Jelző- és biztosítóberendezések

A biztosítóberendezések a fejlett vasúti közlekedés elmaradhatatlan eszközei, gyakorlatilag a vasúti közlekedéssel egyidősek. Céljuk, hogy biztonságosabbá tegyék a vonatok (villamosok) közlekedését, lehetőség szerint megelőzzék az összeütközést, kisiklást, (villamosok esetében a közúti) gázolást stb.

Ezt úgy érik el, hogy a főjelzőket (amelyek megengedik, vagy megtiltják a vonatok közlekedését) csak bizonyos feltételek megléte esetén engedik a kezelő személyzetnek Szabad-ra állítani. Ezt a feltételrendszert a váltók és a jelzők közötti szerkezeti függésekkel hozzák létre, méghozzá oly módon, hogy:

1. A váltót csak akkor lehet feloldani és átállítani, ha az őt fedező jelző Megállj! állásban van;
2. A jelzőt csak akkor lehet Megállj! állásból Szabad! állásba állítani, ha az általa fedezett váltók helyesen állnak és ebben az állásban rögzítve is vannak;
3. Az érintett váltókat valamint a védelmi berendezéseket (védőváltókat, sorompókat, kisiklasztósarukat, vágányzáró sorompókat, tolatásjelzőket) a vonat teljes elhaladásáig rögzítik.

Feltétel továbbá, hogy a berendezés kezelője a beállított meneteket egyértelműen azonosíthassa a kezelőfelületről: vágányszám felé elfordított vágányúti kallantyú, vágányra beállított tológomb, fehéren világító vágánycsík stb.

Azokat az állomási berendezéseket, amik a fenti követelményeket nem elégítik ki, jelzőberendezésnek nevezzük.

Természetesen a fenti három pont csak a legalapvetőbb összefüggéseket jelenti, tehát ha ezen pontok nem valósulnak meg teljes mértékben, semmilyen esetben sem beszélhetünk biztosítóberendezésről. A tényleges kialakítás során azonban a jogszabály (Országos Vasúti Szabályzat I. kötete (r: Ovsz I.)), a feltétfüzetek és a tervezői gyakorlat egyéb, további függéseket is előír: folyamatos foglaltságellenőrzés, dinamikus oldalvédelemkeresés, elektromos hálózat figyelése, jelfeladáshoz az ütemadó helyes működése stb., különös tekintettel az ún. emelt sebességű, 120–160 km/h sebességtartományra.

Funkciói

A biztosítóberendezések mindig a következő három funkciót valósítják meg, a tényleges kialakítástól függetlenül:
biztonsági (szerkezeti függés);
állítási (legalább a jelzők távállítása);
visszajelentő (azaz a dolgozó a berendezésre rátekintve meggyőződhessen a külső téri elemek (váltók, jelzők) állásáról, a berendezés állapotáról: beállított menetek tényéről, illetve hogy a vágányútbeállítási folyamat éppen hol tart.

Története

A vasúti közlekedés egyik jelentős veszélyforrása a váltók helytelen állásba állítása. Ahogy az idők során egyre nőttek a vasútállomások és egyre nőtt a közlekedő vonatok száma, szükséges volt egyre több váltókezelőt alkalmazni egy-egy állomáson, hogy a leközlekedtetendő menetekhez rendelt váltókat időre be tudják állítani. Ez természetszerűleg a forgalmi dolgozók egyre növekvő leterheltségével járt, ami a munkájukba épített veszélyforrások felszínre kerülésében mutatkozott meg. Ezidáig a dolgozók figyelmén, a vágányútbeállítás (és általában a menetbeállítás) során teendőket leíró szabályok betartásán múlt, hogy teremtenek-e közvetlen veszélyhelyzetet.

A vasúti mérnökök ezt idejekorán felismerve, összefüggést találtak a váltók állása és a jelzők szabadra állíthatósága között, és létrehozták az első biztosítóberendezések.

Ezen, tisztán mechanikus elven működő berendezések megfelelő működés esetén nem tettek mást, mint kikényszerítették a leírt szabályok egy részének a sorrendiségét és betartatták azokat (már amennyire erre lehetőségük volt).

Hazánkban az 1920-as évektől kezdve fogalmazódott meg egyre erősebben az az igény, hogy az élőmunkaerőt próbálják meg kiváltani a rendszerből, illetve amit lehet, azt automatizálják. Így születtek az első próbálkozások a gurítódombi automatikákkal, illetve jelentek meg az erőműves, azaz nem emberi izomenergiával működő biztosítóberendezések.

Állomási biztosítóberendezések

Alapvető feladata az állomás területén belüli, azaz a külső bejárati jelzők közötti területen található váltók, jelzők, kisiklasztósaruk, vágányzáró sorompók, útátjárót fedező elemek stb. működtetése, ellenőrzése, ezen elemek közötti szerkezeti függés kikényszerítése.

Az évtizedek során egyre korszerűbb, egyre könnyebben kezelhető és egyre nagyobb rendelkezésre állású berendezések jelentek meg szerte Európában, így hazánkban is.

Siemens–Halske biztosítóberendezés

A XIX. század második felében jelent meg ez a berendezés hazánkban, a jelenlegitől eltérő kialakítással és részben eltérő működési módban is.

A berendezés tulajdonképpen egy sok mozgó alkatrészt tartalmazó, részben elektromos áramot is használó megoldás, ami bizonyos ténykedések egymáshoz viszonyított sorrendjét, illetve magát a ténykedést kényszerítette ki, tulajdonképpen többletmunkát adva ezzel a forgalmi személyzetnek.

A berendezés áll egy irodai rendelkező készülékből (ez a forgalmi irodában található), illetve az állomás két végén található váltókezelői szolgálati helyeken lévő váltókezelői berendezésekből állnak. Az iroda és a torony közötti kapcsolatot gyengeáramú elektromos vezetékek biztosítják.

Szabadkapcsolású Integra

Az első próbálkozásnak hazánkban a svájci Integra cég licence alapján épült jelfogófüggéses, szabadkapcsolású berendezés. A zsargon a kezelőpult nyomógombjainak kialakítása miatt vasgombos Integraként is ismeri. A berendezés nevében szereplő szabadkapcsolású szóhoz fűződő magyarázat: a berendezéseket előtte is, és ekkor is úgy tervezték, hogy mindig nulláról, az adott vágányhálózat és egyéb jellemzők alapján, a tervező a vonatkozó általános előírások alapján tervezte meg, majd építették és üzemeltették őket. Ez természetszerűleg csak akkor olcsó, ha kevés berendezést kell építeni, hiszen a gyakran ismétlődő megoldásokat is újra és újra, gépiesen le kell rajzolni, meg kell építeni. Gondoljunk csak bele: egy váltó állítóáramköre számára mindegy, hogy melyik állomáson található: a váltót mindig ugyanúgy állítjuk.

Amennyiben hirtelen sok ugyanolyan biztosítóberendezést kell tervezni és építeni, akkor érdemes az azonos funkciókat ellátó jelfogókat dobozokba rendezni, így csak a dobozokat kell egymáshoz kötögetni mind a tervezés, mind az építés során. Az 1940-es évek végén jelent meg az igény erre, így továbbra is az Integra cégtől vásárolt licenccel eljutott a hazai vasút a következő lépésig.

Dominó 55 biztosítóberendezés

Hazánkban ez a legnagyobb példányban telepített biztosítóberendezés, itt az azonos funkciókat ellátó jelfogókat közös dobozba, úgynevezett jelfogóegységbe építették. Így egy jelfogóegységben legfeljebb 12 db. XJ típusú jelfogó található, így a következő jelfogóegységek készültek:

• váltóvezérlő egység (jellegszín: kék-fehér-kék, 3 fázisra)
• váltóvezérlő pótegység (jellegszín: fehér-kék-fehér, 3 fázisra)
• váltólezáró egység (jellegszín: sárga-fehér)
• jelzővezérlő egység (jellegszín: vörös)
• jelzővezérlő pótegység (jellegszín: vörös-fehér)
• előjelző egység (jellegszín: sárga)
• helyikapcsoló egység (jellegszín: fekete)
• szigeteltsín egység (jellegszín: szürke)
• szigeteltsín generátor (jellegszín: -)
• ütemezett blokkegység (jellegszín: zöld)
• ütemezett menetirányváltó egység (jellegszín: fehér)
• Siemens térközcsatlakozó jelfogóegység (jellegszín: zöld)
• Tolatásjelző jelfogóegység (jellegszín: kék)

Ezen jelfogóegységekből, mintegy dominószerűen felépíthető az állomás vágányhálózata alapján az áramkörök jelentős része, a maradék 5-10%-ot pedig továbbra is szabadkapcsolásban építik be. A jelfogóegységek viszonylag könnyen és gyorsan cserélhetőek, így ha a hiba helye behatárolt, általában a jelfogóegység cseréjével hamar orvosolható. A jelfogóegységek száma egyre nőtt, jelenlegi becsült számuk (a jelfogóegységként kezelt egyéb áramköri elemekkel együtt) a 100-at közelíti.

Az első Dominó 55 biztosítóberendezést Vámosgyörk állomáson adták át 1962-ben, jelenleg kb. 240 darab üzemel az országban.

Dominó 70 biztosítóberendezés

Ugyancsak az Integra cég licence alapján tervezett és épített berendezés, de ez a D55-től eltérően már nagy állomásokra készült, így kiegészül az eddig hiányzó tolatóvágányutas lehetőségekkel. Volt próbálkozás hazai fejlesztésként tolatóvágányutas berendezésre, Dominó 67 típusnéven néhány darabot helyeztek üzembe az országban, de nem váltotta be a hozzá fűzött reményeket.

Elektronikus biztosítóberendezés

A jelfogókat csak minimálisan tartalmazó biztosítóberendezések viszonylag későn, a rendszerváltás után jelentek meg hazánkban és számuk egyelőre alacsonynak mondható.

A Siemens SIMIS és az Alcatel Elektra biztosítóberendezései jelentek meg eddig országunkban, különböző konstrukciókban (SIMIS-C, SIMIS-IS, Elektra1 és Elektra2). Megjegyezendő, hogy az Alcatel konszern a vasúti biztosítóberendezési területe a Thales konszernhez került, annak Rail Signalling Solutions ágazataként, melynek magyar képviselete a korábbi HTA Kft., a jelenlegi Thales Rail Signalling Solutions Kft. . Ezen berendezések közös jellemzője, hogy ipari számítógép alapú rendszereken futó szoftverek logikai függvényekkel meghatározott kimenetei alapján valósítja meg szinte az összes funkciót, jelfogókat jellemzően csupán az országonként eltérő funkciók (fénysorompók vezérlése, jelfeladás stb.) megvalósítására alkalmaznak.

További berendezések

Természetesen a több mint 150 éves hazai vasúti közlekedésben ennél sokkal többfajta berendezéstípus fordult elő, ám ezek vagy már teljesen kikoptak, vagy a még meglévő berendezések is hamarosan eltűnnek a hazai vasutakról. Ezek, a teljesség igénye nélkül:

• Harangjelzők, gúlás védőjelzők és egyéb, nem provizórikus jelzőberendezések
• Váltózárkulcs-azonosító jelzőberendezés
• Váltózárkulcs-rögzítő biztosítóberendezés
• VES biztosítóberendezés
• Szovjet biztosítóberendezések (kisállomási, nagyállomási ((B)MRC típus)), importból, fejlesztőjük: SZU Giprotranszszignalszvjaz.
• Fényjelzős mechanikus biztosítóberendezés
• Különféle Dominó rendszerű biztosítóberendezések: D67, D87, KÁ69.

Nyíltvonali biztosítóberendezések

A két állomás (általánosabban: két szolgálati hely) közötti nyíltvonal biztosítása sokáig nem volt nagy jelentőségű feladat. A nyíltvonali biztosítóberendezésektől elvárjuk, hogy zárják ki azt, hogy a vonatok utolérhessék egymást, illetve azt, hogy ugyanarra a vágányra a két szomszédos állomás egyszerre indíthasson vonatot, azaz mind az utolérést, mind a szembemenesztést. Mivel két állomás között a távolság általában túl nagy ahhoz, hogy a berendezés elromlása esetén a vonatok a semmiben vesztegelve várják a javítás végét, ezért bizonyos szabályok életbe léptetésével lehetőség van arra, hogy csökkentett sebességgel, adott esetben egy vágányon egy vonat elvvel, de haladjon a vasúti közlekedés. Ebből sajnos az következik, hogy a nyíltvonali biztosítóberendezéseknél alkalmazott megoldások általában jobban áthidalhatóak, gyakran kiiktató, kikapcsolható védelemmel rendelkeznek, ezért sokan másodrangú védelemként tekintenek rá.

Biztosítóberendezések energiaellátása

Már a XX. század elején próbálkoztak különböző, akkori szóhasználattal élve erőműves biztosítóberendezésekkel, ahol vagy sűrített levegő, nyomás alatt tartott víz, olaj és még ki tudja mi biztosította az energiát a váltók átállítására. Ezek a megoldások már régen elavultak, jelenleg kizárólag elektromos energiával működő biztosítóberendezések vannak hazánkban. Mivel a jelzők fényéhez és a váltók állításához energia kell, ezért fontos ezen energia minél nagyobb fokú rendelkezésre állása.

Az elsődleges, ún. főhálózatot az országos közüzemi hálózat 10 kV-os rendszeréből nyerik (ez a helyi szolgáltató, pl. Elmű hálózata), majd ezt transzformálva előállítják a 3x400 V háromfázisú feszültségszintet. Ezt továbbalakítva készül 75 Hz-es és 400 Hz-es szinuszos váltakozó feszültség, valamint különböző értékű egyenfeszültségek is (12V, 24V, 48V, 96V).

A főhálózat kiesése ellen tartalékhálózattal, segédhálózattal, felsővezetéki alátámasztással és akkumulátorcsoporttal védekeznek.