EU-krav tvinger 20 år gammel teknologi ind i danske tog
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

EU-krav tvinger 20 år gammel teknologi ind i danske tog

Illustration: Alstom

Fjernbanens nye signalsystem, ERTMS, er baseret på en kommunikationsteknologi, der er forældet og tilbyder for lav båndbredde. Sådan lyder dommen fra forskere på Danmarks Tekniske Universitet, hvor et netop afsluttet ph.d.-projekt belyser problemerne i kommunikationsteknologien GSM-R, som er standard i EU, og som Danmark begynder at implementere i år.

GSM-R er en tilpasning af mobilkommunikationsstandarden GSM, så den er tilpasset jernbaner, heraf navnet GSM-Railway. Teknologien har ifølge forskerne to hovedproblemer: Dels er teknologien så gammel, at den ikke supporteres af producenterne i særlig mange år endnu, og dels er der ikke kapacitet til særlig store datamængder på et GSM-R-netværk.

Kun få kanaler og lille kapacitet

Illustration: MI Grafik

Kapacitetsproblemerne skyldes, at ERTMS-systemet kræver, at GSM-R-standarden både bliver brugt til tale og data. Datakapaciteten for GSM-R er meget begrænset, da hvert tog, der bruger systemet til at sende data, optager en kanal på radiosystemet i lighed med et gammeldags modem, der optager en hel telefonlinje, ligegyldigt hvor stor en datamængde det skal modtage.

»Det begrænsede antal kanaler betyder, at der er grænser for, hvor mange brugere eller togsæt der kan være på systemet ad gangen. Man kan lave forskellige tilpasninger, men den begrænsning vil der altid være på et GSM-R-netværk,« forklarer José Soler, lektor på DTU Fotonik.

Der er typisk 14 tilgængelige ‘kanaler’ ved hver mast, da en mast normalt sender på to såkaldte frekvenskanaler, som hver spænder over 200 kHz, en teknik der er kendt som Frequency Division Multiple Access (FDMA).

Hver frekvenskanal giver plads til syv brugere ved at opdele taletiden på kanalen i tidsintervaller ved hjælp af såkaldt Time Division Multiple Access (TDMA). Hvis der er behov for det, kan man tildele flere frekvenskanaler til en sendemast, men det kan give interferensproblemer.

Begrænsningen betyder ifølge José Soler, at tog ikke kan komme ind i områder, der i forvejen er meget befolkede af tog og personale. Konkret vil det betyde, at togenes GSM-R-radioer bliver den begrænsende faktor for, hvor mange tog der eksempelvis kan nærme sig Københavns Hovedbanegård.

Banedanmark vogter over kanaler

Banedanmark er ganske klar over problemerne og har af samme grund forsøgt at gardere sig mod problemer med antallet af kanaler ved at sørge for, at dataforbindelserne fra de danske tog bliver pakkekoblet og dermed ikke konstant optager en hel kanal på radioen.

Det skyldes, at en rapport udarbejdet af bl.a. Rambøll for Banedanmark allerede i 2008 viste, at signalprogrammet kunne støde ind i problemer med antallet af kanaler, når GSM-R-radionettet ikke blot skulle bruges til taleopkald, men også til data­transmission.

»Rent teknisk er GSM-R et gammelt system. Det er alle enige om. I moderne telekommunikation er det uhensigtsmæssigt, at en datatransmission optager en hel kanal,« siger Morten Søndergaard, program­direktør for Banedanmarks signalprogram, som står for implementeringen af ERTMS-systemet.

»For at sikre os mod kapacitetsproblemer besluttede vi derfor, at leverandørerne skulle levere en pakkekoblet radio til det danske system. Alternativet var at undgå at bruge systemet, når toget er på stationerne. Det har man valgt i flere andre lande,« forklarer han.

Morten Søndergaard påpeger dog, at også denne løsning giver problemer, fordi den kræver et parallelt signalsystem ved stationerne.

Udenlandske tog optager en kanal

Ulempen ved den danske løsning er først og fremmest, at udenlandske tog fortsat vil optage en hel kanal til datatransmission, når de passerer gennem Danmark. Hertil kommer, at det ikke bliver muligt at sende større mængder data gennem netværket, hvis togoperatører eksempelvis vil streame videoovervågning fra togene via systemet. Det skyldes, at hver kanal kun understøtter en datastrøm på op til 9,6 kbps.

»Der er mange forslag til, hvordan man kunne bruge GSM-R til andre ting. Der var på et tidspunkt tale om at give beredskabet adgang også, men hvis vi løber tør for kanaler, standser alle tog i området. Derfor afholder vi os fra at bruge systemet til andre formål. Det er ikke acceptabelt,« siger Morten Søndergaard.

En anden oplagt anvendelse af de mange nye sendemaster, der allerede i dag står langs de danske jernbaner, er at bruge systemet til at forbedre internet i togene, men af samme årsag mener Banedanmark heller ikke, at togenes kommunikationsnetværk skal bruges. Masterne åbner dog for, at teleudbydere kan installere deres sendere langs jernbanen for at forbedre dækningen.

Radioer supporteres ti år endnu

Problemerne med teknologien skyldes først og fremmest, at den er gammel. Det er nu omkring 20 år siden, at GSM-R blev vedtaget som kommunikationsstandard i ERTMS, og den næste version af standarden er netop nu ved at blive forhandlet på plads.

Af samme årsag har producenterne af GSM-R-radioer også meddelt, at teknologien inden for omkring ti år ikke længere vil blive supporteret. Brancheorganisationen UNIFE vurderer, at teknologien supporteres frem til 2025, mens European Railway Agency anslår, at supporten vil stoppe i 2028.

»Det betyder, at supporten fra leverandørerne kan være meget begrænset eller utroligt dyr, når det gælder vedligehold eller udskiftning af udstyr efter 2030, medmindre der ligger en specifik aftale med leverandørerne om det modsatte,« påpeger José Soler.

De udsigter vækker dog ikke bekymring hos Banedanmark. Her påpeger Morten Søndergaard, at levetiden for radioerne alligevel ikke er meget længere.

»Vores tankegang er, at det vil være for gammelt i 2030. Det skal udskiftes efter ca. 15 år. Jeg regner ikke med, at radioerne har en levetid, der er længere end det – i lighed med andre it-komponenter. Vi har på de fleste af vores ting bedt leverandørerne om at supportere i 25 år, men jeg tror ikke på, at vi har en radio med GSM-R til den tid,« vurderer han.

Desuden arbejder Banedanmark for at gøre pakkekobling på GSM-R til den kommende standard i ERTMS-systemets næste version. Ifølge Morten Søndergaard er der opbakning omkring standarden i en række andre lande, selv om beslutningen endnu ikke er taget.

Alternative teknologier er klar

Et netop afsluttet ph.d.-projekt fra DTU Fotonik viser, at LTE, som bl.a. er kendt fra mobiltelefoners 4G-netværk, er en brugbar afløser for GSM-R-teknologien.

Den kinesiske telekommunika­tions-gigant Huawei tilbyder allerede teknologien til interesserede købere, men i Danmark betyder EU-standarden, at det ikke er muligt at vælge en teknologi, der er mere moderne end den 20 år gamle GSM-R-teknologi.

»Da beslutningen om GSM-R blev taget, var det den bedste tilgængelige teknologi, men i dag er der mange alternativer. LTE er klar til at blive brugt, og i Kazakhstan har man implementeret et Tetra-baseret system, og i Australien er forskellige teknologier er i brug samtidig,« siger Aleksander Sniady, som er forfatter til ph.d.-projektet på DTU Fotonik.

Hos Banedanmark er Morten Søndergaard grundlæggende enig i kritikpunkterne af GSM-R-teknologien, men han påpeger, at teknologi af ældre dato ofte er prisen for standardisering på tværs af lande.

»En gammel teknologi er prisen, vi betaler for den standardisering, vi har i EU. Selv om den europæiske standard er gammel teknologi, så vækker den misundelse, når man møder kolleger fra andre områder. I USA er der f.eks. ingen standardisering, hvilket giver andre store problemer,« fortæller han.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

I GSM er det også kun netværket som autentificerer mobilen, ikke omvendt også, så du kunne sådan set sætte dit eget GSM netværk op og snakke med toget.

  • 2
  • 1

OSI modellen fra 1984 opdeler netværksstakken i lag, så man kan udskifte fx transportteknologi uden at påvirke resten.

Dem der laver et stort system eller en standard baseret på een underliggende transport (gsm-r), som ikke kan skiftes ud, bør på hjul og stejle til skræk og advarsel.

Den gode løsning er redundans+failover i transportlaget via. alle tilgængelige transporter, som fx gsm-r, traditionel gsm, tetra, mesh netværk m.v.

  • 6
  • 1

OSI modellen fra 1984 opdeler netværksstakken i lag, så man kan udskifte fx transportteknologi uden at påvirke resten.

Dem der laver et stort system eller en standard baseret på een underliggende transport (gsm-r), som ikke kan skiftes ud, bør på hjul og stejle til skræk og advarsel.

Den gode løsning er redundans+failover i transportlaget via. alle tilgængelige transporter, som fx gsm-r, traditionel gsm, tetra, mesh netværk m.v.

Det er jo en af de helt fundamentale fejl, vi ser i mange systemer, der udtænkes af de mennesker, der skal bruge systemet 'til noget bestemt'. Det er integrationen, der skal mindskes til fordel for et meget mere strengt LEGO-klods princip. Integration skal nærmest blot være det sidste lag 'glanslak' på løsningen. Ja, og så skal det nok være LEGO klodser uden knopper, så hvert lag endnu lettere kan udskiftes.

Der er fx ingen grundlæggende forskel på at broadcaste 'bits' til radio og til fjernsyn, bortset fra den nødvendige datahastighed og lidt forskellige frekvenser, antenner ol.

Alligevel har radio-folket lavet og krampagtigt fastholdt deres helt egen DAB standard og tv-folket har (nødvendigvis) bygget deres egne og bedre standard for digitalt tv. Begge standarder var alt for anvendelses-integrerede - optimeret til vores formål - og så alligevel slet ikke blot 5-7 år senere - hvilket tv-folket dog siden har indset og derfor åbnet for en mere ren lagstruktur i deres nyeste DVB versioner.

Begge standarder er imidlertid udtænkt længe efter 1984, hvor OSIs lagdeling var blevet en standard og endnu længere efter at OSI modellens lagdeling var 'talk of the town'. Alle med bare lidt indsigt i digital kommunikation var allerede sidst i 1970'erne ganske klar over det helt nødvendig i opbygningen i lag.
Lag der hver for sig kun kommunikere med samme lag i andre noder og i egen node kun med nabolag efter en aftalt standard.
Men hvad vidste folk der kendte til AM, FM radio eller PAL fjernsyn om det? De tænkte vel i lyd og billede og 'analogt' vi plejer.

Dur ikke ... Væk!

Ja, det er vel også meget den samme type udvikling, man har set indenfor fx container transport. Her er de gamle fragtskibe, mange typer togvogne og lastbiler afløst at enheder, der kan transportere standard 20/40 fods containere - stort set uanset indhold eller med et indhold, der kræver en speciel, men veldefineret 'Quality of Service' fx køle-containere.

Det er således ikke smart blot at overgå fra en hel mobilteknologi (GSM) til en anden (LTE). Det er de enkelte kommunikationslag, der skal kunne udskiftes hver for sig - og evt. udskiftes on the fly, hvis fx den normale fysiske transmission svigter og man må bruge en anden.

Kunne man fx tænke sig, at bruge en meget lav frekvens - måske en meget langrækkende FM kanal - som nødkommunikation, når nu det første togsammenstød med det nye signalsystem er sket og syv-nitten politikere er gået i panik på TV2News?
Jeg ved ikke om lige dette er nødvendigt, men det er et eksempel på nytten af altid at bruge standarder som lag og veldefinerede byggeklodser.

Lars :)

  • 12
  • 0

Det er som at gå fra sejlskib til dampskib her i 2015-2020 og påstå vi er kommer fremad.

Nej, vi er kommet på sommertur med Hjejlen på Silkeborgsøerne og ikke meget andet.

Man skal indse at alt man lave skal smides væk og erstattes af andet - man ved bare ikke hvilke dele, der skal skiftes først, og hvilke teknologier der holder længere end de aktuelle produkter.

Lars :)

  • 0
  • 0

Mig bekendt er der ingen af de nyere gængse mobil-standarder som er dokumenteret og gennemtestet til stabil kommunikation ved 500 km/h.

Det gælder UMTS-FDD/TDD, WiMax, LTE.

UMTS som umiddelbart er den mest gennemprøvede og udbredte standard har også det problem, at den kræver 5Mhz parret. BaneDanmark har "kun" 3,9 Mhz parret. Det er i øvrigt derfor amerikanerne har været meget hurtige til at går fra 2G (CDMA/GSM) til 4G (LTE). Frekvenserne i USA bliver nemlig ofte solgt i mindre bidder, og derfor ikke brugbare til 3G/UMTS.

  • 2
  • 3

UMTS som umiddelbart er den mest gennemprøvede


Der er næppe nogen der vil bruge 3G/UTMS til noget nyt. Det opretholdes stort set kun, fordi der er mange 3G smartphones og endnu kun knap så mange 4G/LTE telefoner.

Ericsson har vist at 4G/LTE kan virke med god hastighed og lave normal handover til en ny mast ved en hastighed over 500 km/h direkte mod masten.

Dette er naturligvis en område, der skal afklares nøje selvom Danmark næppe får hurtigere tog end 250-300 km/h.

Lars :)

  • 2
  • 0

Jo jo, men det er i et testmiljø.

Det tager altså noget tid (læs, år) at få testet, dokumenteret og godkendt en ny standard til fly eller togtrafik.

Det danske ERTMS på fjerntrafikken har været en proces der startede i 2008 med udbud, kontrakt, design og afprøvning. Nu er vi så i 2015, og udrulningen er begyndt. Den fulde udrulning er først planlagt til 2021.

Pointen er bare at det er fint at drømme om alt det man kan, men det er altså noget mere kompliceret at udrulle sådan system ud end at gå ned og købe den nyeste Samsung Galaxy. Når det så er sagt så burde Danmark nok være kommet noget hurtigere i gang med ERTMS.

Noget helt andet er, at man nok vil kunne supplere GSM-R med f.eks. LTE eller anden radioteknologi i de område med tæt trafik. (f.eks. Kbh. H). Det er jo ikke helt ukendt med handoffs mellem 2G og 4G. Skabes et hurtigere netværk kan man jo flytte den faste rutetrafik over på det, og lade de udenlandske godtog køre på GSM-R

  • 7
  • 0

b
*ertifiedVi skulle igennem 6 indslag før der kom et fra nogen der tilsyneladende ved lidt om området.

Hvis hele EUs tog kører med GSM-R, så er der nok basis for en lille supportorganisation i Siemens eller lignende. Og det mobile udstyr i ERMTS er modulært opbygget, så radiodelen vil formentlig kunne skiftes til nyere - MEN som nævnt ovenfor - integrationstest - integrationstest - integrationstest og dokumenter.

(Fordi der stadig er flere 100.000 Ford T i verden er det her 107 år efter produktionen startede og 88 år efter at den stoppede muligt at købe alle sliddele - ikke hos Ford, men faktisk som "Ford certified". Og disse vogne kan fortsat løse en basal transportopgave fra A til B "should the need arise"
https://dl.dropboxusercontent.com/u/409044... )

  • 7
  • 0

Noget helt andet er, at man nok vil kunne supplere GSM-R med f.eks. LTE eller anden radioteknologi i de område med tæt trafik

Hvorfor skal man absolut udrulle eget netværk? Kan man ikke bare bruge det ordinære LTE netværk? GSM-R netværket vil så stadig være der til nøddrift, såfremt at LTE netværket er nede (men jeg tror faktisk at de "professionelle" nok kan drive deres mobilnetværk ligeså stabilt som en jernbaneoperatør der leger mobiloperatør).

  • 0
  • 2

Når det så er sagt så burde Danmark nok være kommet noget hurtigere i gang med ERTMS.


Banedanmark har med vilje ventet med at starte med ERTMS, da man har ventet på baseline 3 er blevet klar til brug istedet at bruge baseline 2, som mangler funktioner som er nødvendige, hvis skal kunne bruges på alle typer af banestrækninger. Ellers kunne skulle man bruge ERTMS med en antal nationale udvidelser, som fx svenskerne har haft en del problemer med at få implementeret i mobiludstyr. Derudover ser det ud til at pakkekoblet løsning (GPRS) kommer med ERTMS en af de næste opdateringer.

  • 4
  • 0

Prioriteret adgang er allerede en mulighed (bruges af beredskabet). Hvis man laver en aftale med to eller alle tre netværksoperatører, så får man redundans i forhold til en gør det selv løsning.


GSM-R indeholder flere funktioner, som ikke findes i det alm. mobilnet. Fx grupppekald, som bruges til kommunikationer imellem personalet og nødkald. GSM-R terminaler kan godt bruges i det alm. mobilnet, hvis den kommer uden for dækning og det bruges i andre lande i på strækninger, hvor der ikke er dækning med GSM-R.

I Danmark er der Nokia Siemens (nu Nokia Networks) som har leveret og fik opgaven med at drive GSM-R nettet for Banedanmark og en del lokalbaner.

  • 3
  • 0

GSM-R terminaler kan godt bruges i det alm. mobilnet, hvis den kommer uden for dækning

Hvorfor er det så ikke bare det man gør? Alle kanaler optaget må tælle for at være uden for dækning.

Når nu det er GSM-R der er standarden, så skal man selvfølgelig have det til de udenlandske tog. Men der er vel intet der forhindrer at alle de danske tog bare kører på almindelig mobildata med GSM-R som backup. Hvis der sker et eller andet med mobilnettet, så kan man falde tilbage til GSM-R og så er det ikke sikkert at der er fuld kapacitet på hovedbanegården - men det er jo alligevel helt almindeligt (nedfaldne køreledninger etc). Jeg tvivler stærkt på at tilgængeligheden bliver reduceret væsentligt med det system.

Jeg kan se at der er en del der er uenige med mig - kan i prøve at skrive noget i stedet for blot at trykke på han er idiot knappen? Ideen er ikke længere ude end at det åbenbart også er noget man faktisk arbejder med, ifølge Hans Peter (der helt sikkert ved mere om emnet).

  • 3
  • 1

Når nu det er GSM-R der er standarden, så skal man selvfølgelig have det til de udenlandske tog. Men der er vel intet der forhindrer at alle de danske tog bare kører på almindelig mobildata med GSM-R som backup.


Første mål er få løsrevet ERTMS væk fra GSM-R-verden med kredsløbopkoblet transmission (hvem bruger det i dag?), så man kan nås med IP-adressen på radioblokcenteret i stedet for et telefonnummer som nu. Så vil det være oplagt at vælge andre teknologier som fx TETRA, WiFi og LTE.

Jeg kan se at der er en del der er uenige med mig - kan i prøve at skrive noget i stedet for blot at trykke på han er idiot knappen?


Jernbanesektoren er ramt af, at den mindste ændring, som vedrører sikkerhed, kan danne et papirbjerg, for at få det godkendt til drift. Så tempoet er ikke så høj som kunne ønske sig og det noget konservative løsninger man bruger. Fx GSM-R er endnu ikke fuld indført i Danmark (bliver i år), mens teleindustrien er fuld gang med LTE - et par mobilteknologi generationer længere fremme.

Der snakkes om LTE til jernbanedrift, men jeg ikke set noget initiativ for at få det i gang. Og bare det at Banedanmark har fået pakkekoblet transmission ind i signalprojekt er i sig selv en succes, da vi i Danmark er det først sted, som skal bruge det i praksis til alm. jernbanedrift. Men en række andre lande (Tyskland og Storbritannien har skrevet det ned) har det også som et stort ønske, da de også har de samme problemer med kapacitet.

Men jeg er ikke uenig i dit mål. Men forudsætninger er der bare ikke.

  • 3
  • 0

http://www.railengineer.uk/2015/03/10/finl...

"The Finnish Transport Agency (FTA) and Finnish Railways (VR Group) were one of the first to adopt the GSM-R standard for track-to-train radio based voice communication. They rolled out a nationwide network relatively quickly and duly equipped the train cabs.

The system has worked well but is now over 10 years old and much thought has been given as to a revamp or renewal strategy. Two options emerged, firstly to renew with updated GSM-R equipment or secondly to change to another type of radio network.

The decision made jointly by the Finnish Transport Agency as the infrastructure owner and VR Group, the train operating company, has been to prepare a plan for changing to TETRA – Trans European Trunked Radio Application. This comes as something of a surprise since the EU mandates that GSM-R should be the standard for main line train-borne radio in all member states. So why have the Finns chosen to change and does it matter?"

  • 1
  • 0

This comes as something of a surprise since the EU mandates that GSM-R should be the standard for main line train-borne radio in all member states. So why have the Finns chosen to change and does it matter?"

Da Finlands jernbaner stammer fra landets tid under Tsarrusland og med russisk sporvidde, så er materielet jo lukket inde inden for landets grænser. Derfor er der jo heller ingen afhængighed af EU-standarder på området!

John Larsson

  • 0
  • 0

Da Finlands jernbaner stammer fra landets tid under Tsarrusland og med russisk sporvidde, så er materielet jo lukket inde inden for landets grænser. Derfor er der jo heller ingen afhængighed af EU-standarder på området!


Rusland bruger også GSM-R. Så Finland er ikke en ø jernbanemæssigt.

Men finnerne burde ventet på de andre lande. Hvordan kommer videre til næste generation af jernbanekommunikation er til diskussion. Og en konklusion er at man kunne flytte til ny teknologi hurtigere, så man kan følge med, hvad der sker på mobilmarkedet.

Men hvis TETRA have været bedre udviklet, da man valgte radio standard, kunne være det som man have valgt. Og i Wuppertal har man valgt TETRA sammen med ERTMS - men det er også et specielt bane.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten