c er n i n g t h e s t r u c t u re a nd o p e r a ti on o f t h e m od e l a r e d i s c uss e d i n S ec ti on 2.0 o f t h i s re po r t

.

E R G d e v e l op e d a U s e r ’ s M a nu a l t o suppo r t t h e us e o f t h e upd a t e d m o d e l . Th e U s e r ’ s M a nu a l e x p l a i ns t h e s t e ps n ece ss a r y t o r un t h e m o d e l t o e s tim a t e e mi ss i ons ( s ee A p p e nd i x B )

.1

- 2

1.1 O b

ject i v e s

To m ee t t h e ob

j ec ti v e o f im p r ov i n g l o c o m o ti v e e mi ss i on e s tim a t e s f o r T e x a s, a nd

sp ec i f i ca l l y f o r t h e D F W a nd H G B a r ea s, E R G c o m p l e t e d t h e f o ll o w i n g t a s ks :

· D e v e l op e d a m od e l t o e s tim a t e a nd sp a ti a l l y a ll o c a t e l o c o m o ti v e e mi ss i ons;

· C o m p il e d a

d e t a il e d ac t i v i t y d a t a s e t fr o m t h e m a j o r ra il w a y c o m p a n i e s;

· G a t h ere d d e t a il e d d a t a i n G I S f o r m a t t o d e v e l op a nd sp a ti a l l y a ll o c a t e a cc u ra t e l o c o m o ti v e s e mi ss i on e s tim a t e s i n T e x a s ;

· U pd a t e d t h e m od e l t o i n c l ud e m o re a c c u r a t e T i er e n g i n e p r o f il e s f o r li n e h a u l a nd

y ar d op e r a ti ons ;

· I n c o rpo r a t e d f

u t u r e y e a r p r o

j ec ti on p r o f

il e s i n t o t h e m od e l; a nd

· D e v e l op e d a U s e r ’ s M a n u a l t o suppo r t t h e us e o f t h e upd a t e d T R E I M.

Th e T R E I M h a s b e e n p o pu l a t e d w it h d a t a f o r a ll T e x a s c oun ti e s w it h ac ti v e ra il li n e s. H o w e v e r , on l y t h e d a t a f

o r t h e D F W a nd H G B a r ea s d a t a w e r e p r ov i d e d d i rec t l y b y t h e r a il w a y

c o m p a n i e s. D a t a f

o r a ll o t h er c oun ti e s w e re b a s e d on B u r e a u o f T ra nspo r t a t i on S t a ti s ti c s ( B T S )

G I S sh a p e f

il e s.

1.2 S c o p e

Th e m od e l c ov e r s t h e f

o l l o w i n g p a ra m e t e r s :

· P o ll u t a n t s : C O , V

O C

, NO

x , PM

· S ou rce t y p e s : li n e hau l l o c o m o ti ve s a nd y ard l o c o m o ti ves

· B a s e y e ar : 2006

· T e m po ra l re so l u ti on : an n ua l 1999

- 2020

· S p a ti a l re so l u ti on : s t a t e
, c oun t y , ra il li n e s e g m e n t

, and y ard

.

Th i s p r o j ec t f o c us e d on i m p r ov i n g e mi ss i on e s tim a t e s o f C O

, VO C

, NO

x , a nd P M fr o m

ra il w a y l o c o m o ti v e s b y u pd a ti n g t h e r a il w a y a c ti v i t y d a t a
, im p r ov i n g t h e T i er p r o f il e s a nd

m od i f y i n g t h e m od e l s t r u c t u re t o a ll o w f o r f u t u re y ea r e mi ss i on p r o

j e c ti ons. R a il w a y l o c o m o ti v e s are d i v i d e d i n t o t w o ac ti v i t y t y p e s : li n e h a u l a nd y a r d. A li n e h a u l ( o r r o a d )

l o c o m o ti v e h a u l s fre i g h t ov er ra il w a y li n e s fr o m o n e d e s ti n a ti on t o a no t h er
, w h il e a y ar d ( o r

s w it c h ) l o c o m o ti v e m ov e s fre i g h t w it h i n a ra il y a r d. Th e b a s e y e ar f o r t h e m od e l i s 2006, bu t

us er s ca n p r o

j ec t e mi ss i o ns f

o r a n y y e ar f

r o m 1999 t o 2020.

Th e m od e l ca n p r ov i d e e mi ss i on e s tim a t e s a t t h e f o ll o w i n g sp a ti a l re so l u ti o ns : s t a t e
,

c oun t y , r a il li n e s e g m e n t

, a nd y a r d. A lt ho u g h t h e m od e l i n c l ud e s e s tim a t e s f o r a ll c oun ti e s i n T e x a s, t h e b e s t qu a li t y d a t a are a sso c i a t e d w it h t h e t w o m e t r opo lit a n ar e a s o f D F W a nd H G B

area s t h a t h a v e t h e m os t r a il w a y t ra f f i c . Th e m o d e l i s popu l a t e d w it h sp ec i f i c ra il w a y ac ti v i t y d a t a e l e m e n t s f

o r t h e f o u r c o re c oun ti e s o f t h e D F W area a nd e i g h t H G B c oun ti e s. I t i s

rec o g n i z e d t h a t t h e D F W non a tt a i n m e n t ar e a i n c l u d e s c oun ti e s i n a dd iti on t o t hos e d i s c uss e d i n

t h i s re po r t . Th e c oun ti e s d i s c uss e d h ere ar e limit e d t o on l y t hos e c oun ti e s f o r w h i c h t h e Cl a ss I

ra il w a y c o m p a n i e s p r ov i d e d ac ti v i t y d a t a

.1

- 3

A s no t e d a bov e
, d a t a f

o r o t h er c oun ti e s a r e a l so i n c o rpo ra t e d i n t o t h e m od e l ( S ee A pp e nd i x A) t o p r ov i d e a c o m p re h e ns i v e a ss e ss m e n t o f l o c o m o ti v e e mi ss i ons f o r t h e s t a t e o f

T e x a s.

1.3 O r ga n i z a t i o n o f t h i s R e p o rt

Th i s re po r t i s o r g a n i z e d a s f o ll o w s :

· S ec ti on 2.0 d e s cr i b e s h o w t h e m od e l ca l c u l a t e s e mi ss i ons ;

· S ec ti on 3.0 d e s cr i b e s w h i c h d a t a w ere c o ll ec t e d, t h e sou rce s o f d a t a
, a nd h o w t hos e d a t a w e r e c o ll e c t e d ;

· S ec ti on 4.0 p re s e n t s re su l t s a nd a n a l y s i s o f t h e e s t i m a t e d ra il w a y l o c o m o ti v e

e mi ss i ons ;

· S ec ti on 5.0 c o m p are s t h e m od e l ’ s e mi ss i on e s tim a t e s w it h o t h er ra il w a y e mi ss i on

e s tim a t e s t o e nsu re t h a t t h e m od e l ’ s re su lt s a r e r ea son a b l e ;

· S ec ti on 6.0 i n c l ud e s a d i s c uss i on o f f

u t u re im p r o v e m e n t s t h a t c ou l d b e m a d e t o t h e

m od e l a nd / o r i npu t d a t a ;

· S ec ti on 7.0 d e s cr i b e s t h e c on c l us i ons a nd r e c o mm e nd a ti ons t h a t re su lt e d f r o m t h i s

p r o j ec t;

· S ec ti on 8.0 li s t s a ll refer e n ce s us e d i n t h i s s t u d y ;

· A pp e nd i x A i n c l ud e s e mi ss i on e s tim a t e s f o r non -D F W a nd H G B c oun ti e s ; a nd

· A pp e nd i x B c on t a i ns t h e T R E I M U s er’ s M a n u a l

.2

- 1

2.0 M ETHOLO G Y

2.1 H o w t h e M o d e l C a l c u l a te s E m i ss i o n s

Th e m od e l m u lti p li e s a c ti v it y da ta b y a n e m i ss i on f

a c t or t o y i e l d a nnu a l e mi ss i on

e s tim a t e s o f VO C

, C O

, NO

x , a nd P M, a s sho w n i n Equ a ti on 1 b e l o w

. A c t i v i t y d a t a w ere

p r ov i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s f o r t h e D F W a nd HG B ar e a s. A c ti v i t y d a t a f o r t h e re m a i n i n g T e x a s c oun ti e s are f

r o m t h e B T S . E mi ss i on fac t o r s w ere ob t a i n e d fr o m “ U

. S . E P A E mi ss i on F ac t o r s f o r L o c o m o ti v e s ” (U

. S . E P A 1997 )

.

Equ a t i o n 1

. A ct i v i t y d a t a × E m i ss i o n f a ct o r = A nnu a l e m i ss i o n s

E x a m p l e C a l c u l a ti on:

G i v e n : I n 2006, 460,000 g a ll ons o f f u e l w e re c o m bus t e d a l on g a sp ec i f i c r a il w a y

s e g m e n t; t h e rec o mm e n d e d E P A e mi ss i on fac t o r i s 10.1 g r a m s o f VO C p e r g a ll on o f f u e l . To

e s tim a t e t h e VO C e mi ss i ons t h e f o ll o w i n g c a l c u l a ti on w a s us e d :

A nnu a l e mi ss i ons = A c t i v i t y d a t a × E mi ss i on fac t o r

A nnu a l e mi ss i ons = 460,000 g a l o f f u e l × 10.1 g o f VO C /

g a l × 1.1026 E

- 6 t ons / g A nnu a l e mi ss i ons = 5.12 t ons o f VO C

2.1.1 A ct i v i t y D a t a

Th e m od e l i s popu l a t e d w it h ac ti v i t y d a t a p r ov i d e d b y t h e ra il r o a d c o m p a n i e s. U s er s c a n

m od i f y so m e o f t h e d a t a su c h a s f u e l c onsu m p ti on ra t e s, hou r s o f o p era ti on
, o r e n g i n e T i er

p r o f il e s t o e v a l u a t e s p ec i f

i c s ce n ar i os su c h a s i n cr ea s e d t r aff i c o r i n t r odu c t i on o f e n g i n e s w it h

l o w er e mi ss i ons. S ec ti on 2.4.2 a nd t h e U s er s M a n u a l p r ov i d e d e t a il s c o n c e r n i n g w h i c h d a t a f i e l ds ca n b e c h a n g e s t o e v a l u a t e e mi ss i on s ce n ar i os. Th e upd a t e d e n g i n e ti er d a t a w e r e p r ov i d e d

b y t h e r a il r o a d c o m p a n i e s. Th e s e d a t a w e r e a l so c o m p are d t o t h e TE RP e n g i n e d a t a t o e nsu r e

t h a t t h e y w ere c ons i s t e n t w it h d a t a i n t h e TE RP p r o j ec t s d a t a b a s e . T a b l e 2

- 1 p r ov i d e s a su mm a r y

o f ti er e n g i n e c oun t s p r o v i d e d f o r bo t h U n i on P a c i f

i c a nd B u r li n g t on N o r t h er n S a n t a F e f o r t h e D a ll a s / F o r t W o r t h a nd H ous t on / G a l v e s t on area s f o r t h e y e ar s 2006 t o 20 0 9.

Th e m od e l d i v i d e s l o c o m o ti v e s i n t o t w o t yp e s : li n e haul a nd s wit c h y ard

. A li n e h a u l

l o c o m o ti v e h a u l s fre i g h t ov er ra il r o a d li n e s fr o m o n e d e s ti n a ti on t o a no t h er
, w h il e a y ar d ( o r

s w it c h ) l o c o m o ti v e m ov e s fre i g h t w it h i n a ra il y a r d. L i n e h a u l d a t a i s f u r t h er b r ok e n i n t o G e n e ra l d a t a a nd Sp ec if

i c d a t a

. A c ti v i t y d a t a i n t h e G e n e ral d a t a s e t a r e b a s e d on a g e n e r ic t ra i n

t y p e t h a t o p era t e s on a

s p ec i f i c s e g m e n t

, w h il e t h e Sp ec ific li n e h a u l d a t a a r e b a s e d on a s p ec ific

t ra i n t y p e t h a t op e r a t e s o n a sp ec i f i c s e g m e n t

, a s r e po r t e d b y t h e r a il w a y s. Th e sp ec i f i c t ra i n

t y p e s p r e s e n t e d b y B N SF a nd i n c o rpo r a t e d i n t o t h e m od e l are li s t e d i n T a b l e 2

- 2. N o t e t h a t

sp ec i f i c li n e h a u l d a t a w e re no t p r ov i d e d b y a ll r a il w a y c o m p a n i e s o r f o r a ll i nv e n t o r y y e ar s, bu t

t h e m od e l w a s d e s i g n e d t o acc o mm od a t e d e t a il e d d a t a sub mitt a l s i n t h e f

u t u re

. S p ec i f

i c li n e h a u l

d a t a w e r e p r ov i d e d f

o r o n l y t h e H G B a nd D F W a rea s.2-2 T a b l e 2

- 1. Su m m a r y o f Ti er En g i n e C o un t s f o r U n i o n P a c i f

i c a nd Bu r l i n g t o n N o rt h er n S a n t a F e f o r t h e D a ll as / F o r t Wo rt h

a nd H o u s t o n / G a l v e s t o n A re as

2006 2007 2008 2009

N o nre g ul at ed
/ T ier 0 T ier

1 T ier 2 Hy brid N o nre g ul at ed
/ T ier O T ier

1 T ier 2 Hy brid N o nre g ul at ed
/ T ier O T ier

1 T ier 2 Hy brid N o nre g ul at ed
/ T ier O T ier

1 T ier 2 Hy brid

S w i t ch E n g ine E s t i m at e

Uni o n P a ci f

ic

Dalla s /

F or t Wo r t h 79 0 1 5 30 0 48 10 29 0 50 10 29 0 51 10

H o u s t on /

Gal v e s t o n 126 0 0 5 76 0 52 5 76 0 52 5 76 0 53 5

B urlin gto n N o r t hern S a n ta F e Dalla s /

F or t Wo r t h 35 0 4 0 35 0 0 4 35 0 0 4 15 0 20 4

H o u s t on /

Gal v e s t o n 50 0 0 0 23 0 10 7 23 0 10 7 0 0 40 7

N at i o n a l L ine Ha ul E n g ine Es t i m at e
U n i o n P aci f ic 4

, 668 1

, 186 521 0 4

, 614 1

, 186 821 0 4

, 544 1

, 186 1

, 021 0 4

, 532 1

, 186 1

, 221 0

B u r li n g t o n N or t h e r n Sa n ta Fe 2

, 168 625 682 0 2

, 065 625 882 0 1

, 955 625 1

, 082 0 1

, 845 625 1

, 302 02

- 3 T a b l e 2

- 2. Sp ec i f

i c T r a i n T y p e A ct i v i t i e s

L o c o m o t i ve C o d e L o c o m o t i v e A ct i v i t y D e s cr i p t i o n A A mt ra k

B B a r e t a b l e I n t er m od a l

C L o a d e d U n it C o a l

D L it e E n g i n e
E E m p t y U n it C o a l

F F o re i g n R a il r o a d T ra i ns N S F

G L o a d e d U n it G r a i n
H M a n i fe s t (H i g h P r i o r i t y )

I D ea dh e a d C rew Mo v e s
J N o t U s e d

K H e l p er S er v i ce
L L o c a l S er v i c e
M M a n i fe s t (N o r m a l P r i o r it y )

N H ou r s o f S er v i c e R e li ef C rew s O Off

i c e r S p ec i a l s
P I n t e r m od a l P re mi u m Q I n t e r m od a l G u a ra n t e e
R R o a d S w it c h er S er v i ce S I n t e r m od a l D- S t ac k

T T ra ns f

e r S er v i c e ( I n t e rc h a ng e R e c e i v e d / D e li v e r e d )

U U n it (N o t Gr a i n o r C o a l )

V V e h i c l e (A u t o )

W W o r k T ra i n
X E m p t y U n it Gr a i n
Y Y ar d E n g i n e s
Z P r i o r i t y U ps I n t e r m od a l

Th e m od e l w a s a l so m o d i f i e d t o acc oun t f

o r ac ti v it y fr o m 1999 t o 2020. D a t a us e d t o b ac k c a s t a nd f

o r eca s t ac t i v i t y w e r e d er i v e d fr o m g r o w t h fac t o r s i n c l ud e d i n t h e p r o j ec ti ons

s t u d y d e v e l op e d f

o r T C E Q e n titl e d D e v e l op m e n t o f C o mm e r c i a l M

ar i n e V e ss e l

, L o c o m o ti ve , and

A i r T ra ffi c A c ti v it

y G ro w t h Fa c t ors : D ra

ft F i na l R e por t , Augus t 31, 2007 ( T C E Q A u g us t 31

2007 ) . Th e s e p r o

j ec ti ons us e 2006 a s a

b a s e y e ar a nd p r o

j ec t f o r w ar d t o 20 2 0 a nd b ac k ca s t t o 1999 a ssu mi n g a li n e ar g r o w t h p a tt er n a t t h e ra il w a y s e g m e n t a nd y a r d l e v e l

.

2.1.2 E m i ss i o n F a ct o rs

E mi ss i on fac t o r s w e r e o b t a i n e d fr o m “ U

. S . E P A E mi ss i on F ac t o r s f o r L o c o m o ti v e s ” ( U

. S . E P A 1997 ) a s no t e d i n T a b l e 2

- 3. Th e m od e l a ss i g ns t h e s e e mi ss i on fac t o r s b a s e d o n t h e

c l a ss i f i ca ti on o f t h e l o c o m o ti v e a s p r ov i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s.2

- 4 T a b l e 2

- 3. L o c o m o t i v e E m i ss i o n F a ct o r s ( g r a m s / ga l ) b y Ti er

P o ll u t a n t s L o c o m o t i v e
t y p e V O C C O NO

x P M

N o n T i e r ( Pr e- 1973 )

L i n e H a ul 10 26.6 270 6.7

Y ard 21 38.1 362 9.2

T i e r 0 : C o n t ro ll e d e mi s s i o n ra t e s f

or l o c o m o ti ve s m a nu

f a c t u r e d i n 1973

- 2001

L i n e H a u l 10 26.6 178 6.7

Y ar d 21 38.1 262 9.2

T i e r 1 : C o n t ro ll e d e mi s s i o n ra t e s f

or l o c o m o ti ve s m a nu

f a c t u r e d i n 2002

- 2004

L i n e H a u l 9.8 26.6 139 6.7

Y ar d 21 38.1 202 9.2

T i e r 2 : C o n t ro ll e d e mi s s i o n ra t e s f

or l o c o m o ti ve s m a nu

f a c t u r e d a f t e r 2004

L i n e H a u l 5.4 5.0 103 3.6

Y ar d 11 7.3 152 4.3

H y br i d En g i n e s
Y ar d 0.046 0.008 0.206 0.005

S o u r ce: U

. S . E P A E m i s s i o n F act or s f or L o c o m o t i v e s

– T a b l e 9 : Fleet A v e r a g e E m i s s i o n F act or s f or all

L o c o m o t i v e s B P R 420

- F

- 97

- 0 51

, 1 997

. N o te: L o c o m o t i v e s m a nu f ac t ur e d b e f

or e 1 97 3 a r e c o n s i d e r e d t o b e un c o n t ro lle d

. Fact or s f or h y br i d e n g i n e s w e r e ob tai n e d f r o m t h e r ai l w a y c o m

p a n i e s a n d t h e m a n uf

ac t u r e r s

.

Th e e mi ss i on fac t o r s us e d t o e s tim a t e p r o j ec t e d e mi ss i ons v ar i e d b y r a il r o a d c o m p a n y b eca us e t h e i r

sub mitt a l c on t e n t a nd f

o r m a t w ere s i g n i f

i c a n t l y d i f

fe r e n t

. U n i on P ac i f

i c p r ov i d e d

a n e s tim a t e o f t h e T i e r

p r o f il e o f t h e i r f

l e e t fr o m 2 002 t o 2009 (U P 2007 )

. F o r t h e pu rpo s e o f t h i s

p r o j ec t , un c on t r o ll e d e mi ss i on fac t o r s w e re a pp li e d t o U n i on P ac i f i c ac ti v it y d a t a f

o r 1999 t o 2001. Th e T i er

p r o f il e w a s us e d a s p r ov i d e d t o w e i g h t t h e e mi ss i on fac t o r s t o m o re acc u ra t e l y

re p re s e n t t h e U P e qu i p m e n t f l ee t

. W e i g h t e d e mi ss i on fac t o r s w e re d e v e l o p e d f o r e ac h y e ar

us i n g

t h e d a t a p r ov i d e d. T h e w e i g h t e d e mi ss i on fac t o r s d e v e l op e d f o r 2009 w e re a pp li e d t o ac ti v i t y d a t a 2009 t o 2020. Th i s w ill p r ov i d e a h i g h er t h a n ac t u a l e mi ss i on e s tim a t e b e c a us e it do e s no t

acc oun t f o r t h e n e w l o c o m o ti v e T i er 3 a nd T i er

4 e mi ss i on s t a nd ar ds t h a t h a v e y e t t o b e d e v e l op e d.

B N S F d i d no t p r ov i d e p r o j ec t e d T i er l e v e l d a t a ; t h eref o re
, f o r t h e s e d a t a e m i ss i on fac t o r s

w ere a pp li e d t o e a c h y e ar ’ s ac ti v i t y d a t a . Th e U

. S

. E P A’ s p r o j ec t e d e mi ss i on fac t o r s t a k e i n t o

acc oun t f l e e t t u r nov er a n d c o m p li a n ce w it h c u r re n t e mi ss i on s t a nd ar ds. Th e s e fac t o r s are

p re s e n t e d i n T a b l e 2

- 4. A s w it h U P

, t h i s a pp r o ac h w ill p r ov i d e s li g h t l y h i g h er e mi ss i on e s tim a t e s f o r t h e f u t u r e b e c a us e t h e ra il w a y c o m p a n i e s h a v e b ee n re p l ac i n g o l d er e n g i n e s a t a r a t e h i g h er

t h a n t h a t a ssu m e d i n t h e U

. S . E P A d a t a . Th e U

. S

. E P A d a t a a l so do e s no t a cc oun t f o r t h e n e w l o c o m o ti v e T i er

3 a nd T i er

4 e mi ss i on s t a nd ar ds t h a t h a v e y e t t o b e p r o m u l g a t e d.2

- 5 T a b l e 2

- 4. U

. S

. E P A F l e et A v e r ag e E m i ss i o n F a ct o r

f o r a ll L o c o m o t i v e s ( g r a m s / ga l )

Y e a r V O C C O NO

x P M

1999 10.7 27.4 276.7 6.8

2000 10.7 27.4 273.8 6.8

2001 10.7 27.4 265.0 6.8

2002 10.7 27.4 248.8 6.8

2003 10.7 27.4 233.3 6.8

2004 10.7 27.4 218.1 6.8

2005 10.4 27.4 199.8 6.6

2006 10.1 27.4 185.6 6.4

2007 9.8 27.4 177.0 6.2

2008 9.6 27.4 172.5 6.0

2009 9.4 27.4 168.3 5.9

2010 9.1 27.4 163.0 5.7

2011 9.1 27.4 161.1 5.7

2012 8.9 27.4 158.5 5.6

2013 8.8 27.4 155.9 5.5

2014 8.7 27.4 153.4 5.4

2015 8.5 27.4 151.0 5.3

2016 8.4 27.4 148.5 5.2

2017 8.3 27.4 146.5 5.1

2018 8.2 27.4 144.4 5.1

2019 8.1 27.4 142.4 5.0

2020 7.9 27.4 140.3 4.9

Th e VO C e mi ss i ons w e r e sp ec i a t e d ou t s i d e t h e m od e l i n t o a sso c i a t e d o r g a n i c h a z ar dous

a i r po ll u t a n t s (HA P ) b y u s i n g sp ec i a ti on p r o f il e s d er i v e d fr o m t h e E P A’ s 2 005 N a ti on a l

E mi ss i on I nv e n t o r y D o c u m e n t a ti on f o r L o c o m o ti v e s ( E P A 2005 ) . Th e s e s p ec i a ti on p r o f il e s a re

p r ov i d e d i n T a b l e 2

- 5.

T a b l e . 2

- 5 L o c o m o t i v e H A P Sp ec i a t i o n P r o f il e s

P o ll u t an t Y ard L i ne 1,3

- B u t ad i ene 0.0015 0.0032
2,2,4 T r i m e t h y l pen t ane 0.0022 0.0022

A ce t a l deh y de 0.0089 0.0188

A c r o l e i n 0.0015 0.0031

B en z ene 0.0012 0.0026

E y t h l y ben z ene 0.0020 0.0020

Fo r m a l deh y de 0.0206 0.0433

n

- H exane 0.0055 0.0055

P r op i on a l deh y de 0.0061 0.0061

S t y r ene 0.0021 0.0021

T o l ue n e 0.0032 0.0032

X y l ene 0.0048 0.00482

- 6

2.1.3 A nnu a l E m i ss i o ns

L i n e H a u l E mi ss i ons . Th e T R E I M m od e l ca l c u l a t e s a nnu a l e mi ss i ons f o r l i n e h a u l

op era ti ons b y m u lti p l y i n g a c ti v it y da ta i n g a ll ons o f f

u e l us e d, b y a n e m i ss i on f a c t or i n g ra m s o f

po ll u t a n t p er

g a ll on o f f

u e l

. F u e l us a g e i s e s tim a t e d b y t h e r a il w a y c o m p a n i e s b y a pp l y i n g g r oss

t on mil ea g e (G TM ) d a t a f o r i nd i v i du a l ra il w a y s e g m e n t s t o a f u e l c onsu m p ti on fac t o r i n g a ll ons

o f f u e l p er g r oss t on mil ea g e

. B N S F us e d s e g m e n t sp ec i f i c f u e l c onsu m p ti on fac t o r s ( B N S F

2007 ) w h il e U P us e d U

. S . E P A f u e l c onsu m p ti on fac t o r s (U P 2007 ) f o r t h i s ca l c u l a ti on. Af

t e r

c onv er ti n g g ra m s t o po u nds, t h e m od e l re po r t s a n nu a l e mi ss i ons f o r VO C

, C O

, NO

x , a nd P M i n pounds o f po ll u t a n t p er y ear
, w h i c h a r e ea s i l y c o n v er t e d t o t ons, a s sho w n i n Equ a ti on 2.

Equ a t i o n 2

. A nnu a l l i n e e m i ss i o n s = ga ll o n s o f f u e l u s e d × g r a m s o f p o ll u t a n t / ga l l o n o f

f u e l × t o n s / g r a m = t o n s o f p o l l u t a n t

E x a m p l e C a l c u l a ti on:

G i v e n : I n 2006, 460,000 g a ll ons o f f u e l w e re c o m bus t e d a l on g a sp ec i f i c r a il w a y

s e g m e n t; t h e rec o mm e n d e d E P A e mi ss i on fac t o r i s 10.1 g r a m s o f VO C p e r g a ll on o f f u e l . To

e s tim a t e t h e VO C e mi ss i ons t h e f o ll o w i n g c a l c u l a ti on w a s us e d :

A nnu a l e mi ss i ons = A c t i v i t y d a t a × E mi ss i on fac t o r

A nnu a l e mi ss i ons = 460,000 g a l o f f u e l × 10.1 g o f VO C /

g a l × 1.1026 E

- 6 t ons / g A nnu a l e mi ss i ons = 5.12 t ons o f VO C

Y ar d E mi ss i ons . Th e T R E I M m o d e l ca l c u l a t e s a n nu a l e mi ss i ons f o r y a r d o p era ti ons b y

c onv er ti n g hou r s o f

o p e r a ti on i n t o f

u e l bas e d a c ti v it

y t h a t are a pp li e d t o t h e a pp r op r i a t e U

. S

. E P A e m i ss i on f

a c t or i n g ra m s o f

po ll u t a n t p er g a l l on o f f

u e l us e d. T h e m od e l ca l c u l a t e s

e mi ss i ons f

o r VO C

, C O

, NO

x , a nd P M, s imil ar t o t h e a pp r o a c h d i s c uss e d f o r li n e h a u l

l o c o m o ti v e s. To acc u r a t e l y c on v er t hou r s o f o p er a ti on t o f

u e l us a g e f

o r y ar d l o c o m o ti v e s, e n g i n e

no t c h ( o r t h r o ttl e) d a t a a r e n ee d e d t o a pp r o x im a t e t h e a m oun t o f tim e a n e n g i n e sp e n ds a t a

sp ec i f i c no t c h s e tti n g
, ea c h o f w h i c h i s a sso c i a t e d w it h a sp ec i f i c f u e l us a g e ra t e (U

. S . E P A

1998 )

. F o r t h i s p r o

j e c t t h e p er c e n t tim e a t e a c h n o t c h s e tti n g w a s ob t a i n e d f r o m t h e U

. S . E P A’ s
L o c o m o ti ve E

m i ss i on S t andards R e gu l a t or y Suppor t D o c u m e n t (U

. S . E P A 1998 ) . Th e A t c h i son Top e k a a nd S a n t a F e ( A T S F ) a nd E l e c ti v e Mo ti v e D i e s e l ( EM D ) du t y c y c l e d a t a i n c l ud e d i n t h e U

. S . E P A suppo r t do c u m e n t w ere a v e r a g e d t o ob t a i n a pp r op r i a t e v a l u e s f o r t h i s s t u d y , a s sho w n i n T a b l e 2

- 6. Th e A T S F a nd EM D tim e i n no t c h d a t a w e r e us e d b eca u s e t h e U

. S . E P A du t y c y c l e d a t a (a l so i n c l ud e d i n t h e suppo r t do c u m e n t ) d i d no t i n c l ud e i d l e tim e . Th e p erce n t tim e sp e n t i n

eac h no t c h s e tti n g f

o r y a r d l o c o m o ti v e s w h il e t h e e n g i n e i s r unn i n g are a l s o p r ov i d e d i n T a b l e 2

- 5.2

- 7 T a b l e 2

- 6. Y a r d D u t y C y c l e D a t a ( U

. S

. E P A 1 9 98 )

Ti m e i n N o t c h S ett i n g Th r o tt le

N o tc h A TS F E M D A v er age A v er ag e F u e l

R a te ( l b / h r)

I d l e 77.00% 77.00% 77.00% 29

N o t c h 1 10.00% 7.00% 8.50% 48

N o t c h 2 5.00% 7.00% 6.00% 116

N o t c h 3 4.00% 4.00% 4.00% 196.5

N o t c h 4 2.00% 2.00% 2.00% 290

N o t c h 5 1.00% 1.00% 1.00% 387

N o t c h 6 1.00% 0.50% 0.75% 493

N o t c h 7 0.00% 0.50% 0.25% 619.5

N o t c h 8 0.00% 1.00% 0.50% 742

F u e l us a g e w a s c a l c u l a t e d b y no t c h s e tti n g us i n g Equ a ti on 3. A n e x a m p l e ca l c u l a ti on i s a l so

p r ov i d e d.

Equ a t i o n 3 . FU i = H R × NS i × FR i / DN

W h ere :

F U = F u e l u s a g e ( g a ll ons ) ; I = N o t c h s e tti n g i n t h e du t y c y c l e ; H R = A nnu a l op e ra ti n g ho u r s ; N S = P erce n t o f tim e a t t h e n o t c h s e tti n g ; F R = F u e l ra t e ( l bs / h r) ; a nd

DN = D e ns i t y o f f

u e l ( 7 l b / g a l )

E x a m p l e C a l c u l a ti on:

G i v e n : F ou r y a r d l o c o m o ti v e s op era t e a t o t a l o f 1 7 ,520 hou r s p er y e ar . T h e s e e n g i n e s i d l e 77 p erce n t o f t h e tim e

. D u r i n g t h e i d li n g m od e t h e y c onsu m e 29 pounds o f d i e s e l f u e l p er ho u r

.

FU id le = 17,520 hou r s / y ea r × 7 7 % × 29 l bs / hou r / 7 l bs / g a ll on

= 5,888.8 g a ll on / y e ar

2.1.4 A v er ag e O z o n e S e aso n D ay E m i ss i o n s

C o rre spond i n g ac ti v i t y f

o r a v e ra g e o z on e s e a son d a y w a s c a l c u l a t e d b y s c a li n g t h e

a nnu a l d a i l y a v e r a g e v a l u e s b y t h e s ea so n a l a d j us tm e n t fac t o r ( 30 / 25 )

, t o a cc oun t f o r r a il r o a d

c o m p a n y e s tim a t e s t h a t 3 0 p erce n t o f ac ti v i t y o cc u r s du r i n g su mm e r m on t hs (U P 2007 )

.2

- 8

2.2 S tr u ct u re o f t h e M o d e l

Th e m od e l w a s d e s i g n e d t o us e e it h er g e n e ral o r sp ec ific ac ti v i t y d a t a p r ov i d e d b y t h e

ra il w a y c o m p a n i e s. Thu s
, t h e m od e l i s d i v i d e d i n t o t h e f o ll o w i n g t h r ee m a

j o r c o m pon e n t s :

g e n era l li n e h a u l d a t a ; s p ec i f i c li n e h a u l d a t a ; a nd y ar d d a t a.

Th e T R E I M h a s b e e n p o pu l a t e d w it h ac ti v i t y d a t a f o r a ll T e x a s c oun ti e s w i t h ac ti v e ra il

li n e s. D a t a f

o r on l y t h e D F W a nd H G B a r ea s w er e p r ov i d e d d i rec t l y b y t h e ra il w a y s. A ll o t h er

c oun ti e s w e r e d e v e l o p e d fr o m t h e B T S G I S sh a p e f il e s. G e n e r a l d a t a are fr o m B T S a nd U P.

S p ec i f i c d a t a are fr o m B N S F

.

Th e ra il r o a d m o d e l w a s d e v e l op e d t o e a s i l y i n c o rp o ra t e d a t a p r ov i d e d b y t h e ra il w a y

c o m p a n i e s f

o r li n e h a u l a nd y a r d e n g i n e o p era ti o n s. P r o j ec ti n g f u t u r e a c ti v i t y a nd a sso c i a t e d

e mi ss i ons w ere no t c o m p on e n t s o f t h e o r i g i n a l s c o p e o f w o r k f o r t h i s p r o

j e c t , bu t t h e m od e l w a s

m od i f i e d t o acc oun t f

o r p a s t a nd f

u t u re c h a n g e s i n ac ti v i t y b a s e d on s e g m e n t a nd y a r d g r o w t h

fac t o r s d e v e l op e d r e c e n tl y f o r T C E Q und er a

s e p a ra t e p r o

j e c t ( T C E Q A u g u s t 31, 2007 ) . Th e s e

p r o j ec ti ons us e 2006 a s a b a s e y e a r a nd p r o j ec t f o r w ar d t o 2020. W h ere t h e ra il w a y c o m p a n i e s d i d no t p r ov i d e t h e i r

o w n d a t a
, t h e T C E Q p r o

j e c ti on d a t a w a s us e d a ssu mi n g li n e a r g r o w t h. Th e d a t a d e v e l o p e d f

o r t h e p r o j ec ti ons w ere u s e d d i r ec t l y a s p r ov i d e d—no m o d i f i ca ti ons w ere

n ee d e d b eca u s e t h e t ea m d e v e l op i n g t h e p r o j ec ti o n s d a t a , p r ov i d e d g r o w t h f ac t o r s f o r e a c h ra il

li n e s e g m e n t s a nd y ar d l o ca ti ons i n c l ud e d i n t h e T R E I M.

2.2.1 S tr u ct u re o f Lin e H a u l D a t a

Th e o r i g i n a l m od e l s t r u c t u re c ons i d er s li n e h a u l a n d y a r d l o c o m o ti v e s a s t w o s e p ara t e

c o m pon e n t s. F o r li n e h a u l op era ti ons, t h e f o ll o w i n g i npu t d a t a t a b l e s w e r e d e v e l op e d :

· A c ti v i t y t a b l e s ;

· E mi ss i on fac t o r t a b l e ;

· F l ee t c o m pos iti on ; a nd

· S ou rce Cl a ss i f

i ca ti on C od e s ( SCC ) li nk a g e ( L i n e h a u l o r Y ar d )

.

Th e m od e l g e n e ra t e s t h e f o ll o w i n g ou t pu t d a t a t a b l e s :

· E mi ss i ons t a b l e
, a nd

· G I S a tt r i bu t e t a b l e

.

F i g u re 2

- 1 sh o w s t h e li n e h a u l d a t a t a b l e s a nd t h e i r li nk a g e s. Th e m od e l i s popu l a t e d w it h

ac ti v i t y d a t a f

o r a ll c oun t i e s. D a t a f

o r t h e D F W a nd HG B ar e a s w e r e p r ov i d e d d i rec t l y b y t h e

ra il w a y c o m p a n i e s. E mi ss i ons w ere e s tim a t e d b a s e d on t h e G TM r a ti n g o f eac h r a il w a y s e g m e n t
i n c l ud e d i n t h e B T S sh a p e f il e s. Th e G TM d a t a

o b t a i n e d fr o m t h e B T S p r o v i d e s a ra n g e o f

ac ti v i t y v a l u e s f

o r e ac h r a il w a y s e g m e n t

. F o r t h e m od e l

, t h e mi d

- po i n t o f t h e ra n g e w a s us e d a nd

a pp li e d t o t h e g a ll on o f f

u e l/ G TM fac t o r s d e v e l o p e d fr o m t h e d a t a p r ov i d e d b y t h e r a il w a y

c o m p a n i e s. Th e s e f

u e l u s a g e e s tim a t e s w ere a pp li e d t o t h e U

. S . E P A e mi ss i on fac t o r s t o e s tim a t e

e mi ss i ons f

o r eac h s e g m e n t . Th e m od e l t h e n g e n e ra t e s e mi ss i on e s tim a t e s b y c oun t y

.2

- 9 F l e e t C o m p o s i t

i o n T a b le

E m i s s i o n F a c t

o r T a b le

• T i e r 0

• T i e r 1

• T i e r 2

• Y ea r D a

t a R e p r e s e n ts

• D a t a I d e n t i f i ca t i on C o de

• A d j u s t e d E m i s s i

o n F a c t o rs

• E m i s s

i on E s t i m a te E m i s s i o n s T a b le

S C C M a t

c h i n g T a b le

F i g u r e 2- 1

. L i n e H a u l C o m p o n e n t s o f T R E I M R a i l r

o ad P e r S e g m e nt A c t

i v i t y T a b le

G e n e r a l D a ta S p ec i f i c Da ta

• R a i l r o a d C o m p a ny • Ra i l r o a d C o m p a ny

• Y e a r D a t a R e p r e s e n ts • Y e a r D a t a R e p r e s e n ts

C F u e l U s a g e D a ta • D a t a I d e n t i f i ca t io n C o de

• D a t a I d e n t i f i c a ti o n C o de • S e g m e n t I d e nt i f i c a t i o n C ode

• S e g m e n

t I d e n t i f i c a t i on C o de • R a i

l r o a d A c t i v it y T y p e C o de

• G TM • F u e l U s a g e R a te

• G T M b y A

c t i v i t y T y p e a n d S e g m e nt

G I S A t t r i b u t e T a b le

• D a t a I d e nt i f i c a t i o n C ode • R a i l r o a d A c ti v i t y C o de

• S e g m e n t I d

e n t i f i c a t i o n C o de • S C C C o de

• Ra i l r o a d C o m p a ny • G T M b y A c t i

v i t y C o de

• Y e a r t h e D a t a R e p r e s e nt • F u e l U s a g e R a t e b y A c t i v i t y C o de

• F l e e t C o m

po s i t i on • T o t a l F u e l U s a g e b y A

c t i v i t y C o de

• W e i g h t e d E m i s s i

on F a c t or • E m i s s i o n E s t i m a te F l e e t C o m p o s i t

i o n T a b le

E m i s s i o n F a c t

o r T a b le

• T i e r 0

• T i e r 1

• T i e r 2

• Y ea r D a

t a R e p r e s e n ts

• D a t a I d e n t i f i ca t i on C o de

• A d j u s t e d E m i s s i

o n F a c t o rs

• E m i s s

i on E s t i m a te E m i s s i o n s T a b le

S C C M a t

c h i n g T a b le

F i g u r e 2- 1

. L i n e H a u l C o m p o n e n t s o f T R E I M R a i l r

o ad P e r S e g m e nt A c t

i v i t y T a b le

G e n e r a l D a ta S p ec i f i c Da ta

• R a i l r o a d C o m p a ny • Ra i l r o a d C o m p a ny

• Y e a r D a t a R e p r e s e n ts • Y e a r D a t a R e p r e s e n ts

C F u e l U s a g e D a ta • D a t a I d e n t i f i ca t io n C o de

• D a t a I d e n t i f i c a ti o n C o de • S e g m e n t I d e nt i f i c a t i o n C ode

• S e g m e n

t I d e n t i f i c a t i on C o de • R a i

l r o a d A c t i v it y T y p e C o de

• G TM • F u e l U s a g e R a te

• G T M b y A

c t i v i t y T y p e a n d S e g m e nt A c t i v i t y T a b le

G e n e r a l D a ta S p ec i f i c Da ta

• R a i l r o a d C o m p a ny • Ra i l r o a d C o m p a ny

• Y e a r D a t a R e p r e s e n ts • Y e a r D a t a R e p r e s e n ts

C F u e l U s a g e D a ta • D a t a I d e n t i f i ca t io n C o de

• D a t a I d e n t i f i c a ti o n C o de • S e g m e n t I d e nt i f i c a t i o n C ode

• S e g m e n

t I d e n t i f i c a t i on C o de • R a i

l r o a d A c t i v it y T y p e C o de

• G TM • F u e l U s a g e R a te

• G T M b y A

c t i v i t y T y p e a n d S e g m e nt

G I S A t t r i b u t e T a b le

• D a t a I d e nt i f i c a t i o n C ode • R a i l r o a d A c ti v i t y C o de

• S e g m e n t I d

e n t i f i c a t i o n C o de • S C C C o de

• Ra i l r o a d C o m p a ny • G T M b y A c t i

v i t y C o de

• Y e a r t h e D a t a R e p r e s e nt • F u e l U s a g e R a t e b y A c t i v i t y C o de

• F l e e t C o m

po s i t i on • T o t a l F u e l U s a g e b y A

c t i v i t y C o de

• W e i g h t e d E m i s s i

on F a c t or • E m i s s i o n E s t i m a te G I S A t t r i b u t e T a b le

• D a t a I d e nt i f i c a t i o n C ode • R a i l r o a d A c ti v i t y C o de

• S e g m e n t I d

e n t i f i c a t i o n C o de • S C C C o de

• Ra i l r o a d C o m p a ny • G T M b y A c t i

v i t y C o de

• Y e a r t h e D a t a R e p r e s e nt • F u e l U s a g e R a t e b y A c t i v i t y C o de

• F l e e t C o m

po s i t i on • T o t a l F u e l U s a g e b y A

c t i v i t y C o de

• W e i g h t e d E m i s s i

on F a c t or • E m i s s i o n E s t i m a te2

- 10

R a il w a y c o m p a n i e s p r ov i d e d s e g m e n t

- l e v e l ac ti v it y d a t a f o r c oun ti e s i n t h e D F W a nd

HG B ar e a s. B eca u s e t h e s e d a t a a re m o r e a c c u ra t e
, t h e y w ere u s e d i n p l a c e o f t h e B T S a c ti v i t y d a t a f o r t h e s e a r ea s. T h e d a t a

p r ov i d e d f

o r D F W a nd HG B b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s acc oun t e d

f o r 29,985,017,751 ( 30. 0 b illi on ) G TM a nd re p l a c e d t h e 26,648,781,806 ( 2 6.6 b illi on ) G TM

e s tim a t e d fr o m t h e B T S d a t a f o r t h e s e c oun ti e s. T h e re p l a ce m e n t o f t h e B T S e s tim a t e w it h t h e

m o re a c c u ra t e ra il r o a d c o m p a n y d a t a s u g g e s t s t h a t t h e B T S d a t a un d ere s ti m a t e d ac t u a l ra il w a y

t raff i c b y a pp r o x im a t e l y 10 p erce n t . Th i s i s a n i m po r t a n t obs er v a ti on b e c a us e B T S ra il w a y

t raff i c d a t a w e re us e d t o e s tim a t e e mi ss i ons fr o m non -D F W a nd non

- H G B c oun ti e s ; t hus,

e mi ss i ons f

o r t h e s e c oun t i e s m a y a l so b e und e r e s tim a t e d. Th e B T S d a t a p r o v i d e a r e a son a b l e

e s tim a t e f o r r a il w a y t r a f

f i c , bu t m o re a c c u ra t e d a t a c ou l d b e p r ov i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s f o r t h e s e o t h e r c oun ti e s i n t h e f u t u re

.

T w o d i ffe r e n t ac ti v i t y t a b l e s w ere d e v e l op e d f o r t h e m od e l t o a ll o w f

o r t h e i n c l us i on o f

g e n era l a nd sp ec i f

i c t ra i n t y p e d a t a . Th e g e n e r a l li n e h a u l s ec ti on o f t h e m o d e l w a s d e v e l o p e d t o i n c o rpo ra t e d a t a t h a t r ef

l ec t t o t a l ac ti v i t y p er r a il w a y s e g m e n t

, re g ar d l e ss o f ra il w a y t r aff i c t y p e

. Th i s g e n er i c r a il w a y t y p e t raff i c i s a ss o c i a t e d w it h t h e SCC f o r li n e h a u l l o c o m o ti v e s, 2285002006. Th e sp ec i f

i c li n e h a u l d a t a

s e c ti on o f t h e m od e l h a s b e e n d e v e l op e d t o m a n a g e d a t a b y t h e r a il w a y a c ti v i t y t y p e li s t e d i n T a b l e 2

- 2.

I n eac h c o m pon e n t

, t h e m od e l g i v e s t h e u s er t h e oppo r t un i t y t o a dd o r e d it ac ti v i t y d a t a b y s e g m e n t . Th e d a t a i d e n ti f i ca ti on c od e s er v e s a s t h e P r im a r y K e y . Th e P r im a r y K e y i s a un i qu e i d e n ti f i er t h a t li nks t h e d i ffe r e n t d a t a e l e m e n t s i n t h e d i ffe r e n t d a t a t a b l e s t o g e t h er t o ca l c u l a t e

e mi ss i ons.

F o r t h e g e n e r a l ac ti v i t y t a b l e
, t h e d a t a f i e l ds i n c l ud e t h e f

o ll o w i n g :

· S e g m e n t i d e n ti f

i c a ti on c od e ( P r im a r y K e y ) ;

· C oun t y n a m e ;

· C oun t y F I P s ;

· T raff i c d e ns i t y ;

· M il e s o f t rac k ;

· R a il r o a d c o m p a n y ;

· C a l e nd ar y e ar

o f ac ti v i t y ;

· F u e l us a g e ra t e ( g a l/ 1,0 0 0 G TM ) ;

· F u e l us a g e ( g a l ) ;

· T ra i n t y p e ;

· T ra i n c oun t; a nd,

· G TM p er

s e g m e n t

.

F o r t h e g e n e r a l li n e h a u l d a t a
, t h e t ra i n t y p e i s s e t t o “ G e n er i c” a nd t h e t ra i n t y p e c od e i s

s e t a t AA

. F o r t h e sp e c i f

i c li n e h a u l d a t a
, t h e ra il w a y c o m p a n i e s p r ov i d e d a dd iti on a l t ra i n t y p e d a t a a nd s e g m e n t s p ec i f

i c f u e l us a g e . Th e f

o ll o w i n g a dd iti on a l d a t a e l e m e n t s w ere i n c o r po ra t e d

i n t o t h e m od e l:

· U n i qu e i d e n ti f

i ca ti on c o d e ( P r im a r y k e y ) ;

· R a il r o a d c o m p a n y ;

· C a l e nd ar y e ar

o f ac ti v i t y ;

· S e g m e n t i d e n ti f

i c a ti on c od e ;2

- 11

· R a il w a y ac ti v i t y t y p e c o d e ;

· F u e l us a g e ra t e ( g a l/ 100 0 G TM ) b y ra il w a y ac ti v it y t y p e a nd s e g m e n t; a nd,

· G TM b y ac ti v i t y a nd s e g m e n t

.

2.2.2 S tr u ct u re o f S w i tc h D a t a

F o r y a r d l o c o m o ti v e s, m a n y o f t h e p r o ce du r e s d i s c uss e d f o r li n e h a u l l o c o m o ti v e are

a pp li ca b l e

. A s w it h li n e h a u l op era ti ons, t h e f o ll o w i n g i npu t d a t a t a b l e s w e re d e v e l o p e d :

· A c ti v i t y t a b l e s ;

· E mi ss i on fac t o r t a b l e ;

· F l ee t c o m pos iti on ; a nd,

· SCC li nk a g e

.

Th e m od e l g e n e ra t e s t h e f o ll o w i n g t a b l e s :

· E mi ss i ons t a b l e
, a nd

· G I S a tt r i bu t e t a b l e

.

Th e d a t a t a b l e s a nd t h e i r li nk a g e s are sh o w n i n F i g u r e 2

- 2.

U n li k e t h e li n e h a u l c o m pon e n t t h a t a ll o w s f o r t h e i n c l us i on o f g e n era l o r d e t a il e d ra il w a y d a t a
,

on l y on e ac ti v i t y t a b l e i s re qu i re d f o r y ar d l o c o m o ti v e s.

2.3 S a m p l e C a l c u l a t i o n s

Th e m od e l m u lti p li e s a c ti v it y da ta b y a n e m i ss i on f

a c t or t o y i e l d a nnu a l e mi ss i on

e s tim a t e s o f VO C

, C O

, NO

x , a nd P M. B ef o r e a c t u a l l y c a l c u l a ti n g e mi ss i ons, t h e m od e l m us t
d e t er mi n e t h e nu m b e r

o f g a ll ons us e d b a s e d on t h e G TM a nd f u e l us a g e p er G TM. Th e m od e l

m us t a l so a ss i g n t h e a pp r op r i a t e e mi ss i on fac t o r t o eac h po r ti on o f t h e f l ee t b a s e d on t h e f

l e e t

c o m pos iti on. F o ll o w i n g are e x a m p l e s o f ho w t h e m od e l d er i v e s t h e s e t w o v ar i a b l e s b e f o re

ca l c u l a ti n g e mi ss i ons.2

- 12 A c t i v i t y T a b le

G I S A t t r i b u t e T a b le F l e e t C o m p o s i t i o n T a b le

E m i s s i o n F a c t o r T a b le

• D a t a I d e n t i f

i c a t i o n C ode

• A d j u s t e d E m i s s i on F a c

t o rs

• E m i ss i

o n E s t i m a

te E m i ss i o n s T a b

le

S C C M a t

c h i n g T a b le • R a i l r o a d C o m p a ny

• Y e a r D a t a R

e p r e s e n ts

• D a t a I d e n t i f i c a ti o n C ode

• Y a r d I d e n ti f i c a t i on C o de

• N u m b e r o f L o c o m o ti v es

• A n n u a l H o u r s o f O p e r a t i on

• F u e l U s a g e D a ta

• D a t a I d e n ti f i c a t i on C o de

• Y a r d I d e n t i f i c a t i o n C o de

• R a i l r o a d C o m p a ny

• Y e a r t h e D a t a R e

p r e s e nt

• S w ti c h e

r F l e e t C o m p o s i t

i on

• W e i gh t e d E m i s s i o n F

a c t or

• S CC C ode

• T o t a l H o u r s o f O p e r a t i on

• T o t a l F u e l U s a ge

• E m i ss i o n E s ti m

a te

F i g u r e 2

- 2

. S w

i t c h L o c o m o t i v e C o m p o n e n t s o f T R E IM • T i e r 0

• T i e r 1

• T i e r 2

• Ye a r D a t a R

e p r e s e n ts A c

t i v i t y T a b le

G I S A t t r i b u t e T a b le F l e e t C o m p o s i t i o n T a b le

E m i s s i o n F a c t o r T a b le

• D a t a I d e n t i f

i c a t i o n C ode

• A d j u s t e d E m i s s i on F a c

t o rs

• E m i ss i

o n E s t i m a

te E m i ss i o n s T a b

le

S C C M a t

c h i n g T a b le • R a i l r o a d C o m p a ny

• Y e a r D a t a R

e p r e s e n ts

• D a t a I d e n t i f i c a ti o n C ode

• Y a r d I d e n ti f i c a t i on C o de

• N u m b e r o f L o c o m o ti v es

• A n n u a l H o u r s o f O p e r a t i on

• F u e l U s a g e D a ta

• D a t a I d e n ti f i c a t i on C o de

• Y a r d I d e n t i f i c a t i o n C o de

• R a i l r o a d C o m p a ny

• Y e a r t h e D a t a R e

p r e s e nt

• S w ti c h e

r F l e e t C o m p o s i t

i on

• W e i gh t e d E m i s s i o n F

a c t or

• S CC C ode

• T o t a l H o u r s o f O p e r a t i on

• T o t a l F u e l U s a ge

• E m i ss i o n E s ti m

a te

F i g u r e 2

- 2

. S w

i t c h L o c o m o t i v e C o m p o n e n t s o f T R E IM • T i e r 0

• T i e r 1

• T i e r 2

• Ye a r D a t a R

e p r e s e n ts2

- 13

2.3.1 Lin e H a u l E xa m p l e: W h a t a re t h e NO

x E m i ss i o n s f o r S e g m e n t X ?

A c ti v i t y D a ta . Th e e mi s s i ons f o r li n e h a u l l o c o m o ti v e s are d e r i v e d fr o m ac t u a l f u e l us a g e b y s e g m e n t a s re p o r t e d b y t h e r a il w a y c o m p a n i e s

. Th e ra il w a y c o m p a n i e s p r ov i d e d f u e l us a g e f o r i nd i v i du a l s e g m e n t s w it h i n D F W a nd HG B ; h o w e v er
, f o r non

- D F W a nd HG B c oun ti e s

w h ere s u c h d e t a il e d d a t a w ere no t p r ov i d e d, f u e l u s a g e w a s a u t o m a ti ca l l y c a l c u l a t e d b y d i v i d i n g

t h e re po r t e d G TM w it h G TM / g a l v a l u e s r e c o mm e nd e d b y t h e U

. S . E P A a s no t e d i n t h e f o ll o w i n g e q u a ti on :

F u e l U sag e f

o r S e g me n t X = ( G T M f o r S e g me n t X) / ( G T M / ga l )

E x a m p l e ac ti v i t y ca l c u l a ti on :

G i v e n : G TM f

o r S e g m e n t X = 5 0,000,000

G TM / g a ll on f

o r S e g m e n t X = 600 G TM / g a l

F u e l U s a g e f

o r S e g m e n t X = (G TM f o r S e g m e n t X) / (G TM / g a l )

= ( 50,000,000 ) / ( 600 G T M / g a l ))

= 83,333 g a ll ons

E mi ss i on F ac t o rs . Th e e mi ss i on fac t o r s w e r e w e i g h t e d b y t h e l o c o m o ti v e f l ee t

c o m pos iti on f

o r t h e sp ec i f

i e d ca l e n d ar y e ar p r i o r t o b e i n g a pp li e d t o t h e f u e l e s tim a t e s, a s no t e d

i n t h e f o ll o w i n g e q u a ti on :

W e f = ( T 0 F )( T 0 E F ) + ( T 1 F )( T 1 E F ) + ( T 2F )( T 2 E F )

W h ere : W ef = W e i g h t e d e mi ss i on fa c t o r

T0 F = T i er

0 f rac ti on T0E F = T i er

0 li n e h a u l e mi ss i on fac t o r T1 F = T i er

1 f rac ti on T1E F = T i er

1 li n e h a u l e mi ss i on fac t o r T2 F = T i er

2 f rac ti on T2E F = T i er

2 li n e h a u l e mi ss i on fac t o r

E x a m p l e e mi ss i on fac t o r ca l c u l a ti on :

G i v e n : T0 F = T i er 0 f rac ti on i s 10 % o f t h e f

l ee t o r 0.10

T0E F = T i er

0 li n e h a u l e mi ss i on fac t o r f o r NO

x i s 178 g r a m s / g a l

T1 F = T i er

1 f rac ti on i s 85 % o f t h e f

l ee t o r 0.85

T1E F = T i er

1 li n e h a u l e mi ss i on fac t o r f o r NO

x i s 139 g r a m s / g a l

T0 F = T i er

2 f rac ti on i s 5 % o f t h e f

l ee t o r 0.05

T2E F = T i er

2 li n e h a u l e mi ss i on fac t o r NO

x i s 103 g r a m s / g a l2

- 14

W e f f o r NO

x = ( T 0 F ) × ( T 0 E F f o r NO

x ) + ( T 1 F ) × ( T 1 E F f o r NO

x ) + ( T 2 F ) × ( T 2 E F f o r NO

x )

= 0.10 × 178 + 0.85 × 1 3 9 + 0.05 × 103

= 17.8 + 118.15 + 5.15

= 141.1 g ra m s o f NO

x / g a l

A n y re v i s i ons m a d e t o t h e f u e l d a t a o r t h e f

l e e t c o m pos iti on are a u t o m a ti c a l l y i n c o rpo ra t e d i n t o t h e e mi ss i on e s tim a t e s f o r e a c h o f t h e ra il w a y s e g m e n t s on ce t h e us e r c li c ks on

“ca l c u l a t e e mi ss i ons. ”

A nnu a l e mi ss i ons o f NO

x . O n ce t h e ac ti v i t y d a t a a nd e mi ss i on fac t o r s a re d er i v e d, t h e

a nnu a l li n e h a u l e mi ss i ons ca n b e c a l c u l a t e d.

A nnu a l l i n e e m i ss i o n s = ( ga ll o n s o f f u e l u s e d ) × ( g r a m s o f p o ll u t a n t / ga l l o n o f f

u e l ) × ( p o und s / g r a m ) × (t o n s / p o u n d s )

G i v e n : F u e l U s a g e f o r S e g m e n t X = 83,333 g a ll ons W e i g h t e d e mi ss i on fac t o r = 141.1 g ra m s o f NO

x / g a l

453.59 g r a m s /

pound

1 t on / 2,000 pounds

A nnu a l li n e e mi ss i ons = ( 83,333 g a l ) × ( 141.1 g r a m s NO x / g a l ) × ( 1 pound / 453.59 g r a m s ) ×

( 1 t on / 2,000 l bs ) = 12.96 t ons p er y e ar NO

x

2.3.2 S w i tc h E xa m p l e: W h a t a re t h e NO

x E m i ss i o n s f o r Y a r d X ?

Th e m od e l m u lti p li e s a c ti v it y da ta b y a n e m i ss i on f

a c t or t o y i e l d a nnu a l e mi ss i on

e s tim a t e s. B e f

o re ac t u a l l y c a l c u l a ti n g e mi ss i ons, t h e m od e l m us t d e t er mi n e t h e ac ti v i t y d a t a ( i

. e
.,

nu m b er o f g a ll ons us e d )

. I n m os t c a s e s f u e l us a g e v a l u e s ( g a ll ons ) w ere p r o v i d e d b y t h e ra il w a y

c o m p a n i e s ; ho w e v e r
, i f f

u e l us a g e d a t a w e r e no t p r ov i d e d, t h e f u e l us a g e w a s ca l c u l a t e d b a s e d

on hou r s o f

op e r a ti on a n d t y p i ca l no t c h s e tti n g s ( a s d i s c uss e d i n S ec ti on 2.1 ) m u lti p li e d b y t h e

nu m b er o f y a r d e n g i n e s o p era ti n g a t t h e y a r d.

A c ti v i t y D a ta . Th e m od e l a ssu m e s t h a t on e e n g i n e c onsu m e s 9.375 g a ll ons o f d i e s e l f u e l

p er hou r ( U

. S . E P A 1992 )

, a s no t e d i n t h e f o ll o w i n g e q u a ti on a nd e x a m p l e ca l c u l a ti on :

A nnu a l F u e l U sag e f

o r Y a r d X = (N u m b er o f Y a r d L o c o m o t i v e s ) × ( 9. 3 75 ga l/ h r) ×

( 8,760 h r/ y e a r)

W h ere : A nnu a l Y ar d F u e l U s a g e w a s ob t a i n e d f r o m ra il w a y c o m p a n i e s, o r

were d er i v e d f

r o m hou r s o f

op era ti on

E x a m p l e ac ti v i t y ca l c u l a ti on :

G i v e n : 12 Y ar d L o c o m o ti v e s2

- 15

F u e l U sag e f

o r S e g me n t X = (N u m b e r o f Y a r d L o c o m o t i v e s ) × ( 9.375 ga l/ h r) ×

( 8,760 h r/ y e a r)

= ( 12 ) × ( 9.375 g a l/ h r) × ( 8,760 h r / y e a r )

= 985,500 g a ll ons / y r

E mi ss i on F ac t o rs . Th e e mi ss i on fac t o r s w e r e w e i g h t e d b y t h e l o c o m o ti v e f l ee t

c o m pos iti on f

o r t h e sp ec i f

i e d ca l e n d ar y e ar p r i o r t o b e i n g a pp li e d t o t h e f u e l e s tim a t e s, s imil ar t o

t h e li n e h a u l e x a m p l e i n S ec ti on 2.3.1 a nd d e m o n s t ra t e d i n t h e f o ll o w i n g e qu a ti on :

W e f = ( T 0 F ) × ( T 0 E F ) + ( T 1 F ) × ( T 1 E F ) + ( T 2 F ) × ( T 2 E F )

W h ere : W ef = W e i g h t e d e mi ss i on fa c t o r

T0 F = T i er

0 f rac ti on T0E F = T i er

0 y a r d e mi ss i on f

a c t o r T1 F = T i er

1 f rac ti on T1E F = T i er

1 y a r d e mi ss i on f

a c t o r T2 F = T i er

2 f rac ti on T2E F = T i er

2 y a r d e mi ss i on f

a c t o r

E x a m p l e e mi ss i on fac t o r ca l c u l a ti on :

G i v e n : T0 F = T i er 0 f rac ti on i s 5 % o f t h e f

l ee t o r 0.05

T0E F = T i er

0 y a r d e mi ss i on f

a c t o r f o r NO

x i s 262 g r a m s / g a l

T1 F = T i er

1 f rac ti on i s 80 % o f t h e f

l ee t o r 0.80

T1E F = T i er

1 y a r d e mi ss i on f

a c t o r f o r NO

x i s 202 g r a m s / g a l

T2 F = T i er

2 f rac ti on i s 10 % o f t h e f

l ee t o r 0.10

T2E F = T i er

2 y a r d e mi ss i on f

a c t o r NO

x i s 152 g r a m s / g a l

W e f f o r NO

x = ( T 0 F ) × ( T 0 E F f o r NO

x ) + ( T 1 F ) × ( T 1 E F f o r NO

x ) + ( T 2 F ) × ( T 2 E F f o r NO

x )

= ( 0.10 ) × ( 262 ) + ( 0.85 ) × ( 202 ) + ( 0.05 ) × ( 152 )

= 26.2 + 171.7 + 7.6

= 205.5 g ra m s o f NO

x / g a l

A nnu a l e mi ss i ons o f NO

x . O n ce t h e ac ti v i t y d a t a a nd e mi ss i on fac t o r s a re d er i v e d, t h e

a nnu a l y ar d e mi ss i ons c a n b e ca l c u l a t e d.

A nnu a l ya r d e m i ss i o n s = ( ga ll o n s o f f u e l u s e d ) × ( g r a m s o f p o ll u t a n t / g a ll o n o f f

u e l ) × ( p o und s / g r a m )2

- 16 G i v e n : F u e l U s a g e f o r Y ar d X = 985,500 g a ll ons W e i g h t e d e mi ss i on fac t o r = 205.5 g ra m s o f NO

x / g a l

453.59 g r a m s /

pound

A nnu a l y a r d e mi ss i ons = ( 985,500 g a l ) × ( 205.5 g r a m s NO

x / g a l ) × ( 1 poun d / 453.59

g r a m s ) = 446,483 pound s NO

x .

2.4 T e xas R a il r oa d E m i ss i o n s I n v e n t o r y M o d e l

Th i s s ec ti on d e s cr i b e s h o w t h e us er i n t e r ac t s w it h t h e m od e l

. F o r s c ree n

- b y

- s cr e e n i ns t r u c ti ons on ho w t o us e t h e m od e l

, r e fer t o t h e U s er’ s M a n u a l i n A pp e n d i x B

.

Th e T R E I M us e s a p re- p opu l a t e d d a t a s e t t o c a l c u l a t e e mi ss i ons o f f ou r po l l u t a n t s fr o m

ra il w a y l o c o m o ti v e s i n a l l T e x a s c oun ti e s ( F i g u re 2

- 3 )

. U s er s do no t n ee d a dd iti on a l d a t a t o

ca l c u l a t e e mi ss i ons. Th e m od e l p r ov i d e s t h e f o ll o w i n g f

u n c ti on a li t y :

· C a l c u l a t e s s t a t e a nd c ou n t y l e v e l e mi ss i ons.

· C a l c u l a t e s e mi ss i ons f o r a n y y e ar b e t w e e n 1999 a nd 2020 (D F W a nd H G B area s )

.

F i g u re 2

- 3. M o d e l C a l c u l a te s A nnu a l E m i ss i o n s f o r a ll T e xas C o un t i e s B as e d o n P re

- p o pu l a te d A ct i v i t y D a t a2

- 17

· C a l c u l a t e s e mi ss i ons o f sp ec i f i c t r a i n t y p e s o p e r a ti n g i n D F W a nd H G B a re a s (w h e re d a t a h a v e b ee n p r ov i d e d )

.

· U s e s G I S t o v i e w e mi ss i ons a t t h e c oun t y , ra il li n e s e g m e n t

, a nd y a r ds.

· Ev a l u a t e s t h e e ff

e c t o f r e p l ac i n g o l d er

h i g h e r -e mitti n g l o c o m o ti v e s w it h n e w er l o w e re mitti n g l o c o m o ti v e s.

2.4.1 M o d e l B a c k g r o und

Th e d a t a b a s e b e h i nd t h e m od e l w a s o r i g i n a l l y d e v e l op e d a s a re pos it o r y f o r o r g a n i z i n g

a nd s t o r i n g ac ti v i t y d a t a p r ov i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s f o r t h e D F W a nd HG B ar e a s. Th e

m od e l w a s d e v e l op e d b y a pp l y i n g U

. S . E P A e mi s s i on fac t o r s (U

. S . E P A 1 9 97 ) t o t h e ac ti v i t y d a t a ( B N S F 2007 a nd U P 2007 ) t o e s tim a t e a nnu a l e mi ss i ons o f VO C

, C O

, NO

x , a nd P M.

To e nh a n c e t h e o r i g i n a l m od e l

, t h e g e o g ra ph i c s c op e w a s e x p a nd e d t o i n c l ud e a ll

c oun ti e s i n T e x a s. E mi ss i on e s tim a t e s w ere d e v e l o p e d a t t h e s e g m e n t l e v e l a nd a pp li e d t o G I S

sh a p e f il e s ( D O T / B T S 2 002 ) t o sho w t h e sp a ti a l a tt r i bu t e s o f t h e e mi ss i ons d a t a a nd t o a ll o w f o r

c oun t y l e v e l su mm ar i e s. Th e m od e l w a s f u r t h er e x p a nd e d t o i n c l ud e e mi ss i on e s tim a t e s f o r t h e

y ea r s 1999 t o 2020 f

o r t h e D F W a nd H G B ar e a s.

F o r t h i s v er s i o n o f t h e m o d e l
, u s er s a re e x p ec t e d t o b e T C EQ s t a ff w h o a re

a u t h o r i ze d t o a c c e ss c o n f i d e n t i a l b u s i n e ss i n f

o r m a t i o n. I n o r d e r t o d e v e l op a pub li c v er s i on o f

t h e m od e l

, t h e c u rr e n t m od e l m us t b e m od i f i e d t o a gg r e g a t e d a t a a nd b l o c k ac c e ss t o c on f i d e n ti a l

bus i n e ss i n f

o r m a ti on p r ov i d e d b y t h e ra il r o a ds. T h e pub li c v er s i on o f t h e m od e l ca n b e us e d b y

ra il w a y c o m p a n i e s, c i t y a nd c oun t y p l a n n er s, un i v er s i t y r e s e arc h er s, a nd o t h er s w ho a re i n t ere s t e d i n e v a l u a ti n g a i r qu a li t y i ssu e s re l a t e d t o ra il w a y a c ti v iti e s i n t h e s t a t e o f T e x a s.

2.4.2 U s er O p t i o n s

U s er s c a n imm e d i a t e l y c a l c u l a t e c oun t y

- l e v e l e m i ss i ons. A lt er n a ti v e l y , us e r s ca n e s tim a t e

e mi ss i ons f

o r a sp ec i f i c y ear o r ra il w a y s e g m e n t

. A l so, f o r ra il w a y s e g m e n t s l o ca t e d i n t h e

c oun ti e s t h a t c ons tit u t e t h e H G B a nd D F W ar e a s
, us er s ca n s e l ec t t h e t r a i n t y p e b ef o r e

ca l c u l a ti n g e mi ss i ons. I t shou l d b e no t e d t h a t no t a ll ra il w a y c o m p a n i e s p r ov i d e d t ra i n t y p e d a t a f o r e v e r y y e a r , bu t t h e m od e l w a s d e v e l o p e d t o i n c l ud e d e t a il e d d a t a w h e r e p r ov i d e d.

U s er s c a n a l so m od i f

y t h e p re- popu l a t e d d a t a s e t t o e v a l u a t e d i f fe r e n t s ce n ar i os su c h a s

c h a n g e s i n r a il w a y t r a ff

i c , o r us e o f h i g h er T i er l o c o m o ti v e s. To e v a l u a t e t h e re su lt s o f su c h

s ce n ar i os, us e r s m us t r un t h e s ce n a r i o, s a v e t h e d a t a
, t h e n c o m p a r e t o t h e o r i g i n a l d a t a

. I n d e v e l op i n g t h e s ce n ar i os
, us er s shou l d s a v e t h e e d it e d d a t a f il e s a s a s e p a ra t e f

il e . Th e us e r c a n

a l w a y s re t u r n t o t h e o r i g i n a l “r e a d on l y ” d a t a
, w h i c h i s p r ov i d e d on t h e c o m p ac t d i sk ( C D)

,

a l on g w it h t h e m od e l

.

2.4.3 N av i ga t i n g t h e M o d e l

Th e m od e l ’ s f

o r m s a re d e s i g n e d t o t a k e us er s s t e p

- b y

- s t e p t h r o u g h t h e p r o c e ss o f

ca l c u l a ti n g e mi ss i ons. Th i s s ec ti on d e s cr i b e s ho w t h e m od e l op era t e s b a s e d on us er i npu t

. F o r2

- 18

c o m p l e t e s c r ee n

- b y

- s c r e e n i ns t r u c ti ons on ho w t o us e t h e m od e l

, re f er t o t h e U s e r ’ s M a nu a l i n A pp e nd i x B

.

D a t a F o r m s : G e n er a l a nd S p ec i f i c Lin e H a u l

Th e G e n e ra l a nd S p e c i f

i c L i n e H a u l D a t a f

o r m s a l l o w us er s t o v i e w t h e d a t a s e t b ef o r e

ca l c u l a ti n g e mi ss i ons. U s i n g t h e d a t a f o r m s ( F i g u r e 2

- 4 ) , us e r s ca n s cr o ll t h r ou g h eac h r e c o r d b y

c li c k i n g on t h e arr o w s a t t h e bo tt o m o f t h e f o r m

. E ac h r e c o r d r e p r e s e n t s i n f o r m a ti on f

o r a

ra ilw a y s e g m e nt

.

F i g u re 2

- 4. E a c h R ec o r d R e p re s e n t s D a t a f o r a R a il w ay S e g m e nt

Th e S p ec i f

i c L i n e H a u l D a t a f

o r m i s s imil ar t o t h e G e n e ra l L i n e H a u l D a t a f o r m
, e x ce p t

t h a t t h e t ra i n t y p e ca n b e s e t t o a n y o f t h e 25 t ra i n t y p e s. T h e t ra i n t y p e c o d e i s a u t o m a ti ca l l y s e t

w h e n t h e t ra i n t y p e i s s e l ec t e d.

T a b l e 2

- 7 sho w s t h e d a t a f i e l ds t h a t a pp e a r

on t h e G e n e r a l a nd S p ec i f i c L i n e H a u l D a t a f o r m s.

T a b l e 2

- 7. G e n er a l a nd Sp ec i f i c L i n e H a u l D a t a F o r m s C o n t a i n t h e S a me F i e l d s

F i e l d D e s cr i p t i o n U s er c a n e d i t ?

R a il r o a d c o m p a n y U P

, B N S F

, K a ns a s Ci t y S ou t h er n (K CS ) N o C oun t y C oun t y n a m e N o S t a t e / c oun t y F I PS 48 = T e x a s ; n e x t t h ree d i g it s re p re s e n t c oun t y N o S e g m e n t I D C od e I d e n ti f i e s t h e sp e c i f

i c r a il w a y s e g m e n t

. N o
F u e l us a g e ( g a ll ons ) Th e m od e l ca l c u l a t e s a n n u a l f u e l us a g e b y d i v i d i n g G TM b y G TM / g a ll on, w h i c h y i e l ds g a ll ons p e r y e ar

. B a s e li n e on l y2

- 19

T a b l e 2

- 7. G e n er a l a nd Sp ec i f i c L i n e H a u l D a t a F o r m s C o n t a i n t h e S a me F i e l d s (C o n t

. )

F i e l d D e s cr i p t i o n U s er c a n e d i t ?

T ra i n t y p e I n t h e G e n e ra l d a t a
, t h e m od e l a ss i g ns a g e n e r ic t ra i n

t y p e

. H o w e v e r
, i n t h e S p ec i f i c d a t a
, ra il w a y t ra f

f i c i s d ef i n e d a s o n e o f t h e 25 s

p ec ific t ra i n t y p e s f

r o m t h e pu ll

do w n m e nu. N o

T ra i n t y p e c o d e A sho r t h a nd c od e t h a t c o rre sponds t o t h e t ra i n t y p e d a t a

f i e l d. Th i s f

i e l d i s a u t o m a ti ca l l y a ss i g n e d w h e n t h e T ra i n T y p e i s s e l ec t e d. N o

D a t a y e ar C a l e nd ar y e ar o f ac ti v i t y , w h i c h ra n g e s fr o m 200 2 t o 2020 N o

F u e l U s a g e R a t e ( g a ll ons p er

1,000

G TM ) F un c ti on o f t ra i n t y p e

. T h e m od e l a pp li e s a g e n er i c f u e l

us a g e ra t e i n t h e G e n era l d a t a
, a nd a pp li e s a sp ec i f i c f u e l

us a g e ra t e t o t h e t ra i n t y p e s e l ec t e d i n t h e S p e c i f i c d a t a

. N o

T ra i n C oun t N u m b er o f t ra i ns t h a t m o v e a l o n g t h e s e g m e n t N o G TM Gr oss t on mil ea g e Y e s, bu t f u e l

us a g e n ee ds t o b e m od i f i e d

s e p ara t e l y

U s er s c a n e d it s e v e ra l f

i e l ds, a s f o ll o w s :

· F u e l U s a g e ( g a ll ons )

– U s er s ca n m od i f y f u e l us a g e , bu t t h e c h a n g e m us t b e m a d e a t

t h e s e g m e n t o r ra il y a r d l e v e l

.

· Y ear – U s er s c a n s e l e c t t h e y e ar f o r w h i c h t h e y a r e i n t ere s t e d i n e s tim a ti n g e mi ss i ons.

· G TM – U s er s c a n a d

j us t t h e G TM i n t h e b a s e y e a r ; f o r p r o j ec t e d y ea r s t h e G TM i s

a d j us t e d b y t h e s e g m e n t l e v e l p r o f il e s.

· T i er p r o f il e s – U s er s c a n m od i f

y T i er p r o f

il e s, w h i c h w ill w e i g h t t h e e mi ss i on fac t o r s f o r t h e T i er mi x

. N o t e t h a t i f h y b r i ds f o r r a il y a r d s are b e i n g e v a l u a t e d, t h e n t h e f u e l

us a g e m us t b e a d

j us t e d t o acc oun t f

o r t h e f a c t t h a t t h e s e e n g i n e s us e 60 p e rce n t l e ss f u e l t h a n c onv e n ti on a l e n g i n e s.

D a t a F o r m: F l e e t C o m p os i t i o n

U s er s c a n e n t er o r e d it t h e f l ee t c o m pos iti on f

o r l i n e h a u l a nd y a r d l o c o m o ti v e s fr o m a n y

ra il r o a d c o m p a n y i n t h e d a t a s e t

. F i g u r e 2

- 5 sho w s e x a m p l e li n e h a u l f l ee t c o m pos iti ons ; t h e y ar d

f l ee t c o m pos iti on f

o r m i s s imil ar . Th e f

l ee t c o m p o s iti on v a l u e s are p r e s e n t e d a s fr a c ti ons o f e a c h

l o c o m o ti v e T i er t h a t su m t o 1. Th e s e f r ac ti ons ca n v a r y fr o m y e ar t o y e ar a s n e w l o c o m o ti v e s are

a dd e d t o t h e ra il w a y r os t er a nd o l d e r l o c o m o ti v e s are r e m ov e d f r o m s er v i c e . To a ll o w f

o r b ac k

ca s ti n g a nd f

o r eca s ti n g o f l o c o m o ti v e e mi ss i on e s tim a t e s, t h e y e ar a ss o c i a t e d w it h t h e T i er sp lit

m us t a l so b e p r ov i d e d.2

- 20 F i g u re 2

- 5. Lin e H a u l F l eet C o m p os i t i o n F o r m

A s w it h t h e li n e h a u l op e ra ti ons, t h e y a r d f l ee t c o m pos iti on v a l u e s are p re s e n t e d a s frac ti ons t h a t su m t o 1 a n d ca n v a r y fr o m y e ar t o y ear a s n e w y a r d e n g i n e s are a d d e d a nd o l d e r

e n g i n e s a r e t a k e n ou t o f s er v i ce

. C u r re n t l y , t h ere i s on l y on e SCC f o r y a r d l o c o m o ti v e s ( i

. e
., 2285002010 ) . Th i s c od e w a s a ss i g n e d t o a ll y ar d l o c o m o ti v e e mi ss i ons e s tim a t e s.

D a t a F o r m s : E m i ss i o n s

Th e e mi ss i ons s cree n p r o v i d e s t h ree v i e w s o f t h e c a l c u l a t e d e mi ss i ons. F i r s t

, e mi ss i ons

are p r e s e n t e d b y s e g m e n t i n c l ud i n g t h e a d j us t e d e mi ss i on fac t o r s us e d i n t h e e s tim a t e ; s ec ond,

e mi ss i ons are p re s e n t e d a s po ll u t a n t t o t a l s f o r eac h ra il w a y s e g m e n t; a nd t h i r d, e mi ss i ons are

p re s e n t e d su mm ar i z e d t o t h e c oun t y l e v e l

.

G e o g r a ph i c I n f

o r m a t i o n S ys te m C o m p o n e n t

A n im po r t a n t a tt r i bu t e o f t h e m od e l i s t h e G I S c o m pon e n t . Th e ra il w a y c o m p a n i e s sub mitt e d t h e i r ra il w a y a c ti v i t y d a t a w it h s e g m e n t i d e n ti f i ca ti on c od e s t h a t w ere m a t c h e d t o

ra il w a y s e g m e n t s i n G I S sh a p e f il e s d e v e l op e d f

o r t h i s m od e l . Th e a dv a n t a g e t o h a v i n g t h e

ra il w a y a c ti v i t y a nd e mi ss i ons d a t a a v a il a b l e i n a G I S f o r m a t i s t h a t e mi ss i ons ca n b e c a l c u l a t e d

a t t h e s e g m e n t l e v e l a nd v i e w e d a t a su b -c oun t y l e v e l

. P r i o r t o t h e d e v e l o p m e n t o f G I S t oo l s,

s t a t e a nd l o ca l a g e n c i e s f

ound it c h a ll e n g i n g t o d i s a gg r e g a t e s t a t e f u e l us a g e t o i nd i v i du a l

c oun ti e s. O n ce t h e d a t a a re i n a G I S f o r m a t

, it i s poss i b l e t o p erf o r m “ w h a t i f

s ce n ar i o s ” a nd

i d e n ti f y e mi ss i on “ ho t s p o t s. ” A t t h i s s t a g e o f t h e m od e l d e v e l op m e n t

, t h e nu m b er o f s c e n ar i os

t h a t ca n b e r un i s limit e d t o c h a n g e s i n t h e f l e e t c o m pos iti on a nd s e g m e n t a nd y a r d l e v e l a c ti v i t y d a t a

.

W it h t h e d a t a i n a G I S f o r m a t , us er s c a n v i e w t h e a tt r i bu t e d a t a f o r e v e r y s e g m e n t us e d i n

t h e m od e l

, w h e t h er t h e d a t a a r e a pp li e d t o t h e g e n er i c o r sp e c i f i c e mi ss i on e s tim a ti n g a pp r o ac h.

F i g u re 2

- 6 sh o w s d a t a t h a t w ere a pp li e d t o t h e g e n er i c a p p r o ac h t o e s tim a t e e mi ss i ons f o r a2

- 21

s e g m e n t o f ra il li n e i n T a rra n t C oun t y r unn i n g n o r t h o f F o r t W o r t h. Th e s e g m e n t i s sho w n i n b r i g h t b l u e . T h e ac ti v i t y d a t a
, i n c l ud i n g t r a i n c ou n t s, t o t a l g r oss t onn a g e
, G TM, a nd f u e l

c onsu m p ti on a sso c i a t e d w it h t h a t s e g m e n t i s no t e d i n t h e i n f o r m a ti on bo x

. Th e i n f

o r m a ti on bo x

a l so i n c l ud e s s t a t e a nd c o un t y F I P c od e s, c oun t y n a m e , s e g m e n t c o d e
, t r a c k l e n g t h d a t a
, a nd t h e

e mi ss i on e s tim a t e s.

L i k e t h e g e n e ra l a pp r o a c h d a t a
, e a c h sp ec i f i c s e g m e n t d i sp l a y s t h e s e g m e n t

- l e v e l ac ti v i t y d a t a
, i n c l ud i n g t r a i n c ou n t s, t o t a l g r oss t onn a g e
, G TM a nd f u e l c onsu m p ti o n a sso c i a t e d w it h t h a t

s e g m e n t i s no t e d i n t h e i n f o r m a ti on bo x . Th e i n f

o r m a ti on bo x a l so i n c l ud e s s t a t e a nd c oun t y F I P

c od e s, c oun t y n a m e
, s e g m e n t c od e
, t r a c k l e n g t h d a t a a s w e ll a s e mi ss i on e s tim a t e s. Th e i n f o r m a ti on bo x f

o r t h e sp ec i f

i c a p p r o a c h c on t a i n s a

s ec ond l e v e l o f

d a t a b e ca us e t h e s e g m e n t

a l so c on t a i ns i n f

o r m a ti o n b r ok e n ou t b y e a c h t ra i n t y p e f ou n d on t h a t po r ti on o f ra il li n e . Th i s

e n a b l e s t h e us e r t o i d e n ti f y h o w m u c h o f t h e t o t a l ac ti v i t y o r e mi ss i ons f o r t h a t s e g m e n t ca n b e

a tt r i bu t e d t o a n y i nd i v i d u a l t ra i n t y p e

.

H a v i n g t h e d a t a i n a G I S f o r m a t i s p ar ti c u l ar l y u s e f u l b eca u s e sp ec i f

i c h ea v y t r a ff

i c

s e g m e n t s ca n b e ea s i l y i d e n ti f i e d a nd d i f

f ere n t s ce n ar i os ca n b e r un sho w i n g w h a t f u t u re

e mi ss i ons l ook li k e i f t h e t raff i c i s i n c r ea s e d, d e cr ea s e d, o r sh i f t e d t o o t h er s e g m e n t s. D a t a c a n

a l so b e su mm ar i z e d a t t h e c oun t y o r sub c oun t y

- l e v e l (e

. g
., m e t r opo lit a n s t a ti s ti ca l area s, z i p

c od e s, ce nsus b l o c ks, o r m od e li n g g r i ds )

, b y ov e r l a y i n g t h e s e m a ps on t o t h e d a t a . Th e e x a m p l e sho w n i n F i g u re 2

- 6 p r o v i d e s c oun t y

- l e v e l m a pp i n g . Th e s e c a n b e d e v e l op e d a nd a pp li e d i n t h e f u t u re a s t h e y are n ee d e d

.

F i g u re 2

- 6. E x a m p l e G I S S cree n f o r G e n e r a l Lin e H a u l D a t a3

- 1

3.0 DA T A C OLLE C T I O N

I n iti a l l y t h e m od e l w a s d e v e l op e d w it h G TM d a t a ob t a i n e d fr o m t h e B T S ( DO T / B T S

2002 ) f o r a ll c oun ti e s w i t h li n e h a u l op era ti ons i n T e x a s. To ca l c u l a t e acc u r a t e e mi ss i on

e s tim a t e s, t h e T C E Q p r o

j ec t m a n a g er , E R G

, a nd S t arc r e s t s t aff w o r k e d w i t h B N S F

, U P

, a nd

K a ns a s Ci t y S ou t h er n ( K CS ) t o p r ov i d e a pp r op r i a t e a c ti v it y da ta f o r i n c l u s i on i n t o t h e ear li er

v er s i ons o f t h e m od e l

. B N S F a nd U P a r e t w o l a r g e s t ra il w a y c o m p a n i e s s e r v i c i n g t h e D F W a nd

HG B ar e a s. Th e d a t a

p r o v i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s f o r t h e c u rr e n t s t u d y do c u m e n t e d t h e

ra il w a y s e g m e n t o r y a r d l o ca ti on, i n c l ud i n g mil e a g e m ar k e r s, s e g m e n t l e n g t h, t ra i n c oun t s, G TM, a nd f

u e l c onsu m p ti on ( B N S F 2007 a nd U P 2007 )

. L o c o m o ti v e e n g i n e T i er p r o f il e s w e r e

a l so d e v e l op e d f

o r li n e h a u l a nd y ar d o p era ti ons. Th e s e g m e n t a nd y a r d l o ca ti ons w e r e p r ov i d e d

i n a G I S f o r m a t i n o r d e r t o sp a ti a l l y a ll o c a t e a c ti v i t y a nd e s tim a t e s o f e mi ss i ons fr o m l o c o m o ti v e s. Th i s d e t a il e d d a t a s e t w a s u s e d t o popu l a t e t h e m od e l

.

B o t h B N S F a nd U P r a il w a y c o m p a n i e s sub mitt e d ac ti v i t y d a t a ( B N S F 20 0 7 a nd U P

2007 ) ; ho w e v er
, t h e c o m p a n i e s p r ov i d e d t h e i r d a t a us i n g s i g n i f

i ca n t l y d i f

f ere n t l e v e l s o f

d i s a g g re g a ti on. F o r e x a m p l e
, B N S F e s tim a t e d f u e l c onsu m p ti on us i n g e v e n t rec o r d er d a t a f o r a

v ar i e t y o f d i f f ere n t ra il w a y o p era ti ons. Th e s e e v e n t rec o r d er d a t a f il e s c on t a i n sp ec i f

i c i n f o r m a ti on t h a t y i e l ds v e r y a c c u r a t e a c ti v i t y d a t a ( B N S F 200 7 ) . Thus, t h e e mi ss i on e s tim a ti n g

m e t hod f o r B N S F a ll o w s f

o r s e g m e n t

- s p ec i f

i c a n d d i ffere n t ra il w a y ac ti v iti e s ( o r t ra i n t y p e s ) t o b e i n c o rpo r a t e d i n t o t h e m od e l

. O n t h e o t h er h a n d

, t h e U P d a t a

s e t a g g re g a t e d a ll ra il w a y

ac ti v iti e s ( o r t ra i n t y p e s ) t o g e t h e r , bu t t h e d a t a e l e m e n t s w ere d i s a gg r e g a t e d i n t o s m a ll er ra il w a y

s e g m e n t s (U P 2007 )

.

U P p r ov i d e d G I S s h a p e f il e s d i rec t l y

. S o m e o f t h e ac ti v e s e g m e n t s i n c l ud e d i n t h e i r G I S

f il e s w ere no t i n c l u d e d i n t h e i r ac ti v i t y d a t a f il e s. Thus, e mi ss i ons c ou l d no t b e e s tim a t e d f o r

t h e s e a dd iti on a l s e g m e n t s w it hou t a dd iti on a l i n f o r m a ti on a bou t ra il t raff

i c o r f u e l c onsu m p ti on f o r t h e s e s e g m e n t s. B N S F w a s no t a b l e t o p r ov i d e G I S sh a p e f il e s i n a tim e l y fa sh i on, so t h e i r

ac ti v i t y a nd f

u e l us a g e d a t a w ere a pp li e d t o G I S s e g m e n t s d e v e l op e d fr o m o t h er d a t a sou r ce s ( i

. e
., B T S a nd D e skM a p )

.

L o c a ti on a l d a t a f

o r t h e y ar ds p r ov i d e d b y t h e ra il r o a ds w e r e o f t e n i n c o m p l e t e o r

c on t a i n e d i n c ons i s t e n t d a t a

. O n l y t h r ee r a il y a r ds i n c l ud e d a pp r o p r i a t e l a tit ud e a nd l o n g it ud e

c oo r d i n a t e s. Th e s e c oo r d i n a t e s w e r e i n c l ud e d i n t h e m od e l

. A ll o t h er ra il y ar ds w e re a ss i g n e d t o

a n a pp r op r i a t e c oun t y us i n g t h e d a t a p r ov i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s.

I n o r d er t o r e v i s e t h e m o d e l t o upd a t e t h e l o c o m o ti v e e n g i n e T i er p r o f il e s a nd d e v e l op a d a t a s e t o f p r o j e c t e d r a il w a y ac ti v i t y , E R G d e v e l o p e d a s er i e s o f sp r e a dsh e e t s w it h i n a n E x ce l

W o r kbook t h a t i n c l ud e d a ll o f t h e d a t a n e e d e d f o r t h e upd a t e . E R G popu l a t e d t h e d a t a r e qu e s t

w o r kbook w it h d a t a

p r e v i ous l y sub mitt e d b y t h e r a il w a y c o m p a n i e s. T h e w o r kbook w a s c o l o r

c od e d t o f

a c ilit a t e re v i e w b y t h e r a il w a y c o m p a n i e s no ti n g a n y mi ss i n g o r a dd iti on a l d a t a t h a t

w ere n ee d e d t o im p l e m e n t t h e re v i s i on t o t h e m od e l . Th e s e d a t a re q u e s t w o r kbooks w e r e sub mitt e d t o t h e Cl a ss I r a il w a y s a nd f o ll o w e d up w it h a c on f

e re n c e c a ll t o e x p l a i n t h e d a t a

re qu e s t a nd a ns w er a n y q u e s ti ons. E R G s t aff w e re a v a il a b l e t h r o u g hou t t h e p r o j ec t t o f a c ilit a t e sub mitt a l o f t h e d a t a . Th e p r ov i d e d d a t a w e r e c o m p are d t o p re v i ous l y su b mitt e d d a t a t o e nsu re

t h a t t h e d a t a w e re c ons i s t e n t a nd r e a son a b l e

.4

- 1

4.0 R ES U LTS AND ANA L Y S I S

4.1 S t a te L o c o m o t i v e E m i ss i o n Su mm a r y

I n t h e s t a t e o f T e x a s i n 2006, l o c o m o ti v e s are e s t i m a t e d t o e mit a pp r o x im a t e l y 8,843 t ons

p er y e a r ( 29.1 t ons p e r

d a y ) o f C O , 3,612 t ons p er y ea r ( 11.9 t ons p er d a y ) o f VO C , 64,623 t ons

p er y e a r ( 212.5 t ons p e r d a y ) o f NO

x , a nd 2,192 t ons p er y e a r ( 7.2 t ons p e r d a y ) o f P M a s no t e d

i n T a b l e 4

- 1. Th e s e e mi ss i ons are und e r e s tim a t e d re l a ti v e t o ac t u a l ra il w a y e mi ss i ons s i n ce t h e y i n c l ud e y a r d l o c o m o ti v e s f o r on l y t h e D F W a nd H G B a rea s. I f y a r d l o c o m o ti v e s w ere i n c l u d e d

f o r a ll o t h er c oun ti e s, t h e n t h e ac t u a l s t a t e t o t a l l o c o m o ti v e e mi ss i ons w ou l d b e g rea t er t h a n

re po r t e d i n t h e s e e s tim a t e s.

A c ti v i t y d a t a f

o r y a r d l o c o m o ti v e s i n o t h er c oun ti e s c ou l d b e e s tim a t e d b a s e d on ac ti v i t y d a t a f o r y a r d l o c o m o ti v e s a sso c i a t e d w it h D F W a nd HG B

. H o w e v e r , b e ca us e t h e s e t w o a rea s are

m a j o r hubs f o r r a il w a y t r aff

i c
, t h e i r y a r d ac ti v iti e s are c ons i d ere d t o b e a t y p i ca l o f o t h er ar e a s

a nd w ou l d y i e l d a n un r ea son a b l y h i g h e s tim a t e o f y ar d ac ti v iti e s f o r t h e re s t o f t h e s t a t e

. Th eref o re
, t h e s e e s tim a t e s are no t i n c l ud e d i n t h i s m od e l . E mi ss i on e s tim a t e s f o r li n e h a u l

op era ti ons a r e p r ov i d e d i n A pp e nd i x A f o r c oun ti e s no t i n c l ud e d i n t h e D F W a nd HG B a rea s.

T a b l e 4

- 1. T o t a l 2006 T o t a l ( Lin e a nd Y a r d ) L o c o m o t i v e C o n t r i bu t i o n s

T o n s p er Y e a r b y A re a A re a C O V O C NO

x P M

D a ll a s

- F o r t W o r t h 1,118 528 9,604 268

H ous t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a 1,701 818 14,678 407

A ll O t h er C oun ti e s* 6,024 2,265 40,340 1,517

TOT A L 8,843 3,612 64,623 2,192

T o n s p er A v er ag e O z o n e d ay A re a C O V O C NO

x P M

D a ll a s

- F o r t W o r t h 3.68 1.74 31.57 0.88

H ous t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a 5.59 2.69 48.26 1.34

A ll O t h er C oun ti e s* 19.80 7.45 132.62 4.99

TOT A L 29.07 11.87 212.46 7.21

P e r c e n t ag e D i s t r i bu t i o n b y A re a
D a ll a s

- F o r t W o r t h 12.64 14.62 14.86 12.21

H ous t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a 19.23 22.66 22.71 18.58

A ll O t h er C oun ti e s* 68.13 62.72 62.42 69.21

TOT A L 100 100 100 100

* Ot h e r c ou n tie s w e r e n o t u pd ate d i n t h e lat e s t v e r s i o n s s o t h e s e v a l u e s r e pr e s e n t 2003 e m i ss i o n l e v e l s

. N o te

t h at t h e s e e m i s s i on s a r e f or li n e h a u l l o c o m o t i v e s
, o n l y , w h i l e t h e DF W a n d HG B e m i ss i o n s i n c l u d e bo t h li n e h a u l a n d y a rd l o c o m o ti v e s

.4

- 2

4.2 D a ll as

- F o rt

Wo r t h a nd H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a E m i ss i o n Su mm a ry

C o ll ec ti v e l y , t h e D F W a nd HG B c oun ti e s a c c ou n t f o r a pp r o x im a t e l y on e t h i r d o f T e x a s l o c o m o ti v e e mi ss i ons, a s no t e d i n T a b l e 4

- 1. A s T a b l e 4

- 2 i nd i ca t e s, b e t w ee n h a l f a nd t w o
t h i r d s o f r a il r oa d e m i ss i o n s a re asso c i a te d w i t h t h e o p er a t i o n o f ya r d l o c o m o t i v e s. T h e D F W a nd H G B f

r ac ti on s m a y b e ov e r e s tim a t e d b e ca us e t h e no n -D F W a nd HG B c oun ti e s w e r e

no t upd a t e d i n t h i s eff

o r t

.

B e t w e e n D F W a nd H G B

, HG B h a s m o re l o c o m o t i v e e mi ss i ons. Th e HG B area i s

re spons i b l e f

o r a pp r o x i m a t e l y 50 p er c e n t m o re l o c o m o ti v e e mi ss i ons t h a n th e D F W a r ea

.

T a b l e 4

- 2. 2006 T o t a l L o c o m o t i v e E m i ss i o n s f o r t h e S t a te o f T e xas (t o n s p er y e a r)

A re a C O V O C NO

x P M

D a ll as

- F o rt

Wo r t h

L i n e H a u l To t a l 497 178 3,772 121

Y ar d E n g i n e A c ti v i t y 620 350 5,832 146

Y ar d C on t r i bu ti on ( p e r ce n t a g e ) 55.5 66.3 60.7 54.5

D a ll as

- F o rt

Wo r t h T o t a l 1,118 528 9,604 268

H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a

L i n e H a u l To t a l 689 247 5,163 168

Y ar d E n g i n e A c ti v i t y 1,011 571 9,515 239

Y ar d C on t r i bu ti on ( p e r ce n t a g e ) 59.4 69.8 64.8 58.7

H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a T o t a l 1,701 818 14,678 407

A ll O t h er C o un t i e s ( 2003 )

L i n e H a u l 6,024 2,265 40,340 1,517

G r a nd T o t a l 8,843 3,612 64,623 2,192

4.3 Lin e H a u l E m i ss i o n S u mm a r y

A s T a b l e 4

- 3 sho w s, o v e r 50 p er c e n t o f D F W li n e h a u l ra il e mi ss i ons o cc u r i n T arra n t
C oun t y ; w h il e m os t o f t h e li n e h a u l ra il e mi ss i ons f o r t h e H G B a rea are a s s o c i a t e d w it h H a r r i s C oun t y w h e r e m os t o f t h e po r t ac ti v iti e s a r e f o c u s e d.

T a b l e 4

- 3. 2006 Lin e H a u l E m i ss i o n E s t i m a te s f o r D a ll as

- F o r t

Wo rt h a nd H o u s t o nG a l v e s t o n

- B r a z o r i a C o un t i e s (t o n s p er y e a r)

C o un t y C O V O C NO

x P M

D a ll as

- F o rt

Wo r t h

D a ll a s 60 22 451 15

D e n t on 163 58 1,244 40

T arra n t 274 98 2,077 67

D F W T o t a l 497 178 3,772 1214

- 3

T a b l e 4

- 3. 2006 Lin e H a u l E m i ss i o n E s t i m a te s f o r D a ll as

- F o r t

Wo rt h a nd H o u s t o nG a l v e s t o n

- B r a z o r i a C o un t i e s (t o n s p er y e a r) ( C o n t

. )

H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a
B ra z o r i a 73 26 552 18

C h a m b er s 2 1 16 1

F o r t B e nd 95 34 724 23

G a l v e s t on 14 5 107 3

H arr i s 327 117 2,442 80

L i b e r t y 93 33 691 23

Mon t g o m e r y 77 28 576 19

W a ll er 7 3 55 2

H G A T o t a l 689 247 5,163 168

D F W a nd H G A T o t al 1,187 425 8,936 290

L i n e h a u l l o c o m o ti v e e m i ss i on e s tim a t e s f o r t h e r e m a i n i n g 207 T e x a s c oun t i e s h a v i n g

ra il w a y t r a ff

i c ca n b e f

o u nd i n A pp e nd i x A . Th e s e e s tim a t e s are b a s e d on t h e a v e ra g e G TM d a t a

p r ov i d e d b y t h e B T S . T h e f o ll o w i n g n i n e c oun ti e s a ll h a d s li g h t l y e l e v a t e d e mi ss i on e s tim a t e s (VO C g r e a t er t h a n 35 t p y , C O g r ea t er t h a n 100 t p y , P M g r e a t er t h a n 25 t p y , a nd NO

x g r ea t er t h a n 670 t p y ) . T h e s e h i g h er e s tim a t e s are c ons i d e re d re a son a b l e b e ca us e m a j o r r a il li n e s i n t er s ec t i n

t h e s e n i n e c oun ti e s, a s s h o w n i n F i g u re 4

- 1.

· B e ll

· B e x ar

· C ar son

· H e m ph ill

· M c L e nn a n

· M il a m

· P ar m er

· P o tt er

· R ob er t son

A s no t e d a bov e i n S ec ti o n 2 o f t h i s re po r t

, t h e e m i ss i on e s tim a t e s f o r t h e n o n -D F W a nd

HG B c oun ti e s a r e b a s e d on B T S ra il w a y t r aff i c d a t a
, w h i c h do no t i n c o rpo r a t e l o ca l r a il w a y

p r ov i d e d ac ti v i t y d a t a a n d are t h e ref o re l e ss a cc u r a t e . Mo re d e t a il e d d a t a f r o m t h e ra il w a y

c o m p a n i e s f

o r t h e s e a dd i ti on a l c oun ti e s w ou l d a ll o w f o r a m o r e a c c u r a t e e mi ss i on e s tim a t e a nd a

re du c ti on i n t h e un c e r t a i n t y a sso c i a t e d w it h t h e s e e s tim a t e s.4

- 4 F i g u re 4

- 1. T e xas R a il w ay M a p w i t h A d d i t i o n a l Hi g h

T r a f f i c C o un t i e s Hi g h l i g h te d

4.4 Y a r d L o c o m o t i v e s E m i ss i o n S u m m a r y

I nd i v i du a l y a r d l o c o m o ti v e s c on ti nuous l y g e n era t e e mi ss i ons i n eac h c oun t y , un li k e li n e h a u l l o c o m o ti v e s t h a t on l y c on t r i bu t e e mi ss i ons t o a l o ca ti on du r i n g t h e p er i od t h e y t ra ns it a n

area

. Y ar d l o c o m o ti v e s a cc oun t f o r b e t w ee n 57 a n d 72 p erce n t ( d e p e nd i n g upon t h e po ll u t a n t ) o f

t h e l o c o m o ti v e e mi ss i ons i n t h e D F W a nd H G B c o un ti e s w it h m os t o f t h e y ar d l o c o m o ti v e

e mi ss i ons o cc u rr i n g i n t h e H G B a r ea ( s ee T a b l e 4

- 4 f o r d e t a il s )

. A s w it h li n e h a u l op e r a ti ons,

m os t o f t h e y a r d l o c o m o ti v e e mi ss i ons o cc u r i n T a rra n t a nd H arr i s C oun ti e s

.

T a b l e 4

- 4. 2006 S w i tc h En g i n e E m i ss i o n E s t i m a te s f o r D a ll as

- F o rt

W o rt h a nd H o u s t o nG a l v e s t o n

- B r a z o r i a C o un t i e s (t o n s p er y e a r)

C O V O C NO

x P M

D a ll as

- F o rt

Wo r t h

D a ll a s 194 109 1,819 46

D e n t on 0 0 0 0

T arra n t 426 241 4,013 101

D F W T o t a l 620 350 5,832 1464

- 5

T a b l e 4

- 4. 2006 S w i tc h En g i n e E m i ss i o n E s t i m a te s f o r D a ll as

- F o rt

W o rt h a nd H o u s t o nG a l v e s t o n

- B r a z o r i a C o un t i e s (t o n s p er y e a r) ( C o n t

. )

H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a
B ra z o r i a 30 17 285 7

G a l v e s t on 30 17 280 7

H arr i s 939 530 8,823 222

L i b e r t y 13 8 127 3

H G B T o t a l 1,011 571 9,515 239

D F W a nd H G B T o t a l 1,632 921 15,347 385

4.5 E m i ss i o n P r o

j e ct i o n s

Th e ra il w a y c o m p a n i e s p r ov i d e d a limit e d a m oun t o f i n f o r m a ti on a bou t p r o

j ec t e d a c ti v i t y l e v e l s o r f u t u re T i er l o c o m o ti v e d a t a , su c h t h a t e mi ss i on e s tim a t e s i n t h e m od e l are b a s e d on t h e 2006 T i er d a t a , p r o j ec ti o n d a t a

d e v e l o p e d f

o r T C E Q , kno w l e d g e o f r e g u l a t o r y c on t r o l p r o g ra m s

a nd TE RP d a t a . Th e p r o

j ec t e d e mi ss i ons do no t t a k e i n t o c ons i d era ti on f u t u re c on t r o l a c ti v iti e s

su c h a s i d l e re d u c ti on ( 5

- 10 p erce n t re du c ti on )

, a d d on c on t r o l s ( 20

- 95 p e r c e n t re du c ti on ) o r f u e l

s w it c h i n g ( 1 0

- 50 p e r ce n t re du c ti on ) . Th e p r o j ec t e d e mi ss i on e s tim a t e s su m m ar i z e d i n T a b l e 4

- 5

p r ob a b l y und er e s tim a t e ac t u a l e mi ss i ons. T a b l e 4

- 6 su mm ar i z e s t h e sp ec i a t e d o r g a n i c H A P

e mi ss i on f

o r t h e p r o j ec t e d y e ar s.

T a b l e 4

- 5. P r o

je c te d T o t a l L o c o m o t i v e C o n t r i bu t i o n s f o r t h e S t a te o f T e xas

T o n s P er Y e a r b y A r e a A re a P o ll u t a nt 2000 2005 2010 2015 2020

C O 1,143 792 1,142 1,179 1,290

V O C 541 348 465 465 510

NO

x 8,029 6,625 7,528 7,545 8,222 D a ll a s

- F o r t W o r t h

P M 279 193 229 230 248

C O 1,452 1,222 1,664 1,725 1,810

V O C 685 558 683 690 724

NO

x 10,433 10,301 11,070 11,230 11,770 H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r ia

P M 356 298 336 343 358

T o n s P er A v er a g e O z o n e D ay C O 3.76 2.60 3.75 3.88 4.24

V O C 1.78 1.14 1.53 1.53 1.68

NO

x 26.40 21.78 24.81 24.81 27.03 D a ll a s

- F o r t W o r t h

P M 0.92 0.63 0.75 0.76 0.82

C O 4.77 4.02 5.47 5.67 5.95

V O C 2.25 1.83 2.25 2.27 2.38

NO

x 34.30 33.87 36.39 36.92 38.70 H ous t on -Ga l v e s t on

- B ra z o r ia

P M 1.17 0.98 1.10 1.13 1.184

- 6 T a b l e 4

- 6. P r o

je c te d H A P E m i ss i o n s

T o n s p er y e a r b y a re a A re a P o ll u t a n t 2000 2005 2010 2015 2020 1,3

- B u t a d i e n e 1.15 0.74 1.00 1.00 1.09
2,2,4 T r im e t h y l p e n t a ne 1.21 0.78 1.06 1.05 1.15

A ce t a l d e h y d e 6.63 4.27 5.78 5.76 6.31

A cr o l e i n 1.10 0.71 0.96 0.96 1.05

B e n z e n e 0.91 0.59 0.79 0.79 0.87

E t h l y b e n z e n e 1.08 0.70 0.94 0.94 1.03

F o r m a l d e h y d e 15.29 9.83 13.31 13.28 14.55

n -He x a n e 2.98 1.91 2.59 2.59 2.83

P r op i on a l d e h y d e 3.30 2.12 2.87 2.87 3.14

S t y re n e 1.14 0.73 0.99 0.99 1.08

To l u e n e 1.73 1.11 1.51 1.50 1.65 D a ll as /

F o r t
Wo rt h

X y l e n e 2.60 1.67 2.26 2.26 2.47

1,3

- B u t a d i e n e 1.41 1.15 1.41 1.42 1.49
2,2,4 T r im e t h y l p e n t a ne 1.53 1.25 1.53 1.55 1.62

A ce t a l d e h y d e 8.16 6.65 8.14 8.22 8.63

A cr o l e i n 1.36 1.11 1.35 1.37 1.43

B e n z e n e 1.12 0.92 1.12 1.13 1.19

E t h l y b e n z e n e 1.37 1.12 1.37 1.38 1.45

F o r m a l d e h y d e 18.81 15.32 18.76 18.95 19.88

n -He x a n e 3.77 3.07 3.76 3.80 3.98

P r op i on a l d e h y d e 4.18 3.40 4.17 4.21 4.42

S t y re n e 1.44 1.17 1.43 1.45 1.52

To l u e n e 2.19 1.79 2.19 2.21 2.32 H o u s t o n /

G a l v e s t on

X y l e n e 3.29 2.68 3.28 3.31 3.48

T o n s p er av er ag e z o n e d ay b y a re a A re a P o ll u t a n t 2000 2005 2010 2015 2020

1,3

- B u t a d i e n e 0.0038 0.0024 0.0033 0.0033 0.0036
2,2,4 T r im e t h y l p e n t a ne 0.0040 0.0026 0.0035 0.0035 0.0038

A ce t a l d e h y d e 0.0218 0.0140 0.0190 0.0190 0.0207

A cr o l e i n 0.0036 0.0023 0.0032 0.0032 0.0034

B e n z e n e 0.0030 0.0019 0.0026 0.0026 0.0029

E t h l y b e n z e n e 0.0036 0.0023 0.0031 0.0031 0.0034

F o r m a l d e h y d e 0.0503 0.0322 0.0438 0.0438 0.0477

n -He x a n e 0.0098 0.0063 0.0085 0.0085 0.0093

P r op i on a l d e h y d e 0.0109 0.0070 0.0095 0.0095 0.0103

S t y re n e 0.0037 0.0024 0.0033 0.0033 0.0035

To l u e n e 0.0057 0.0036 0.0050 0.0050 0.0054 D a ll as /

F o r t
Wo rt h

X y l e n e 0.0085 0.0055 0.0074 0.0074 0.00814

- 7 T a b l e 4

- 6. P r o

je c te d H A P E m i ss i o n s (C o n t

. )

T o n s p er y e a r b y a re a A re a P o ll u t a n t 2000 2005 2010 2015 2020 1,3

- B u t a d i e n e 0.0046 0.0038 0.0046 0.0047 0.0049
2,2,4 T r im e t h y l p e n t a ne 0.0050 0.0041 0.0050 0.0051 0.0053

A ce t a l d e h y d e 0.0268 0.0218 0.0268 0.0271 0.0284

A cr o l e i n 0.0045 0.0036 0.0045 0.0045 0.0047

B e n z e n e 0.0037 0.0030 0.0037 0.0037 0.0039

E t h l y b e n z e n e 0.0045 0.0037 0.0045 0.0045 0.0048

F o r m a l d e h y d e 0.0618 0.0503 0.0618 0.0623 0.0654

n -He x a n e 0.0124 0.0101 0.0124 0.0125 0.0131

P r op i on a l d e h y d e 0.0137 0.0112 0.0137 0.0138 0.0145

S t y re n e 0.0047 0.0038 0.0047 0.0048 0.0050

To l u e n e 0.0072 0.0059 0.0072 0.0073 0.0076 H o u s t o n /

G a l v e s t on

X y l e n e 0.0108 0.0088 0.0108 0.0109 0.0114

4.6 TE R P R e l a t e d E m i ss i o n R e du ct i o n s

Th e T e x a s E mi ss i ons R e du c ti on P l a n ( TE RP ) w a s e s t a b li sh e d b y t h e 77 t h T e x a s L e g i s l a t u r e i n 2001, t h r o u g h e n ac tm e n t o f S e n a t e B ill 5, t o h e l p im p r ov e a nd m a i n t a i n g ood a i r

qu a li t y i n a r ea s t h r o u g h o u t t h e s t a t e

. S i n ce t h e s t a r t o f t h e p r o g ra m
, t h e re h a v e b ee n s e v e r a l

l e g i s l a ti v e r e v i s i ons. H B 2481, 79 t h T e x a s L e g i s l a t u re
, R e g u l ar S e ss i on, e n c ou r a g e d c os teff e c ti v e e mi ss i on re du c t i ons f o r l o c o m o ti v e a nd m ar i n e s ec t o r t h r o u g h g r a n t a w ar ds. T h e s e

a w ar ds i n c l u d e l o c o m o ti v e re p l a ce m e n t

, l o c o m o t i v e e n g i n e r e p l a c e m e n t

, u s e o f a dd on c on t r o l s,

a nd a pp li ca ti on o f

o t h e r n e w t ec hno l o g i e s.

F o r t h i s p r o

j ec t

, t h e ra il w a y c o m p a n i e s p r ov i d e d d a t a on c u r re n t a nd n ear t e r m p r o j ec t e d

us e o f l o w e mitti n g l o c o m o ti v e e n g i n e s s u c h a s t h e g ree n g o a t h y b r i ds a n d g e n s e t l o c o m o ti v e s,

w h i c h c o m p l y w it h s t r i n g e n t non r o a d d i e s e l e n g i n e s s t a nd ar ds. Mu c h o f t h i s e qu i p m e n t i s f und e d

b y t h e TE RP p r o g r a m

. T a b l e 4

- 7 su mm ar i z e s d a t a p r ov i d e d b y T C E Q t h a t qu a n ti f y t h e

a n ti c i p a t e d NO

x e mi ss i on re du c ti ons fr o m l o c o m o t i v e s pu rc h a s e d m a d e t h r o u g h t h e TE RP

p r og ra m ( T C E Q 3 A u g u s t 2007 )

.4

- 8 T a b l e 4

- 7. P r o

je c te d TE R P NO

x E m i ss i o n R e du ct i o n s

2006 2007 2008 2009 2010

TE R P E m i ss i o n R e du ct i o n s (t o n s p er y e a r)

D a ll a s

- F o r t W o r t h 250 1,281 1,317 1,642 1,642

H ous t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a 176 1,457 1,491 1,979 1,979

To t a l 2,432 4,745 4,816 5,631 5,632

E s t i m a t e d e m i ss i o n s w i t h o u t TE R P

D a ll a s

- F o r t W o r t h 9,854 9,823 9,748 9,812 9,244

H ous t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a 14,854 13,704 13,606 13,744 13,049

P e r c e n t ag e o f TE R P e m i ss i o n re du ct i o n re l a t i v e t o t o t a l e m i ss i o n s
D a ll a s

- F o r t W o r t h 2.5 13.0 13.5 16.7 17.8

H ous t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a 1.2 10.6 11.0 14.4 15.2

Th e s e d a t a a l o n g w it h d a t a p r ov i d e d b y t h e r a il w a y c o m p a n i e s w e re us e d i n d e v e l op i n g

t h e y a r d a nd li n e h a u l p r o f il e s f o r t h e D F W a nd HG B e mi ss i on e s tim a t e s. N o t e i n T a b l e 4

- 7 t h a t

TE RP e mi ss i on re du c ti ons h a v e t h e b i g g e s t im p a c t on e mi ss i ons i n 2007 w h e n a l a r g e nu m b er o f

n e w e n g i n e s a re pu t i n t o s er v i ce . TE RP im p ac t c o n ti nu e s t o b e s i g n i f i ca n t i n t o t h e f

u t u re a s h i g h er T i er li n e h a u l l o c o m o ti v e c on ti nu e t o c o m e on li n e
, f u r t h er r e du c i n g t h e ov er a ll r a il r o a d

e mi ss i ons.5

- 1

5.0 C O M P AR I S O N TO I ND E P E ND E N T ST UD I ES

I n t h i s s e c ti on, re su lt s o f t h i s 2006 i nv e n t o r y a r e c o m p are d t o t h r e e P er i od i c E mi ss i ons I n v e n t o r i e s ( P E I ) t h a t w e re p re p are d f o r t h e T e x a s S t a t e I m p l e m e n t a ti on P l a n ( S I P ) , b e g i nn i n g

w it h t h e 1996 P E I . Mod e l d a t a f o r 2000 w ere s e l e c t e d f

o r t h i s c o m p a r i son b eca us e t h e y f it i n t o

t h e ra n g e o f y e a r s c ons i d ere d i n t h e o t h e r s t ud i e s.

Th e fe d era l Cl ea n A i r A c t A m e nd m e n t s o f 1990 r e qu i re d a

n e w b a s e li n e f

o r S I P e mi ss i on i nv e n t o r i e s, i n c l ud i n g n o n r o a d m ob il e sou rce s s u c h a s l o c o m o ti v e e n g i n e s. Th i s b a s e y e a r i nv e n t o r y w a s upd a t e d i n 1996 a nd e v e r y t h ree y e ar s t h er e af t e r

. A su r v e y w a s c ondu c t e d t o

suppo r t t h e 1990 b a s e y e ar e mi ss i ons i nv e n t o r y , b u t t h e re spons e r a t e w a s l o w a nd m a n y r a il w a y

c o m p a n i e s d ec li n e d t o p a r ti c i p a t e . Th e 1996 i nv e n t o r y w a s a ss e m b l e d a s b e s t a s p rac ti ca b l e a nd

subs e qu e n t l y a pp r ov e d a s p ar t o f t h e S I P

. D u e t o l ac k o f i n f o r m a ti on a bou t l o c o m o ti v e g r o w t h

po t e n ti a l s, t h e 1996 P E I w a s r e f l ec ti v e o f t h e 19 9 0 b a s e li n e
, w it hou t a n y s i g n i f i c a n t c h a n g e s. Th e t h ree S t a t e P E I s i n c l ud e d i n t h e a n a l y s i s f o r t h i s re po r t i n c l ud e t h e f o l l o w i n g :

· 1996 P E I

· 1999 P E I

upd a t e

· 2002 P E I

upd a t e

Th e a pp r o ac h us e d f

o r ea c h i nv e n t o r y re su lt e d i n o v era ll e mi ss i ons t h a t w e r e no t

c ons i s t e n t ov er tim e

. R e su lt s fr o m t h e c u rre n t s t u d y c o n f i r m t h e n e e d t o re c a l c u l a t e t h e b a s e li n e l o c o m o ti v e e mi ss i ons i n v e n t o r y so t h a t p a s t , p re s e n t

, a nd f u t u re e mi ss i ons m a y b e a d j us t e d t o sho w a m o re c ons i s t e n t t r e nd, a s e x p ec t e d. I n a dd iti on t o t h e t h ree o ff i c i a l P E I so u rce s a nd t h i s

re po r t

, i n c l ud e d are su m m a r y l o c o m o ti v e e mi ss i ons fr o m t h e o z on e S I P s ( i

. e
., “ Mod e li n g E I ” )

a nd su mm a r y l o c o m o ti v e e mi ss i ons fr o m t h e m od e li n g i nv e n t o r i e s d e v e l o p e d f o r t h e D F W a nd

HG B o z on e S I P s are i n c l ud e d f o r c o m p ar i son pu r pos e s.

Th e H G B a r ea i s a s e v e r e non a tt a i n m e n t a r ea a n d i n c l ud e s e i g h t c oun ti e s w it h t h e m os t

s er i ous o z on e p r ob l e m i n T e x a s. Th e D a ll a s a r ea c o m p r i s e s t h e ce n t r a l f ou r c oun ti e s i n t h e M e t r o

r e g i on a nd i s a m od e r a t e o z on e non a tt a i n m e n t ar e a . Th e B ea u m on t

- P o r t A r t hu r ar e a i s a

m ar g i n a l o z on e non a tt a i n m e n t area

. U n it s are e x p re ss e d i n t er m s o f t ons p e r a v er a g e o z on e

s ea son d a y ( J un e- A u g us t )

.

T a b l e s 5

- 1 a nd 5

- 2 sho w t h a t i n bo t h t h e H ous t on a nd D a ll a s non a tt a i n m e n t area s t h e 1999 P E I h a s t h e g r e a t e s t e mi ss i ons (w it h t h e e x ce p ti on o f VO C

, w h i c h i s h i g h e s t i n t h e c u rre n t
i nv e n t o r y ) , poss i b l y du e t o t h e fac t t h a t m a n y ra il w a y c o m p a n i e s p u rc h a s e d i e s e l f u e l i n T e x a s, bu t us e it e l s e w h ere (e

. g

. , B N S F i s b a s e d i n F o r t W o r t h bu t sh i ps l o c o m o ti v e d i e s e l a ll ov er t h e

c oun t r y )

. I n a ll o t h e r i nv e n t o r i e s, e x ce p t f o r t h e m od e li n g i nv e n t o r i e s, a G T M m e t hod w a s us e d

f o r li n e h a u l l o c o m o ti v e s a nd y a r d a c ti v i t y a s op p os e d t o D e p ar tm e n t o f E n e r g y f u e l s a l e s d a t a

. Th e G TM m e t hod e s tim a t e s f u e l us a g e b a s e d on G TM t raff i c ac ti v i t y ; t h e s e f

u e l e s tim a t e s a r e

a pp li e d t o e mi ss i on fac t o r s t o e s tim a t e e mi ss i ons.5

- 2

T a b l e 5

- 1. L o c o m o t i v e E m i ss i o n s i n t h e H o u s t o n N o n a tt a i n m e n t R e g i o n b y S ce n a r i o ( T o n s p er D ay )

S ce n a r i o C O V O C NO
x 1996 P E I 3.36 1.36 22.19

1999 P E I 5.18 2.09 52.74

2002 P E I 1.93 0.75 18.53

Mod e li n g E I ( 2000 ) n / a 1.47 35.94

2003 T R E I M 3.83 1.62 25.40

2006 T R E I M ( b a c k c as t

2000 e s t i m a t e) 4.77 2.25 34.30

T a b l e 5

- 2. L o c o m o t i v e E m i ss i o n s i n t h e D a ll as N o n a tt a i n me n t R e g i o n b y S ce n a r i o ( T o n s p er D ay )

S ce n a r i o C O V O C NO
x 1996 P E I 1.49 0.64 10.48

1999 P E I 3.81 1.55 38.65

2002 P E I 1.68 0.65 16.29

Mod e li n g E I ( 2000 ) n / a 0.93 22.90

2003 T R E I M 2.59 1.07 16.99

2006 T R E I M ( b a c k c as t

2000 e s t i m a t e) 3.75 1.78 26.39

A d j us tm e n t s m a y h a v e b ee n m a d e t o t h e t e m p o ra l a nd sp a ti a l a ll o ca ti on o f t h e m od e li n g

e mi ss i on i nv e n t o r i e s ca u s i n g t h e s e e s tim a t e s t o b e d i ffere n t fr o m t h e o t h er i nv e n t o r i e s, bu t s till

w it h i n t h e ra ng e o f t h e 1 999 a nd 2002 P E I s f o r V O C a nd NO

x .

O v er tim e
, l o c o m o ti v e e mi ss i ons shou l d h a v e t re nds t h a t ref l ec t ( 1 ) a c ti v it y g r o w t h a nd ( 2 ) re d u c ti ons du e t o c l e a n er t ec hno l og y su c h a s f r o m t h e U

. S . E P A L o c o m o ti v e R u l e ( S ee h tt p :// www

. e p a

. g ov / o t a q / l o c o m o t v.h tm ) a nd s t a t e i n iti a ti v e s su c h a s t h e T e x a s E mi ss i on R e du c ti on P l a n ( S ee h tt p :// www

. t n rcc .s t a t e

. t x .us / op r d / s i ps /t er p.h tml )

.

A n a dd iti on a l s t u d y w a s e x a mi n e d t o j ud g e t h e re a son a b l e n e ss o f t h e re v i s e d m od e l ’ s

re su lt s. C E N R A P c o mm i ss i on e d a s t u d y e n titl e d “ E mi ss i on I nv e n t o r y D e v e l op m e n t f o r Mob il e S ou rce s a nd A g r i c u lt u ra l D us t S ou rce s f o r t h e C e n t ra l S t a t e s ” ( C E N R A P 2004 )

. A s T a b l e 5

- 3

i nd i ca t e s, re su lt s f

o r t h e r e v i s e d m od e l a r e b e t w ee n 1 (f o r P M ) a nd 14 p er c e n t (f

o r NO

x ) l e ss t h a n

t h e C E N R A P s t u d y

. Th i s i s und er s t a nd a b l e b e ca u s e t h e C E N R A P s t u d y w a s d er i v e d fr o m f u e l

s a l e s d a t a
, w h i c h t e nds t o ov ere s tim a t e e mi ss i ons b eca us e f u e l so l d i n a g i v e n ar e a m a y no t

n ece ss a r i l y b e c o m bus t e d i n t h e s a m e a r ea

.5

- 3 T a b l e 5

- 3. C E NR A P T e xas L o c o m o t i v e S t ud y (t o n s p er y e a r)

S t ud y C O V O C NO

x P M

C E N R A P 9,489 3,753 68,236 2,149

Th i s R e po r t 8,619 3,491 58,802 2,152

% D i ff e re n c e 9 % 7 % 14 % < 1 %6

- 1

6.0 F U T UR E E N H A N C E M E N TS

W h e n t h e re v i s i on o f t h e T R E I M m od e l w a s c o m p l e t e d, a n a ss e ss m e n t w a s p erf o r m e d t o i d e n ti f y e n h a n c e m e n t s o r im p r ov e m e n t s t h a t c ou l d b e m a d e i n t h e f u t u r e

. S o m e o f t h e m o re

s i g n i f i ca n t e nh a n c e m e n t s /im p r ov e m e n t s f o c us e d o n re so l v i n g d a t a

qu a li t y i ssu e s a sso c i a t e d w it h

d a t a p r ov i d e d b y t h e ra i l w a y c o m p a n i e s. F o ll o w i n g a re t h e m a j o r e nh a n c e m e n t s t h a t m a y b e

c ons i d ere d i n t h e f

u t u re :

· R e v i s e t h e m od e l s t r u c t u re t o m a k e d a t a qu er i e s s i m p l er a nd m o re us e r fr i e nd l y . Th e

p r o ce ss shou l d b e a u t o m a t e d a ll o w i n g t h e us er s t o c h a n g e t h e l e v e l o f c on t r o l

, g r o w t h

fac t o r s, a nd ac ti v i t y m o r e ea s i l y

. A re v i s i on t o t h e d a t a s t r u c t u re shou l d a l so a ll o w f o r

e mi ss i on c o m p ar i sons t o b e ou t pu t d i rec t l y

. A s p a r t o f t h i s p r o ce ss t h e c o m p il e d d a t a shou l d b e s t rea mli n e d, w h i c h w ill m a k e d a t a qu e r i e s ea s i er a nd f

a s t er t o im p l e m e n t

. S t rea mli n i n g t h e d a t a m a y a l so b e im po r t a n t i n d e v e l op i n g a pub li c v er s i o n o f t h e

m od e l t h a t a dd re ss e s c o n f i d e n ti a l bus i n e ss i n f

o r m a ti on re qu i re m e n t s.

· D e v e l op a m e t hod t o l o c a t e a nd qu a n ti f y y a r d a c ti v iti e s i n non -D F W a nd H G B

c oun ti e s ( i

. e
., a ll o t h er r e m a i n i n g c oun ti e s )

.

· I n c l ud e non r o a d c ar g o h a nd li n g e qu i p m e n t i n t h e y ar d l o c o m o ti v e a ss e ss m e n t

, re c e n t

s t ud i e s i nd i ca t e t h a t non r o a d e n g i n e s a nd e qu i p m e n t m a y b e s i g n i f i c a n t e mi ss i on

sou rce s f o r ra il re l a t e d ac ti v iti e s.

· D i s a gg r e g a t e t h e a c ti v i t y / e mi ss i ons d a t a i n non -D F W a nd H G B c oun ti e s i n t o i nd i v i du a l ra il w a y s e g m e n t s us i n g ra il w a y

- p r ov i d e d d a t a

. D u r i n g d i s c uss i o n s w it h

B N S F

, it b e ca m e a p p a re n t t h a t t h e y h a d a c o m p l e t e G I S d a t a s e t f o r t h e w h o l e S t a t e

o f T e x a s. I t i s e x p ec t e d t h a t U P h a s a s imil ar s t a t e -w i d e d a t a s e t t h a t c ou l d b e us e d t o

m o re a c c u ra t e l y e s tim a t e ac ti v i t y a nd e mi ss i on ou t s i d e t h e D F W a nd H G B area s.

· R e so l v e t h e i ssu e o f c on f i d e n ti a l bus i n e ss d a t a

. C u rre n t l y , t h e m od e l i n c l u d e s i n f o r m a ti on t h a t i d e n ti f

i e s t h e l o ca ti on a nd l e v e l o f ac ti v i t y f o r e ac h o f t h e r a il r o a d

c o m p a n y

. I t i s poss i b l e t o d e v e l op a v e r s i on o f t h e m od e l t h a t re m ov e s a n y r a il r o a d

c o m p a n y i d e n ti f

i er s a nd a gg r e g a t e s t h e a c ti v i t y a n d e mi ss i ons d a t a up t o t h e c oun t y l e v e l , su c h a s v e r s i on m a y h e l p a dd re ss t h e i ssu e o f c on f i d e n ti a li t y

.

· E x p a nd t h e p r o

j ec ti on d a t a t o i n c l ud e non -D F W a nd HG B ar e a s.

· C ondu c t sp ec i a l s t ud i e s t h a t f o c us on im p r ov i n g t h e p r o j ec ti ons d a t a n ee d e d t o

p r ov i d e m o re a cc u r a t e e s tim a t e s o f f u t u re y e ar e m i ss i ons. Th i s w ill b e c h a l l e n g i n g b eca us e ra il w a y c o m p a n i e s are re s i s t a n t t o p r ov i d e su c h i n f o r m a ti on.

· R e v i s e t h e T i er

p r o f il e s t o acc oun t f

o r t h e i n t r od u c ti on o f

T i er 3 a nd T i er 4 e n g i n e s. A t t h i s tim e t h e U

. S . E P A h a s no t p r ov i d e d a n y i n f o r m a ti on r e g a r d i n g e m i ss i on

s t a nd ar ds t o b e a pp li e d t o t h e s e f u t u re T i er l o c o m o ti v e s.7

- 1

7.0 C O NC L U S I O N S AND R E C O MM E NDA T I O N S

Th i s v er s i on o f t h e T R E I M m od e l upd a t e s t h e l o c o m o ti v e T i er p r o f il e s, r e f l ec ti n g

e mi ss i on c on t r o l s re qu i r e d b y f e d e r a l r e g u l a ti ons a nd T e x a s e mi ss i on re du c ti on p r o g r a m s. Th i s

v er s i on a l so p r o

j ec t s e m i ss i ons t o 2020 b a s e d on g r o w t h fac t o r s d e v e l op e d i n a re c e n t T C E Q

p r o j ec t a nd e n g i n e f

l ee t d a t a p r ov i d e d b y t h e ra il w a y c o m p a n i e s. T h e i n c o r po ra ti on o f

p r o j ec ti ons d a t a

h a s p r o v i d e d a n a dd e d l e v e l o f c o m p l e x i t y t o t h e m od e l

. F u r t h er m o re
, t h e

ra il r o a d c o m p a n y d a t a

p r ov i d e d f

o r t h i s re v i s i on w ere o f

t e n i n c ons i s t e n t w it h d a t a t h a t t h e y h a d

p r ov i d e d f

o r t h e p re v i ou s v er s i on o f t h e m od e l m a k i n g it p ar ti c u l a r l y c h a ll e n g i n g t o m e r g e t h e

t w o d a t a s e t s. D e sp it e t h e s e limit a ti ons t h e m od e l h a s g e n e r a t e d r ea son a b l e e mi ss i ons e s tim a t e s

t h a t are c ons i s t e n t w it h o t h er T e x a s ra il w a y e mi ss i ons d a t a . Th e m od e l e s t i m a t e d t h a t i n 2006,

l o c o m o ti v e s e mitt e d a pp r o x im a t e l y 8,843 t ons p er y ea r ( 29.1 t ons p er d a y ) o f C O , 3,612 t ons p er

y ea r ( 11.9 t ons p er

d a y ) o f VO C , 64,623 t ons p er y ea r ( 212.5 t ons p er d a y ) o f NO

x a nd 2

, 192

t ons p er y e ar ( 7.2 t ons p e r d a y ) o f P M. C o ll ec ti v e l y , t h e D F W a nd H G B c o un ti e s acc oun t f o r

a pp r o x im a t e l y on e t h i r d o f T e x a s l o c o m o ti v e e mi ss i ons. I n 2006, t h e H ou s t on -Ga l v e s t onB ra z o r i a ar e a w a s re spo n s i b l e f o r a pp r o x im a t e l y 5 0 p erce n t m o r e l o c o m o ti v e e mi ss i ons t h a n t h e D a ll a s

- F o r t W o r t h area d u e t o fre i g h t m ov e m e n t s a sso c i a t e d w it h m ar i n e v e ss e l ac ti v iti e s.

P r o j ec t e d e mi ss i ons e s tim a t e s sugg e s t t h a t c u rr e n t l o c o m o ti v e s t a nd ar ds a nd TE RP

p r og ra m w ill o ff

s e t e mi s s i ons a sso c i a t e d w it h ra i l w a y g r o w t h up t o 2020. I n fac t

, t h e TE RP

ac ti v iti e s re du ce NO

x e mi ss i ons fr o m a pp r o x im a t e l y 2 p e r ce n t i n 2006 t o a p p r o x im a t e l y 16 p erce n t i n 2010, t a k i n g i n t o c ons i d e r a ti on rea s on a b l e , bu t p r ob a b l y l o w g r o w t h e s tim a t e s a nd

a pp li ca ti on o f fe d era l l o c o m o ti v e s t a nd ar ds.

I n iti a l l y t h e T R E I M w a s d e v e l op e d a s a re pos it o r y f o r ra il w a y d a t a a nd t o e s tim a t e

e mi ss i ons. Th e m od e l i n c l ud e s a dd iti on a l f un c ti ons t h a t a ll o w f

o r a limit e d nu m b er

o f d a t a

qu er i e s. To m a k e d a t a

q u er i e s e a s i er a nd f

u r t h er e x p a nd t h e t yp e s o f d a t a q u er i e s t h a t t h e m od e l

ca n suppo r t

, it i s rec o m m e nd e d t h a t t h e d a t a b a s e s t r u c t u re b e re v a l u a t e d a n d s t rea mli n e d. I t
shou l d a l so b e no t e d t h a t m od i f i ca ti ons m a d e t o t h i s v er s i on o f t h e m od e l f o c us e d on t h e

non a tt a i n m e n t c oun ti e s o f D F W a nd H G B . T i e r p r o f il e s a nd p r o

j ec ti on d a t a w ere no t d e v e l op e d

f o r t h e re m a i n i n g c oun ti e s i n T e x a s. F u t u re upd a t e s t o t h e m od e l shou l d i n c l ud e t h e s e non

- D F W

a nd H G B c oun ti e s.8

- 1

8.0 R E F E R E NC ES

B u r li n g t on N o r t h er n S a n t a F e

. S e p t e m b er 28, 200 7

. B N S F H GG TM D a t a .pd f

, B N S F D F W G TM D a t a .p d f

, a nd B N SF L o c o D a t a .p d f

.

C E N R A P

, O c t ob er

2004

, E m i ss i on I n ve n t or y D e v e l op m e n t f

or M ob il e So u r ce s and Agr i c u lt ura l

D us t Sour ce s f or t h e C e n t ra l S t a t es

.

T e x a s C o mmi s s i on on Env i r on m e n t a l Q u a li t y , A u g us t 3, 2007, T ER C T i e r D a t a. x ls

.

T e x a s C o mmi s s i on on Env i r on m e n t a l Q u a li t y , A u g us t 31, 2007, D e ve l o p m e n t o f C o mm e r c i a l

M ar i n e V e ss e l

, L o c o m o t i ve , and A i r T

ra ffi c A c ti v it

y G ro wt h Fa c t ors : D ra

ft F i na l R e port

.

T e x a s C o mmi s s i on on Env i r on m e n t a l Q u a li t y , 2 0 02, “ L o c o m o ti v e E mi ss i ons I n v e n t o r y : U pd a t e

a nd D i s c uss i on, V er s i on 1.2, ” p re p a re d b y E R G

, A u g us t 30, 2002.

U

. S . Env i r on m e n t a l P r o t ec ti on A g e n c y / O ff i c e o f T ra nspo r t a ti on a nd A i r Q u a li t y

. D e ce m b e r 1997. T ec hn i c a l H i gh li gh ts

- E

m i ss i on Fa c t ors f

or L o c o m o ti ves

.

U

. S . Env i r on m e n t a l P r o t ec ti on A g e n c y / O ff i c e o f T ra nspo r t a ti on a nd A i r Q u a li t y

. A p r il 1998.

L o c o m o ti ve E

m i ss i on S t andards R e gu l a t or y Suppor t D o c u m e nt

.

U

. S

. D e p ar tm e n t o f T ra n spo r t a ti on, B u r e a u o f T ra nspo r t a ti on S t a ti s ti c s, 2 0 02 ) N a ti ona l

T ranspor t a ti on A t l as D a t

abas e 2002 Shap e fil e F

o r m a t : Ra il 100k

.

U n i on P ac i f

i c

. S e p t e m b e r

17 2007. D F W L

H- 1 & SE

- 5 2004

/ 2005 / 2006.pdf a nd HGA L

H- 1 &

SE

- 5 2004

/ 2005 / 2006.pdf

.A pp e nd i x A

E m i ss i o n E s t i m a t e s f

o r N o n -D a ll as

- F o rt

Wo r t h a nd H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a C o un t i e sA- 1

2003 Lin e H a u l L o c o m o t i v e E m i ss i o n E s t i m a t e s f o r T e xas C o un t i e s (t o n s p er y e a r) (e x c l ud i n g D a ll as

- F o rt Wo rt h a nd H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a A re as )

F I P S C o un t y N a me C O V O C NO X P M

001 A nd er son 43.84 16.49 293.40 11.04

005 A ng e li n a 11.64 4.38 77.87 2.93

007 Ar a ns a s 0.61 0.23 4.09 0.15

009 Ar c h e r 0.03 0.01 0.20 0.01

011 Ar m s t r on g 45.77 17.21 306.29 11.53

013 A t a s c os a 11.24 4.23 75.25 2.83

015 A us ti n 69.86 26.27 467.49 17.60

017 B a il e y 16.15 6.07 108.04 4.07

021 B a s t r op 50.02 18.81 334.72 12.60

023 B a y l o r 0.05 0.02 0.35 0.01

025 B ee 0.10 0.04 0.66 0.02

027 B e ll 108.28 40.72 724.60 27.27

029 B e x ar 124.87 46.95 835.61 31.45

035 B osqu e 58.15 21.86 389.12 14.65

037 B o w i e 69.83 26.26 467.30 17.59

041 B ra z os 45.51 17.11 304.56 11.46

043 B r e w s t er 40.45 15.21 270.67 10.19

045 B r i s c o e 0.02 0.01 0.12 0.00

047 B r ooks 0.05 0.02 0.35 0.01

049 B r o w n 25.93 9.75 173.53 6.53

051 B u r l e son 98.01 36.86 655.91 24.69

053 B u r n e t 0.06 0.02 0.41 0.02

055 C a l d w e ll 33.77 12.70 225.99 8.51

057 C a l houn 1.65 0.62 11.04 0.42

059 C a ll a h a n 28.21 10.61 188.76 7.10

061 C a m er on 20.56 7.73 137.61 5.18

063 C a m p 18.33 6.89 122.65 4.62

065 C ar son 105.66 39.73 707.09 26.61

067 C a ss 75.50 28.39 505.28 19.02

069 C a s t r o 9.78 3.68 65.48 2.46

073 C h er ok ee 44.22 16.63 295.93 11.14

075 C h il d re ss 43.91 16.51 293.84 11.06

077 Cl a y 49.38 18.57 330.42 12.44

079 C o c h ra n 0.04 0.01 0.24 0.01

081 C ok e 0.04 0.02 0.29 0.01

083 C o l e m a n 39.51 14.86 264.38 9.95

087 C o lli n g s w o r t h 1.05 0.40 7.06 0.27

089 C o l o ra do 57.98 21.80 387.98 14.60

091 C o m a l 32.99 12.40 220.75 8.31

093 C o m a n c h e 0.07 0.03 0.47 0.02A- 2

2003 Lin e H a u l L o c o m o t i v e E m i ss i o n E s t i m a t e s f o r T e xas C o un t i e s (t o n s p er y e a r) (e x c l ud i n g D a ll as

- F o rt Wo rt h a nd H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a A re as ) (C o n t i nu e d )

F I P S C o un t y N a me C O V O C NO X P M

097 C ook e 34.20 12.86 228.84 8.61

099 C o r y e ll 9.30 3.50 62.20 2.34

101 C o ttl e 0.06 0.02 0.41 0.02

103 C ra n e 0.50 0.19 3.33 0.13

105 C r o c k e tt 0.00 0.00 0.01 0.00

107 C r os b y 0.03 0.01 0.19 0.01

109 C u l b er son 59.35 22.32 397.17 14.95

111 D a ll a m 82.25 30.93 550.39 20.72

115 D a w son 0.03 0.01 0.18 0.01

117 D eaf S mit h 65.50 24.63 438.31 16.50

119 D e lt a 0.01 0.00 0.08 0.00

123 D e W itt 6.78 2.55 45.39 1.71

127 D immit 0.05 0.02 0.36 0.01

129 D on l e y 59.32 22.31 396.96 14.94

131 D uv a l 0.07 0.03 0.45 0.02

133 E a s tl a nd 28.74 10.81 192.33 7.24

135 E c t o r 29.20 10.98 195.38 7.35

141 E l P a so 96.98 36.47 649.00 24.43

139 E lli s 18.98 7.14 127.00 4.78

143 E ra t h 0.07 0.03 0.45 0.02

145 F a ll s 43.95 16.53 294.14 11.07

147 F a nn i n 0.08 0.03 0.54 0.02

149 F a y e tt e 81.01 30.46 542.12 20.40

151 F i sh er 17.39 6.54 116.39 4.38

153 F l o y d 0.14 0.05 0.94 0.04

155 F o ar d 0.03 0.01 0.23 0.01

159 F ra nk li n 2.26 0.85 15.13 0.57

161 F r e e s t on e 19.35 7.28 129.51 4.87

163 F r i o 33.79 12.70 226.10 8.51

165 G a i n e s 0.01 0.00 0.06 0.00

169 G ar z a 39.30 14.78 263.00 9.90

175 G o li a d 0.05 0.02 0.31 0.01

177 G on z a l e s 54.67 20.56 365.84 13.77

179 Gr a y 59.95 22.54 401.20 15.10

181 Gr a y son 73.97 27.81 494.98 18.63

183 Gr e g g 39.01 14.67 261.03 9.82

185 Gr im e s 20.58 7.74 137.71 5.18

187 G u a d a l up e 85.43 32.13 571.73 21.52

189 H a l e 9.94 3.74 66.53 2.50

191 H a ll 24.24 9.12 162.23 6.11A- 3

2003 Lin e H a u l L o c o m o t i v e E m i ss i o n E s t i m a t e s f o r T e xas C o un t i e s (t o n s p er y e a r) (e x c l ud i n g D a ll as

- F o rt Wo rt h a nd H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a A re as ) (C o n t i nu e d )

F I P S C o un t y N a me C O V O C NO X P M

195 H a ns f

o r d 0.09 0.03 0.60 0.02

197 H ar d e m a n 47.09 17.71 315.10 11.86

199 H ar d i n 10.84 4.08 72.57 2.73

203 H arr i son 97.18 36.54 650.34 24.48

205 H ar tl e y 87.33 32.84 584.42 22.00

207 H a sk e ll 0.10 0.04 0.64 0.02

209 H a y s 27.67 10.41 185.18 6.97

211 H e m ph ill 100.12 37.65 670.02 25.22

213 H e nd er son 11.09 4.17 74.24 2.79

215 H i d a l g o 1.62 0.61 10.82 0.41

217 H ill 91.36 34.35 611.39 23.01

219 H o c k l e y 6.24 2.35 41.77 1.57

221 H ood 0.04 0.02 0.30 0.01

223 H opk i ns 16.56 6.23 110.81 4.17

225 H ous t on 16.82 6.33 112.57 4.24

227 H o w ar d 30.38 11.42 203.27 7.65

229 H udsp e t h 121.03 45.51 809.94 30.48

231 H un t 7.23 2.72 48.41 1.82

233 H u t c h i nson 0.05 0.02 0.32 0.01

235 I r i on 0.07 0.02 0.44 0.02

239 J ac kson 22.53 8.47 150.75 5.67

241 J a sp er 14.91 5.61 99.78 3.76

243 J eff D a v i s 30.42 11.44 203.55 7.66

245 J effer son 43.11 16.21 288.51 10.86

247 J i m H og g 0.02 0.01 0.14 0.01

249 J i m W e ll s 0.12 0.04 0.80 0.03

251 J ohnson 70.01 26.33 468.53 17.63

253 J on e s 0.07 0.03 0.48 0.02

255 K ar n e s 0.05 0.02 0.30 0.01

257 K a u f

m a n 23.67 8.90 158.42 5.96

261 K e n e d y 22.34 8.40 149.51 5.63

271 K i nn e y 43.48 16.35 290.99 10.95

273 K l e b e r g 9.54 3.59 63.83 2.40

275 K no x 0.07 0.03 0.45 0.02

283 L a S a ll e 40.54 15.25 271.32 10.21

277 L a m ar 0.10 0.04 0.66 0.02

279 L a m b 30.65 11.53 205.13 7.72

281 L a m p a s a s 36.63 13.77 245.14 9.23

285 L a v a c a 5.66 2.13 37.87 1.43

287 L e e 24.06 9.05 161.03 6.06A- 4

2003 Lin e H a u l L o c o m o t i v e E m i ss i o n E s t i m a t e s f o r T e xas C o un t i e s (t o n s p er y e a r) (e x c l ud i n g D a ll as

- F o rt Wo rt h a nd H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a A re as ) (C o n t i nu e d )

F I P S C o un t y N a me C O V O C NO X P M

289 L e on 56.03 21.07 374.96 14.11

293 L im e s t on e 16.33 6.14 109.31 4.11

295 L i ps c o m b 31.40 11.81 210.11 7.91

297 L i v e O a k 11.03 4.15 73.79 2.78

299 L l a no 0.03 0.01 0.20 0.01

303 L ubbo c k 40.64 15.28 271.95 10.24

305 L y n n 0.57 0.21 3.79 0.14

313 M a d i son 6.69 2.52 44.77 1.69

315 M ar i on 38.28 14.40 256.19 9.64

317 M ar ti n 10.71 4.03 71.65 2.70

321 M a t a g o r d a 24.72 9.30 165.42 6.23

323 M a v er i c k 13.94 5.24 93.32 3.51

307 M c C u ll o c h 0.02 0.01 0.16 0.01

309 M c L e nn a n 127.04 47.77 850.18 32.00

325 M e d i n a 50.05 18.82 334.94 12.61

329 M i d l a nd 25.96 9.76 173.72 6.54

331 M il a m 120.56 45.33 806.80 30.37

333 M ill s 30.61 11.51 204.82 7.71

335 M it c h e ll 28.56 10.74 191.12 7.19

337 Mon t a g u e 26.91 10.12 180.07 6.78

341 Moo re 15.06 5.66 100.75 3.79

343 Mo rr i s 14.79 5.56 98.95 3.72

345 Mo tl e y 0.05 0.02 0.37 0.01

347 N ac o g do c h e s 15.46 5.81 103.46 3.89

349 N a v a r r o 30.48 11.46 204.00 7.68

351 N e w t on 5.82 2.19 38.94 1.47

353 N o l a n 43.20 16.24 289.11 10.88

355 N u ece s 17.68 6.65 118.33 4.45

357 O c h ilt ree 0.05 0.02 0.34 0.01

359 O l dh a m 24.52 9.22 164.11 6.18

361 Or a n g e 64.35 24.20 430.61 16.21

363 P a l o P i n t o 33.29 12.52 222.76 8.38

365 P a no l a 7.10 2.67 47.53 1.79

367 P ar k er 14.22 5.35 95.16 3.58

369 P ar m er 125.06 47.03 836.92 31.50

371 P ec os 7.18 2.70 48.08 1.81

373 P o l k 6.84 2.57 45.76 1.72

375 P o tt er 122.15 45.93 817.44 30.77

377 P re s i d i o 39.45 14.84 264.03 9.94

381 R a nd a ll 96.09 36.13 643.04 24.20A- 5

2003 Lin e H a u l L o c o m o t i v e E m i ss i o n E s t i m a t e s f o r T e xas C o un t i e s (t o n s p er y e a r) (e x c l ud i n g D a ll as

- F o rt Wo rt h a nd H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a A re as ) (C o n t i nu e d )

F I P S C o un t y N a me C O V O C NO X P M

383 R ea g a n 0.05 0.02 0.31 0.01

387 R e d Ri v er 0.05 0.02 0.34 0.01

389 R ee v e s 42.11 15.84 281.81 10.61

391 R ef

u g i o 34.80 13.09 232.91 8.77

393 R ob er t s 51.38 19.32 343.81 12.94

395 R ob er t son 101.29 38.09 677.81 25.51

399 R unn e l s 0.07 0.03 0.45 0.02

401 R usk 17.60 6.62 117.80 4.43

403 S a b i n e 4.58 1.72 30.63 1.15

405 S a n A u g us ti n e 4.00 1.50 26.77 1.01

409 S a n P a t r i c i o 26.58 9.99 177.85 6.69

411 S a n S a b a 0.05 0.02 0.35 0.01

415 S c u rr y 34.18 12.85 228.75 8.61

419 S h e l b y 20.23 7.61 135.40 5.10

421 S h er m a n 36.06 13.56 241.31 9.08

423 S mit h 23.48 8.83 157.10 5.91

427 S t arr 0.03 0.01 0.17 0.01

429 S t e ph e ns 4.92 1.85 32.94 1.24

433 S t on e w a ll 0.00 0.00 0.03 0.00

437 S w i sh er 7.84 2.95 52.45 1.97

441 T a y l o r 64.94 24.42 434.56 16.36

443 T erre ll 54.57 20.52 365.22 13.75

445 T er

r y 0.06 0.02 0.39 0.01

449 T it us 15.12 5.68 101.15 3.81

451 To m Gr ee n 0.08 0.03 0.53 0.02

453 T ra v i s 25.86 9.73 173.08 6.51

455 T r i n i t y 7.45 2.80 49.84 1.88

457 T y l e r 0.06 0.02 0.39 0.01

459 U pshu r 36.01 13.54 240.99 9.07

461 U p t on 0.05 0.02 0.35 0.01

463 U v a l d e 43.72 16.44 292.60 11.01

465 V a l V er d e 82.80 31.13 554.07 20.85

467 V a n Z a nd t 25.96 9.76 173.75 6.54

469 V i c t o r i a 32.02 12.04 214.30 8.07

471 W a l k er 6.43 2.42 43.05 1.62

475 W ar d 39.62 14.90 265.14 9.98

477 W a sh i n g t on 30.99 11.65 207.39 7.81

479 W e bb 0.13 0.05 0.90 0.03

481 W h ar t on 1.71 0.64 11.45 0.43

483 W h ee l er 0.09 0.04 0.63 0.02A- 6

2003 Lin e H a u l L o c o m o t i v e E m i ss i o n E s t i m a t e s f o r T e xas C o un t i e s (t o n s p er y e a r) (e x c l ud i n g D a ll as

- F o rt Wo rt h a nd H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r a z o r i a A re as ) (C o n t i nu e d )

F I P S C o un t y N a me C O V O C NO X P M

485 W i c h it a 50.48 18.98 337.82 12.72

487 W il b ar g er 51.63 19.42 345.53 13.01

489 W ill a c y 8.56 3.22 57.26 2.16

491 W illi a m son 67.57 25.41 452.15 17.02

493 W il son 0.04 0.01 0.26 0.01

495 W i nk l er 0.04 0.02 0.28 0.01

497 W i s e 18.15 6.83 121.49 4.57

499 W ood 25.05 9.42 167.64 6.31

507 Z a v a l a 0.06 0.02 0.40 0.01

T o t a l 6,024.06 2,264.68 40,339.85 1,517.29A pp e nd i x B

U s er’ s M a nu a l f

o r t h e T e xas R a il w ay E m i ss i o n I n v e n t o r y M o d e l ( T R E I M)

# T e xa s R a il r o a d Em i ss i o n

In v e n to r y Us er M a nu a l

August 31, 20071 I N T R O DUC T I ON

Th e T e x a s R a il r o a d E mi ss i ons I nv e n t o r y Mo d e l ( T R E I M ) u s e s a popu l a t e d d a t a s e t t o

ca l c u l a t e e mi ss i ons o f f

ou r po ll u t a n t s fr o m ra il w a y l o c o m o ti v e s i n T e x a s ( F i g u re 1 )

. Y ou do no t

n ee d a dd iti on a l d a t a t o ca l c u l a t e e mi ss i ons. U s i n g t h e m od e l

, y ou ca n do t h e f o ll o w i n g :

· C a l c u l a t e s t a t e a nd c oun t y l e v e l e mi ss i ons ;

· C a l c u l a t e e mi ss i ons f o r a n y y e ar

b e t w ee n 1999 a n d 2020 (f o r t h e D a ll a s / F o r t W o r t h (D / F W ) a nd H ous t on / G a l v e s t on (H / G) a rea s ) ;

· C a l c u l a t e e mi ss i ons o f sp ec i f i c t r a i n t y p e s o p era ti n g i n D / F W a nd H / G a r e a s (w h e r e d a t a h a v e b ee n p r ov i d e d ) ;

· U s e G I S t o v i e w e mi ss i ons a t t h e c oun t y , ra il li n e s e g m e n t

, a nd m od e li n g g r i d l e v e l s ;

a nd

· Ev a l u a t e t h e e ff

e c t o f r e p l ac i n g o l d er

h i g h e r -e mitti n g l o c o m o ti v e s w it h n e w er l o w e re mitti n g l o c o m o ti v e s ;

F i g u re 1. M o d e l C a l c u l a te s A nnu a l E m i ss i o n s f o r a ll T e xas C o un t i e s B as e d o n P o pu l a te d A c t i v i t y D a t a

U s er O p t i o n s

Y ou ca n imm e d i a t e l y c a l c u l a t e c oun t y

- l e v e l e mi ss i ons. A lt er n a ti v e l y , y ou c a n e s tim a t e

e mi ss i ons f

o r a sp ec i f i c y ear o r ra il w a y s e g m e n t f

o r s e g m e n t s l o ca t e d i n t h e c oun ti e s t h a t

c ons tit u t e t h e H / G a nd D / F W area s.2

Th e m od e l w a s d e v e l op e d t o i n c l ud e d e t a il e d d a t a w h ere p r ov i d e d, su c h t h a t y ou ca n

s e l ec t t h e sp e c i f

i c t ra i n t y p e y ou are i n t e re s t e d i n b ef o re ca l c u l a ti n g e mi ss i o ns. N o t e t h a t no t a ll

ra il r o a d c o m p a n i e s p r ov i d e d t ra i n t y p e d a t a

— a nd t hos e t h a t p r ov i d e d d a t a d i d no t p r ov i d e d a t a f o r a ll o f t h e i nv e n t o r y y ear s.

Y ou ca n a l so m od i f

y t h e popu l a t e d d a t a s e t t o e v a l u a t e d i ff e re n t s c e n ar i os s u c h a s c h a n g e s i n ra il r o a d t r a ff

i c , o r u s e o f h i g h e r T i er l o c o m o ti v e s. To r un a s c e n a r i o, ou t pu t fr o m t h e o r i g i n a l

d a t a w ill n ee d t o b e c o m p are d ou t s i d e t h e m od e l w it h ou t pu t fr o m t h e s c e n ar i o. I n d e v e l op i n g t h e

s ce n ar i os, t h e e d it e d d a t a f il e s shou l d b e s a v e d a s a

s e p a r a t e f

il e

. Y ou ca n a l w a y s re t u r n t o t h e

o r i g i n a l “ r e a d on l y ” d a t a
, w h i c h i s p r ov i d e d on t h e C D

.

M o d e l B a c k g r o und

Th e d a t a b a s e b e h i nd t h e m od e l w a s o r i g i n a l l y d e v e l op e d a s a re pos it o r y f o r o r g a n i z i n g

a nd s t o r i n g ac ti v i t y d a t a p r ov i d e d b y t h e ra il r o a d c o m p a n i e s f o r t h e D / F W a nd H / G a r ea s. T h e

m od e l w a s d e v e l op e d b y a pp l y i n g U

. S . E P A e mi s s i on fac t o r s t o t h e a c ti v i t y d a t a t o e s tim a t e

a nnu a l e mi ss i ons o f

vo l a til e o r g a n i c c o m pounds ( VO C )

, c a r bon m ono x i d e ( C O) , n it r og e n o x i d e s (NO

x )

, a nd p ar ti c u l a t e m a tt er ( P M )

.

To e nh a n c e t h e m od e l

, t h e g e o g ra ph i c s c op e w a s e x p a nd e d t o i n c l ud e a ll c oun ti e s i n T e x a s. E mi ss i on e s tim a t e s w ere d e v e l op e d a t t h e s e g m e n t l e v e l a nd a pp li e d t o G I S sh a p ef il e s t o sho w t h e sp a ti a l a tt r i bu t e s o f t h e e mi ss i ons d a t a a nd t o a ll o w f o r c oun t y l e v e l su mm ar i e s. Th e

m od e l w a s f

u r t h e r e x p a nd e d t o i n c l ud e e mi ss i on e s tim a t e s f o r t h e y e a r s 1 9 99 t o 2020 f o r t h e D / F W a nd H / G a r ea s.

F o r t h i s v er s i on o f t h e m od e l , us er s a r e e x p ec t e d t o b e T e x a s C o mmi ss i on on Env i r on m e n t a l Q u a li t y ( T C E Q) s t aff t h a t a re a u t ho r i z e d t o acce ss c o n f i d e n ti a l bus i n e ss i n f o r m a ti on. I n o r d er t o d e v e l op a pub li c v e r s i on o f t h e m od e l

, t h e c u r re n t m od e l w ill h a v e t o b e

m od i f i e d t o a gg r e g a t e d a t a a nd b l o c k a cce ss t o c o n f i d e n ti a l bus i n e ss i n f

o r m a ti on p r ov i d e d b y t h e

ra il r o a ds. A pub li c v e r s i on o f t h e m od e l ca n b e us e d b y r a il r o a d c o m p a n i e s, c i t y a nd c oun t y

p l a nn er s, un i v er s i t y re s e a rc h er s, a nd o t h er s w ho a r e i n t ere s t e d i n e v a l u a ti ng a i r qu a li t y i ssu e s

re l a t e d t o r a il r o a d a c ti v iti e s i n T e x a s.

HO W THE M O D EL C A L CU L A TES E M I SS I O N S

Th e m od e l m u lti p li e s a c ti v it y da ta b y a n e m i ss i on f

a c t or t o y i e l d a nnu a l e mi ss i on

e s tim a t e s o f VO C

, C O

, NO

x , a nd P M. A c ti v i t y d a t a w e r e p r ov i d e d b y t h e ra il r o a d c o m p a n i e s f o r

t h e D / F W a nd H / G a rea s

. A c ti v i t y d a t a f o r t h e r e m a i n i n g T e x a s c oun ti e s a r e fr o m B u r ea u o f

T ra nspo r t a ti on ( B T S )

. E mi ss i on fac t o r s w e r e ob t a i n e d fr o m “ U

. S . E P A E mi ss i on F ac t o r s f o r L o c o m o ti v e s ” (U

. S . E P A / Off i ce o f Mob il e S ou rc e s, T

ec hn i c a l H i gh li gh t

s, E m i ss i on Fa c t ors f

or L o c o m o ti ves E P A 420

- F

- 97

- 051, D e c e m b er 199 7 )

.

Equ a t i o n 1

. A ct i v i t y d a t a × E m i ss i o n f a ct o r = A nnu a l e m i ss i o n s3

A ct i v i t y D a t a

Th e m od e l i s popu l a t e d w it h ac ti v i t y d a t a

. Y ou c a n m od i f y so m e o f t h e d a t a , su c h a s f u e l

c onsu m p ti on ra t e s o r e n g i n e T i er p r o f il e s t o e v a l u a t e sp ec i f

i c s ce n ar i os su c h a s i n cr e a s e d t r a ff i c

o r i n t r odu c ti on o f e n g i n e s w it h l o w er e mi ss i ons.

Th e m od e l d i v i d e s l o c o m o ti v e s i n t o t w o t yp e s : li n e haul a nd s wit c h y ard

. A li n e h a u l

l o c o m o ti v e h a u l s fre i g h t ov er ra il r o a d li n e s fr o m o n e d e s ti n a ti on t o a no t h er
, w h il e a y ar d ( o r

s w it c h ) l o c o m o ti v e m ov e s fre i g h t w it h i n a ra il y a r d. L i n e h a u l d a t a i s f u r t h er b r ok e n d o w n i n t o G e n e ra l d a t a a nd Sp ec if

i c d a t a

. A c ti v i t y d a t a i n t h e G e n e ral d a t a s e t re p re s e n t s t h e c o m b i n e d

ac ti v i t y f o r a ll t ra i n t y p e s
, w h il e t h e Sp ec ific li n e h a u l d a t a p r ov i d e d i s a gg r e g a t e d ac ti v i t y d a t a f o r e a c h sp ec i f

i c t ra i n t y p e op era ti n g on t h e s e g m e n t

. N o t e t h a t sp ec i f i c li n e h a u l d a t a w e re no t

p r ov i d e d b y a ll ra il r o a d c o m p a n i e s, bu t t h e m od e l w a s d e s i g n e d t o i n c l ud e d e t a il e d d a t a sub mitt a l s. A l so no t e t h a t sp ec i f i c li n e h a u l d a t a w ere p r ov i d e d f o r on l y t h e H / G a nd D / F W a r ea s

a nd f o r on l y a limit e d n u m b er

o f i nv e n t o r y y e ar s. Th e sp ec i f i c t ra i n t y p e s i n c o rpo ra t e d i n t o t h e

m od e l are li s t e d i n T a b l e 1.

T a b l e 1. Sp ec i f i c T r a i n T y p e A ct i v i t i e s
L o c o m o t i ve C o d e L o c o m o t i v e A ct i v i t y D e s cr i p t i o n A A mt ra k

B B a r e t a b l e I n t er m od a l

C L o a d e d U n it C o a l

D L it e E n g i n e
E E m p t y U n it C o a l

F F o re i g n R a il r o a d T ra i ns N S F

G L o a d e d U n it G r a i n
H M a n i fe s t (H i g h P r i o r i t y )

I D ea dh e a d C rew Mo v e s
J N o t U s e d

K H e l p er S er v i ce
L L o c a l S er v i c e
M M a n i fe s t (N o r m a l P r i o r it y )

N H ou r s o f S er v i c e R e li ef C rew s O Off

i c e r S p ec i a l s
P I n t e r m od a l P re mi u m Q I n t e r m od a l G u a ra n t e e
R R o a d S w it c h er S er v i ce S I n t e r m od a l D- S t ac k

T T ra ns f

e r S er v i c e ( I n t e rc h a ng e R e c e i v e d / D e li v e r e d )

U U n it (N o t Gr a i n o r C o a l )

V V e h i c l e (A u t o )

W W o r k T ra i n
X E m p t y U n it Gr a i n
Y Y ar d E n g i n e s
Z P r i o r i t y U ps I n t e r m od a l4

E m i ss i o n F a ct o rs

E mi ss i on fac t o r s w e r e o b t a i n e d fr o m “ U

. S . E P A E mi ss i on F ac t o r s f o r L o c o m o ti v e s ” a s

no t e d i n T a b l e 2. Th e m o d e l a ss i g ns t h e f o ll o w i n g e mi ss i on fac t o r s b a s e d o n t h e c l a ss i f i ca ti on o f

t h e l o c o m o ti v e a s p r ov i d e d b y t h e ra il r o a d c o m p a n i e s.

T a b l e 2. L o c o m o t i v e E m i ss i o n F a ct o r s ( g r a m s / ga l ) b y Ti er

P o ll u t a n t s L o c o m o t i v e T y p e V O C C O NO

x P M

N o n T i e r ( Pr e- 1973 )

L i n e H a ul 10 26.6 270 6.7

S w it ch 21 38.1 362 9.2

T i e r 0 : C o n t ro ll e d e mi s s i o n ra t e s f

or l o c o m o ti ve s m a nu

f a c t u r e d i n 1973

- 2001

L i n e H a u l 10 26.6 178 6.7

S w it c h 21 38.1 262 9.2

T i e r 1 : C o n t ro ll e d e mi s s i o n ra t e s f

or l o c o m o ti ve s m a nu

f a c t u r e d i n 2002

- 2004

L i n e H a u l 9.8 26.6 139 6.7

S w it c h 21 38.1 202 9.2

T i e r 2 : C o n t ro ll e d e mi s s i o n ra t e s f

or l o c o m o ti ve s m a nu

f a c t u r e d a f t e r 2004

L i n e H a u l 5.4 5.0 103 3.6

11 7.3 152 4.3

H y br i d En g i n e s S w it c h 0.046 0.008 0.206 0.005

Sou r c e : U .S. E P A/ O f

f i c e o f M o b i l e So u r c e s
, T e c hn i c a l H i g h li g h t s
, E m i ss i on F a c t o rs f o r L oco m o ti v e s E P A 420

- F

- 9 7

- 051, D ece m be r 1997.

Foo t n o t e : L oco m o ti v e s m anu f a c t u r ed b e f

o r e 1 9 73 a

r e con s i de r ed t o be u nco n tr o ll ed.

Fac t o rs f o r h y b ri d e n g i ne s w e r e o b t a i ned fr o m t he r a i l r oad co m pan i e s and t he m anu f

a c t u r e r s

.

A nnu a l E m i ss i o n s

L i n e H a u l E mi ss i ons . Th e m od e l ca l c u l a t e s a nnu a l e mi ss i ons f o r li n e h a u l op era ti ons b y

m u lti p l y i n g a c ti v it

y da ta ( g a ll ons o f f

u e l us e d ) b y a n e m i ss i on f a c t or ( g ra m s o f

po ll u t a n t p er

g a ll on o f f

u e l ) . T h e m od e l ca l c u l a t e s e mi ss i ons f o r VO C

, C O

, NO

x , a nd P M. Af t er c on v er ti n g

g r a m s t o pounds, t h e m od e l re po r t s a nn u a l e mi ss i ons i n pounds o f po ll u t a n t p er y ea r

.

Equ a t i o n 2

. A nnu a l l i n e e m i ss i o n s = ga ll o n s o f f u e l u s e d × g r a m s o f p o ll u t a n t / ga l l o n o f

f u e l × p o un d s / g r a m = p o und s o f p o l l u t a n t

S w it c h Y ar d E mi ss i ons . Th e m od e l ca l c u l a t e s a n n u a l e mi ss i ons f o r s w it c h op era ti ons b y

m u lti p l y i n g a c ti v it

y da ta ( hou r s o f

op e ra ti on ) b y f

u e l usage ( g a ll ons o f f

u e l p er hou r o f

op era ti on ) b y a n e m i ss i on f a c t or ( g ra m s o f

po ll u t a n t p er g a ll on o f f

u e l )

. T h e m od e l ca l c u l a t e s

e mi ss i ons f

o r VO C

, C O

, NO

x , a nd P M. Af t e r c on v er ti n g g ra m s t o pounds, t h e m od e l re po r t s

a nnu a l e mi ss i ons i n pounds o f po ll u t a n t p er y ea r

.

Equ a t i o n 3

. A nnu a l s w i tc h e m i ss i o n s = h o u r s o f o p er a t i o n × ga ll o n s o f f u e l p er h o u r ×

g r a m s o f p o ll u t a n t

/ ga l l o n o f f

u e l × p o un d s / g r a m = p o und s o f p o ll u t a n t5

HO W TO U SE THE M O D EL

S ys t e m R e qu i r e me n t s

To us e t h e m od e l

, y ou r c o m pu t er s y s t e m m us t h a v e t h e f o ll o w i n g :

· M S A cce ss, V e r s i on 2003 o r h i g h er (w it h l a t e s t s e r v i ce p a c k )

· 1 g b R A M

· 50 m b o f

d i sk m e m o r y

· C D d r i v e

· To b e s t ac c e ss a ll f

e a t u r e s o f t h e G I S c o m pon e n t o f t h e m od e l

, Ar c V i e w 9

. 2 i s

rec o mm e nd e d. Th e sh a p ef il e s a nd m a p d o c u m e n t are c o m p a ti b l e w it h v i r t u a l l y a ll

d i ffere n t G I S p r o g ra m s, ho w e v er , so m e f e a t u re s m a y no t b e a v a il a b l e i n a ll p r o g r a m s.

Y ou m a y o p e r a t e t h e m o d e l fr o m t h e sou r c e f il e

. H o w e v e r , b ef

o re y ou m o d i f

y t h e d a t a
, y o u shou l d s a v e a n un e d i t e d v er s i on o f t h e m od e l i n a s e p a r a t e l o ca ti on. T h i s w ill e n a b l e y ou t o

c o m p are y o u r re su lt s t o t h e un m od i f i e d v er s i on o f t h e m od e l

.

STE P1 :

SELE C T T RA I N T Y P E

Th e m od e l op e ns w it h t h e d a t a t y p e s c r e e n p re s e n t e d i n F i g u re 2. F r o m h e r e y ou ca n s e l ec t t h e da t a t y pe f o r w h i c h y ou w a n t t o ca l c u l a t e e mi ss i ons.

· G e n e ra l L i n e H

au l D a ta

. C on t a i ns d a t a f o r li n e h a u l l o c o m o ti v e s t h a t ref l e c t s t o t a l

ac ti v i t y p e r ra il r o a d s e g m e n t

, r e gard l e ss o f ra il r oad t ra ffi c t y pe . Th e m od e l li nks t h e

ac ti v i t y w it h a g e n er i c f

u e l us a g e r a t e a nd e mi ss i on fac t o r s t o c a l c u l a t e a n n u a l

e mi ss i ons. S e l ec t t h i s bu t t on a nd y o u ’ ll b e t a k e n t o t h e G e n e r a l L i n e H a u l D a t a f o r m ( s ee p a g e 6 )

.

F i g u re 2. O p e n i n g S cr e e n6

· Sp ec ifi c L i n e H

au l D a ta

. C on t a i ns d a t a f o r li n e h a u l l o c o m o ti v e s t h a t ref l e c t s ac ti v i t y d a t a p er ra il r o a d s e g m e n t

, b y 25 d iff e r e n t ra il road a c ti v it

y t y p e s ( s e e T

ab l e 1 )

, w h e r e

a v a il ab le . Th e m od e l li nks a sp ec i f i c t r a i n t y p e ac ti v i t y w it h a s p ec i f i c f u e l us a g e ra t e

a nd e mi ss i on fac t o r t o ca l c u l a t e a nnu a l e mi ss i ons

. S e l ec t t h i s bu tt on a nd y o u ’ ll b e

t a k e n t o t h e S p ec i f

i c L i n e H a u l D a t a f

o r m

.

· S wit c h D a ta

. C on t a i ns d a t a f o r s w it c h y a r d l o c o m o ti v e s. Th e m od e l m u lti p li e s t h e

ac ti v i t y d a t a ( hou r s o f

o p era ti on ) b y a n e mi ss i on fac t o r t o ca l c u l a t e a nn u a l e mi ss i ons. S e l ec t t h i s bu tt on a nd y o u ’ ll b e t a k e n t o t h e S w it c h D a t a f o r m ( s ee p a g e 9 )

.

· V i e w T o t a l ( L i n e H au l and S wit c h ) E

m i ss i ons b y C oun ty

. S u m s e mi ss i ons f o r bo t h

li n e h a u l a nd s w it c h d a t a
, b y c oun t y , us i n g t h e d a t a t h a t i s popu l a t e d i n t o t h e m od e l

. S e l ec t t h i s bu tt on a nd y o u ’ ll b e t a k e n t o To t a l L i n e H a u l a nd S w it c h E mi ss i ons b y C oun t y

.

· E x it

. A ll o w s y ou t o e x it t h e p r o g ra m

.

STE P2 : V I E W O R E D I T L I N E H AU L AC T I V I T Y DA T A

D a t a F o r m s : G e n er a l a nd S p ec i f i c Lin e H a u l

Th e G e n e ra l a nd S p e c i f

i c L i n e H a u l D a t a f

o r m s a l l o w y ou t o v i e w t h e d a t a s e t b ef o re

ca l c u l a ti n g e mi ss i ons. U s i n g t h e d a t a f o r m s ( F i g u r e 3 )

, y ou ca n s cr o ll t h r o u g h e ac h r ec o r d o f t h e b a s e li n e b y c li c k i n g on t h e arr o w s a t t h e bo tt o m o f t h e f o r m . E a c h r e c o r d r e p re s e n t s i n f o r m a ti on f o r a ra ilw a y s e g m e nt

.

Th e S p ec i f

i c L i n e H a u l D a t a f

o r m i s s imil ar t o t h e G e n e ra l L i n e H a u l D a t a f o r m
, e x ce p t

t h a t t h e t ra i n t y p e ca n b e s e t t o a n y o f t h e 25 t ra i n t y p e s. T h e t ra i n t y p e c o d e i s a u t o m a ti ca l l y s e t

w h e n t h e t ra i n t y p e i s s e l ec t e d.

F i g u re 3. B as e li n e G e n er a l Lin e H a u l D a t a F o r m7

T a b l e 3 sho w s t h e d a t a f

i e l ds t h a t a pp e a r

on t h e G e n era l a nd S p ec i f i c L i n e H a u l B a s e li n e D a t a f o r m s.

T a b l e 3. B as e li n e G e n er a l a nd Sp ec i f i c Lin e H a u l D a t a F o r m s C o n t a i n t h e S a m e F i e l d s

F i e l d D e s cr i p t i o n U s er C a n Edi t ?

Ra ilw a y c o m

pany U P B N S F

, K a ns a s Ci t y N o
C oun t y C oun t y n a m e N o S t a t e / c oun t y F I PS 48 = T e x a s ; n e x t t h ree d i g it s re p re s e n t c oun t y N o S e g m e n t ID C od e I d e n ti f i e s t h e sp e c i f

i c r a il r o a d s e g m e n t

. N o
Fu e l usag e ( ga ll on s ) Th e m od e l ca l c u l a t e s a n n u a l f u e l us a g e b y d i v i d i n g G TM b y G TM / g a ll on, w h i c h y i e l ds g a ll ons p e r y e ar

. B a s e li n e on l y

T ra i n t y p e I n t h e G e n e ra l d a t a
, t h e m od e l a ss i g ns a g e n e r ic t ra i n

t y p e

. H o w e v e r
, i n t h e S p ec i f i c d a t a
, ra il r o a d t ra f

f i c i s d ef i n e d a s o n e o f t h e 25 s

p ec ific t ra i n t y p e s f

r o m t h e pu ll

do w n m e nu. N o

T ra i n t y p e c od e A sho r t h a nd c od e t h a t c o rre sponds t o t h e t ra i n t y p e d a t a

f i e l d. Th i s f

i e l d i s a u t o m a ti ca l l y a ss i g n e d w h e n t h e T ra i n T y p e i s s e l ec t e d. N o

D a t a ye ar C a l e nd ar y e ar o f ac ti v i t y , w h i c h i s 2004 f o r t h e b a s e li n e

. Y e s
Fu e l U sag e Ra t e ( ga ll ons p e r 1,000

G T M) F un c ti on o f t ra i n t y p e

. T h e m od e l a pp li e s a g e n er i c f u e l

us a g e ra t e i n t h e G e n era l d a t a
, a nd a pp li e s a sp ec i f i c f u e l

us a g e ra t e t o t h e t ra i n t y p e s e l ec t e d i n t h e S p e c i f i c d a t a

. N o

T ra i n C ount N u m b er o f t ra i ns t h a t m o v e a l o n g t h e s e g m e n t N o G T M Gr oss t on mil ea g e N o

W h il e t h e G e n era l a nd S p ec i f i c L i n e H a u l D a t a f

o r m s i ns t a n t l y

d i sp l a y t h e 2004 B a s e li n e d a t a
, y ou a l so h a v e t h e o p ti on t o e x a mi n e a nd m o d i f y p r o j ec t e d ac ti v i t y d a t a f

o r a ll o t h er y e ar s b e t w ee n 1999 a nd 2020. S e l ec ti n g “ E x a mi n e P r o j ec t e d A c ti v i t y ” w ill d i sp l a y a f o r m w it h

s e g m e n t

- sp ec i f

i c f u e l us a g e a nd G TM f

o r e a c h y e ar

. A s w it h t h e b a s e li n e d a t a , us i n g t h e

p r o j ec t e d d a t a f

o r m s ( F i gu re 4 )

, y ou c a n s cr o ll t h r ou g h e ac h r ec o r d o f t h e b a s e li n e b y c li c k i n g on

t h e arr o w s a t t h e bo tt o m o f t h e f o r m . E a c h r e c o r d re p re s e n t s i n f o r m a ti on f

o r a ra il road s e g m e nt

.

F i g u re 4. P r o

j e c t e d G e n er a l Lin e H a u l D a t a Fo r m8

T a b l e 4 sho w s t h e d a t a f

i e l ds t h a t a pp e a r

on t h e G e n era l a nd S p ec i f i c L i n e H a u l P r o

j ec t e d

D a t a f o r m s.

T a b l e 4. P r o

j ec t e d G e n er a l a nd Sp ec i f i c L i n e H a u l D a t a F o r m s C o n t a i n t h e S a m e F i e l d s

F i e l d D e s cr i p t i o n U s er c a n e d i t ?

Ra il road c o m

pany U P B N S F

, K a ns a s Ci t y N o
C oun t y C oun t y n a m e no S t a t e / c oun t y F I PS 48 = T e x a s ; n e x t t h ree d i g it s re p re s e n t c oun t y no S e g m e n t ID C od e I d e n ti f i e s t h e sp e c i f

i c r a il r o a d s e g m e n t

. no C A G R C o m b i n e d A nnu a l Gr o w t h R a t e N o
D a t a ye ar C a l e nd ar y e ar o f ac ti v i t y , w h i c h ra n g e s fr o m 199 9 t o 2020. N o

Fu e l U s e ( G A L) Th e m od e l ca l c u l a t e s a n n u a l f u e l us a g e b y d i v i d i n g G TM b y G TM / g a ll on, w h i c h y i e l ds g a ll ons p e r y e ar

. Y e s

T ra i n C ount N u m b er o f t ra i ns t h a t m o v e a l o n g t h e s e g m e n t N o
A c ti v it y ( G T M ) Gr oss t on mil ea g e N o

C h oos i n g B et w ee n G e n er a l o r Sp ec i f i c Lin e H a ul

Th e d i ff e re n c e b e t w ee n G e n e r a l a nd t h e S p ec i f i c li n e h a u l d a t a i s t h a t ac t i v i t y d a t a i n t h e G e n e r a l d a t a

s e t are b a s e d on a g e n e r i c t ra i n t y pe f o r a ll s e g m e n t s, w h il e t h e S p ec i f i c li n e h a u l

d a t a a r e b a s e d on a sp ec i

f i c t ra i n t y pe f o r a s p ec i f i c s e g m e n t . Th e S p e c i f

i c l i n e h a u l d a t a a pp l y t o

on l y t h e D / F W a nd H / G c oun ti e s.

N e x t S te p s :

O n ce y ou h a v e r e v i e w e d o r e d it e d t h e a c ti v i t y d a t a
, c hoos e on e o f t h e f o ll o w i n g op ti ons :

· V i e w/ Ed it F l ee t C o m

pos i ti on

. R efer t o p a g e 9, F i gu re 5.

· C a l c u l a t e Bas e li n e E

m i ss i ons

. R efer t o p a g e 12, F i g u r e 7.

STE P3 : V I E W O R E D I T S WI T C H AC T I V I T Y DA T A

D a t a F o r m: S w i tc h D a t a

Th e S w it c h D a t a F o r m a l l o w s y ou t o v i e w t h e d a t a s e t b ef o r e c a l c u l a ti n g e mi ss i ons. U s i n g

t h e S w it c h D a t a F o r m ( F i g u r e 5 )

, y ou c a n s cr o ll t h r ou g h eac h r e c o r d b y c li c k i n g on t h e a rr o w s a t

t h e bo tt o m o f t h e f

o r m

. E ac h r e c o r d r e p r e s e n t s i n f o r m a ti on f

o r a ra il y ard

.9 F i g u re 5. S w i tc h D a t a

T a b l e 5 sho w s t h e d a t a f

i e l ds t h a t a pp e a r

on t h e S w it c h D a t a F o r m

.

T a b l e 5. G e n er a l a nd Sp ec i f i c Lin e H a u l D a t a F o r m s C o n t a i n t h e S a me F i e l d s

F i e l d D e s cr i p t i o n U s er C a n Edi t ?

Ra il road c o m

pany U P

, B N S F

, K a ns a s Ci t y no
D a t a ye ar C a l e nd ar y e ar o f ac ti v i t y , w h i c h ra n g e s fr o m 2002 t o 2020 no

Cit y Ci t y n a m e no
T ra i n C ount N u m b er o f t ra i ns t h a t m o v e a l o n g t h e s e g m e n t no
Fu e l usag e ( ga ll on s ) Th e m od e l ca l c u l a t e s a n n u a l f u e l us a g e b y d i v i d i n g t h e a nnu a l hou r s o f op era ti on b y a f

u e l

us a g e f a c t o r

. Y e s

Annua l hours o

f

op e ra ti on A nnu a l hou r s o f op e ra ti o n N o

D a t a ID C od e I d e n ti f i e s t h e sp e c i f

i c d a t a rec o r d. no
Y ard ID C od e I d e n ti f i e s t h e sp e c i f

i c r a il y ar d. no
L a tit ud e L a tit ud e no
L ong it ud e L o n g it ud e no10

N e x t S te p s :

O n ce y ou h a v e r e v i e w e d o r e d it e d t h e a c ti v i t y d a t a
, c hoos e on e o f t h e f o ll o w i n g op ti ons :

· I f h y b r i d e n g i n e s are b e i n g e v a l u a t e d, it i s n e c e ss a r y t o a d j us t t h e f u e l us a g e ra t e t o

acc oun t f o r t h e f a c t t h a t t h e s e e n g i n e s u s e a pp r o x im a t e l y 60 p er c e n t l e ss f u e l t h a n

c onv e n ti on a l e n g i n e s.

· V i e w/ Ed it F l ee t C o m

pos i ti on

. R efer t o p a g e 10, F i g u r e 6.

· C a l c u l a t e Bas e li n e E

m i ss i ons

. R efer t o p a g e 13, F i g u r e 8.

STE P4 : V I E W O R E D I T F LEET C O M P O S I T I O N

D a t a F o r m s : F l e e t C o m p os i t i o n

Th e F l e e t C o m pos iti on F o r m a ll o w s y ou t o v i e w h o w t h e m od e l a ss i g ns e mi ss i on fac t o r s

acr oss t h e f

l ee t . Th e S w i t c h F l e e t C o m pos iti on d a t a f o r m i s s imil ar t o t h e L i n e H a u l F l ee t
C o m pos iti on d a t a f

o r m ( F i g u re 6 )

, e x ce p t t h e s w it c h f l ee t d a t a c on t a i n i n f

o r m a ti on f

o r sp ec i f i c

y ar ds.

F i g u re 6. Lin e H a u l F l e et C o m p os i t i o n F o r m

Th e m od e l i s popu l a t e d w it h f l ee t c o m pos iti on d a t a

p r ov i d e d b y t h e r a il r o a d c o m p a n i e s. Th e m od e l a ss i g ns a n e m i ss i on fac t o r f o r t h e p o r ti on o f t h e f

l ee t a ss i g n e d t o eac h T i e r . Th e

m od e l a ss i g ns a n e mi ss i on fac t o r b a s e d on w h e n a l o c o m o ti v e w a s m a nu f ac t u re d, w h i c h i s kno w n a s a

T i e r

. F o r e x a m p l e
, i f

95 p er c e n t o f a f

l ee t ’ s l o c o m o ti v e s w e re m a nu fac t u r e d i n 1975

a nd 5 p er c e n t w e re m a n u fac t u r e d i n 2002, t h e n t h e m od e l a ss i g n a T i er 0 e mi ss i on fac t o r t o 95 p erce n t o f t h e f

l e e t a n d a T i er 1 e mi ss i on f

a c t o r t o 5 p er c e n t o f t h e f l e e t

. Th e T i er

d e f i n iti ons

a nd a sso c i a t e d c on t r o ll e d e mi ss i on fac t o r s a r e p re s e n t e d i n T a b l e 6.11 T a b l e 6. L o c o m o t i v e E m i ss i o n F a ct o r s ( g r a m s / ga l ) b y Ti er

P o ll u t a n t s L o c o m o t i v e T y p e V O C C O NO

x P M

N o n T i e r ( Pr e- 1973 )

L i n e H a ul 10 26.6 270 6.7

S w it ch 21 38.1 362 9.2

T i e r 0 : C o n t ro ll e d e mi s s i o n ra t e s f

or l o c o m o ti ve s m a nu

f a c t u r e d i n 1973

- 2001

L i n e H a u l 10 26.6 178 6.7

S w it c h 21 38.1 262 9.2

T i e r 1 : C o n t ro ll e d e mi s s i o n ra t e s f

or l o c o m o ti ve s m a nu

f a c t u r e d i n 2002

- 2004

L i n e H a u l 9.8 26.6 139 6.7

S w it c h 21 38.1 202 9.2

T i e r 2 : C o n t ro ll e d e mi s s i o n ra t e s f

or l o c o m o ti ve s m a nu

f a c t u r e d a f t e r 2004

L i n e H a u l 5.4 5.0 103 3.6

11 7.3 152 4.3

H y br i d En g i n e s S w it c h 0.046 0.008 0.206 0.005

Sou r c e : U .S. E P A E m i ss i o n Fac t o rs f o r L oco m o ti v e s – T ab l e 9 : F l e e t A v e r a g e E m i ss i on Fa c t o rs f o r a l l L oco m o ti v e s B P R 4 20

- F

- 9 7

- 051, 1997.

Foo t n o t e : L oco m o ti v e s m anu f a c t u r ed b e f

o r e 1 9 73 a

r e con s i de r ed t o be u nco n tr o ll ed.

Fac t o rs f o r h y b ri d e n g i ne s w e r e o b t a i ned fr o m t he r a i l r oad co m pan i e s and t he m anu f

a c t u r e r s

.

Ed iti n g t h e f

l e e t c o m pos iti on a ll o w s y ou t o e v a l u a t e t h e ef f ec t o f re p l ac i n g o l d er

h i g h ere mitti n g l o c o m o ti v e s w it h n e w er l o w er

- e mitti n g l o c o m o ti v e s w h i c h i s d i s c uss e d l a t er i n t h i s us er

m a nu a l

.

Y ou ca n e d it t h e f

l ee t c o m pos iti on us i n g t h e F l ee t C o m pos iti on F o r m a nd ca l c u l a t e

e mi ss i ons i f y ou w a n t t o e v a l u a t e poss i b l e s c e n ar i os, su c h a s t h e on e s li s t e d b e l o w . To e d it t h e f l ee t c o m pos iti on, s e l ec t t h e y e ar f o r w h i c h y ou w a n t t o e d it

. I f y ou e d it t h e d a t a
, t h e n y ou c a n

c o m p are y o u r re su lt s t o r e su lt s g e n era t e d b y t h e o r i g i n a l m od e l d a t a . To re t u r n t o t h e o r i g i n a l

d a t a
, c l os e t h e m od e l a n d re op e n it fr o m t h e o r i g i n a l , un e d it e d f il e on t h e C D

.

N e x t S te p s :

O n ce y ou h a v e r e v i e w e d o r e d it e d t h e f l e e t c o m p o s iti on, c hoos e on e o f t h e f o ll o w i n g

op ti ons :

· C a l c u l a t e Bas e li n e E

m i ss i ons

. R efer t o p a g e 12, F i g u r e 7 ( L i n e H a u l ) a nd p a g e 13,

F i g u re 8 ( S w it c h )

.12

STE P5 : V I E W R ES U LTS

Lin e H a u l E m i ss i o ns

R e su lt s are p re s e n t e d i n a s imil ar f o r m a t f o r li n e h a u l a nd s w it c h e mi ss i ons, f o r bo t h

b a s e li n e a nd p r o

j ec t e d e mi ss i ons. S e l ec t t h e d a t a t a b t o v i e w re su lt s a s f o l l o w s :

L i n e H a u l E mi ss i ons ( F i g u r e 7 )

· B a s e li n e : V i e w b y S e g m e n t I D

, b y C oun t y , o r b y P o ll u t a n t

· P r o j ec t e d : V i e w b y S e g m e n t I D o r b y C oun t y

F i g u re 7. Lin e H a u l E m i ss i o n s b y S e g m e n t

Y ou ca n a l so s e l ec t P r i n t E mi ss i ons b y S e g m e n t ID

, P r i n t E mi ss i ons b y C o un t y , o r P r i n t

E mi ss i ons b y P o ll u t a n t t o p r i n t e mi ss i ons t a b l e s th a t h a v e b e e n f o r m a tt e d f

o r p r i n ti n g

.

S w i tc h E m i ss i o ns

S e l ec t t h e d a t a t a b t o v i e w re su lt s b y S e g m e n t I D o r b y P o ll u t a n t

.

S w it c h E mi ss i ons ( F i g u r e 8 )

· B a s e li n e : V i e w b y Y a r d ID

, b y C oun t y , o r b y P o ll u t a n t

· P r o j ec t e d : V i e w b y Y ar d I D o r b y C oun t y13

Y ou ca n a l so s e l ec t P r i n t E mi ss i ons b y Y ar d I D o r P r i n t E mi ss i ons b y P o ll u t a n t t o p r i n t

e mi ss i ons t a b l e s t h a t h a v e b ee n f o r m a tt e d f

o r p r i n ti n g

.

F i g u re 8. S w i tc h E m i ss i o n s b y Y a rd

E ac h e mi ss i ons t a b l e c a n b e so r t e d o r f ilt e r e d t o c us t o mi z e t h e d i sp l a y o f t h e d a t a . To

so r t

, r i g h t

- c li c k on t h e c o l u m n n a m e o f t h e c o l u m n y ou w i sh t o us e a nd t h e n s e l ec t “ S o r t
A s ce nd i n g ” o r “ S o r t D e s ce nd i n g ” t o o r g a n i z e t h e d a t a i n a l ph a b e ti c a l o r n u m er i c o r d e r

. Y ou c a n

a l so f ilt er t h e d a t a t o i so l a t e a

p a r ti c u l ar c oun t y o r po ll u t a n t b y r i g h t c li c k i n g on t h e ce ll t h a t

c on t a i ns t h e v a l u e y ou w i sh t o v i e w a nd t h e n s e l ec ti n g “ F ilt er b y s e l e c ti on. ” Th ere are s e v e r a l

o t h er t a b l e m a n i pu l a ti ons a nd f ilt er i n g op ti ons a v a il a b l e w it h i n M S A cce ss ; ref e r t o M S A cce ss H e l p f o r m o r e i n f

o r m a ti o n.

V i e w T o t a l ( Lin e H a u l a nd S w i tc h ) E m i ss i o n s b y C o un t y

F r o m t h e op e n i n g s c ree n ( F i g u re 2 ) , s e l e c t V i e w T o t a l ( L i n e H a u l a nd S w i t c h ) E mi ss i ons b y C oun t y t o v i e w a

su m m a r y o f e mi ss i ons f

o r b o t h li n e h a u l a nd s w it c h d a t a
, b y c oun t y

.

V i e w T o t a l ( Lin e H a u l a nd S w i tc h ) E m i ss i o n s b y C o un t y

Th i s su m s b a s e li n e e mi ss i ons f o r bo t h g e n er i c a n d sp ec i f

i c li n e h a u l a s w e l l a s s w it c h

d a t a
, b y c oun t y . Th e u s e r i s t h e n p re s e n t e d a n ea s y

- t o -rea d, c onso li d a t e d b a s e li n e e mi ss i ons

re po r t f o r p r i n ti n g

.

G I S C o m p o n e n t

Th e m od e l c o m e s w it h a n a sso c i a t e d G e o g ra ph i c I n f o r m a ti on S y s t e m (G I S ) c o m pon e n t

t h a t e n a b l e s y ou t o t a k e a dv a n t a g e o f t h e s p a ti a l e l e m e n t o f t h e d a t a s e t

. W h il e t h e M S A cce ss i n t erfa c e e n a b l e s y ou t o v i e w a nd m od i f y d a t a f o r sp ec i f i c r a il s e g m e n t s a n d c oun t y su mm ar i e s,14

t h e G I S i n t e rf

a ce e x t e nd s t h e m od e l t o p r ov i d e po w erf u l v i su a li z a ti on o f t h e s e g m e n t s ’

c onn ec ti v i t y a nd t h e l a y o u t o f t h e ra il r o a d n e t w o r k acr oss t h e s t a t e . T h e G I S c o m pon e n t c ons i s t s

o f t h ree sh a p ef

il e s a nd o n e m a p do c u m e n t

. F o r b e s t p erf o r m a n ce , E S R I ’ s Ar c M a p so f t w a r e

v er s i on 9.3 o r

h i g h er sh o u l d b e us e d t o ac c e ss t h e s e f il e s.

Th e m od e l c on t a i ns a n A rc M a p do c u m e n t t h a t i s ac ti v e l y li nk e d t o t h e s e g m e n t a nd y a r d

d a t a p re s e n t i n t h e A c c e s s d a t a b a s e . Th i s po r ti on o f t h e m od e l a ll o w s y ou t o b e tt er u tili z e t h e

sp a ti a l e l e m e n t o f t h e d a t a s e t b y i n c o rpo r a ti n g t h e ac ti v i t y d a t a a l o n g w it h a m a p o f a ll ra il r o a d

s e g m e n t s a nd i n t er m od a l fac iliti e s l o ca ti ons. Th e d efa u lt v i e w o f t h e d a t a s ho w s t h e i n t er m od a l

fac iliti e s s y m bo li z e d b y c o m b i n e d a nnu a l g r o w t h ra t e
, w h i c h t h e s e g m e n t d a t a i s s y m bo li z e d

us i n g t h e 2004 G TM ac ti v i t y d a t a

. A c oun t y bou n d a r y d a t a f il e i s i n c l ud e d a s w e ll

.

I n a dd iti on t o t h e i n f

o r m a ti on rea d i l y v i s i b l e i n t h e T a b l e o f C on t e n t s w i n d o w , y ou m a y

ac c e ss a dd iti on a l s e g m e n t o r y a r d

- l e v e l d a t a v i a t h e “ I d e n ti f

y ” t oo l

. Cli c k i n g on a n y ra il r o a d

s e g m e n t i n t h e n e t w o r k w ill op e n a w i ndo w t h a t li s t s a nu m b er o f s e g m e n t p r op er ti e s, i n c l ud i n g :

· S e g m e n t I D ( t h e un i qu e i d e n ti f i er t h a t li nks t h e s e g m e n t

- s p ec i f i c ac ti v i t y d a t a t o t h e li n e s e g m e n t i nd i c a ti n g t h e ra il r o a d ’ s l o ca ti on i n t h e G I S )

· C oun t y N a m e a nd F I PS

· S e g m e n t l e n g t h ( i n mil e s )

· R a il r o a d c o m p a n y

· D e ns i t y c l a ss

· C o m b i n e d A nnu a l Gr o w t h R a t e

· A c ti v i t y i n G TM f

o r e ac h y e ar f

r o m 1999 t h r o u gh 2020.

T w o l e v e l s o f a dd iti on a l i n f o r m a ti on are a v a il a b l e f

o r t h e i n t er m od a l f

ac iliti e s. U s i n g t h e

“ I d e n ti f y ” t oo l t o c li c k o n a y a r d l o c a ti on w ill op e n a n e w w i ndo w li s ti n g a nu m b er o f y a r d

p r op er ti e s, i n c l ud i n g t h e y ar d n a m e
, c oo r d i n a t e s, c i t y l o c a ti on, a nd c u m u l a ti v e a v er a g e g r o w t h

ra t e ( C AG R )

, a m o n g o t h er p r op e r ti e s. E x p a nd i n g t h e “+” c h e c kbo x on t h e l ef t o f t h e i d e n tif

y wi ndow re v ea l s a

n e w s e t o f i n f

o r m a ti on sp ec i f

i c t o t h a t y a r d f

o r eac h y ea r b e t w ee n 1999 a nd

2020. F o r e ac h y e ar
, t h i s i n c l ud e s bu t i s no t limit e d t o t h e f o ll o w i n g :

· D a t a I D C od e ( un i qu e i d e n ti f i er t h a t li nks t h e y a r d

- sp ec i f i c a c ti v i t y d a t a t o t h e po i n t
i nd i ca ti n g t h e y a r d ’ s l o ca ti on i n t h e G I S )

· Yar d

- s p ec i f

i c T i e r p r o f i l e

· A nnu a l F u e l u s a g e ( g a ll ons )

· A nnu a l H ou r s o f

o p era t i on

N o t e t h a t s e v e r a l i n t er m o d a l fac iliti e s w e r e ob t a i n e d fr o m t h e B T S d a t a a n d, a s su c h, l ac k

f l ee t c o m pos iti on a nd p r o

j ec t e d a c ti v i t y d a t a

. F o r t h e s e y a r ds, a p l ace ho l d e r f o r 2004 f l e e t
i n f o r m a ti on h a s b ee n i n c l ud e d i n t h e m od e l t o fac i lit a t e f u t u re re v i s i ons.

N o t e : i n t h e e v e n t o f

b r o k e n li nk a g e s b e t w e e n t h e G I S a nd A c ce ss c o m po n e n t s o f t h e m od e l

, t h e y ca n b e re c r e a t e d a s f o ll o w s :15

· I n Ar c M a p, g o t o F il e / A dd D a t a
, a nd n a v i g a t e t o t h e A c c e ss d a t a b a s e a nd a dd t h e

t a b l e s n a m e d “ L I N E H AU L

_ A c ti v i t y

_ P r o

j e c ti ons ” a nd

“ YA R D

_ A c ti v i t y

_ P r o

j e c ti ons ”

· I n t e r m od a l

_ R a il

_ F a c iliti e s : i n Ar c M a p, r i g h t

- c li c k on t h e sh a p ef il e i n t h e t a b l e o f

c on t e n t s, t h e n s e l ec t “ J o i ns a nd R e l a t e s ” t h e n “ R e l a t e

... ” B a s e t h e r e l a te o n t h e f i e l d

“ I D 11 ” a nd re l a t e it t o t h e t a b l e “ Y A R D

_ A c ti v i t y

_ P r o j ec ti ons ” us i n g t h e f

i e l d

“ D a t a I D C o d e”

, t h e n n a m e t h e re l a t e “ YA R D

_ A c t i v i t y

_ P r o j ec ti ons_ re l a t e”

.

· T X R a il r o a d_ F I N A L : i n Ar c M a p, r i g h t

- c li c k on t h e sh a p ef il e i n t h e t a b l e o f c on t e n t s,

t h e n s e l ec t “ J o i ns a nd R e l a t e s ” t h e n j o in

... C hoos e t h e f i e l d

“ T X

_ R a il r o a d

_ F I N A L

. S e g m e n t I D ” a nd j o i n it t o t h e t a b l e

“ L I N E H A U L

_ A c ti v i t y

_ P r o j ec ti ons ” b a s e d on t h e f

i e l d “ S e g m e n t I D c od e

. ”

· P l ea s e no t e : i f t h e G I S f i l e s (a nd c h a n g e s ) are s a v e d t o t h e us er’ s d r i v e a nd no t

m ov e d, t h e s e li nk a g e s p e r s i s t e v e n af t e r op e n i n g a nd c l os i n g t h e m od e l so t h a t t h e s e

s t e ps n ee d no t b e r e p ea t e d.

U s er s w ho do no t h a v e A rc G I S c a n s till acce ss a n d b e n ef it fr o m t h e G I S d a t a

. A f

r ee d a t a

v i e w er i s a v a il a b l e t h r o u g h E S R I t h a t a ll o w s us e r s t o crea t e a m a p f o r ea s y d i sp l a y a nd q u e r y o f

G I S d a t a

. I ns t r u c ti ons a n d a fr e e do w n l o a d are a v a il a b l e a t t h e f o ll o w i n g li nk :

h tt p :// www

. e s r i

. c o m/ so f

t w are / a r c e x p l o rer

/ do w n l o a d9.h tml

E VA L UA T I N G P O SS I BLE L I N E H AU L S C E NAR I OS

Y ou ca n e d it t h e ac ti v i t y d a t a i n t h e L i n e H a u l a n d Y ar d D a t a F o r m s a nd ca l c u l a t e

e mi ss i ons i f y ou w a n t t o e v a l u a t e poss i b l e s c e n ar i os. Af t er e d iti n g t h e d a t a
, y ou c a n c o m p a re

y o u r re su lt s t o re su lt s g e n era t e d b y t h e o r i g i n a l m od e l d a t a . To r e t u r n t o t h e o r i g i n a l d a t a
, c l o s e

t h e m od e l a nd re o p e n it f r o m t h e o r i g i n a l , un e d it e d f il e on t h e C D

.

E x a m p l e 1 : I f r a il r o a d t r a ff i c doub l e s a l o n g r a il r o a d s e g m e n t

, t h e n h o w w o u l d NO

x e mi ss i ons b e eff e c t e d f o r a sp e c i f i e d c oun t y ?

· To e v a l u a t e t h i s s ce n ar i o t h e m od e l shou l d b e r un f o r t h e i nv e n t o r y y e ar

o f i n t ere s t

.

· Th e NO

x e s tim a t e f

o r s e g m e n t o f i n t ere s t shou l d b e e x t rac t e d fr o m m od e l o u t pu t

.

· F u e l us a g e d a t a f

o r t h e s e g m e n t o f i n t e re s t shou l d b e doub l e d t o re p r e s e n t a doub li n g i n t raff i c a l o n g t h e s e g m e n t o f i n t ere s t

.

· O n ce t h i s c h a n g e h a s b ee n m a d e
, t h e m od e l c a n b e rer un.

· Th e NO

x ou t pu t f

o r t h e s p ec i f

i e d c oun t y f

o r t h e b a s e li n e ca n b e c o m p a re d w it h t h e

ou t pu t f o r t h e s ce n a r i o t o e v a l u a t e t h e im p a c t t h a t doub li n g o f t r a ff i c h a s on l o ca l a i r

qu a li t y

.

E x a m p l e 2 : I f t h e nu m b e r o f y ar d l o c o m o ti v e s a Y ar d X i n c rea s e b y 50 p e rce n t

, t h e n w h a t w ou l d

t h e SO

x e mi ss i ons b e f

o r a sp ec i f i c c oun t y ?

· To e v a l u a t e t h i s s ce n ar i o t h e m od e l shou l d b e r un f o r t h e i nv e n t o r y y e ar

o f i n t ere s t

.16

· Th e SO

x e s tim a t e f

o r t h e y ar d o f i n t e r e s t shou l d b e e x t rac t e d fr o m m od e l o u t pu t

.

· H ou r s o f

op e r a ti on d a t a s hou l d b e i n crea s e d b y 5 0 p erce n t t o r e p re s e n t a n i n crea s e i n

y ar d e n g i n e popu l a ti on o f t h i s a m oun t

.

· O n ce t h i s c h a n g e h a s b ee n m a d e
, t h e m od e l c a n b e rer un.

· Th e SO

x ou t pu t f

o r t h e s p ec i f

i e d c oun t y f

o r t h e b a s e li n e ca n b e c o m p a re d w it h t h e

ou t pu t f o r t h e s ce n a r i o t o e v a l u a t e t h e im p a c t t h a t i n crea s i n g t h e y a r d f l e e t b y 50

p erce n t h a s on SO

x e mi s s i ons.

E x a m p l e 3 : I f

h i g h er T i e r e n g i n e s a r e us e d a t Y ar d Y

, t h e n ho w w ou l d NO

x e mi ss i ons b e

re du ce d ?

· To e v a l u a t e t h i s s ce n ar i o t h e m od e l shou l d b e r un f o r t h e i nv e n t o r y y e ar

o f i n t ere s t

.

· Th e NO

x e s tim a t e f

o r t h e y a r d o f i n t e r e s t shou l d b e e x t rac t e d fr o m m od e l o u t pu t

.

· Th e y a r d f

l ee t c o m pos iti on shou l d b e m od i f i e d f o r t h e y a r d o f i n t e re s t

, i n c r ea s i n g t h e frac ti on o f

s w it c h e n g i n e s w it h h i g h er T i e r ra ti n g

.

· O n ce t h i s c h a n g e h a s b ee n m a d e
, t h e m od e l c a n b e rer un.

· Th e NO

x ou t pu t f

o r t h e b a s e li n e ca n b e c o m p a re d w it h t h e ou t pu t f o r t h e s ce n ar i o t o

e v a l u a t e t h e im p a c t t h a t i n crea s i n g t h e nu m b er o f h i g h er T i er

s w it c h e n g i n e s h a s on NO

x

e mi ss i ons.Attachment B

Emission Factors for Locomotives1 

# Technical Highlights

Printed on Recycled Paper United States

Environmental Protection Agency Air and Radiation EPA420-F-97-051

December 1997

Office of Mobile Sources



# Emission Factors for Locomotives

Estimated Baseline Freight Locomotive Emission
Rates

In support of the rulemaking finalizing the locomotive emission standards, EPA has estimated average emission rates, given in grams per brake horsepower-hour (g/bhp-hr), for current uncontrolled locomotives. These estimates are shown in Table 1. It is important to note that there is significant variability in in-use emission rates. Table 2 shows the range of emission rates that have been reported for NOx and PM. The Environmental Protection Agency (EPA) has established emission standards for oxides of nitrogen (NOx), hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), particulate matter (PM) and smoke for newly manufactured and remanufactured diesel-powered locomotives and locomotive engines, which have previously been unregulated. Three separate sets of emission standards have been adopted, with applicability of the standards dependent on the date a locomotive is first manufactured. The first set of standards (Tier 0) apply to locomotives and locomotive engines originally manufactured from 1973 through 2001. The second set of standards (Tier 1) apply to locomotives and locomotive engines originally manufactured from 2002 through 2004. The final set of standards (Tier 2) apply to locomotives and locomotive engines originally manufactured in 2005 and later. To analyze the environmental benefits expected from these new standards, EPA had to

calculate emission factors for locomotives.2 * Line-haul locomotives over the line-haul duty-cycle ** Switch locomotives over the switch duty-cycle



### Conversion to Gram per Gallon Emission Factors

It is often useful to express emission rates as grams of pollutant emitted per gallon of fuel consumed (g/gal). This can be done by multiplying the emission rates in Table 1 by a conversion factor. EPA has estimated the appropriate conversion factor to be 20.8 bhp-hr/gal. These converted

emission factors are shown in Table 3.



### Projected Future Emission Factors

With the new national emission standards for both newly manufactured and remanufactured locomotives originally built after 1972, future locomotive emission rates are projected to be much lower than the

baseline rates shown above. EPA’s estimates of future emission rates for setaRnoissimEesU-nIenilesaBdetamitsE-1elbaT )rh-phb/g(

C H O C x O N M P

* l u a H

- e n i L 8 4

. 0 8 2

. 1 0

. 3 1 2 3

. 0

* * h c t i w S 1 0

. 1 3 8

. 1 4

. 7 1 4 4

. 0

) r h

- p h b / g ( s e t a R n o i s s i m E M P d n a x O N f o e g n a R

- 2 e l b a T

e l c y C l u a H

- e n i L e l c y C h c t i w S

x O N M P x O N M P

2

. 8 1

- 3

. 0 1 1 4

. 0

- 2 2

. 0 1

. 3 3

- 2

. 9 6 8

. 0

- 2 2

. 0

) l a g / g ( s r o t c a F n o i s s i m E d e t r e v n o C

- 3 e l b a T

C H O C x O N M P

l u a H

- e n i L 0 1 6

. 6 2 0 7 2 7

. 6

h c t i w S 1 2 1

. 8 3 2 6 3 2

. 93 Tier 0-Tier 2 locomotives are shown in Tables 4-6, respectively. Table 9 gives the expected fleet average emission factors for all locomotives, which reflects the penetration of the Tier 0-Tier 2 locomotives into the

fleet over time.

rofsetaRnoissimEdellortnoCdetamitsE-4elbaT

)0reiT(1002-3791niderutcafunaMsevitomocoL

C H O C x O N M P

p h b / g

r h

- l a g / g p h b / g

r h

- l a g / g p h b / g

r h

- l a g / g p h b / g

r h

- l a g / g

l u a H

- e n i L 8 4

. 0 0 1 8 2. 1 6

. 6 2 6. 8 8 7 1 2 3

. 0 7.6

h ctiw S 1 0. 1 1 2 3 8. 1 1

. 8 3 6

. 2 1 2 6 2 4 4

. 0 2.9

rof s eta R n ois si m E d ellortn o C d eta m its E

- 5 elb a T )1 reiT( 4 0 0 2-2 0 0 2 ni d erutc afu n a M s e vito m o c o L

C H O C x O N M P

p h b / g

r h

- l a g / g p h b / g

r h

- l a g / g p h b / g

r h

- l a g / g p h b / g

r h

- l a g / g

l u a H

- e n i L 7 4

. 0 8.9 8 2. 1 6

. 6 2 7. 6 9 3 1 2 3

. 0 7.6

h ctiw S 1 0. 1 1 2 3 8. 1 1

. 8 3 9. 9 2 0 2 4 4

. 0 2.9

rof s eta R n ois si m E d ellortn o C d eta m its E

- 6 elb a T )2 reiT( 4 0 0 2 retfa d erutc afu n a M s e vito m o c o L

C H O C x O N M P

p h b / g

r h

- l a g / g p h b / g

r h

- l a g / g p h b / g

r h

- l a g / g p h b / g

r h

- l a g / g

l u a H

- e n i L 6 2

. 0 4.5 8 2. 1 6

. 6 2 0. 5 3 0 1 7 1

. 0 6.3

h ctiw S 2 5. 0 1 1 3 8. 1 1

. 8 3 3. 7 2 5 1 1 2

. 0 3.44 

### Emission Inventory Estimation

Total emissions can be calculated by multiplying the emission factors (in g/gal) by the fuel consumption rates (in million-gal/yr) to give annual emission rates (in metric tons per year). This metric estimate can be converted to standard tons (or short tons) per year, by multiplying it by 1.1.

In the United States, the great majority of fuel consumed by locomotives each year is used in line-haul freight service. Smaller amounts are also used in switching and passenger service. EPA’s estimates of these fuel

volumes are shown in Table 7. EPA’s estimates of annual emission rates calculated from these fuel consumption rates are shown in Table 8.



### For More Information

For further information on emission factors for locomotives, please write

to:

U.S. Environmental Protection Agency Engine Programs and Compliance Division 2565 Plymouth Road Ann Arbor, MI 48105

Additional documents on locomotive emission standards are available electronically from the EPA Internet server at:

http://www.epa.gov/OMSWWW/locomotv.htm

or by calling (734) 668-4333. noitpmusnoCleuFevitomocoL6991-7elbaT )raey/lagnoillim(yrogetaCecivreSyb

luaH-eniLthgierFlanoitaN 133,3

gnihctiwSthgierFlanoitaN 072

th gierFlanoigeRdnalacoL 512

re gnessaP 331

evitomocoLediwnoitaN6991detamitsE-8elbaT

)raeyrepsnottrohsdnasuoht(setaRnoissimE

C H O C x O N M P

7 4 9 1 1 2 0 2

, 1 0 35 srotcaFnoissimEegarevAteelF-9elbaT

sevitomocoLllAroF

)rh-phb/g ( ) l a g / g (

r a e Y C H O C x O N M P C H O C x O N M P

9 9 9 1 2 5

. 0 2 3

. 1 0 3

. 3 1 3 3

. 0 7

. 0 1 4

. 7 2 7

. 6 7 2 8

. 6

0 0 0 2 2 5

. 0 2 3

. 1 6 1

. 3 1 3 3

. 0 7

. 0 1 4

. 7 2 8

. 3 7 2 8

. 6

1 0 0 2 2 5

. 0 2 3

. 1 4 7

. 2 1 3 3

. 0 7

. 0 1 4

. 7 2 0

. 5 6 2 8

. 6

2 0 0 2 2 5

. 0 2 3

. 1 6 9

. 1 1 3 3

. 0 7

. 0 1 4

. 7 2 8

. 8 4 2 8

. 6

3 0 0 2 2 5

. 0 2 3

. 1 2 2

. 1 1 3 3

. 0 7

. 0 1 4

. 7 2 3

. 3 3 2 8

. 6

4 0 0 2 1 5

. 0 2 3

. 1 9 4

. 0 1 3 3

. 0 7

. 0 1 4

. 7 2 1

. 8 1 2 8

. 6

5 0 0 2 0 5

. 0 2 3

. 1 0 6

. 9 2 3

. 0 4

. 0 1 4

. 7 2 8

. 9 9 1 6

. 6

6 0 0 2 8 4

. 0 2 3

. 1 2 9

. 8 1 3

. 0 1

. 0 1 4

. 7 2 6

. 5 8 1 4

. 6

7 0 0 2 7 4

. 0 2 3

. 1 1 5

. 8 0 3

. 0 8

. 9 4

. 7 2 0

. 7 7 1 2

. 6

8 0 0 2 6 4

. 0 2 3

. 1 9 2

. 8 9 2

. 0 6

. 9 4

. 7 2 5

. 2 7 1 0

. 6

9 0 0 2 5 4

. 0 2 3

. 1 9 0

. 8 8 2

. 0 4

. 9 4

. 7 2 3

. 8 6 1 9

. 5

0 1 0 2 4 4

. 0 2 3

. 1 4 8

. 7 8 2

. 0 1

. 9 4

. 7 2 0

. 3 6 1 7

. 5

1 1 0 2 4 4

. 0 2 3

. 1 4 7

. 7 7 2

. 0 1

. 9 4

. 7 2 1

. 1 6 1 7

. 5

2 1 0 2 3 4

. 0 2 3

. 1 2 6

. 7 7 2

. 0 9

. 8 4

. 7 2 5

. 8 5 1 6

. 5

3 1 0 2 2 4

. 0 2 3

. 1 0 5

. 7 6 2

. 0 8

. 8 4

. 7 2 9

. 5 5 1 5

. 5

4 1 0 2 2 4

. 0 2 3

. 1 7 3

. 7 6 2

. 0 7

. 8 4

. 7 2 4

. 3 5 1 4

. 5

5 1 0 2 1 4

. 0 2 3

. 1 6 2

. 7 5 2

. 0 5

. 8 4

. 7 2 0

. 1 5 1 3

. 5

6 1 0 2 0 4

. 0 2 3

. 1 4 1

. 7 5 2

. 0 4

. 8 4

. 7 2 5

. 8 4 1 2

. 5

7 1 0 2 0 4

. 0 2 3

. 1 4 0

. 7 5 2

. 0 3

. 8 4

. 7 2 5

. 6 4 1 1

. 5

8 1 0 2 9 3

. 0 2 3

. 1 4 9

. 6 4 2

. 0 2

. 8 4

. 7 2 4

. 4 4 1 1

. 5

9 1 0 2 9 3

. 0 2 3

. 1 4 8

. 6 4 2

. 0 1

. 8 4

. 7 2 4

. 2 4 1 0

. 5

0 2 0 2 8 3

. 0 2 3

. 1 5 7

. 6 4 2

. 0 9

. 7 4

. 7 2 3

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. 7 4

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. 4

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. 4

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. 3

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. 3