National Transport Library Research Database

Modellbaserat arbetssätt för trafikstyrning (Model based engineering for rail signaling)

Sponsors, duration, budget: Formas ; 2025-06-01 -- 2027-05-31 ; 2 925 000 kronorRegistration number:
  • Formas 2025-00310
Subject(s): Summary: Järnvägen är en central del av vårt transportsystem och en nyckelspelare i en hållbar framtid. Men dagens system för trafikstyrning är ofta byggda på äldre teknologier som gör det svårt att anpassa sig till ökande krav på kapacitet och flexibilitet. Här kommer MBATS-projektet (Modellbaserat arbetssätt för trafikstyrning) in i bilden – en innovativ satsning som använder digitala tvillingar och avancerade simuleringar för att modernisera, förstå och effektivisera styrningen av tågtrafiken.Problemet – äldre system i en digital världTraditionell styrning av trafikstyrningssystem bygger ofta på textbaserade regler och manuella processer. Det gör dem svårföränderliga, kostsamma och tidskrävande att uppdatera. Ett tydligt exempel är försöket att införa ett nytt trafikstyrningssystem för tunnelbanans röda linje i Stockholm, där projektet avbröts efter sju år på grund av teknisk komplexitet och brist på kompatibilitet med befintliga system.Den komplexa situationen där brist på förändringsförmåga leder till föråldrade system och misslyckade megaprojekt, som i exemplet ovan, kräver en stegvis strategi. Genom att stegvis förändring kan vi säkerställa att befintliga system bibehålls samtidigt som ny teknik introduceras på ett kontrollerat och hållbart sätt. För att hantera framtidens behov krävs en lösning som bygger på djup förståelse, där befintlig teknik används som en stabil grund för att smidigt integrera och anpassa ny teknologi som gynner ett hållbart transportsystem.Lösningen – digitala tvillingar och simuleringarMBATS ger stöd med ett nytt arbetssätt som överbrygger förståelsen av regelverken, befintlig teknik och mötet med ny teknik. Digitala modeller av nya system och digitala tvillingar som speglar verkliga system ger stöd för att simulera, testa och analysera förändringar innan de genomförs i verkligheten. Det möjliggör en bättre integration av nya lösningar genom att förutse problem, minska risken för fel och effektivisera utvecklingen av framtidens trafikstyrningssystem.En annan viktig del av MBATS är användningen av formella metoder, en avancerad matematisk teknik som garanterar att systemen fungerar exakt som de ska. Genom att matematiskt bevisa säkerhet i digital modeller minskar behovet av dyra och tidskrävande tester i den fysiska infrastrukturen.Fördelarna – säkrare, snabbare och mer hållbar järnvägGenom att använda MBATS modellbaserade arbetssätt kan vi skapa ett trafikstyrningssystem som är både mer robust och mer anpassningsbart. Några av de största fördelarna inkluderar:Snabbare förändringar – Nya trafikstyrningssystem kan implementeras på kortare tid och med mindre risk.Lägre kostnader – Problem kan identifieras tidigt, vilket minskar behovet av dyra omarbetningar.Högre säkerhet – Simuleringar och formell verifiering säkerställer att förändringar fungerar innan de införs.Bättre samverkan – En gemensam digital plattform förbättrar samarbetet mellan trafikförvaltningar, operatörer och tekniska leverantörer.Mer hållbar järnväg – Vi återanvänder befintlig teknik då vi introducerar ny teknik.Framtiden – mot en mer intelligent och flexibel tågtrafikMBATS är en del av en större digitaliseringsresa för järnvägen och bygger på erfarenheter från tidigare satsningar, som DigiTS (Digitala tvillingar för trafikstyrning). Med aktörer som Trafikförvaltningen, Trafikverket och Prover i spetsen kan projektet bli en avgörande faktor för att modernisera svensk järnväg.I framtiden kan digitala trafikstyrningssystem göra det möjligt att köra tåg med ännu högre precision och effektivitet. Tekniken öppnar dörren för självkörande tåg, dynamisk anpassning av tåglängder efter behov och smarta system som automatiskt optimerar trafikflöden. Genom att kombinera digitala tvillingar med AI och maskininlärning kan vi skapa en järnväg som är både mer tillförlitlig och mer hållbarSummary: Railways are a central part of our transportation system and a key player in a sustainable future. However, today´s traffic control systems are often built on older technologies that make it difficult to adapt to increasing demands for capacity and flexibility. This is where the MBATS project (Model-Based Approach to Traffic Management) comes in – an innovative initiative that uses digital twins and advanced simulations to modernize, understand, and streamline train traffic control.The Problem – Outdated Systems in a Digital WorldTraditional traffic control  systems are often based on text-based rules and manual processes. This makes them difficult to change, costly, and time-consuming to update. A clear example is the attempt to introduce a new traffic control system for Stockholm´s Red Line subway, where the project was discontinued after seven years due to technical complexity and lack of compatibility with existing systems.The complex situation, where a lack of adaptability leads to outdated systems and failed mega-projects like the one mentioned above, requires a gradual strategy. By implementing stepwise changes, we can ensure that existing systems are maintained while new technology is introduced in a controlled and sustainable manner. Addressing future needs requires a solution based on deep understanding, where existing technology serves as a stable foundation for seamlessly integrating and adapting new innovations that benefit a sustainable transport system.The Solution – Digital Twins and SimulationsMBATS supports a new approach that bridges the understanding of regulations, existing technology, and the introduction of new technology. Digital models of new systems and digital twins that mirror real-world systems enable simulation, testing, and analysis of changes before they are implemented in reality. This facilitates better integration of new solutions by predicting problems, reducing the risk of errors, and streamlining the development of future traffic control systems.Another crucial aspect of MBATS is the use of formal methods, an advanced mathematical technique that ensures systems function exactly as intended. By mathematically proving safety in digital models, the need for expensive and time-consuming testing in physical infrastructure is significantly reduced.The Benefits – A Safer, Faster, and More Sustainable RailwayBy applying the MBATS model-based approach, we can create a traffic management system that is both more robust and more adaptable. Some of the key benefits include:Faster Implementation – New traffic management systems can be deployed more quickly and with less risk.Lower Costs – Problems can be identified early, reducing the need for costly revisions.Increased Safety – Simulations and formal verification ensure changes function before implementation.Improved Collaboration – A shared digital platform enhances cooperation between traffic authorities, operators, and technical suppliers.More Sustainable Railway – Existing technology is reused when introducing new technology.The Future – Towards a Smarter and More Flexible Rail SystemMBATS is part of a broader digitalization journey for railways and builds on experiences from previous initiatives, such as DigiTS (Digital Twins for Traffic Management). With key stakeholders like the SL, Trafikverket, and Prover leading the project, MBATS could become a crucial factor in modernizing Sweden’s railway infrastructure.In the future, digital traffic management systems could enable trains to operate with even greater precision and efficiency. The technology paves the way for autonomous trains, dynamic adjustment of train lengths based on demand, and smart systems that automatically optimize traffic flows. By combining digital twins with AI and machine learning, we can create a railway system that is both more reliable and more sustainable.
Item type: