Pendeltåg Sverige

Så pratar tåget med ledningscentralen: från analogt TOR-system till digital ERTMS

Varje gång ett pendeltåg lämnar en station och accelererar ut på spåret sker ett konstant informationsutbyte som de flesta resenärer aldrig tänker på. Föraren kommunicerar med ledningscentralen. Signalsystemet talar om för tåget hur fort det får köra. Positionen registreras. Realtidsdata om trafiken flödar in och ut.

Det har alltid funnits ett behov av den här kommunikationen. Hur den tekniskt sett har gått till har förändrats fundamentalt under de sextio år som Stockholms pendeltågsnät funnits i sin moderna form.

Varför kommunikation är kritisk för järnvägssäkerhet

Järnvägen är ett slutet system. Tågen delar spår och kan inte svänga undan som bilar. Det gör kommunikationen mellan fordon och ledningscentral till en säkerhetsfråga av högsta prioritet. Om ett tåg behöver stanna på öppen linje, om ett spårväxelproblem uppstår eller om ett fordon kör förbi sin tillåtna hastighet, måste ledningscentralen veta om det omedelbart.

I det äldre signalsystemet hanterades detta till stor del mekaniskt: fysiska ljussignaler längs spåret talade om för föraren vad som gällde. Kommunikationen var enkelriktad och statisk. Det moderna systemet är tvåvägs, digitalt och dynamiskt.

TOR: tågorderradion som band ihop nätet (1968-2008)

Det första samlade radiosystemet för Stockholms pendeltåg kallades TOR, vilket stod för Tågorderradio. Det byggdes ut under slutet av 1960-talet och var fullt driftsatt kring 1974.

TOR var ett analogt radiosystem som använde UHF-frekvenserna 468 MHz för sändning från tåg och 458 MHz för mottagning. Längs pendeltågslinjerna placerades tjugo basstationer med ungefär 10-15 kilometers mellanrum. Varje basstation huserades i en s.k. radiokiosk, en mindre byggnad tillverkad av KL-industri, och var utrustad med radiosändare av märket Storno CQF 662. Senare uppgraderades utrustningen till Sonab FR4000.

En teknisk detalj som är värd att lyfta fram är de s.k. slingsändarna, induktiva slingor nedlagda i spåret som sände ut en svag radiosignal. Tågets mottagarutrustning detekterade dessa slingor och switchar automatiskt till rätt radiokanal för det spåravsnitt tåget befann sig på. Det löste problemet med manuell kanalbyten och var en elegant lösning för sin tid.

På ledningscentralen, som kallades Fjärrblockeringscentralen och var belägen vid Stockholms centralstation, satt TOR-operatörer som hanterade all radiokommunikation med tågen. Operatörerna hade kontakt med förarna via ett konventionellt kommunikationssystem, där man anropade ett specifikt tåg och fick svar på vanlig talad radio.

Det var ett system som fungerade relativt väl men hade tydliga begränsningar. Täckningen var inte alltid tillräcklig i tunnlar och under broar. Radiokanalen var analog och känslig för störningar. Och framför allt var kommunikationen röstbaserad, vilket innebar att all information måste förmedlas verbalt av mänskliga operatörer och förare.

GSM-R och MobiSIR: järnvägstelefoni in i digitalåldern (2006 och framåt)

Avvecklingen av TOR-systemet skedde 2006-2008 och ersattes av GSM-R, ett järnvägsspecifikt mobiltelefonsystem byggt på samma teknologi som vanliga GSM-nät men med egna frekvenser och skräddarsydda funktioner för järnvägsmiljö.

I Sverige benämndes systemet ofta MobiSIR i järnvägssammanhang, men det är tekniskt sett en implementering av den europeiska GSM-R-standarden. Det innebar ett fundamentalt skifte: från analogt till digitalt, från ett lokalt Stockholmssystem till en europeisk standard.

En viktig funktion i GSM-R är möjligheten till direktanrop och nödanrop. En förare som befinner sig i en nödsituation kan med ett knapptryck nå alla tåg och ledningscentralen på en och samma gång inom ett definierat spåravsnitt. Det är en funktion som inte hade någon direkt motsvarighet i TOR-systemet.

GSM-R används fortfarande i dag och är ryggraden i Trafikverkets kommunikation med tågen. Det är dock ett system med en fastlagd livslängd: Ericsson, som är en av de dominerande leverantörerna, har meddelat att grundläggande GSM-R-utrustning successivt fasas ut under 2020-30-talen.

Från röst till data: ERTMS som kommunikationsrevolution

Det som komplicerar bilden ytterligare är att ERTMS, Europas nya signalsystem, inte bara är ett signalsystem utan också ett kommunikationssystem. ERTMS ETCS Level 2, den nivå som är aktuell för det svenska järnvägsnätet, kommunicerar digitalt med tåget via GSM-R eller i framtiden 5G/FRMCS.

Vad som sänds är inte längre röstsamtal utan datapaket med specifik information: tillåten hastighet för exakt det spåravsnitt tåget befinner sig på, tågets exakta position, avstånd till nästa tillåtna punkt. Tågets bromssystem kan ta emot denna information och agera automatiskt inom ramen för förarens kontroll.

Det praktiska resultatet är att ERTMS tillåter s.k. rörlig blocklåsning (moving block) i sin mest avancerade form: i stället för att dela upp spåret i fasta block där bara ett tåg åt gången tillåts, beräknas varje tågs exakta bromsväg dynamiskt. Tåg kan köra med kortare mellanrum och kapaciteten ökar utan att ett enda nytt spår behöver byggas.

FRMCS: nästa steg i järnvägskommunikation

GSM-R är ett äldre system och Europeiska järnvägsorganisationen ERA har definierat dess efterföljare: FRMCS, Future Railway Mobile Communication System. Det bygger på 5G-teknologi och är designat för att hantera inte bara röst och begränsad data utan de stora datamängder som autonoma och halvautonoma järnvägssystem kommer att kräva.

X65-tågen som nu tas i drift är konstruerade med antennsystem och hårdvara som förbereder dem för FRMCS-kompatibilitet. Det är en av anledningarna till att fordonsbytet från X60 till X65 är mer än ett komfortlyft. Det är en infrastrukturförberedelse.

Vad resenären märker

För de allra flesta pendlare är kommunikationssystemen osynliga. Men de märks indirekt:

Bättre mobiltäckning i tunnlarna. GSM-R och Citybanan-infrastrukturen kräver att tunnlarna är utrustade med förstärkare som också förbättrar din mobiltelefons täckning. Det är inte ett misstag utan en direkt konsekvens av att järnvägssystemet behöver täckning inomhus.

Färre signalrelaterade förseningar. Signalfel orsakade av det gamla analoga systemet är en av de vanligaste störningsorsakerna. ERTMS ersätter det mesta av denna mekanik med digitala system som är lättare att övervaka och underhålla på distans.

Tätare trafik på sikt. Det är det löfte som kommunikationssystemens evolution ytterst handlar om. Inte för att tekniken i sig är fascinerade (fast det är den), utan för att det möjliggör fler tåg, kortare väntetider och ett pendeltågsnät som kan klara Stockholmsregionens tillväxt under de kommande decennierna.

Läs mer om ERTMS i vår artikel om vad ERTMS-utbyggnaden innebär för pendlare och om de nya X65-tågen i inlägget om X65:s intåg på pendeltågsnätet.

← Tillbaka till alla artiklar