Közlekedéstan | Felsőoktatás » Intelligens közlekedési rendszerek, vasúti biztosítóberendezések

INTELLIGENS KÖZLEKEDÉSI RENDSZEREK (VASÚTI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK) BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések TARTALOMJEGYZÉK 1. BEVEZETÉS . 2 2. ALAPFOGALMAK . 4 3. ÁLLOMÁSI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK. 6 3.1 FORGALOMTECHNOLÓGIAI ALAPOK 6 3.2 A BIZTONSÁGI FŐFUNKCIÓ ELEMEI 7 3.21 Vágányút-biztosítási feladatok elemzése . 7 3.22 A menetkizárás-biztosítási feladatok elemzése . 8 3.23 A menetbiztosítási feladatok elemzése. 9 3.3 A VEZÉRLÉSI FŐFUNKCIÓ ELEMEI 9 3.31 A váltók vezérlése . 9 3.32 A jelzők vezérlése . 11 3.33 Vágányutak állítása. 11 3.4 AZ INFORMÁCIÓS FUNKCIÓ ELEMEI 12 3.5 ÁLLOMÁSI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK ÖSSZEHASONLÍTÓ ISMERTETÉSE 14 3.51 Koordináta elves biztosítóberendezések. 15 3.52 Nyomvonalas elven felépülő biztosítóberendezések . 16 4. A BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK FEJLŐDÉSE . 18 4.1 ÁLLOMÁSI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK 18 4.11 Mechanikus biztosítóberendezések

(1881, Nyugati). 18 4.12 Elektromechanikus berendezések (1885, Siemens-Halske jelzőblokkos) . 19 4.13 Elektromechanikus biztosítóberendezések (Siemens-Halske vágányutas) . 19 4.14 Elektromechanikus biztosítóberendezések (SH feloldóblokkos vágányutas). 20 4.15 Elektropneumatikus, elektrohidraulikus berendezések (Kassa-Oderbergi vasút) . 20 4.16 Elektrodinamikus (Rákos, 1901, Balatonszemes, 1927, VES 1930 körül). 20 4.17 Jelfogófüggéses berendezések . 21 4.2 VONALI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK 22 4.21 Vonalbot . 22 4.22 Időközi közlekedés (1925-ig). 22 4.23 Térközi közlekedés. 23 4.3 AZ ÁLLOMÁSI ÉS A VONALI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK ÖSSZEKAPCSOLÁSA 24 4.4 VONATBEFOLYÁSOLÁS 25 4.5 KÖZPONTI FORGALOMIRÁNYÍTÁS 26 2005. tavasz 1 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 1. BEVEZETÉS A vasúti közlekedés területén alkalmazott intelligens közlekedési rendszereken a vasúti szerelvények mozgását szabályozó

különböző biztosítóberendezéseket értjük. E biztosítóberendezések kialakulása szinte egyidős a vasúti közlekedés kialakulásával, tehát megjelenésük a közúti intelligens közlekedési rendszereknél jóval előbbre tehetők. Ennek két fő oka van: 1. A vasúti járművek nagy tömege – és az ebből következő hosszú fékút – miatt nem elegendő a forgalom biztonságát csupán a megállási látótávolságra bízni. A vasúti járművek fékútja szükségszerűen nagyobb, mint a vezető által belátható útszakasz hossza, tehát az adott ponton való megállást, illetve a sebesség szabályozását jelezni kell (jelzők és előjelzők segítségével), hogy a vezető idejében megkezdhesse a fékezést. 2. A vasúti közlekedés kötött pályás volta miatt a vezető – a közúti közlekedéssel ellentétben – nem egymaga dönti el a közlekedés irányát, hanem a mozgását meghatározó pálya. A pálya elágazási pontjainak (a

kitérőknek) megfelelő irányba való állítása és állásának ellenőrzése is biztosítóberendezések segítségével történhet. A közúti közlekedés esetében főként a forgalom volumenének jelentős növekedése miatt alakultak ki olyan eszközök, amelyek a forgalom lefolyását elősegítik, a forgalmi dugók esetében megoldást, illetve a térben és időben legrövidebb útvonalakról tájékoztatást adnak. A vasúti közlekedésben viszont – az előbb leírtakkal ellentétben – minden esetben a vasúti szerelvénynek közlekedésének és sebességének szabályozása a cél. Röviden: a nagy sebességgel és nagy tömegű szerelvényekkel közlekedő vasúti járművek biztonságos közlekedésének megteremtése a cél, a forgalomlefolyás megkönnyítése csak másodlagos szempont. A berendezések célja tehát kettős: 1. forgalombiztonság megteremtése (balesetek számának csökkenése): pl a váltók állásának megfelelő jelzési kép; a foglalt

állomási vagy vonali vágány megfelelő kezelése: a szembemenesztés vagy utolérés kizárása. 2. forgalomlebonyolódás elősegítése: gyorsabb váltóállítás, központba visszajelentett információ, amely segíti a pontosabb és gyorsabb tájékozódást és döntéshozást. Ez sok esetben a vonal kapacitásának növelését is jelenti (gazdasági érdek: elmaradhat egy-egy második vágány építése, vagy új állomások létesítése) 2005. tavasz 2 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések A vasúti biztosítóberendezések intelligens rendszernek nevezhetők, mert a vonatok tartózkodási helyétől és a pálya egyes elemeinek (váltók, foglalt vágányok) állapotától függően változtatják állapotát és ezt vagy vizuális vagy gépi úton juttatják el a vonathoz (szabályozás). A vasutak megjelenési formái szerint az alábbi kötött pályás közlekedési eszközöket különböztetjük meg: • Nagyvasút •

Gyorsvasút (Városi gyorsvasút, elővárosi gyorsvasút) • Városi vasút (közúti vasút, közúti gyorsvasút) A városi vasutak abban különböznek a másik két kategóriától, hogy a közúti forgalomtól nem független pályán közlekednek. E vasutak forgalomszabályozó eszközei a közút közlekedésben tapasztalható rendszerekhez közelítenek (pl. forgalomirányító jelzőlámpa), ezért a vasúti intelligens közlekedési rendszerek témakörben e vasutakkal nem foglalkozunk. A másik két kategória biztosítottsági szintjében nem tér el egymástól, hasonló biztosítóberendezéseket találhatunk a vonalaikon, a továbbiakban ezekkel foglalkozunk. Megjegyzendő, hogy a vasúti biztosítóberendezések tervezése (szerkezet, áramkörök) inkább közlekedésmérnöki, villamosmérnöki feladat, de a vasútépítő mérnökök számára is elengedhetetlen egy olyan szintű ismeret, hogy tisztában legyenek a biztosítóberendezések alapvető formáival,

a biztosítások alapelveivel és a berendezések által nyújtott és nyújtható szolgáltatásokról. 2005. tavasz 3 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 2. ALAPFOGALMAK Annak érdekében, hogy a következőkben tárgyaltak minél érthetőbbek legyenek, célszerű néhány alapfogalmat tisztázni. Az alapfogalmakat a későbbiekben vastag dőlt betűvel jelöljük Jelzés: A jelzések arra szolgálnak, hogy alkalmazásukkal a vasúti dolgozók kapcsolatot létesítsenek egymással a közlekedés biztonságos lebonyolítása érdekében. A jelzések jelzőkkel és jelzőeszközökkel adhatók. Jelző: A jelzők olyan helyhez kötött vagy hordozható berendezések, amelyek színes ábrákkal, különböző színű fényekkel vagy mozgatható alkatrészekkel állandóan kifejeznek valamilyen meghatározott jelzést. Jelzőeszköz: A jelzőeszközök azok a hordozható tárgyak vagy felszerelések, amelyek hangjukkal, színükkel, fényükkel,

meghatározott módon való tartásukkal, illetőleg mozgatásukkal csak bizonyos alkalmakkor fejeznek ki jelzést. A jelzők csoportosítása Aszerint, hogy a jelzők mivel fejezik ki jelzéseiket, megkülönböztetünk fényjelzőket és alakjelzőket. A fényjelzők a környezet világítási körülményeitől függetlenül minden esetben egy vagy több fényforrással, azok színével, folyamatos világításával vagy villogásával fejezik ki jelzéseiket. Az alakjelzők nappal színes ábrával, éjszaka pedig – a fényjelzőkhöz hasonlóan – fényforrásokkal fejezik ki jelzéseiket. Működés szempontjából megkülönböztetünk nem önműködő, félig önműködő és önműködő jelzőket. A nem önműködő jelzőket kezelő személy állítja továbbhaladást engedélyező vagy tiltó állásba. A félig önműködő jelzőket kezelő személy állítja továbbhaladást engedélyező állásba, a "Megállj!" jelzés azonban a haladó vonat hatására

önműködően jelenik meg. Önműködő jelzőkön a jelzések emberi beavatkozás nélkül, a haladó vonat hatására változnak meg. Forgalmi szempontból megkülönböztetünk: • főjelzőket (a vonatforgalmat szabályozó jelzőket), • előjelzőket és ismétlőjelzőket (jelzik, hogy a főjelzőn milyen jelzés várható), • egyéb jelzőket A főjelzők minden esetben „fedező” jelzők, azaz a jelző mögött található pályarészt fedezik (vagyis azt mutatják, hogy a jelző mögött található pályarészen biztosítottak-e a biztonságos közlekedés feltételei). Ezen belül megkülönböztetünk: 2005. tavasz 4 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések • bejárati jelzőket (az állomás bejárati vágányútjának és a bejárati vágányának fedezésére szolgál); • kijárati jelzőket (az állomás kijárati vágányútjának és a nyíltvonalnak a fedezésére szolgál;lehet egyéni [egy állomási

vágányra vonatkozó], vagy közös [az összes állomási vágányra vonatkozó]); • térközjelzőket (egy térközszakasz fedezésére szolgál); • fedezőjelzőket (egyéb szakaszok, fedezendő pontok fedezésére szolgál, pl: útátjárók) Állomás: a nyíltvonal felől felállított bejárati jelzők közötti terület, amely a nyíltvonalnál több számú vonatfogadó vágánnyal rendelkezik. Vonatfogadó vágány: olyan állomási vágány, amely alkalmas arra, hogy a nyíltvonalról érkező vonat arra érkezzen, illetve onnan induljon. Ezen belül megkülönböztetünk átmenővágányt és megelőző vágányt. Átmenővágány: a nyíltvonal felől a kitérők egyenes állása által kijelölt vágány, általában a nem megálló vagy rövid megállás után továbbhaladó vonatok használják. Vágányút alatt azon útvonalat értjük, amelyen a közlekedő vonat végig halad (bejárati, kijárati, áthaladó vágányutak). A vágányutat kezdő, illetve

végpontja, valamint nyomvonala determinálja A vágányutak kezdő- illetve célpontja általában egy-egy jelző. A vágányút nyomvonala a kezdőpont, illetve célpont közötti vágányrész, amelyen a vonat ténylegesen végighalad, vágányszakaszokból, váltókból és az érdekelt vágányokból áll. Vágányút lezárása: a vonat vágányútjába eső kitérők oly módon való rögzítése, hogy azokat a közlekedő vonat elhaladásáig ne lehessen állítani. Vágányút feloldása: a vonat vágányútjába eső váltók lezárásának megszűntetése. Védőváltó: a vonat vágányútjába nem eső olyan váltó, amelynek megfelelő állása a vágányút oldalvédelmét biztosítja (azaz az esetlegesen megszaladó járművek e váltók segítségével nem ütközhetnek oldalról a közlekedő vonatba). Nyíltvonal: az állomások bejárati jelzői közötti vonalszakasz. Térközszakasz: A nyíltvonal egy meghatározott hosszúságú szakasza, amelyen belül

alapesetben maximum egy vonat tartózkodhat. Forgalmi szolgálattevő: egy adott állomás forgalom irányítását, felügyeletét végző dolgozó. Szigeteltsín: olyan vágány(szakasz), amely szigetelt sínillesztések segítségével el van szigetelve a folyóvágány többi részétől, így elektromos áramkörök segítségével megállapítható, hogy e szakaszon vonat tartózkodik-e. A vonatok helyzetének érzékeléséhez használatos 2005. tavasz 5 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 3. ÁLLOMÁSI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK 3.1 FORGALOMTECHNOLÓGIAI ALAPOK A forgalmi szolgálattevők munkájukat az állomási személyzet közreműködésével, a rendelkezésükre álló jelző- és biztosítóberendezések, továbbá távközlési és egyéb eszközök segítségével végzik. A vágányút beállítás több funkcionális részmozzanatra bontható: 1. A vágányút kijelölés során a forgalmi szolgálattevő a vágányút

kezdő– és, célpontjának illetve nyomvonalának megadásával rendelkezik a vágányút beállításáról. 2. A vágányút beállítás során történik meg a kijelölt vágányút felépítése, vagyis a váltók (érintett és védő) megfelelő állásba való állítása, ill. a sorompók leeresztése (ha vannak) 3. A vágányút lezárása során a beállított vágányút a menet tartamára rögzül, a váltók nem állíthatók. 4. A vágányút-ellenőrzés a beállított vágányút helyességének, a különböző biztonsági feltételek teljesülésének a vonat közlekedtetése előtti vizsgálata. 5. A vágányút beállítás utolsó mozzanata a vágányút kezdőpontjánál levő jelző "Szabad" ra állítása, ami a közlekedő vonat részére engedélyt ad a vágányúton való végighaladásra 6. A vágányút felhasználás szintén több részmozzanatra bontható: A vágányút felhasználás abból áll, hogy a vonat végighalad a vágányúton,

majd ennek következtében a vágányút kezdőpontjánál lévő jelző „Megállj!”-ra áll át. A befejező mozzanatok a vágányút felhasználás ellenőrzése, a vágányút feloldása, a kiindulási állapot létrehozása. A vonatvágányutakkal kapcsolatban elmondottak értelemszerűen a tolatómozgásokra is érvényesek. Mindazonáltal számottevő eltérések is mutatkoznak Mind a vonat, mind a tolatóvágányutak tekintetében különbség tehető az egyszerű, illetve az összetett vágányutak között. Egyszerű vágányút esetén a vágányút az egyik jelzőtől a másikig terjed (közben további azonos jellegű jelző nincs – pl. bejárati vagy kijárati vágányút) Az összetett vágányút több egymás folytatását képező egyszerű vágányútból áll (pl. áthaladási vágányút = bejárati + kijárati vágányút). 2005. tavasz 6 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 3.2 A BIZTONSÁGI FŐFUNKCIÓ ELEMEI 3.21

Vágányút-biztosítási feladatok elemzése A biztosítóberendezéseknek lehetővé kell tenni a vágányút megfelelő járhatóságát és biztosítását (helyes irányba állított váltók, azok ellenőrzése és rögzítése). A szabad jelzési kép csak e feltételek teljesülése esetén vezérelhető ki a vágányutat fedező jelzőre. A lezárásnak a vonat elhaladásáig meg kell maradnia, de ezek után gondoskodni kell a vágányút feloldásáról, alapállapotba kerüléséről, az újabb menetek beállíthatósága végett. Váltóállítás: akkor végezhető el biztonságosan, ha a váltón vonat nem tartózkodik, vagyis nem következhet be aláváltás. Helyszíni állítás (melynek eszköze a súlykörtés állítókészülék) esetén a váltóállítást végző dolgozónak a helyszínen kell megfigyelni, hogy a váltón vonat tartózkodik-e. Központi állítás (mechanikus vagy villamos) esetén célszerű gépi úton meggyőződni a váltó foglaltságáról

(szigeteltsín segítségével). Csúcssínrögzítés: a váltó állítása után a csúcssín megfelelő záródását biztosítani kell. A zárt állapotot a haladó járművek alatt, dinamikus erőhatások ellenére is meg kell tartani. A csúcssín rögzítése történhet a csúcssínnél elhelyezett külső csúcssínmegtámasztó szerkezettel (külső reteszelés) vagy a váltó állítását végző hajtómű belső konstrukciója révén (belső reteszelés). Csúcssín ellenőrzés: alapkövetelmény, hogy a váltók és a jelzők közötti függőségi kapcsolat értelmében szabad jelzést a jelzőkre csak a vágányútban érintett váltók helyes állása és lezárt volta esetében szabad kivezérelni. Ennek megvalósításához a csúcssín záródását ellenőrizni kell Ez történhet a vágányút felépülésekor egyszeri alkalommal, ill. a menet lebonyolításának teljes tartama alatt folyamatosan, ez utóbbi magasabb rendű megoldást jelent. Váltóállítás

kizárás keretében arról kell gondoskodni, hogy a helyes irányban álló és lezárt váltót a menet tartama alatt ne lehessen állítani. Ez történhet statikus és dinamikus módokon Dinamikus lezárásról beszélünk, ha a váltó lezárását maga a mozgó jármű váltja ki, a váltóhoz tartozó foglaltság érzékelő elem segítségével (csak kis sebességeknél alkalmazható). Statikus váltólezárás esetén a vágányút felhasználása előtt, a jármű elhaladásáig vagy a menet teljes időtartamára lezárjuk az érdekelt váltókat. Felvágásjelzés: az eddigi funkciók azt biztosították, hogy a váltók a menetek tartama alatt helyes és lezárt állapotban legyenek. A váltók felvágásának jelzésére azonban a menetek időtartamán kívül is szükség van. Előnyösek a felvágás tényét azonnal jelző megoldások, de ilyenek csak a korszerűbb berendezéseknél találhatók. A mechanikus berendezéseknél a felvágás tényét az

állítóközpontból egy próbaállítással ellenőrizhetjük (ekkor a váltó nem állítható). Helyszíni állításnál a felvágás tényét a helyszínen, a váltóállító személyzet veheti csak észre. Üzemszerű vágányútoldás: a menet lebonyolítása után biztosítani kell, hogy a vágányutat felhasználó vonatot más vonat ne veszélyeztethesse, ezért megállj állásba kell állítani a jelzőt. 2005. tavasz 7 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések Ezek után megtörténhet a vágányút feloldása, amikor is a váltók lezárását megszüntetjük. A vágányút feloldása lehet járműtől független és járműtől függő. A járműtől független feloldási mód biztonságtechnikailag erősen kifogásolható. A járműtől függő feloldás megvalósítására általánosan sínáramkört alkalmaznak. Vágányút művi feloldása: tévesen beállított vágányút vagy a berendezés hibája miatt előfordul, hogy az

üzemszerű oldásra nincs lehetőség. Ilyenkor a vágányutat művi oldással kell feloldani a berendezés alapállapotba állításához. Ezzel kapcsolatban a következő fogalmak megkülönböztetése szükséges: • Vágányút törlés esetén a forgalmi szolgálattevő a kijelölt, de még teljesen be nem állított vágányút további beállítását, a jelző " Szabad" -ra állítását felfüggeszti, s a korábban kiadott rendelkezését semmisnek nyilvánítja. • Vágányútvisszavonás esetén a forgalmi szolgálattevő a korábban kijelölt, már teljesen beállított "Szabad"-ra állított jelzővel fedezett, de még fel nem használt vágányút megszüntetésére ad rendelkezést. • A kényszeroldás esetén olyan vágányutat oldanak, amelyet a vonat részben vagy egészben már felhasznált. Általában műszaki okok miatt válik szükségessé Forgalmi okból akkor szükséges, ha a vágányutat nem használják teljesen fel (nem megy

el a célpontig a vonat). A vágányút-visszavonás, illetve kényszeroldás első mozzanata mindig a jelző „Megállj!”-ra állítása, ezután kerül sor a vágányút oldására. 3.22 A menetkizárás-biztosítási feladatok elemzése Állomásokon több vágányút áll rendelkezésre, tehát egyidejűleg több menet lebonyolítása is elképzelhető, ezért térbeli elválasztásukról gondoskodni kell. E feladatokat a menetkizárási funkció keretében az alábbi részfeladatok teljesítésével oldhatjuk meg: Utolérés kizárása: mivel az egyetlen bejárati jelző több párhuzamos vágány fedezését végzi, a menetek időbeli szétválasztásán kívül térbeli elválasztás is szükséges. A menetek utolérését a foglalt vágányra történő vágányút-beállítás tiltásával zárjuk ki. A foglaltságérzékelés történhet emberi vagy gépi úton (szigeteltsínek). Ez utóbbi megoldás lényegesen nagyobb biztonságot ad Ellenmenet kizárása: biztosítani

kell, hogy az egymással szemben haladó vonatok ugyanazt a vágányt egyidejűleg nem használhatják, így a biztonságot csak a menetek időbeli szétválasztásával lehet megvalósítani, melynek technikai eszközei a beépített függőségek. A meg nem engedhető egyidejű menetpárok kizárása a kulcsazonosító berendezések kivételével minden esetben nagy biztonsággal, gépi úton történik meg. Oldalvédelem biztosítás: a rendelkezésre álló több vágány lehetővé teszi, hogy egyidejű mozgásokat is biztonságosan le lehessen bonyolítani, azok teljes térbeli szétválasztásával. Ez 2005. tavasz 8 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések történik meg a berendezések oldalvédelem biztosítási funkciója keretében. Alapelve a vágányúttal szomszédos váltók elterelő (védő-) állásba való állítása. Az oldalvédelem biztosítási funkció teljesítésében nincs különbség a berendezések között az

abszolút védelmet nyújtó terelő váltók kérdésében. Ahol a helyszínrajzi kialakítás ilyen lehetőséget nyújt, azt valamennyi berendezésnél ki is használják. Megcsúszásvédelem biztosítás: míg az oldalvédelemnél az alapvető cél az, hogy a beállított vágányutat más vágányokon megcsúszó vonat ne veszélyeztethesse, addig az utóbbinál a feladat annak biztosítása, hogy a beállított vágányúton lebonyolított menet megcsúszása esetén se következzen be veszélyeztetés. Ezt legcélszerűbb módon úgy lehet megvalósítani, hogy mindaddig, amíg a vonat a felhasznált vágányúton meg nem állt, nem oldjuk fel a vágányutat. 3.23 A menetbiztosítási feladatok elemzése Állomási berendezések esetében csak a jelzők által közölt sebességparancsok be nem tartásából származó veszélyeztetések kizárását tekintjük feladatnak. Ezt közvetve a jelző megfigyelésének ellenőrzésével segíthetjük elő, mert a megengedett

sebességet ezek közvetítik a vezető számára. A sebesség-információkkal kapcsolatosan a MÁV automatizáltsági szintjén csak az információk képzésével és átadásával foglalkozunk, a sebességszabályozás és a parancs végrehajtása a mozdonyvezető feladata. A sebességinformációk képzése: a pálya és a mozdonyvezető közötti információs kapcsolat eszköze a jelző. A mechanikus főjelzők általában csak a jelzőnél megadott sebesség nagyságára adnak felvilágosítást, fényjelzők jelzési rendszere általában lehetővé teszi a fő- és előjelzési fogalmak együttes kifejezését. A fényjelzőknél előfordulhat, hogy a jelző sötét (egyik fény sem világít), ezért a fényáramkörök kialakítása során olyan megoldásokra kell törekedni, hogy ennek valószínűsége minél kisebb legyen. Ezért alkalmaznak a vörös fény mellett pótvörös fényt A sebességinformációk átadása: klasszikus megoldás szerint optikai úton jön

létre a kapcsolat (a vezető látja a jelzőt). Korszerűbb megoldás esetén gépi kapcsolat is kialakítható a mozdony és a pálya között, vagyis a jelzési képeknek (ill. az általuk közvetített parancsoknak) a mozdonyon való megismétlésére. 3.3 A VEZÉRLÉSI FŐFUNKCIÓ ELEMEI 3.31 A váltók vezérlése A vasúti forgalom lebonyolításában részes anyag- és energiarendszer helyhez között berendezései közül legjelentősebb a járművek kényszermozgását biztosító pálya. A vasúti forgalom lebonyolítása szempontjából a szállítmányok felvételére és leadására létesített 2005. tavasz 9 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések állomásokon a különböző feladatok végrehajtására több egymással párhuzamos vágányt létesítenek, amelyeket egymással ill. a szomszédos állomásokat összekötő nyíltvonalakkal a kitérőkből felépített vágánykapcsolatok kötnek össze. A belőlük felépíthető

útvonalak képzéséhez szükség van a váltók állítására. A vasútforgalom irányítási rendszerének automatizálása szempontjából igen fontos, hogy a feladatokat minél inkább koncentráltan lehessen elvégezni. Ennek szükséges feltétele, hogy az anyag- és energiarendszer egyre nagyobb körzeteiben lehessen közvetlen működtetési feladatokat végrehajtani. A váltók állításával szemben támasztott alapvető követelmény, hogy azt minél nagyobb távolságból megfelelő biztonsággal lehessen elvégezni. Ennek természetesen határt szab a váltóállítás műszaki megoldása. A biztonsági főfunkció elemzése során láttuk, hogy a váltókkal az állítási távolság meghatározásakor valamennyi ilyen tényezőt számításba kell venni. Alapvető igény, hogy a központi helyről történő váltóállítás esetén ne csak a csúcssín helyzetét lehessen megváltoztatni, hanem a csúcssín végállásáról megfelelő biztonsággal visszajelzést

is kapjon a berendezés kezelője. Mechanikus váltóállítómű esetén a vezeték megnyúlása, belógása miatt kell megszabni egy kritikus hosszat, villamos váltóállítóműnél pedig esetenként az ellenőrző áramkör működése jelent korlátozó tényezőt. Ez utóbbi esetben az állítási távolságot érduplázással növelni lehetne, de ilyenkor azonban a biztonság megköveteli, hogy a két ér közül az egyik megszakadása esetén is helyesen működjön az ellenőrző áramkör. Szükséges tehát, hogy az érduplázás megszűnése miatt megnövekedett hurokellenállás ellenére is meg lehessen oldani a felvágás jelzést. Az állítási távolság figyelembevétele különleges formában jelentkezik a kézi váltóállítást alkalmazó berendezések esetében. Itt a váltóállító személyzet által kiszolgáló terület nagysága alapján határozhatunk meg egy "állítási körzet"-et. A váltóállítás ideje szempontjából az alapvető

különbség a helyszíni és központi állítás között van. A helyszíni állítás kedvezőtlen sajátossága, hogy a szoros értelemben vett állítási időt jelentős kiszolgálási (oda- és visszagyaloglási) idő terheli. A központi váltóállítási módok állítási idő szempontjából azonos értékűek. Az egyes külsőtéri szerkezeti elemek működtetése szempontjából igen fontos tényező, hogy a kezelő személyzetnek a működtetéséhez mekkora fizikai erőt kell kifejteni. Az irányítási feladatok koncentrálása megköveteli, hogy a forgalmi dolgozók egyre inkább a forgalmi helyzetek megoldására és a tényleges irányítási feladatok ellátására fordíthassák energiájukat, figyelmüket. Így legkedvezőbb megoldás feltétlenül a villamos úton történő központi állítás Pusztán a fizikai erőkifejtést összehasonlítva, a helyszíni állítás még kedvezőbbnek mutatkozik, mint a vonóvezetékes központi állítás, hisz a

helyszínen a súlykörte energiája csökkenti a bekampózási folyamat erőszükségletét. A váltóállítás üzembiztonságának növelésére a villamos váltókapcsolásoknál a váltó futásidejét időzítik. Amennyiben egy bizonyos idő eltelte után a váltó nem kerül végállásba, úgy a 2005. tavasz 10 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések kapcsolás önműködően gondoskodik az állítóáram lekapcsolásáról. Ellenkező esetben számolnunk kellene a váltóállító motor meghibásodásával, leégésével. A fékben futás idejét nem korlátozó váltókapcsolással kialakított berendezések állításbiztonsága emiatt kisebb. 3.32 A jelzők vezérlése A jelzők működtetését a váltókhoz hasonló szempontok alapján elemezzük. Működtetési időket itt azért nem kell vizsgálnunk, mert a jelzők állítása csak vágányutakkal kapcsolatban szükséges, így állítási idejét majd ott vesszük figyelembe. A

biztosítóberendezések a jelzőknek két alapvető típusát használják (alak- és fényjelzők). Az alakjelzők emeltyűvel, merev kényszerkapcsolattal állíthatók. A jelzőállítás távolsága szempontjából ezeknél elsősorban a vonóvezeték veszteségei a mértékadók. E veszteségeket a vonóvezetékbe épített vezeték-út módosító szerelvényekkel csökkenteni lehet. Esetenként a merev kényszerkapcsolat helyett egy a mechanikai állítószerkezet és a jelzést adó idom közé beépített elemmel, a szárnykapcsolóval feltételektől függő kapcsolatot hoznak létre. Ilyen jelzők esetén a szárnykapcsoló-mágnes biztos működtetéséhez szükséges áramérték biztosítására a kábel erek hurokellenállását kell figyelembe venni. Ez is korlátozó tényezőt jelenthet az állítási távolság tekintetében. A fényáramkörök esetén a helyes működés feltétele az üzemi és zárlati áram megfelelő értéke. Az üzemi áram nagyságát a

jelzők láthatósága, a zárlati áramét pedig biztonságtechnikai feltételek határozzák meg. Az áramkört olyan biztosítékkal kell védeni, ami az üzemi áramot tartósan elviseli, de az áramkör legtávolabbi pontján jelentkező zárlat hatására is meghatározott időn belül kiolvad, és ezzel a fényáramkör meghibásodását a berendezés felé jelzi. A foglalatzárlat jelzése érdekében az áramkör hurokellenállása - és ezzel a jelző kitűzési távolsága csak korlátozott nagyságú lehet. Az állítási távolság növelésére alkalmazott érduplázás a biztonság szempontjából megengedhetetlen. A jelzőállítás során a kezelő személyzet fizikai igénybevételét csak a jelző kialakítási módja befolyásolja. Az állítás mindig központból történik A mechanikus jelzők állításánál nagyobb fizikai erőkifejtésre van szükség. 3.33 Vágányutak állítása A biztosítóberendezések fontos feladata, hogy a vasúti forgalom

irányítását elősegítse és a forgalom lebonyolításához szükséges berendezések teljesítményének minél nagyobb kihasználását tegyék lehetővé. Így e berendezéseknek nagy szerepük van az állomások átbocsátóképességének növelésében is. A hatás nagyságának felmérésére figyelembe kell venni, hogy a vasúti kocsik üzemi folyamatának csak egy része kapcsolatos a vonatokkal, s e forgalmi részfolyamatoknak is csak bizonyos része bonyolódik az állomásokon. Az állomási műveletek 2005. tavasz 11 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések időfelhasználásának a vonatok mozgatásával kapcsolatos része biztosítóberendezésekkel, másik része azoktól független állásidőt takar. befolyásolható a A vasúti forgalom lebonyolításában adott vonal valamennyi állomása és állomásköze részt vesz. Mivel az állomási biztosítóberendezések működtetési idei a két vonat között betartandó

állomási időközök nagyságát is befolyásolják, ezzel közvetve az egész vonal teljesítőképességére is befolyást gyakorolnak. Végső soron a járműpark szállítóképessége, és így a teljes vasúti rendszer teljesítőképessége függ attól, hogy a helyhez kötött berendezések milyen átbocsátóképességet biztosítanak. Csak az átbocsátóképesség szempontjából egyenrangú berendezések láncolatán bonyolítható le a megfelelő forgalom. Így a működtetési funkció szempontjából is alapvető érdekek fűződnek ahhoz, hogy az egyes állomások berendezései egyen kapacitású rendszert alkossanak. A biztosítóberendezések természetesen önmagukban nem biztosíthatják a vonal helyhez kötött berendezéseinek azonos átbocsátóképességét. A vágányút beállítási ideje az előzőek szerint befolyásolja az állomási időközök nagyságát. Két vágányút-beállítás közötti időköz csökkentésére a legkorszerűbb

berendezéseknél különleges kezelést, az ún. vágányút tárolás műveletét vezették be Ezzel lehetővé válik adott beállított vágányút mellett egy őt veszélyeztető másik kijelölése. Ezzel jelentősen lecsökken a második vágányút beállítási ideje. A jelzőállítás ideje attól függően változik, hogy ezt külön kézi kezeléssel vezérlik-e ki, vagy a vágányút ellenőrzés és rögzítése után automatikusan bekövetkezik. A biztosítóberendezések működtetése szempontjából igen fontos kérdés, hogy hány személy szükséges a berendezések kezeléséhez. A berendezések korszerűsítésének, fokozott automatizálásának általában megfigyelhető következménye, hogy az irányítási feladatok egyre inkább koncentráltan jelentkeznek, és gépi segítséggel egyre kevesebb személy el tudja látni a szükséges feladatokat. 3.4 AZ INFORMÁCIÓS FUNKCIÓ ELEMEI A biztosítóberendezések információs funkciója keretében kapcsolatot

kell létrehozni a helyhez kötött - (forgalmi) és az utazó- (vontatási), a különböző szolgálati helyeken szolgálatot teljesítő forgalmi dolgozók között, végül tájékoztatni kell a forgalmi személyzetet a berendezés állapotáról és az üzemi folyamatról. A fenti információs kapcsolatok közül a forgalmi dolgozók egymás közti információcseréjét elsősorban a távközlő berendezések teszik lehetővé. A forgalom centralizált irányítása miatt ritkulnak a szolgálati helyek, és egyre több speciális távközlő összeköttetés létesítésére jelentkezik igény. Általában megfigyelhető, hogy a távközlő berendezések rendszerének fejlődése nem kapcsolódik szorosan a biztosítóberendezésekhez. 2005. tavasz 12 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések Információs kapcsolat a járművezető felé Az állomási és vonali forgalmi dolgozók és a vonatszemélyzet közötti információcsere kezdetben

kialakult eszközei a pályamenti jelzők. Ezek megfigyelése a mozdonyvezető által történik, így fontos szempont, hogy azok jól láthatók, jelzési képeik egyértelműen kiértékelhetők legyenek. Ilyen szempontból is előnyös e kapcsolat gépesítése, amikor a pályajelzők által kifejezett információt a vezetőállásjelzőn megfelelő módon ismételjük meg. Információ a berendezés állapotáról A forgalomirányítás zavartalanságához feltétlenül szükséges, hogy a forgalmi szolgálattevő mindenkor tisztában legyen a vezérlendő elemek állapotával. A berendezés üzemszerű viselkedése esetén a külsőtéri elemek helyzetéről kell megbízható információt nyújtani, meghibásodás vagy üzemzavar esetén pedig fontos, hogy az minél előbb a forgalmi szolgálattevő tudomására jusson, és lehetőleg azt is jelezze a berendezés, hogy melyik elem meghibásodása okozta az üzemzavart. Állapotinformációk üzemszerű állapotban A

biztosítóberendezések különböző fejlettségű megoldásainál a szolgáltatott információk köre igen különböző lehet. A mechanikus berendezések jellemzője, hogy a kezelő szervek és a külsőtéri szerkezetek között kényszerkapcsolat van, így ezeknél külön visszajelentésről nem kell gondoskodni. A nyomógombos jelfogós berendezéseknél a fenti kényszerkapcsolat már nem áll fenn, így minden esetben visszajelentő készülékről is gondoskodni kell. A biztosítóberendezések legújabb generációjával a számítógép vezérlés elterjedésével a kezelői felület is a monitoros munkahelyek irányába változik. Állapotinformációk a berendezések üzemzavara esetén A külsőtéri elemek meghibásodásáról is tájékoztatást kell nyújtani a berendezés kezelőjének, hogy a szükséges intézkedéseket időben megtehesse. A növekvő centralizáció miatt egyre nagyobb berendezésméretekkel számolhatunk, így a külsőtéri elemek száma is

növekszik. A berendezés zavara esetén a legkedvezőbb megoldás szerint azonnali információt kapunk arra vonatkozóan, hogy melyik elem hibásodott meg. Ez csak egyedi zavarjelzéssel oldható meg A csoportos zavarjelzés értéke már kisebb, mert a meghibásodott elem meghatározása ilyenkor nehezebb. Információ a vasútüzemi helyzetről A vasútüzem helyzetéről állomáson a vágányút-beállítás, -lezárás és -felhasználás egyes fázisainak, valamint a vonatok helyzetének jelzésével lehet információt nyújtani. A forgalmi dolgozók akkor végezhetik jól forgalomirányító tevékenységüket, ha a rendelkezésre álló információk változásai minél kisebb időkéséssel követik a valóságos folyamatokat. 2005. tavasz 13 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 3.5 ÁLLOMÁSI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK ÖSSZEHASONLÍTÓ ISMERTETÉSE A biztosítóberendezések szolgáltatásbeli színvonaluk alapján hasonlíthatók

össze. E tekintetben elsősorban a forgalombiztonsági szempontokra kell gondolni, de a forgalmi kapacitás, a kiszolgáló személyzet létszámigénye és munkakörülményei, továbbá a létesítés, műszaki fenntartás költségei is lényegesek. Az alábbiakban - éppen összehasonlításuk lehetővé tételére rövid jellemzést adunk a MÁV hálózatán alkalmazott berendezésekről Nem biztosított állomások berendezései Az állomások korántsem elhanyagolható hányada (főleg mellékvonalakon) ma még nem biztosított. Az ilyen állomások váltói (igen ritka kivételtől eltekintve) helyszíni állításúak, lezárásuk váltózárakkal történik. Az állomások (alak vagy fény) előjelzős nem biztosított bejárati jelzőkkel rendelkeznek. A bejárati jelzők között szerkezeti függés nincs, azok egymástól függetlenül szabadon kezelhetők. Egyetlen függőség ami már e berendezésnél is garantált, a főjelzők és előjelzőik csak helyes sorrendben

kezelhetők ("Szabad"-ra állításkor előbb előjelző, utána főjelző). Korábban a nem biztosított állomásokon a jelzőberendezésen kívül más biztosítóberendezési létesítmény nem volt. Újabban ezeket mind kiegészítették különböző konstrukciójú mechanikai, illetve jelfogós szerelvényekből összeállított váltózár kulcsazonosító berendezéssel. Az őrhelyi készülék vágányút-kijelölő szervei (pl. kallantyúk) akkor állíthatók valamely vágányútnak megfelelő állásba, ha az érdekelt (érintett és védő) váltók helyes állását reprezentáló váltózárkulcsokat előzőleg a készülékbe behelyezték. A forgalombiztonság megóvása a váltózárkulcs azonosító berendezések esetében lényegében a személyzet lelkiismeretes, pontos munkavégzésére van alapozva. A berendezés szolgáltatása, jelentősége mindössze abban áll, hogy a forgalmi szolgálattevő személyesen is meggyőződhet az általa kijelölt

vágányút beállításáról. Ez a gyakorlati tapasztalatok szerint nem is olyan kevés Kulcsrögzítős biztosítóberendezés A kulcsrögzítős biztosítóberendezés a legalacsonyabb szolgáltatási színvonalú. A váltók ez esetben is helyszíni állításúak. A berendezés lehet egy- vagy többközpontos , alakvagy fényjelzős A biztosított jelleg abból adódik, hogy (legalább közös) kijárati jelzők is alkalmazásra kerülnek, illetve (legalább a bejárati) jelzők a váltókon megengedett sebességre is utalnak. A kulcsrögzítős biztosítóberendezések kiszolgálása hosszadalmas, nehéz fizikai munkát igényel. Létszámigénye nagy. 2005. tavasz 14 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 3.51 Koordináta elves biztosítóberendezések Alakjelzős mechanikai biztosítóberendezések A hagyományos berendezések klasszikus példáját képviselik. Általában többközpontosak A váltók, váltóreteszek, a bejárati és

kijárati, továbbá előjelzők állítása vonóvezetékes úton a váltókörzetekben épített állítóközpontokból történik. Az állítóközpontok feletti felügyeletet a forgalmi szolgálattevő tológombos (vagy kallantyús) irodai rendelkezőkészüléke útján gyakorolja. Az irodai rendelkező készülék s az állítóközponti készülékek közötti kapcsolat blokkfüggés útján valósul meg. A jelzési kép helyessége gépi úton garantált. Feloldóberendezés útján ellenőrzi a vágányút felhasználást. A vágányút feloldást csak akkor teszi lehetővé, ha a vágányútban érdekelt váltókörzet végénél a vonat elhaladt, az ott elhelyezett oldó szigetelt sín foglalt volt - szabad lett és a jelzőt "Megállj" -ra állították. Műszaki szempontból a mechanikai berendezések jól átgondolt egységes rendszert alkotó létesítmények. Felépítésül egyszerű, költségei elfogadhatók További előny: külön energia ellátást nem

igényelnek. Fényjelzős mechanikai berendezések Forgalmi szolgáltatásukat tekintve többlet: a jelzők láthatósága javul, azok főleg éjjel jobban megfigyelhetők. Műszaki szempontból a fényjelzős mechanikai berendezések nem egységes konstrukciójúak, ezért szokás őket kombinált berendezéseknek is nevezni. A különböző berendezéseknél alkalmazott megoldások kombinálása különféleképpen történhet, a gyakorlatban több változat terjedt el. Integra egyközpontos biztosítóberendezések A MÁV első tisztán jelfogófüggéses berendezéstípus. A váltók villamos állításúak, az alkalmazott jelzők fényjelzők. Forgalombiztonsági, illetve műszaki szempontból minőségileg újat jelent a berendezés hatókörzetébe tartozó teljes vágányhálózaton a gépi foglaltságellenőrzés megvalósítása, továbbá a mechanikai függőségek helyett teljes egészében jelfogós, áramköri függések alkalmazása. Rendszertechnikai szempontból fontos

jellemzője a berendezésnek, hogy a függőségek megvalósításának logikája még a mechanikus berendezésekét követi, ez is koordináta elven felépülő berendezés. A függőségek kialakításának alapja a vágányút - a vágányúti jelfogók áramkörébe építik be a külsőtéri elemekkel kapcsolatos függőségeket. 2005. tavasz 15 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 3.52 Nyomvonalas elven felépülő biztosítóberendezések D55 típusú biztosítóberendezés A MÁV legszélesebb körben alkalmazott jelfogófüggéses vonatvágányutas rendszerű berendezéstípusa. Az újabb építésű berendezéseknél már az állomási vágányok jelfeladása is megoldott. Jellegzetes kezelési módja a vágányutak két fázisú felépítése: az első fázisban a kezdő és célpont kijelölésére megtörténik a vágányút beállítása és első lezárása, de ekkor még a jelző megállj állásban marad. Ilyen állapotban a

tolatási mozgásokat lehet lebonyolítani (nem lezárt vágányúton, de lezárt váltókon keresztül). A kezelés következő fázisa a jelző vezérlés, amikor a foglaltság vizsgálata után megtörténik a jelző szabadra állítása. A vágányút feloldása a vonatbehaladásának ütemében váltónként történik meg. D67 típusú biztosítóberendezés Szélesebb körben nem terjedt el – a D55-hez hasonló konstrukciós megoldású berendezés, de forgalmi szolgáltatás többlet a tolató vágányutak állítási lehetősége. Ennél a berendezéstípusnál jelent meg a korábbiaktól eltérő művi vágányútoldási lehetőségként a vágányút-visszavonás – ami a közelítési szakasz foglaltságától teszi függővé a feloldás módját. Szabad közelítési szakasz esetén így lehetővé válik az azonnali művi oldás. Konstrukciójára még mindig az XJ jelfogó egységek szabad kapcsolású huzalozása jellemző. KA69 típusú középállomási

biztosítóberendezés Egyszerűsített kivitelű nyomvonalelves berendezés, ami már a huzalozásban is a nyomvonalas technikát valósítja meg. Csak speciális helyszínrajzi és egyéb adottságok esetén alkalmazható (egyvágányú pálya, korlátozott számú állomási vágány, váltókörzetek egybeszigeteltek). A váltók centralizált állításúak. A jelfogó egységekben már TM típusú biztonsági jelfogókat alkalmaznak. D70 típusú biztosítóberendezés Fővonalak nagy állomásaira tervezett tolató vágányutas nyomvonalterves rendszertechnikájú berendezés típus. Önműködő térköz-, vonali sorompó-, távvezérlés csatlakoztatásra már rendszertechnikai szinten elő van készítve. A tolatóvágányutas tulajdonság azt jelenti, hogy nem csak a közlekedő vonat számára biztosít jelzővel fedezett és biztosított (lezárt és folyamatosan ellenőrzött) vágányutat, hanem minden egyes tolatási mozgás számára is. E tulajdonság nagy tolatási

mozgásigényű állomásokon (Pl. a budapesti felpályaudvarok, Szolnok, Debrecen, stb) biztosít megfelelően magas szolgáltatási és biztosítottsági szintet, a hatékony forgalomlebonyolódás mellett. Elektronikus biztosítóberendezések 2005. tavasz 16 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések A napjainkban a MÁV-nál is megjelenő elektronikus biztosítóberendezések biztosítottsági szintjükben nem térnek el a nyomvonalas berendezések szolgáltatásaitól. Különbség főként csak az elektronikai megvalósításban van (jelfogók helyett integrált áramkörök, számítógépek; a forgalmi szolgálattevő számára a visszajelentés legtöbbször számítógépek monitorán valósul meg, és nem speciálisan összeépített kezelőkészülékeken). 2005. tavasz 17 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 4. A BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK FEJLŐDÉSE A vasúti közlekedés hőskorában a vonatok

sebessége és a vonatsűrűség nyilvánvalóan jóval kisebb volt a mainál, és a közlekedés főleg csak nappalra korlátozódott. Így a veszélyes pontok előtt a vonatok megállíthatóak voltak (féktávolság ≤ látótávolság). Ilyen kötött pályás közlekedési mód ma a közúti vasút („villamos”), ahol – bár a közlekedés sűrűsége egyes vonalakon igen nagy – a járművek nagyvasúthoz képest kis tömege és sebessége, illetve a fék nagy teljesítményű kialakítása (pl. sínfék) ezt lehetővé teszi Későbbiekben a nagyobb sebesség és az egész napos közlekedés bevezetése szükségessé tette a kezdetleges jelző– és biztosítóberendezések felszerelését, amelynek fejlődése a mai, korszerű elektronikus biztosítóberendezésekig tart. A fejlődés első állomása megfelelő helyeken, vasúti dolgozó által adott kézi jelzés, következő állomása a már helyhez kötött jelzőkkel történő jelzések, amelyeket kezdetben a

helyszínről, később távvezérléssel (mechanikus, elektromos) kezeltek. Röviden így foglalható össze a berendezések fejlődéstörténete. A biztosítóberendezéseket alapvetően két nagy csoportba soroljuk: állomási és vonali biztosítóberendezések. Az alábbiakban e két csoport ismertetésére kerül sor 4.1 ÁLLOMÁSI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK Az állomási biztosítóberendezések fő feladata, hogy megtiltsa vagy megengedje az állomásra való be– illetve az állomásról való kihaladást. E tiltás vagy engedélyezés részben az állomási váltók állásától, részben a vonatforgalomtól és az állomási vágányok foglaltságától függ. Kezdetben e „függést” az állomási személyzet határozta meg, később alakultak ki a – jelenlegi modern biztosítóberendezésekre is jellemző – függőségeket automatikusan ellenőrző rendszerek. 4.11 Mechanikus biztosítóberendezések (1881, Nyugati) E kezdetleges biztosítóberendezéseknek is –

az állomás kialakításától és forgalmától függően – több fajtája ismert. A legegyszerűbb esetben az állomás mindkét végén lévő bejárati jelző csupán azt jelezte a vezető számára, hogy az állomásba való behaladás szabad-e vagy sem (kétfogalmú jelző). Amennyiben a jelzők és a váltók között szerkezeti függést is létrehoztak, úgy a bejárati jelző nem csak a behaladás tényét, hanem a váltók állását is jelezni volt képes (háromfogalmú jelző), vagyis a váltók kitérő irányban való állásakor sebességcsökkentésre utaló jelzés jelent meg. A függőségeket mechanikus úton oldották meg a biztosítóberendezésekben 2005. tavasz 18 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések A jelzők (ekkor még főleg alak jelzők) állítását az állomásról, vonóvezetékkel oldották meg. A váltók állítási módja szerint e biztosítóberendezések lehettek helyszíni állításúak, vagy a

jelzőkhöz hasonlóan állítóközpontból kezelt (vonóvezetékes) állításúak. A helyszíni állítás esetén a váltók megfelelő lezáró kulcsait a biztosítóberendezésbe helyezve lehetett a függéseket kialakítani (Ilyen a hazánkban jelenleg is alkalmazott ún. „kulcsrögzítő biztosítóberendezés”) A lezárásra azért volt szükség, hogy a vonatok közlekedése alatt véletlenül se lehessen a váltót átállítani. Nagyobb forgalmú állomásokra kijárati jelzőt is telepítettek (ezek általában közös kijárati jelzők voltak) E berendezések hátránya az volt, hogy a vonóvezeték korlátozott hossza meghatározta a kezelendő állomás maximális nagyságát, egy állítóközpontból viszonylag rövid állomást kezelése volt megvalósítható. Több állítóközpont kialakítására a függőségek miatt nem volt lehetőség, ugyanis ekkor az állomás nem alkotott volna egy berendezést, nem lehetett volna egy felügyelet alá helyezni az

egész állomást. 4.12 Elektromechanikus berendezések (1885, Siemens-Halske jelzőblokkos) Az előző problémák megoldására létrejött berendezés – hasonlóan az előző pontban említett elődjéhez – szintén mechanikus kialakítású, de már nagyobb állomásokon is alkalmazható. Ennek oka, hogy legalább két állítóközpontot tartalmaz. Ez esetben azonban gondot okoz a két állítóközpont egymással való mechanikus függésének megvalósítása, illetve az egy felügyelet alá helyezése. A probléma orvoslására létrehoztak egy rendelkező készüléket, amelynek segítségével a forgalmi szolgálatot teljesítő dolgozó parancsokat adhat ki az állítóközpontok számára, amelyek elektromos kötések formájában ki tudták alakítani a függéseket. A rendelkező készülék tulajdonképpen bizonyos elektromos jeleket indukált, amelyek az állítóközpontba érkezve mechanikus függéseket alakítottak ki (konyhanyelven ez az állítóközpontban

dolgozók kezdetleges „távvezérlése” a forgalmi szolgálattevő által). A berendezés hibája, hogy a dolgozók figyelmetlensége esetén a jelzők korai „Megállj!”-ra való állítása maga után vonta a vágányút feloldását, így aláváltás következhetett be. 4.13 Elektromechanikus biztosítóberendezések (Siemens-Halske vágányutas) Az előző berendezés hibái miatt olyan kiegészítéssel látták el e berendezéseket, hogy a vágányút lezárását és feloldását is külön kezeléssel kellett biztosítani – függetlenül a jelzők állásától, amely a forgalmi szolgálattevő engedélyével történt. 2005. tavasz 19 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések E berendezés tehát már nem az egyes kitérőkhöz kötődik, hanem egész vágányutakhoz – vagyis mechanikus függések alapján csak olyan váltóállás-kombinációkat lehet beállítani, amelyek létrejöhetnek az állomás kialakításából

kifolyólag. E berendezésben a vágányút feloldását már a forgalmi szolgálattevő végzi (és nem az állítóközpontban dolgozók), de az emberi tévedés lehetősége nem kizárt. 4.14 Elektromechanikus biztosítóberendezések (SH feloldóblokkos vágányutas) A probléma végleges kezeléséhez fejlődtek ki a Siemens-Halske feloldóblokkos vágányutas elektromechanikus biztosítóberendezések, amelyek mechanikus berendezések fejlődésének csúcsát jelentették. Ez esetben ugyanis a haladó vonatot is, első ízben a fejlődés során bevonták a berendezésbe, vagyis szigeteltsín segítségével érzékelik a vonat tartózkodási helyét. Így tehát a vágányút lezárását nem a forgalmi szolgálattevő által a rendelkező készüléken, hanem a közlekedő (elhaladt) vonat által önműködően kiadott villamos jel oldja fel. A berendezések e fejlettségi foka hazánkban is rendkívül elterjedt. A későbbi fejlesztések során a több állomáson a

berendezések alakjelzőit – a kisebb karbantartás, a láthatóság és a könnyebb kezelés érdekében – fényjelzőkre cserélték, így a jelzők állítása már villamos úton történik, természetesen függésben a régi berendezésekkel. Hazánkban az alakjelzős és a fényjelzősített változat is megtalálható, ez utóbbi pl. sok fővonali állomáson is 4.15 Elektropneumatikus, elektrohidraulikus berendezések (Kassa-Oderbergi vasút) E berendezések a mechanikus berendezésekkel rokon szerkezetek, eltérésük csak a mechanikai munka keltésében van. Míg az előbbi berendezéseknél a jelzők, váltók állításához szükséges erőt – vonóvezeték segítségével – az ember, itt lég– vagy víznyomás szolgáltatta. A levegőt elektropneumatikus szelepeken keresztül a rendelkező készülék parancsainak megfelelően vezérelték. Előnye, hogy emberi erőt nem igényel, növelhető az állítás távolsága, kisebb kezelőkészülékek lehetségesek.

Mindezek ellenére nem terjedt el, mert működése bonyolult, fagyveszélyes és karbantartás-igényes csőhálózatot igényelt. 4.16 Elektrodinamikus (Rákos, 1901, Balatonszemes, 1927, VES 1930 körül) Az elektromosság egyre szélesebb elterjedésével lehetővé vált a biztosítóberendezések tekintetében is nagyobb előrelépéseket tenni. Az elektrodinamikus berendezésekben már villamos váltóállító hajtóműveket alkalmaztak, amelyek sokkal korszerűbbek voltak, mint mechanikus, pneumatikus vagy hidraulikus társaik, főként az energia helyszínre vezetése szempontjából (elektromos vezeték). Mivel elektromos áram úgyis rendelkezésre állt, a jelzők 2005. tavasz 20 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések már egyértelműen fényjelzők lehetnek, mert felesleges villamos motorral alakjelzőket működtetni, így pedig éjjel-nappal ugyanazon szerkezet használható. E berendezés előnye, hogy • az állítási

távolságok tetszőlegesek; • kevés állítóközpontot igényel; • a váltófelvágás visszajelezhető; • helyszükséglet csökken, mert sokkal széleskörűbb függőség jelfogókkal, villamos elemekkel; • könnyebb kezelés, emberi erőt nem igényel. Ilyen berendezések – ugyan kevés számban, de – hazánkban jelenleg is találhatók. 4.17 Jelfogófüggéses berendezések Az átbocsátóképesség növelése és az elektrotechnika fejlődése elavulttá tette az előbbi, elektrodinamikus berendezéseket is. A svájci Interga cég licence alapján tisztán jelfogófüggéses berendezéseket építettek be, ahol minden elem (váltók, jelzők, kisiklasztó saruk) állítása villamos úton történik, és minden függőség jelfogók vagy jelfogócsoportok működésével hozható létre. E berendezéseket nevezték szabadkapcsolású Integra berendezéseknek Nevük onnan adódott, hogy minden állomáson a kialakítástól függően szerelték fel a

függőségi jelfogókat, azaz minden berendezés teljesen egyedi gyártású volt a legkisebb alkatrészekből. A későbbiekben, a jelfogófüggéses berendezések várható nagyarányú elterjedése miatt fejlesztették ki az ún. Dominó 55 (1953, Biatorbágy) berendezést, amely már bizonyos előre gyártott alapelemekből épül fel. Ezen ötlet segítségével lehetővé vált egyfajta gyártás-tipizálás, csökkent a helyszíni, az állomás kialakításától függő szerelési munka és az egyedi tervezés. A külön jelző-, váltó-, szigeteltsín-, stb. vezérlőegységeket a helyszínen az állomás helyszínrajzi kialakításának megfelelően huzalozták össze (innen az elnevezés). A Dominó 55 berendezések hazánkban a legelterjedtebbek. Hátrányuk azonban, hogy csak a haladó vonat útját tudják jelzők által biztosítani, a tolatási mozgásokét nem, ott csak a vágányút lezárása és automatikus oldása történik meg. E berendezések

továbbfejlesztése (Dominó 70, Dunakeszi, 1970) a nagyobb forgalmú, nagy tolatási mozgás-igényű állomásokon jelentett igazi előnyt. Itt már a tolató-vágányutak is jelzővel biztosítottak, csakúgy, mint a vonat-vágányutak. A Dominó 55 és főleg a Dominó 70 biztosítóberendezés a biztonsági függések rendkívül széles skálájával rendelkezik, olyannyira, hogy a jelenleg hazánkban is elterjedőben lévő elektronikus alapú biztosítóberendezések sem tudnak jelentősen több szolgáltatást, csupán – a 2005. tavasz 21 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések számítástechnika, mikroelektronika fejlődésével – ezt nem jelfogókkal, hanem mikroprocesszorokkal, számítógépekkel, számítógép-hálózatokkal oldják meg, ennek előnye a kisebb karbantartási igényben, energiafelhasználásban, és a berendezés beltéri elemeinek jóval kisebb méretében jelentkezik. 4.2 VONALI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK Mint

ahogy a 3. fejezet elején láthattuk, a vonatok haladásának, követésének szabályozását mindenképpen valamiféle biztosítással kell megoldani, a „látra” követés nem megoldható. A nyílt vonalon ez két szempontból fontos: 1. Szembemenesztés kizárása (az állomásközben ugyanazon vágányon két szembe közlekedő vonat Î balesetveszély); 2. Utolérés kizárása (a nyílt vonalon a követő, gyorsabb vonat az előtte haladó, lassabb vonatot utoléri Î balesetveszély). Az utolérés kizárása úgy is elképzelhető, hogy a követő vonat csak akkor indítható, ha az előző vonat a következő állomásra beért. Ekkor azonban a vonal kapacitása lényegesen kisebb az elméletileg lehetségesnél, így a vonali biztosítóberendezések feladata a biztonság megteremtése mellett a kapacitásnövelés is. 4.21 Vonalbot A nyíltvonali „biztosítás” legkezdetlegesebb formája. Az állomások között ekkor még nem volt távközlés, értekezési

lehetőség, így egy, az állomásközben rendszeresített „stafétabot” szolgált a biztosítás céljára. Amelyik állomás birtokában volt a bot, az indíthatott vonatot A vonalbotot a mozdonyvezetők vitték az állomások között. E biztosítási formát a BKV villamosok esetében a 70-es évekig használták, az egyvágányú szakaszokon. Hátránya, hogy minden esetben felváltott irányban közlekednek a vonatok, így a kapacitás kicsi. 4.22 Időközi közlekedés (1925-ig) E biztosítási forma lényege, hogy 10 percenként (időközönként) indították a vonatokat, bízva abban, hogy ennyi idő alatt nem érik utol egymást. A nyílt vonal pontjain, bizonyos távolságokban pályaőrök tevékenykedtek, akik kézi jelzésekkel igyekeztek megtartani a vonatok közötti időközt (azaz a módszer a vonatokat egymástól időben távol próbálta tartani). Hátránya, hogy az emberi tényező nagy szerepe miatt nem volt megbízható. 2005. tavasz 22 BME Út és

Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 4.23 Térközi közlekedés Az előző módszerrel szemben e biztosítási forma a vonatokat térben tartja távol, vagyis az állomásközök egész számú rövid szakaszokra vannak osztva (térközök). Egy térközben egyszerre csak egy vonat tartózkodhat, a térközbe való behaladást térközjelzőkkel fedezik. Az összes vonali bizosítóberendezés ilyen elven működik. A vonali biztosítóberendezések jórészt a már előzőleg tárgyalt állomási biztosítóberendezések szerkezeti elemeit használják fel, fejlődésük a technika – és az állomási biztosítóberendezések – fejlődésének ütemében történt. Vonatjelentő térköz: a térközjelzők állítását a vonalon szolgálatot teljesítő dolgozók végzik, egymással élőszóban (telefonon) kommunikálva. Ma már az emberi tényező miatt nem biztonságos. Siemens-Halske: az állomási biztosítóberendezésekhez hasonlóan

elektromechanikus, alak térközjelzők fedezik a térközt. Ezek alaphelyzetben Megállj! állásban vannak, de szabadra állíthatók. A vonat elhaladása után addig nem lehet a térközjelzőt szabadra állítani, amíg a vonat a következő térköz mellett el nem haladt, tehát a térközjelzők egymással villamos függésben vannak, a Megállj! jelzés feloldása a vonat hatására következik be (feloldóblokk). Előrejelentő térköz Önműködő térköz (1949): a jelfogófüggéses állomási biztosítóberendezések vonali megfelelője. A teljes térköz egy szigetelt sínt képez, ezek állapota mutatja a berendezésnek azt, hogy a térközben tartózkodik-e vonat, ez határozza meg a térközt fedező (a térköz elején található) jelzők állását. Hazánkban ilyen térközbiztosító berendezés található a fővonali hálózat nagy részén. Külföldön, és részben hazánkban is a térköz (állomásköz) foglaltságának ellenőrzésére nem teljes hosszban

szigetelt síneket, hanem tengelyszámláló berendezéseket használnak. A tengelyszámláló lényege, hogy a térköz elején megszámolja a térközbe behaladt tengelyeket, a térköz végén pedig ismét. Amennyiben a két érték egyezik Î a térköz üres Kétségtelen előnye, hogy a pálya (főként az útjátjárók) esetleges szennyeződése nem eredményez hamis foglaltságot. Ellenmenet-kizáró berendezések: Amennyiben egy állomásközben a kis forgalom miatt térközök kiépítése nem gazdaságos, mégis szükség lehet utolérés- és ellenmenet-kizárás létesítésére. Ilyenkor a berendezés működése ahhoz hasonló, mintha az egész állomásköz egy hosszú térköz lenne. 2005. tavasz 23 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 4.3 AZ ÁLLOMÁSI ÉS A VONALI BIZTOSÍTÓBERENDEZÉSEK ÖSSZEKAPCSOLÁSA Felmerülhet a kérdés, hogy az állomási és a vonali biztosítóberendezések egymással kapcsolatban vannak-e. A

válasz igen, erre a legjobb és leggyakoribb példa, hogy egy állomás kijárati jelzője nem csak a kijárati vágányút foglaltságával és a váltók állásával van függésben, hanem az állomáshoz csatlakozó nyíltvonal foglaltságával is. Vagyis, ha a nyíltvonal első térköze (vagy állomásközi követés esetén az állomásköze) foglalt, akkor a kijárati jelző nem állítható szabadra. Az előzőekben tárgyalt ellenmenet-kizáró berendezések esetében is, a két szomszédos állomás közül egyszerre csak egy indíthat vonatot, vagyis csak az egyik állomás egyetlenegy kijárati jelzője (ha több van) mutathat szabad jelzést. Ezzel valósul meg a szembemenesztés elkerülése A kijárati jelző tehát rendszerint nem csak az állomási kijáratot, hanem az első térközt vagy állomásközt is fedezi. 2005. tavasz 24 BME Út és Vasútépítési Tanszék Vasúti biztosítóberendezések 5. VONATBEFOLYÁSOLÁS A forgalmi szolgálattevő és a

vonat (mozdonyvezető) közötti kétirányú információáramlás egyik irányát (vonat -> forgalmi szolgálattevő) az előbbiekben részletesen tárgyaltuk. A vonat helyzetét a berendezések általában szigetelt sínek elhelyezésével ellenőrzik, és ettől (ti. a vonatok helyezetétől) függően engedélyezik egyes vágányutak beállítását, illetve vezérelnek ki a jelzőkre jelzési képet. Az információáramlás másik iránya, hogy a mozdonyvezető számára a jelzők jelzési képeit tudatosítani kell. E közlési iránynak több szintje ismert: • a legegyszerűbb módja a vizuális megfigyelés, vagyis a mozdonyvezető részére optikai úton jut el az információ („látja” a jelzőt), és aszerint cselekszik. Ekkor teljes mértékben a mozdonyvezető felelősségére van bízva a jármű irányítása és a jelzőknek megfelelő cselekvés; • a következő biztosítottsági szint a jelzők jelzéseinek megismétlése a mozdony vezérállásán

(”jelfeladás”). Ez azt jelenti, hogy a jelzőknél a sínbe táplált megfelelő elentromos impulzusokkal a mozdonyon elhelyezett vevőberendezés tudtára adjuk, hogy a jelzőn (amely felé a vonat halad) milyen jelzés várható. Rossz időjárási körülmények (eső, hó, köd) felbecsülhetetlen segítség, még akkor is, ha elmodható a rendszerről, hogy a jelzők kiértékelése továbbra is a mozdonyvezető felelőssége; • a következő szint a vonatbefolyásolás, amely a jelzők képeinek a mozdony vezetőállásán való megismétlése mellett figyeli a mozdonyvezető ténykedését, a sebesség szabályozását. Amennyiben a vonat gyorsabban halad, mint a következő jelzőn látható jelzés, úgy hangjelzéssel figyelmezteti a mozdonyvezetőt a sebesség szabályozására, csökkentésére. Amennyiben ez hatástalan marad, úgy kényszerfékezést kezdeményez, vagyis a mozdonyvezető ténykedésétől függetlenül megállítja a vonatot. E biztosítottsági

szintről elmondható, hogy az előző kettőnél biztonságosabb, mert – helyes működése esetén – a mozdonyvezető tevékenységétől függetlenül is képes beavatkozni a közlekedés biztonságába (veszélyeztetés esetén). 2005. tavasz 25 BME Út és Vasútépítési Tanszék 6. Vasúti biztosítóberendezések KÖZPONTI FORGALOMIRÁNYÍTÁS A hazánkban alkalmazott berendezések nagy része ugyan lefedi a teljes állomást, azonban a vasútvonal teljesítőképessége szempontjából hátrány, hogy minden állomáson külön forgalmi szolgálattevő teljesít szolgálatot, csupán a saját állomására ügyelve. A forgalmi szolgálattevők között távbeszélő kapcsolat áll fenn, így értekeznek a vonatok közlekedésével kapcsolatban. A biztosítóberendezések további hatékonyságnövelésére fejlesztették ki egy-egy teljes vonalra történő központi forgalomirányítási (KÖFI) lehetőséget, amely nem jelent mást, mint az állomások Dominó

55, 70 biztosítóberendezéseit oly módon kötik be egy központba, hogy minden, a vonatforgalommal kapcsolatos kezelést a központból el lehessen végezni. Ez a módszer pl. késések esetén nagyon hatékonyan tudja kezelni a vonatok forgalmát, hiszen a vonalirányító sokkal jobban átlátja a vonal forgalmát, mint az állomásonkénti forgalmi szolgálattevők, ez pedig segít az operatív döntésekben. Ilyen rendszer hazánkban két vasútvonalon valósult meg: A Mezőzombor-Nyíregyháza egyvágányú vasútvonalon az 1990-es évek előtt igen nagy (35 millió tonna/év; főleg teher–) forgalom bonyolódott le, Záhony-Miskolc viszonylatban. Szükség lett volna a vonal kétvágányúsítására a kapacitásnövelés érdekében. E nagy költségigényű beruházás helyett központi forgalomirányítást építettek ki, Debrecen központtal, ahonnan a vonal 5 állomása egy központból távvezérelhető. Ezen beruházással jelentősen nőtt a vonal

teljesítőképessége. A Szabadbattyán-Balatonfenyves vasútvonalon (a Balaton déli partja) szintén központi forgalomirányítást vezettek be. E vonalon nyáron igencsak nagy forgalom bonyolódik (főleg idényjellegű személyvonatok), korábban rendszeresek voltak a késések. A központi forgalomirányítás bevezetésével, amely Fonyód központtal üzemel, az állomási biztosítóberendezések egy központból vezérelhetők, így a forgalomirányítás hatékonysága megnőtt. A központi forgalomirányítás következő lépése a vonatszámkövetés. Ez hazánkban jelenleg még nem valósult meg, Németországban azonban találhatók ilyen rendszerek. Ebben az esetben a berendezés a vonatvágányutak kijelölését vonatszám-társítással végzi, vagyis minden vonatról tudja, hogy a vonalon éppen hol tartózkodik. Ebben az esetben lehetőség nyílik a vonatok számára előre beprogramozott menetrend alapján vágányút-állításra, jelzőkezelésre, vagyis a

forgalom teljes automatizálására. 2005. tavasz 26