Etikett: Audionen 2025 nr1

Detta är den fjärde och avslutande artikeln i serien om telekommunikation på svenska järnvägen.

Sedan det helautomatiska mobiltelefonnätet NMT 450 driftsatts 1981 kom olika tillämpningar med ”släpbara” mobiltelefoner att användas ombord på några av de mindre järnvägslinjerna. Förutom NMT användes också det äldre manuellt kopplade mobiltelefonsystemet MTD, tills detta släcktes ner 1987. Mobiltelefonerna användes som komplement till den driftradio och tågradio som fortfarande var i drift in på 1990-talet.

För att öka möjligheten till direktkontakt mellan trafikledning och lokförare på de ibland överbelastade radiokanalerna, tog SJ:s dåvarande generaldirektör Stig Larsson år 1989 beslut om att utrusta alla svenska lok och motorvagnar med NMT 450 mobiltelefon.

Tidigare, under 1970-talet, bestämde sig SJ också för att utveckla ett eget tågskyddssystem, som till exempel automatiskt skulle stoppa tåget om lokföraren missade en stoppsignal. Det utvecklade systemet ATC – Automatic Train Control togs i drift på de första järnvägssträckorna 1980.

Lokföraren på ett RC-lok i bilden till höger matar in uppgifter om tåget till lokdatorn via ATC-kontrollpanel. Bland annat behöver uppgifter om tågets längd, maxhastighet och bromsförmåga anges för att ATC skall fungera korrekt.

ATC bygger på grupper av informationsgivande transpondrar, i järnvägssammanhang kallade baliser, placerade mellan rälerna i spåret. Dessa baliser aktiveras av en sändare monterad under det passerande loket, vilken sänder korta pulser på 27 MHzbandet.

Den aktiverade balisen svarar med ett kort ”telegram” sänt med 50 kbit/s på 4,5 MHz vilket registreras av en mottagare i loket.

Balisens information gäller t.ex. aktuell hastighetsbegränsning, spårlutning eller läget på närmaste trafiksignal. En dator i loket tar emot informationen och tar över kontrollen om lokföraren inte håller hastighetsgränsen, eller inte följer signalerna längs banan.

För att förhindra att ett bakomvarande tåg hinner upp ett framförvarande på samma spår, används en teknik som kallas linjeblockering. Detta innebär att rälsen delas in i blocksträckor, oftast 2 – 5 km långa. Huvudsignalen vid blocksträckans början visar automatiskt stopp så länge ett framförvarande tåg befinner sig på denna sträcka.

Tåg kör vänstertrafik vid dubbelspår i Sverige och signalen på det vänstra spåret i bilden ovan, i detta fall kallat uppspåret, visar grönt ”kör” eftersom blocksträckan fram till nästa blocksignal är fri från hinder. Signalen på det högra, benämnt nedspåret, visar rött ”stopp” eftersom en tågväg är lagd för ett uppifrån kommande tåg som strax kommer att passera.

Gruppering av baliser ger möjlighet till mera information, samt riktningsbestämning beroende på åt vilket håll tåget passerar. År 1993 uppgraderades lokdatorn till nya versionen ATC 2, och i senare uppgraderingar har ytterligare funktioner lagts till.

Det gamla mobilnätet NMT 450 var beräknat att släckas ner cirka 2007, och därför startade Banverket uppbyggnaden av det egna mobilnätet MobiSIR – Mobil Svensk Internationell Radio för järnväg år 2001. Detta ersatte alla gamla radio och elefonsystem hos SJ och Banverket. MobiSIR bygger på GSM-R, som är en järnvägsanpassad version för tal och data av den europeiska mobilstandarden GSM, även kallad 2G.

Man kan välja abonnemang och typ av telefon i MobiSIR beroende på behov. För spårarbetare behövs kanske en stöt- och fukttålig telefonmodell, medan ombordpersonal med ett fordonsabonnemang kan välja en mera smartphoneliknande GSM-R-telefon.

Bilden till höger visar en GSM-R-telefon från franska SAGEM. Telefonen har klassiska menynavigationsknappen i mitten, samt knapp för nödanrop i överkant, och Push-To-Talk PTT-knapp (skymd) på vänstersidan.

I telefonsystemet finns ett antal säkerhetsfunktioner inbyggda, bland annat samtalsprioritering, gruppsamtal och järnvägsnödanrop. I sistnämnda
fallet kopplas samtal direkt till driftledning, och alla GSM-R-telefoner i närheten får medhörning av nödsamtalet. Det är också möjligt att ringa till tågnumret, vilket gör att man alltid kopplas rätt även om tåget t.ex. byter lok.

Eftersom många länder i Europa tidigare haft egna nationella säkerhetslösningar, har ett omfattande standardiseringsarbete successivt lett fram till det
gemensamma europeiska tågtrafiksystemet ERTMS – European Rail Traffic Management System. Detta består i sin tur av olika delar, och är dessutom indelat i tre olika nivåer.

Den del som hanterar tågsignal och styrning, och ersätter gamla nationella system som t.ex. svenska ATC, heter ETCS – European Train Control System. Nya komponenter i ETCS är dels en ny typ av balis, en Eurobalis, som främst anger tågets exakta position. Dessutom införs en ny typ av styrcentral för att hantera linjeblockering via radio, RBC – Radio Block Centre.

Sverige har valt att bygga ut ERTMS nivå 2, vilket innebär att lokföraren inte längre får körsignal och uppdatering av hastigheten via trafikmärken och optiska signaler,
utan i stället uppdateras i realtid via GSM-R på en display i förarhytten som kallas DMI – Driver Machine Interface.

Utbyggnaden av de nya tekniksystemen kommer att ta många år, prognosen 2024 är att ERTMS är utbyggt i Sverige tidigast under 2040-talet.

De framtida ERTMS-utrustade lok som ibland också kommer att trafikera sträckor med gamla ATC, kommer att ha översättnings-modulen STM – Special Transmission Module, vilken översätter signaler från ATC-baliserna till ERTMS-omborddatorn. Botniabanan är redan klar för ERTMS nivå 2, och arbete pågår 2024 – 2025 för att anpassa Malmbanan till samma standard.

GSM-R som gemensamma standarden för järnvägens radiokommunikation är fortfarande en viktig del i säkerhetssystemet ERTMS/ETCS. Men eftersom GSM-R är drygt 20 år gammal, planeras den att vara ersatt av nya 5G baserade FRMCS – Future Railway Mobile Communication System cirka år 2030.

Dag Johansson text och bild

Några exempel på YouTube-filmer för den som vill veta mera om nya tågtekniken:
Om ERTMS på Malmbanan från Trafikverket 2017. (6 minuter)
https://www.youtube.com/watch?v=xJVCOx3bjbs
Ericsson testar FRMCS-antenner på testbana 2024. (2 minuter)
https://www.youtube.com/watch?v=yVHqwm1CyDk
ERTMS/ATC i praktiken filmat från förarhytten på sträckan Ringsted-Köpenhamn 2023. (36 minuter)
https://www.youtube.com/watch?v=tRFVsZ7HpFA
Bildkällor
https://digitaltmuseum.se/021018187579/forarplatsen-i-en-sj-rc
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:GSM-R_Sagem_TiGR_350R.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ERTMS_DMI.svg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Botniabanan_l%C3%A4ngs_Ume_%C3%A4lv.jpg