Från Rilpedia

Säkerhetssystem är ett system för järnvägstrafik som bidrar till hög säkerhet mot olyckhändelser, högt utnyttjande järnvägslinjer och tåg samt orsakar lite förseningar i kundernas utnyttjande. Säkerhetssystemet i Sverige grundar sig på Transportstyrelsens trafikföreskrifter för järnvägar "JTF" (före juni 2009 kallad Säkerhetsordning, SÄO, utgiven av Banverket).

Innehåll 1 Bakgrund 2 Mål 3 Principer 4 Teknik 5 Standardisering 6 Lära av misstag 7 Historik 8 Referenser

Bakgrund

Järnvägstrafik har två inbyggda begränsningar: Dels kan tåget inte väja vid ett tågmöte och dels är bromssträckan mycket lång, ofta över 1 km. Eftersom tågen kan köra över 200 km/t med många människor ombord så krävs ett avancerat säkerhetssystem som förhindrar olyckor.

Mål

Säkerhetssystemet ska förhindra olyckor genom att när en väg för ett tåg ska reserveras, (lägga tågväg):

• Kontrollera att:
  • spåret är fritt från hinder tex att inget tåg finns på spåret,
  • alla växlar ligger rätt (så tåget inte kommer fel eller att andra tåg inte kan komma in på den reserverade vägen) samt
  • vägbommar är fällda.
• Meddela föraren och gärna även lokets dator om tåget får köra och hur fort. Men även vad som gäller längre fram så att tåget kan bromsas i god tid.
• Förhindra att växlar läggs om, eller signaler ges, som står i konflikt med redan tillåtna tågrörelser - lagd tågväg.

Om en järnvägssträcka är mycket lång så betyder det att endast ett tåg tillåts åt gången och spåret utnyttjas dåligt. Utnyttjandet av en linje och av tågen kan därför ökas genom att::

• Möjliggöra att flera tåg samtidigt kan följa efter varandra på samma linje bara de ej kommer varandra för nära.

Säkerhetssystemet ska även motverka tågförseningar och andra problem genom att:

• Utrustning har låg felfrekvens genom bl. a. redundans (dubbla komponenter) och täcker upp mesta möjliga felsituationer.
• Logik i systemet som förhindrar mänskliga misstag och förenklar utbildning av personal.
• Komponenter som vid fel reagerar så att säkerheten behålles. Tex visar rött om reläer blir strömlösa.
• Redundans, extra anläggningar, som ger skydd även om en olycka inträffar. Tex. en skyddsträcka efter en stoppsignal som ökar marginalerna eller en skyddsväxel som styr in ett tåg på ett sidospår om en stoppsignal passeras.

Principer

• Säkerhetssystemet ska täcka ett nät av järnvägslinjer. Nätet består av:
  • Järnvägsstationer, som är platser där tågen kan växla spår. Vissa stationer kan utgöra start eller slutpunkt för ett tåg, vissa möjliggör på/av-stigning eller tågbyte, vissa rangering av godsvagnar med lastning/lossning av gods (bangårdar) medan vissa endast medger växling av spår, t.ex. krysstation där vänster/högertrafik kan skiftas, eller station med sidospår, där mötande eller omkörda tåg kan vänta. Alla sådana stationer där tågvägar kan ändras kallas efter juni 2009 för driftplatser (se Transportstyrelsens trafikföreskrifter för järnvägar: [[1]]).
  • Linjen mellan stationerna där det kan finnas:
    • Blocksträckor. Linjen kan delas upp i mindre block där endast ett tåg i taget får befinna sig (fjärrblockering) och där efterföljande tåg får vänta tills föregående tåg lämnat blocken. I det nya europeiska standardiserade systemet (ERTMS) kan blocken göras väldigt korta så att man talar om "flytande fjärrblockering".
    • Hållplatser utmed linjen där ett tåg kan stanna för att passagerare ska stiga på/av men inga växlar finns.
    • Linjeplatser utmed linjen där ett tåg kan stanna för att på ett sidospår lasta/lossa gods eller växlas ut från nätet till kapillärnätet, d.v.s. industrispår som hanteras utanför säkerhetssystemet.
  • Öppningsbara broar där stoppsignaler måste finnas.

• Innan ett tåg får avgå ska säkerhetssystemet reservera den väg tåget ska gå (lägga tågväg). Den utrustning som rent fysiskt sköter detta kallas ställverk (Interlocking system). Denna reservation innebär:
  • Tågvägen måste vara fri från hinder (tåg eller vagnar). Kallas frontskydd.
  • Vid alla stationer måste andra tåg eller vagnar hindras att komma in på tågvägen. Kallas sidoskydd.
  • Alla växlar utmed tågvägen ska vara i rätt läge och låsta mot omläggning.
  • Alla skyddsväxlar på spår som går in mot tågvägen måste vara i avvisande läge.
  • Skyddssträckor, de sträckor efter tågvägens slut som ett tåg kan komma in på om det ej hinner stanna helt före en stoppsignal, är hinderfria.
  • Tågvägen kan läggas ut successivt allteftersom tåget passerar blockgränser och stationer och kan friställas när tåget passerat.
  • I moderna ställverk kan man lägga tågvägar i förväg vilka automatiskt reserveras när det är dags. Kallas magasinering.
• Säkerhetsystemet kontrollerar kontinuerligt:
  • Var alla tåg befinner sig.
  • Hur alla växlar ligger.
• Systemet styr tågen genom att sända:
  • Optiska signaler utmed banan till föraren, ofta både vad som gäller vid signalen och vad som gäller vid nästa signal (för att föraren ska kunna planera inbromsning).
  • Radiosignaler från sändare mitt i spåret (baliser eller eurobaliser) till tågets dator som dels visar föraren den hastighet som gäller, som kommer att gälla längre fram samt, om föraren inte reagerar, automatiskt bromsa tåget (Automatic Train Control – ATC)
  • Radiosignaler från GSM-sändare utmed banorna med standardiserade meddelanden till tågets dator (European Rail Traffic Management System – ERTMS) vilka sedan visas som en grafisk hastighetskurva som gäller framöver (movement authority) och som nödbromsar vid överträdelse.
• För växling av vagnar inom en bangård, för arbetsfordon för banunderhåll samt för trafik i kapilärnätet (I de nya Järnvägsstyrelsens trafikföreskrifter som gäller från juni 2009 skiljer man på växling och spärrfärd):
  • En förenklad styrning av rörelserna som i det gamla säkerhetssystemet kallas vagnuttagning, sedan spärrfärd.
  • Vagnuttagningen bygger på att föraren har visuell kontroll av spåret och kan stoppa om hinder upptäcks.
  • Där två spår möts eller delas i en växel används vanligen dvärgsignaler som upplyser föraren dels om att att hinder kan finnas såsom vagnar som man ska kopplas ihop med, dels meddelar att växlar kan ligga fel, tex en klotväxel mot sidospår som man måste lägga om för hand.

Teknik

• För att automatiskt kontrollera att ett spår är hinderfritt har traditionellt använts spårledningar. Genom att isolera de två rälerna från varandra och lägga en låg spänning mellan dem kan man känna av om en vagnsaxel kortsluter på sträckan. Eftersom spårledningarna är känsliga har de ibland kompletterats med Axelräknare som även upptäcker en tappad vagn. I det nya europeiska standardsystemet ERTMS nivå 3 är det tänkt att de känsliga spårledningarna ska ersättas av en radioblockcentral eller RBC. Det är en databas som ständigt uppdateras med alla tågs positioner, vilka erhålles från tätt utplacerade Eurobaliser. Baliser som sänder positionen utmed banan när ett tåg passerar. RBC:n beräknar hur långt framåt som spåret är hinderfritt och återrapporterar det till tåget vid varje balispassage (movement authority). Det har även spekulerats om positioneringssystem (GPS) är ett tänkbart alternativ.
• Växeldriv som dels lägger om och dels låser (förregling) växlar (och spårspärrar) och därefter bekräftar tungornas verkliga lägen.
• Vägskyddsanläggningar (bevakade eller obevakade järnvägsövergångar) hanterar helt autonomt stopp av biltrafik vid vägövergångar.
• Automatic Train Control (ATC) eller ERTMS ger föraren order om giltig hastighet och övervakar att orderna följs.
• Optiska signaler utmed banan med förenklade besked till föraren som är ett komplement till ATC eller som ersätter ATC där denna saknas. Med ERTMS behövs inte längre några optiska signaler.
• Styrningen av alla dessa komponenter sker från ett ställverk.

Standardisering

Järnvägarna i Sverige har ett gemensamt säkerhetssystem (gäller ej tunnelbanor, spårvagnar eller i gruvorter). Före juni 2009 beskrives säkerhetssystemet i Banverkets säkerhetsordning - SÄO - [[2]]. Från juni 2009 gäller Transportstyrelsens trafikföreskrifter för järnvägar [[3]] (anpassade till ERTMS enligt nedan). Dessa instruktioner beskriver hur man som spårinnehavare (den som äger och förvaltar banan), trafikledare (den som leder trafiken på banan) eller trafikutövare (den som äger eller framför tåget på banan) är ansvarig att agera i olika situationer. De utgör grunden för utbildning av de som jobbar inom järnvägen.

Hittills har varje land haft sina särkerhetssystem vilket krävt byte av både lok och förare vid gränspassager och därmed sänkt konkurrenskraften vid internationell trafik. Inom EU har därför ett gemensamt system European Railway Traffic Management System – ERTMS - specificerats. Det är en standard i flera nivåer som tillåter successivt införande. Standardspecifikationen gör att leverantörer av järnvägsutrustning kan utveckla komponenter, att spårägare successivt kan installera vid uppgraderingar eller nybyggnad av en bana att trafikutövare kan få sina tåg att köra på dessa nya banor. Sverige har en långsiktig plan att införa ERTMS och Botniabanan är först med att följa nivå 2 av ERTMS som eliminerar optiska signaler.

Lära av misstag

I Sverige och de flesta andra länder tillsätts en haverikommission när en tågolycka inträffat. Se referens nedan. Denna har yttersta syftet att föreslå förbättringar så att ingen ny olycka ska ske av samma skäl. Utredningen ska:

• Klarlägga händelseförloppet.
• Finna den innersta orsaken till olyckan.
• Föreslå förändring av utrustningar, instruktioner och organisation.

Tidigare kunde utredningarna syfta till att finna en skyldig. Numera anses detta syfte försvåra utredningen eftersom vittnesmål kunde förvanskas eller utebli.

Det moderna ERTMS-systemet möjliggör att tåget förses med en "svart låda" som kontinuerligt registrerar data om:

• Tågets rörelser (hastighet, retardation, status hos vissa komponenter, mm)
• Information från baliser (ETCS)
• Information från radio (GSM-R)
• Förarens åtgärder.

Efter en olycka lämnar svarta lådan värdefull informationen till haveriutredarna.

Historik

I järnvägens barndom byggde säkerheten på att man hade bemannade stationer eller en stins (stationsinspektor) som ansvarade för att inget annat tåg befann sig på sträckan till nästa station samt att tågklareraren på nästa station bekräftat att han inte skulle släppa iväg något mötande tåg innan det första tåget anlänt. Det kallades att lägga en tågväg. Tågklarerarna kommunicerade först via telegraf och senare telefon som utnyttjade egna ledningar utmed linjen.

Med tiden kunde man lägga om växlar via linor från ett ställverk och även lägga om semaforer eller tända signaler som angav stopp eller kör. Fördelen med ställverken var att man kunde förhindra vissa misstag som att lägga om en växel efter det att en tågväg lagts.

Numera har de flesta stationer avbemannats och tågklareringen fjärrstyrs via komplicerade datorsystem. Ställverken är undersystem som inrapporterar lägena på alla växlar, alla signaler samt vilka spårsträckor som är belagda med tåg. Den informationen utnyttjas sedan när en tågväg läggs genom att lägga om växlar och visa nya signaler. I Sverige kan antalet fjärrstyrda distrikt räknas på handens fingrar.

ERTMS är det kommande steget och innebär att tågen via radio/telefon automatiskt kan meddela var de befinner sig och få signaler om hastigheter. Det betyder bl.a. att optiska signaler försvinner utom på bangårdar. Även spårledningar bedömes bli ersatta med tillförlitligare teknik. Samma lok och samma personal kan köra genom olika länder. ERTMS är dessutom ett krav för en höghastighetsbana. En förhoppning är att ökad snabbhet, mindre förseningar och sänkta kostnader ska förbättra konkurrenskraften om transportköparna.

Referenser

• Transportstyrelsens trafikföreskrifter för järnvägar "JTF" gällande efter juni 2009: [[4]].
• Banverkets säkerhetsinstruktion "SÄO" gällande före juni 2009:[[5]]
• European Rail Trafic Management System ERTMS
• Optiska järnvägssignaler:Signaler på Järnväg.net
• Ställverk (järnväg)
• För den som är mer intresserad av historiken rekommenderas besök på Gunnar Ekevings hemsida:[[6]]
• Banverkets olyckshantering och olycksstatistik: [[7]]