Togsignaler i 2027 — slik blir jernbanen smartere

Fra hånd-signalering til algoritmer

Det første togtoget i verden kjørte i Storbritannia i åttenhundre og tjuefem. Det tok mennesker på perrongen fra toget slett og signaliserte til det neste toget med hånd. Så kom lanterner. Så kom mekaniske signaler. Så kom elektroniske signaler. I dag brukes elektroniske signalsystemer for å styre togtrafikk på det meste av verden. Men Norge ligger etter.

I Norge er femtito prosent av jernbanenettverket fortsatt basert på mekaniske og halvautomatiske signalsystemer som er femti til åtti år gamle. Det betyr at et tog kan bare sendes når signalet fysisk bytter fra rødt til grønt. Det betyr at det ikke kan være mer enn ett tog på hvert signal-seksjon. Det betyr også at hvis signalet svikter, må noen klatre opp og fikse det.

Det er ikke fordi Norge har dårlig økonomi eller dårlig teknologi. Det er fordi å bytte ut jernbanesignaler er et gigantisk oppgave som setter jernbanenettet på pause under oppgradering. Du kan ikke drifte et tog over en vei som blir oppgradert. Og jernbanen er for viktig for at Norge skal erstatte hele systemet på en gang.

Men dette endrer seg nå. I 2027 vil det første store digitaliserte signalsystemet være implementert. Og når det er implementert, vil jernbanen være en helt annen bestial.

Hvordan signalsystemene styrer toget

Et togsignalsystem har en jobb: å sikre at to tog ikke kolliderer. Det gjør det ved å dele jernbanen inn i seksj­oner og sørge for at bare ett tog er i en seksjon av gangen. Når et tog går inn i en seksjon, blir det signalet rødt. Når toget forlater seksjonen, blir det signalet grønt igjen for det neste toget.

Med gamle mekaniske signaler betyr det at du må ha et signal hvert tre eller fire hundre meter på jernbanen. Det er mange signaler. Og fordi de er mekaniske må de vedlikeholdes konstant. En mekanisk komponent som blir vått eller frostvarm kan svikke. Og når den svikter, må jernbanen åpenbar handel fordi toget kan ikke kjøre.

Et moderne signalsystem bruker elektronikk og kommunikasjon. Et tog har en enhet som snakker med systemet på bakken og får beskjed om når det kan kjøre og når det må stoppe. Det betyr at du ikke trenger fysiske signaler hver hundre meter. Du trenger kanskje bare et signal per stasjon, eller til og med bare ett for hele linjen. Og alt kan styres fra et datasenter i Oslo.

Det er som å skjønne forksj­ellen mellom post som blir levert på fots og emails.

Den store overgangen — fra mekanikk til digit

Bane NOR, som drifter jernbanenettverket i Norge, har valgt å bytte ut togsignalsystemene gradvis. Fra 2027 og fremover vil flere og flere strekninger få nye digitale signalsystemer. Det første systemet skal bygges på Hovedlinjen mellom Oslo og Lilehammer, som er en av de travleste strekningene i Norge.

Når det digitale systemet er på plass, kan tog kjøre hyppigere. Et tog behøver ikke å vente i en serie av signaler på rødt — det får beskjed i sanntid om hvor fort det kan kjøre basert på hvor andre tog er. Det betyr at du kan pakke flere tog på de samme skinnene, eller at tog kan kjøre fortere.

For passasjerer betyr det kortere reisetid og færre forsinkelser. Det betyr også at toget kan kjøres mer økonomisk — GPS-data og kunstig intelligens kan optimalisere hvor fort og hvor sakte toget bør kjøre basert på energiforbruk.

Men det finnes utfordringer. Å implementere et nytt signalsystem mens jernbanen blir drevet er som å skifte hjul på en bil mens den kjører. Du kan ikke bare stoppe hele Hauptbahnhof for et år mens du installer nytt systemet. Du må gjøre det strekke for strekke, etappe for etappe, og sørge for at det aldri er en kollisjon eller en ulykke.

Kunstig intelligens skal lære jernbanen å tenke

Det som gjør moderniseringen enda mer interessant er at det som kommer etter de digitale signalsystemene kan være kunstig intelligens. En AI som lærer seg mønsteret av togtrafikk — hvor folk reiser når, hvilke tog som er fulle, hvilke som er tomme — kan optimalisere rutene automatisk.

En AI-basert system kunne potensielt kjøre tog automatisk basert på etterspørsel. Hvis mange mennesker ønsker å reise fra Oslo til Bergen på en fredag kveld, kan AI øke antall tog. Hvis få mennesker reiser fra Lilehammer til Lillehammer på en onsdag morgen, kan det reduseres. Alt basert på sanntids data om hvor mennesker vil gå.

Det finnes også en sikkerhetsdimensjon. En moderne tog har hundrevis av sensorer som måler vibrasjoner, temperatur, lydilatør og mekanisk slitasje. En AI-system som analyserer denne dataen kan forutsi når en komponent vil feile før det skjer. Du kan bytte det før det blir et problem, i stedet for å ventilere til toget står fast på Lilehammer stasjon.

Og det er ikke bare toget som blir intelligent. Stasjonene blir intelligente. Perrong-dørene åpner automatisk når toget har stoppet helt. Passasjerer blir varsleset i sanntid når toget blir forsinket. Systemet vet hvor mange personer som er i hvilke vogner og kan åpne helt bestemte vogner når toget kommer til destinasjonen.

Tall og trender

I dag brukes femtito prosent av norsk jernbane mekaniske eller halvautomatiske signalsystemer. Bane NOR planlegger å digitalisere sjutifem prosent av jernbanenettverket innen år 2027. Den første digitale signallinjen forventes å kunne øke togflyten med trettifem prosent uten fysisk å bygge flere skinner. Kunstig intelligens-basert togteknikk har potensielt til å redusere energiforbruket med tjuefem prosent sammenlignet med dagens system.

Jernbanen blir smart eller stagnerer

Norge har valgt å modernisere sitt togsignalsystem, og det er en riktig valg. Det finnes ikke en lang fremtid for jernbane basert på femtiårig teknologi i en verden som skal være elektrisk og automatisert innen 2050. Det som skal skje de neste årene vil transformere tog fra et slags offentlig transportmiddel til et intelligent system som lærer og tilpasser seg basert på data. For passasjerer betyr det andre tog, færre forsinkelser, og bedre reiser. For samfunnet betyr det et transportsystem som er mer pålitelig, mer económisk og som kan håndtere langt mer trafikk enn i dag. Det er håp for jernbanen — men bare hvis vi faktisk gjør oppgraderingen.

"Togsignalsystemene er jernbanens nervesystem. Med et gammelt nervesystem kan en kropp bare fungere så bra. Vi må oppgradere nervesystemet hvis vi ønsker at jernbanen skal fungere som et intelligent transportmiddel i 2030."