ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΩΝ

Transcript

1 Α. ΛΑΜΠΡΟΠΟΥΛΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΩΝ 1 η ΕΚΔΟΣΗ ΑΘΗΝΑ, 2017

2

3 ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ Α.Ε ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΩΝ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΛΑΜΠΡΟΠΟΥΛΟΣ ρ. ΠΟΛΙΤΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Υπάλληλος ΟΣΕ 1 η ΕΚ ΟΣΗ ΑΘΗΝΑ, 2017

4 Στη μνήμη των γονέων μου, Διονυσίου και Ελένης που χάθηκαν πριν 10 χρόνια Το ηλεκτρονικό αρχείο εκτυπώνεται ιδανικά σε χαρτί διαστάσεων А4, διπλής όψης. Έχουν προβλεφθεί περιθώρια για τη βιβλιοδεσία. Το παρόν μπορεί να αναπαραχθεί και διανεμηθεί ελεύθερα σε οποιαδήποτε μορφή, έντυπη ή ηλεκτρονική. Απαγορεύεται όμως η χρήση αυτούσιων χωρίων κειμένου ή σχημάτων ή φωτογραφιών χωρίς την αναφορά στην πηγή. Περί του συγγραφέα: Γέννηση: Πτυχίο τμ.πολ. Μηχ. ΕΜΠ: Ελ. επαγγελματίας μηχανικός από: Διδακτορικό Δίπλωμα Πολυτεχνικής Σχ. ΑΠΘ: Υπάλληλος ΟΣΕ από: Τρέχουσα θέση: Τμήμα Προγραμματισμού &Υποστήριξης Κυκλοφορίας, Δ/ση Κυκλοφορίας ΟΣΕ Επικοινωνία: / Λέξεις κλειδιά: Σηματοδότηση σιδηροδρόμου, συστήματα ελέγχου σιδηροδρομικής κυκλοφορίας, Ελληνικός Σιδηρόδρομος Schlagwörter: Bahnsignalanlagen; Steuerungstechnik des Schienenverkehrs; Griechische Eisenbahn.

5 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 1 ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΤΟΥ ΣΥΓΓΡΑΦΕΑ Το μάθημα της Σιδηροδρομικής στα ελληνικά πολυτεχνεία διδάσκεται σε ένα ή δύο εξάμηνα σε σχολές πολιτικών και τοπογράφων μηχανικών. Αναγκαστικά τα συγγράμματα και σημειώσεις Σιδηροδρομικής που διανέμονται στους φοιτητές όσο και οι παραδόσεις των μαθημάτων επικεντρώνονται κυρίως σε θέματα πολιτικού μηχανικού (χάραξη, επιδομή κλπ) οπότε τα θέματα κυκλοφορίας και σηματοδότησης αναφέρονται σχετικά περιληπτικά. Στις υπόλοιπες σχολές μηχανικών η Σιδηροδρομική δε διδάσκεται ως μάθημα. Παράλληλα, βιβλία εσωτερικές εκδόσεις των ΣΕΚ ή του ΟΣΕ, που αφιερώνονται στην εκμετάλλευση του σιδηροδρόμου έχουν να γραφούν εδώ και δεκαετίες. Έτσι ο μηχανικός που ενδιαφέρεται για ζητήματα σηματοδότησης είναι αναγκασμένος, καθώς τα σχετικά βιβλία είναι δυσεύρετα, να προσφύγει στη θάλασσα πληροφοριών του διαδικτύου. Όμως πάρα πολλοί ιστότοποι, λόγω και της φύσης του μέσου, αναφέρονται στο ζήτημα απλουστευτικά ή απευθυνόμενοι σε χομπίστες του σιδηροδρόμου ενώ, καθώς το διαδίκτυο είναι κυρίως αγγλόφωνο, πολλοί από τους εύκολα προσπελάσιμους και κατανοητούς ιστότοπους αναφέρονται στην αμερικανική ή βρετανική πρακτική σηματοδότησης που διαφέρει από την κεντροευρωπαϊκή (και κατ επέκταση από την ελληνική). Κατά την επαγγελματική μου πορεία και την ενασχόλησή μου αφενός με ζητήματα εκμετάλλευσης του σιδηροδρόμου τόσο καθημερινής φύσης (διαχείριση κυκλοφορίας, δρομολόγια) όσο και στρατηγικής (π.χ. σχεδιασμός σταθμών) και αφετέρου με το κανονιστικό πλαίσιο κυκλοφορίας, διαπιστώνεται ότι στα θέματα εκμετάλλευσης του σιδηροδρόμου και των τεχνικών σηματοδότησης υπάρχουν παρανοήσεις με αποτέλεσμα τη δυσκολία συνεννόησης των διαφόρων κλάδων μηχανικών μεταξύ τους. Οι παρανοήσεις επιτάθηκαν από τη συγκυρία εισαγωγής συστημάτων ασφαλείας στους ΣΕΚ/ΟΣΕ (που οδήγησε π.χ. στην πιο συνήθη παρανόηση, αυτή της σύγχυσης της τηλεδιοίκησης με τη σηματοδότηση και τις αλληλεξαρτήσεις). Φιλοδοξία είναι με αυτό το πόνημα να βοηθηθεί ο μηχανικός του σιδηροδρόμου εν συντομία να κατανοήσει τη λειτουργία των συστημάτων ελέγχου σιδηροδρομικής κυκλοφορίας και την αλληλεπίδρασή τους στον τρόπο οργάνωσης της κυκλοφορίας. Επίσης σκοπός είναι να δειχτεί η αναγκαιότητα συνεργασίας διαφόρων κλάδων μηχανικών (γραμμής, εκμετάλλευσης, ηλεκτροκίνησης και σηματοδότησης) μεταξύ τους και της ύ- παρξης μιας κοινής γλώσσας συνεννόησης. Δεν υπεισέρχεται στη λεπτομέρεια διάρθρωσης και σχεδιασμού των συστημάτων σηματοδότησης (κυρίως δηλαδή σε θέματα ηλεκτρολόγου μηχανικού) δίνει όμως τις βασικές αρχές. Δεν υπεισέρχεται επίσης ούτε σε στοιχεία Θεωρίας Συστημάτων Ελέγχου ούτε σε στοιχεία Ασφάλειας Συστημάτων. Το πόνημα γράφηκε έχοντας υπ όψιν τις γνώσεις που διαθέτει ένας μηχανικός με υπόβαθρο Πολιτικού Μηχανικού. Έτσι, ζητήματα ηλεκτρισμού, ηλεκτρονικής κλπ. δίδονται όσο το δυνατόν απλουστευμένα ώστε να γίνονται κατανοητά με γνώσεις που ένας πολιτικός μηχανικός έχει από τις παραδόσεις περί ηλεκτρισμού στα πρώτα έτη της σχολής του ή από το Λύκειο. Ένας ηλεκτρολόγος μηχανικός μπορεί με τις γενικότερες γνώσεις που παραθέτει το παρόν να εμβαθύνει στα ζητήματα της υλοποίησης των συστημάτων που παρατίθενται, έχοντας στο οπλοστάσιό του ήδη τις γνώσεις ηλεκτροτεχνίας, ηλεκτρονικής και συστημάτων ελέγχου. Με το παρόν πόνημα, πέρα από τη συγκέντρωση από τη διεθνή βιβλιογραφία πληροφοριών και γνώσεων, μεταφέρεται και η εμπειρία από την ως τώρα σταδιοδρομία μου στο Σιδηρόδρομο. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τους συναδέλφους κκ. Ευ. Χαραλάμπους (με προφύλαξε από σοβαρές κακοτοπιές!), Γ. Κουπαρούσο, Κ. Κοντοπόδη και Κ. Χρονάκη, μηχανικούς Ηλεκτροκίνησης ΟΣΕ, Σηματοδότησης ERA, Εκμετάλλευσης ΟΣΕ και Σηματοδότησης ΕΡΓΟΣΕ αντίστοιχα, για την πολύτιμη βοήθειά τους στη συγγραφή του παρόντος όπως και για τη χορήγηση φωτογραφιών. Αν. Λαμπρόπουλος

6 2 Σιδηροδρομική Κυκλοφορία Προγραμματισμός και Έλεγχος ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΤΟΥ ΠΡΟΪΣΤΑΜΕΝΟΥ ΤΗΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Το παρόν βιβλίο έρχεται να καλύψει ένα κενό στην ελληνική βιβλιογραφία καθώς δεν υ- πάρχουν βιβλία στην ελληνική γλώσσα που να αναφέρονται στην οργάνωση της σιδηροδρομικής κυκλοφορίας και των τεχνολογικών μέσων που χρησιμοποιούνται σ αυτήν (σηματοδότηση, προστασία κλπ.). Με το σύγγραμμα αυτό του μηχανικού της Διευθύνσεώς μας κ. Αν. Λαμπρόπουλου, μπορεί κανείς να πάρει μια γενική αλλά πλήρη ενημέρωση για τα συστήματα σηματοδότησης του Σιδηροδρόμου και το πώς αυτά αλληλεπιδρούν με τον τρόπο διεξαγωγής της κυκλοφορίας. Το κείμενο αυτό τίθεται ελεύθερα στη διάθεση των μηχανικών του Σιδηροδρόμου αλλά και ευρύτερα, των στελεχών της Κυκλοφορίας, τους ήδη εργαζόμενους αλλά κυρίως στους νέους συναδέλφους που αναμένεται σύντομα να προσληφθούν και ελπίζουμε να αποτελέσει ένα κείμενο αναφοράς και αφετηρία περαιτέρω εμβάθυνσης. Ο Προϊστάμενος της Διεύθυνσης Κυκλοφορίας Κώστας Χρυσάγης

7 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 Σιδηροδρομική Κυκλοφορία Προγραμματισμός και Έλεγχος Σχεδιασμός σιδηροδρομικών μεταφορών Εγγενείς ανάγκες και κίνδυνοι της σιδηροδρομικής κυκλοφορίας Οργάνωση και διεξαγωγή της κυκλοφορίας Κανονισμοί Μελέτη δρομολογίων Οι αναγκαίες διαδικασίες για τη διεξαγωγή της κυκλοφορίας Χρήση τεχνολογικών μέσων για την ασφάλεια της κυκλοφορίας Σήματα και Ανίχνευση Ανοικτή γραμμή και σταθμοί Αναγκαιότητα των σημάτων Τύποι σημάτων Μεταβλητά σήματα και μορφές τους Σημαφόροι Φωτοσήματα Μήκος πεδήσεως - Κύρια σήματα και προσήματα Τοποθέτηση και ρόλος των σημάτων Ανίχνευση συρμών Κυκλώματα γραμμής Γενική αρχή Τεχνικές υλοποίησης Μετρητές αξόνων Γενική αρχή Σύγχρονη εφαρμογή Πεντάλ και άλλα σημειακά συστήματα ανίχνευσης Σύγκριση κυκλωμάτων γραμμής και μετρητών αξόνων Ο Διαχωρισμός και Διαδοχή των Αμαξοστοιχιών Ακολουθούμενες πρακτικές Πορεία εν όψει Σταθερή χρονοαπόσταση (Σταθερά) Τμήματα αποκλεισμού Κινούμενο τμήμα αποκλεισμού (Moving block) Η τεχνική υλοποίησης της αρχής του αποκλεισμού Γενικά ο τηλεφωνικός αποκλεισμός Τεχνικά συστήματα αποκλεισμού Ενδιάμεσα σήματα Θέσεις αυτόματου αποκλεισμού και κεντρικό σύστημα αποκλεισμού Θέσεις αυτόματου αποκλεισμού Κεντρικό σύστημα αποκλεισμού Διπλές γραμμές και συστήματα αποκλεισμού Αλλαγές Τροχιάς, Σταθμοί και Αλληλεξαρτήσεις Αλλαγές τροχιάς Βασική ορολογία Κίνδυνοι σε μία αλλαγή τροχιάς Μανδάλωση, ασφάλιση και καθήλωση αλλαγών Ανίχνευση στις αλλαγές Χειρισμός και έλεγχος των αλλαγών Σταθμοί. διαδρομές, πλευρική προστασία, μήκη ολίσθησης και αλληλεξαρτήσεις Σταθμοί: Ορολογία και διαδικασίες. Κάλυψη Σταθμού Πλευρική προστασία Αλληλεξάρτηση Σηματοτεχνικές Διαδρομές Διαδρομή ολίσθησης Πίνακες συμβιβαστών διαδρομών Πρόνοιες και συνθήκες που λαμβάνονται κατά τη χάραξη διαδρομών Αλλαγές στην ανοικτή γραμμή-συμπλέγματα... 42

8 4 Σιδηροδρομική Κυκλοφορία Προγραμματισμός και Έλεγχος 5 Συστήματα Αλληλεξαρτήσεων Γενικά Μηχανικές αλληλεξαρτήσεις Ηλεκτρομηχανικά συστήματα Συστήματα ηλεκτρονόμων Ο ηλεκτρονόμος Συστήματα αλληλεξαρτήσεων με ηλεκτρονόμους Σηματοδοτήσεις ηλεκτρονόμων βασισμένες σε πίνακες αλληλεξαρτήσεων Σηματοδοτήσεις ηλεκτρονόμων γεωγραφικού τύπου Ηλεκτρονικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων Γενική περιγραφή Επίπεδο αλληλεξαρτήσεων και αξιοπιστία Σύγκριση ηλεκτρονόμων και ηλεκτρονικών αλληλεξαρτήσεων Συστήματα αλληλεξαρτήσεων - Κτηριακές απαιτήσεις Χειρισμοί του συστήματος αλληλεξαρτήσεων Τηλεδιοίκηση Γενικά Υλοποίηση Τηλεδιοικήσεις ασφαλούς και μη ασφαλούς τύπου Συστήματα αριθμοδότησης και αυτόματης δρομολόγησης Γενικές παρατηρήσεις Συστήματα Προστασίας Αναγκαιότητα Λειτουργία των συστημάτων προστασίας Τυπικά συστήματα προστασίας Γενικά Μηχανική Φραγή Επαγωγικό σύστημα Indusi / PZB Γενικά στοιχεία Εξοπλισμός και λειτουργία Παρατηρήσεις-Άλλα σημειακά συστήματα επαγωγικής αρχής λειτουργίας Εφαρμογή στη γραμμή «1» του Μετρό Σύστημα συνεχούς ανταλλαγής δεδομένων LZB Γενικά Εξοπλισμός και λειτουργία Παρατηρήσεις Συστήματα προστασίας συνεχούς ανταλλαγής δεδομένων, βασισμένα σε κυκλώματα γραμμής Γενικά Το σύστημα LZB 700M της ΣΤΑΣΥ «Συστήματα ελέγχου» Αυτοματισμοί οδήγησης Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS Εισαγωγή Ανάγκες Θεμελιώδη κείμενα Γενικά TSI-CCS FRS SRS-Subset Εξοπλισμός του συστήματος ETCS Γενικά Παρατρόχιος εξοπλισμός Εποχούμενος εξοπλισμός Movement authority και Operating modes Movement Authority-ΜΑ / Άδεια πορείας Γενικά Η Άδεια Πορείας σε λεπτομέρεια... 82

9 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων Επιτήρηση της καμπύλης πέδησης Ταχύτητα απελευθέρωσης-release Speed Operating modes / Καταστάσεις λειτουργίας ETCS Επιπέδου 1 (Level 1) Γενικά Αναγκαίος εξοπλισμός Τρόπος λειτουργίας Επίπεδο 1-Περιορισμένη Επιτήρηση (L1LS) ΕΤCS Επιπέδου 2 (Level 2) Γενικά Εξοπλισμός Τρόπος λειτουργίας ETCS Επιπέδου 3 (Level 3) Γενικά Εξοπλισμός και τρόπος λειτουργίας Επίπεδα ETCS STM (Specific Transmission Module) και Level Επίπεδο ЕТCS-STM Επίπεδο/Level Σύνοψη επιπέδων ETCS και αναγκαίου εξοπλισμού ETCS και χωρητικότητα γραμμής Γενικά-Χωρητικότητα και συστήματα προστασίας Επιπτώσεις στη χωρητικότητα ανά Επίπεδο ETCS Επίπεδο Επίπεδο Επίπεδο Εφαρμογή του ETCS στην Ελλάδα Γενικές παρατηρήσεις Σηματοδότηση και Ηλεκτροκίνηση Προστασία Είσοδοι σταθμών Μελέτη Σηματοδότησης Προκαταρκτική / Μελέτη λειτουργικών απαιτήσεων Προμελέτη Οριστική μελέτη Τροποποίηση γραμμολογίας σταθμού Γενικές παρατηρήσεις Μερικά παραδείγματα Απλός σταθμός Απλός σταθμός-βραχύς Απλός σταθμός-βραχύς+δυνατότητα ταυτόχρονης εισόδου Απλός σταθμός+γραμμές απόθεσης για τις εμπορευματικές μεταφορές Απλός σταθμός+τακτική υποδοχή και ελιγμοί εμπορευματικών συρμών Παράδειγμα προμελέτης σταθμού Ιστορικό των Συστημάτων Σηματοδότησης στην Ελλάδα Μητροπολιτικοί σιδηρόδρομοι Γραμμή Μετρό 1 («Ηλεκτρικός») Γραμμές Μετρό 2 και Υπεραστικός σιδηρόδρομος Μέχρι το Περίοδος Από το 2004 ως σήμερα Επίλογος Τελικά, γιατί εγκαθιστούμε σηματοδότηση; Σηματοδότηση «light»: Υπάρχει; Σύνοψη Προτεινόμενη Βιβλιογραφία

10 6 Σιδηροδρομική Κυκλοφορία Προγραμματισμός και Έλεγχος 13.1 Γενική βιβλιογραφία Βιβλιογραφία για το σύστημα ETCS Δελτία του Κώδικα UIC

11 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 7 1 Σιδηροδρομική Κυκλοφορία Προγραμματισμός και Έλεγχος 1.1 Σχεδιασμός σιδηροδρομικών μεταφορών Στόχος της διαδικασίας είναι ο προσδιορισμός των υπηρεσιών που θα παρέχονται στους πελάτες του σιδηροδρόμου. Λαμβάνει χώρα σε στρατηγικό, τακτικό και επιχειρησιακό επίπεδο: o Σε στρατηγικό (μακροπρόθεσμο) επίπεδο εξετάζονται εναλλακτικές λύσεις και λαμβάνονται αποφάσεις σχετικά με τις αναγκαίες επενδύσεις σε υποδομή και τροχαίο υλικό. o Σε τακτικό επίπεδο (μεσοπρόθεσμο), η υποδομή και το τροχαίο υλικό θεωρούνται δεδομένα και σχεδιάζονται τα δρομολόγια που θα προσφέρονται στους πελάτες. Παράλληλα καθορίζονται τα κυκλώματα του τροχαίου υλικού και ζητήματα που αφορούν τη στελέχωση των υπηρεσιών. o Σε επιχειρησιακό επίπεδο (βραχυπρόθεσμος, άμεσος ορίζοντας) τα δρομολόγια είναι δεδομένα. Αντιμετωπίζονται έκτακτα συμβάντα και ανωμαλίες (μεγάλες καθυστερήσεις, βλάβες υλικού, έργα επί της γραμμής, ατυχήματα) ενώ καθορίζονται και ζητήματα βαρδιών προσωπικού. Κατά τη διάρκεια όλων αυτών των διαδικασιών κρίσιμο ρόλο παίζει ο τρόπος οργάνωσης της κυκλοφορίας και ο τρόπος που διασφαλίζεται η κυκλοφορία έναντι διαφόρων κινδύνων. Ο τρόπος ελέγχου της κυκλοφορίας, δηλαδή κανονιστικό πλαίσιο καθώς και διατιθέμενα τεχνολογικά μέσα, είναι καθοριστικοί παράγοντες για βασικές παραμέτρους σχεδιασμού (επιδιωκόμενη χωρητικότητα, πυκνότητα κυκλοφορίας, ταχύτητες) ενώ σε επόμενο στάδιο καθορίζει και οικονομικά στοιχεία του σιδηροδρομικού συστήματος (επενδεδυμένα κεφάλαια και συνεπαγόμενα κόστη για τα συστήματα ελέγχου, λειτουργικές δαπάνες). 1.2 Εγγενείς ανάγκες και κίνδυνοι της σιδηροδρομικής κυκλοφορίας Δύο από τα βασικά χαρακτηριστικά του σιδηροδρόμου αποτελούν ταυτόχρονα μεγάλα πλεονεκτήματα αλλά και μειονεκτήματα: o Μικρή τριβή: Η μικρή τριβή σημαίνει μικρή κατανάλωση ενέργειας. Από την άλλη πλευρά όμως σημαίνει και αδυναμία εύκολης πέδησης (απαιτούνται για την ακινητοποίηση ενός τραίνου ~ m στους συμβατικούς σιδηροδρόμους, 2-4km α- κόμα και 7km, για σιδηροδρόμους υψηλής ταχύτητας). To μήκος πεδήσεως σε κάθε περίπτωση είναι μεγαλύτερο από τη διατιθέμενη ορατότητα που ένας μηχανοδηγός έχει μπροστά από το θάλαμό του. o Σταθερή τροχιά: Η σταθερή τροχιά εξασφαλίζει μια σίγουρη καθοδήγηση του συρμού και μικρή ανάγκη χώρου μικρή διατομή. Όμως σημαίνει και αδυναμία κάθε ελιγμού για την αποφυγή κάποιου κινδύνου από το μηχανοδηγό. Η πορεία του συρμού καθορίζεται από τη γραμμή καθώς και από υπαλλήλους, άλλους από το μηχανοδηγό, οι οποίοι χειρίζονται τις αλλαγές τροχιάς. Για τους λόγους αυτούς πρέπει κατά την πορεία ενός συρμού να είναι εξασφαλισμένο ότι σε ένα μήκος ικανό, αντίστοιχο αυτού που χρειάζεται για να πεδήσει, δεν ελλοχεύει κίνδυνος.

12 8 Σιδηροδρομική Κυκλοφορία Προγραμματισμός και Έλεγχος Με τη συσσωρευμένη εμπειρία (και δυστυχώς μετά από ατυχήματα) οι σιδηρόδρομοι διαπίστωσαν ότι ένας συρμός στη διαδρομή του είναι αντιμέτωπος με μία σειρά κινδύνους (πέρα από πιθανές αστοχίες της υποδομής ή του τροχαίου υλικού). Οι κίνδυνοι αυτοί είναι: o Να αναπτύξει μη επιτρεπόμενη ταχύτητα. o Να συγκρουστεί με έναν άλλο συρμό (ομόρροπα ή αντίθετα κινούμενο) επί της ιδίας τροχιάς (περιπτώσεις Α και Β στο σχήμα που ακολουθεί). Μια ιδιαίτερη, μη προφανής, υποπερίπτωση είναι ένας συρμός να διασπαστεί με το αποκομμένο τμήμα της α- μαξοστοιχίας να παραμείνει επί γραμμής και επί του οποίου να προσπέσει μια άλλη αμαξοστοιχία. o Να πλευροκοπηθεί με έναν άλλο συρμό σε μία αλλαγή τροχιάς (περίπτωση Γ στο σχήμα που ακολουθεί). o Μία συσκευή γραμμής (αλλαγή τροχιάς, εκτροχιαστής κλπ) να βρίσκεται σε λάθος θέση ή να μην είναι καλώς ασφαλισμένη (περίπτωση Δ στο σχήμα που ακολουθεί). o Η σύνθεση του συρμού (βάρος του συρμού, πλήθος βαγονιών, διάταξη αυτών, διαθέσιμη ισχύς των φρένων) να μην εξασφαλίζει την ασφαλή του κυκλοφορία. A B Γ Μερικοί από τους κινδύνους της κυκλοφορίας 1.3 Οργάνωση και διεξαγωγή της κυκλοφορίας Για την αποφυγή αυτών των κινδύνων, ο σιδηρόδρομος έχει υιοθετήσει διαδικασίες και έχουν επινοηθεί ιδιαίτερες τεχνολογικές λύσεις. Οι συρμοί δεν οδηγούνται με βάση την κρίση του οδηγού. Τηρούν συγκεκριμένα όρια ταχυτήτων και ένα δρομολόγιο με καθορισμένες ώρες άφιξης και αναχώρησης. Οι συρμοί κινούνται με βάση σήματα επί της γραμμής τα οποία δίνουν τις κατάλληλες οδηγίες στο προσωπικό.. Για τους παραπάνω λόγους η σιδηροδρομική κυκλοφορία, σχεδιάζεται, οργανώνεται και ακολουθεί προκαθορισμένο πρόγραμμα. Ο προγραμματισμός αποτελεί βασικό γνώρισμα του σιδηροδρόμου. Η ευρεία διάδοση της χρήσης του ρολογιού ήλθε μαζί με το σιδηρόδρομο. Έτσι: o Η κυκλοφορία διέπεται από κανονισμούς που καθορίζουν όρους, συνθήκες και διαδικασίες κυκλοφορίας και ελιγμών των συρμών. o Η κυκλοφορία προγραμματίζεται εκ των προτέρων. Συντάσσονται δρομολόγια που περιγράφουν και καθορίζουν για μία σχετικά μεγάλη περίοδο τις αμαξοστοιχίες που

13 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 9 κυκλοφορούν ενώ καθημερινά συντάσσεται πρόγραμμα κυκλοφορίας που δίνει όλες τις αμαξοστοιχίες που πρόκειται τελικά να κυκλοφορήσουν. o Με βάση τις διαδικασίες που προβλέπουν οι κανονισμοί, η κυκλοφορία ελέγχεται από αρμόδιο προσωπικό με χρήση διάφορων τεχνολογικών μέσων. 1.4 Κανονισμοί Κάθε δίκτυο (σε σύγχρονους όρους: «Διαχειριστής Υποδομής») οφείλει να έχει συντάξει και κοινοποιήσει έναν Κανονισμό Κυκλοφορίας ο οποίος εξειδικεύεται σε θέματα Κινήσεως / Ελιγμών και θέματα Σημάτων. Ο κανονισμός Κινήσεως και Ελιγμών περιγράφει: o Τους αναγκαίους τεχνικούς όρους για να σχηματιστεί μια αμαξοστοιχία, o Τις διαδικασίες ελιγμών για να σχηματιστεί μια αμαξοστοιχία, o Τις διαδικασίες για να κινηθεί μια αμαξοστοιχία από την αφετηρία ως το τέρμα της (κινούμενη με την παρουσία και άλλων συρμών, ταυτόχρονα, στην ίδια γραμμή), o Τις διαδικασίες που ακολουθούνται σε συνθήκες παράλληλης με την κυκλοφορία ε- κτέλεσης εργασιών υποδομής, o Τις διαδικασίες που ακολουθούνται για τον προγραμματισμό της κυκλοφορίας. Ένας κανονισμός κυκλοφορίας οφείλει να μην οδηγεί σε αδιέξοδα και να δίνει λύσεις ι- δίως σε περιπτώσεις αστοχιών και βλαβών (να δίνει πάντα απάντηση στο ερώτημα «τι πρέπει να γίνει όταν χαλάσει το σύστημα x;»). Δηλαδή να προβλέπει διαδικασίες τόσο για τις κανονικές συνθήκες όσο και για τις συνθήκες «υποβαθμισμένης λειτουργίας». Ένας κανονισμός σημάτων περιγράφει με ακρίβεια και λεπτομέρεια την κάθε ένδειξη των σημάτων που επιδίδονται στο δίκτυο. Δυνάμει της Τεχνικής Προδιαγραφής Διαλειτουργικότητας του υποσυστήματος «Εκμετάλλευση», οι Κανονισμοί Κινήσεως των Ευρωπαϊκών Δικτύων αναπροσαρμόζονται, διαχωρίζοντας τις αρμοδιότητες σύνταξης και τήρησης των σχετικών διαδικασιών μεταξύ του Διαχειριστή της Υποδομής και των Σιδηροδρομικών Επιχειρήσεων. 1.5 Μελέτη δρομολογίων Η μελέτη των δρομολογίων αποτελεί συστατικό στοιχείο του σχεδιασμού των σιδηροδρομικών μεταφορών σε τακτικό επίπεδο. Με το δρομολόγιο προγραμματίζεται η κυκλοφορία και υπολογίζονται οι χρόνοι διέλευσης, άφιξης και αναχώρησης των αμαξοστοιχιών στους σταθμούς μίας γραμμής με δεδομένα τις επιδόσεις των συρμών, τα χαρακτηριστικά της υποδομής και με περιορισμούς που τίθενται από το σύστημα διαχείρισης κυκλοφορίας και το κανονιστικό πλαίσιο. Για τη μελέτη είναι απαραίτητο να είναι εκ των προτέρων γνωστοί οι χρόνοι διαδρομής των συρμών μεταξύ των σταθμών οι οποίοι είτε υπολογίζονται (με προσομοίωση) είτε μετρούνται με χρονόμετρο σε δοκιμαστικές δρομολογήσεις. Επίσης δίδονται εκ των προτέρων οι επιθυμητές ώρες αναχώρησης και ο αριθμός των συρμών που πρέπει να κυκλοφορήσουν. Σημαντικό ρόλο παίζει η ιεράρχηση των συρμών δηλαδή η κατηγοριοποίηση των συρμών με βάση την προτεραιότητά τους. Συρμοί υψηλότερης προτεραιότητας (π.χ. επιβατικές ταχείες) προηγούνται στη διεκδίκηση ενός τμήματος αποκλεισμού έναντι άλλων χαμηλότερης προτεραιότητας (π.χ. τοπικές επιβατικές ή εμπορικές). Παραδοσιακά τα δρομολόγια δίδονται σε γραφική μορφή (γραφικός πίνακας δρομολογίων). Ο γραφικός πίνακας δίνει εποπτικά την εξέλιξη της κυκλοφορίας και βοηθά επί-

14 10 Σιδηροδρομική Κυκλοφορία Προγραμματισμός και Έλεγχος σης τη μελέτη του δρομολογίου. Στον έναν άξονα (στην Ελλάδα στον οριζόντιο) δίδεται ο χρόνος μετρούμενος σε ώρες και λεπτά ενώ στον άλλο άξονα (στην Ελλάδα στον κατακόρυφο άξονα και προς τα κάτω) δίδεται το διάστημα μετρούμενο σε μέτρα. Η μελέτη του δρομολογίου παλαιότερα γινόταν με δοκιμές και με αξιοποίηση της ε- μπειρίας των αρμοδίων υπαλλήλων. Η εισαγωγή του υπολογιστή έχει διευκολύνει αρκετά τη σύνταξη των γραφικών πινάκων δρομολογίων. Γραφικός πίνακας δρομολογίων Το ανωτέρω εικονιζόμενο απόσπασμα δίνει μία ιδέα της εποπτικότητας του γραφικού πίνακα δρομολογίων. Κατ αρχάς πρόκειται για ένα διάγραμμα χρόνου-διαστήματος. Ο χρόνος δίνεται στον οριζόντιο άξονα και το διάστημα στον κατακόρυφο. Το διάστημα αυξάνει στη φορά από πάνω προς τα κάτω. Οι αμαξοστοιχίες απεικονίζονται με την πορεία τους στο χώρο και το χρόνο μέσω μίας γραμμής και σημειώνεται και ο αριθμός τους. Η ό- λη εικόνα εξηγεί και τη χρήση της φράσης «πλέγμα δρομολογίων». Έτσι στο απόσπασμα αυτό ένας μελετητής ή υπάλληλος του σιδηροδρόμου με λίγη εξοικείωση παρατηρεί αμέσως ότι: Η γραμμή Α-Στ περιλαμβάνει 5 τμήματα αποκλεισμού και 6 σταθμούς. Τα τέσσερα τμήματα διαθέτουν μονή γραμμή ενώ ένα (ΒΓ) διαθέτει διπλή γραμμή. Αυτό υποδεικνύεται στον κατακόρυφο άξονα. Στο εικονιζόμενο απόσπασμα του γραφικού πίνακα, μεταξύ των ωρών 00 και 06, κυκλοφορούν 5 αμαξοστοιχίες, δύο στην κατεύθυνση Α Στ (302 και 304) και τρεις στην κατεύθυνση Στ Α (301, 303 και 305). Οι ώρες αναχώρησης, διέλευσης κλπ. είναι άμεσα αναγνώσιμες. Π.χ. η αμ/χία 302 αναχωρεί από τον Στ. Α περί τις 0:10, από τον Στ. Β περί τις 1:10. Σημειώνεται ότι στους κανονικούς γραφικούς πίνακες αναγράφονται ακριβώς τα λεπτά άφιξης και διέλευσης/αναχώρησης σε κάθε σταθμό (βλ. μεγέθυνση). Η αμ/χία 302 είναι βραδύτερη της 304, όπως η 305 είναι ταχύτερη της 303 (διαπιστώνεται από την κλίση της γραμμής). Οι αμ/χίες 301 και 302 καθώς και 304 και 303 συναντώνται στη διπλή γραμμή (καμία αναμονή). Η αμ/χία 302 διασταυρώνεται με τις 305 και 303 στο σταθμό Ε. Οι αμ/χίες 305 και 302 αναμένουν την 302 για να διασταυρωθούν με αυτήν. Η αμ/χία 305 υπερβαίνει (προσπερνά) την 303 στο σταθμό Ε. Η αμ/χία 303 αναχωρεί από το Δ μετά την 305 και μόνο όταν η 305 διέλθει από το σταθμό Γ (απελευθερώσει δηλαδή το τμήμα αποκλεισμού ΓΔ). Η αμ/χία 304 διασταυρώνεται με την 305 στο σταθμό Β. Στο σταθμό Δ υπάρχουν περί την ώρα ταυτόχρονα τρεις αμαξοστοιχίες: Η 303 που αναμένει την 305 να την υπερβεί και την 302 για να διασταυρωθεί, η 305 που αναμένει την 302 για διασταύρωση και η 302 που διέρχεται εν διελεύσει. Αν το γραφικό δρομολόγιο του σχήματος έχει μελετηθεί πριν τη μελέτη της Υποδομής, τότε θα πρέπει να προβλεφθεί στο σταθμό Δ η ύπαρξη τουλάχιστον 3 τροχιών ή αν αντίστροφα η υποδομή είναι δεδομένη, τότε το παραπάνω πρόγραμμα δρομολογίων θα ήταν ανέφικτο αν ο σταθμός Δ είχε μόνο δύο τροχιές.

15 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 11 Οθόνη από πρόγραμμα Η/Υ χάραξης δρομολογίων. Δείχνει τα αποτελέσματα προσομοίωσης κίνησης συρμού, με σκοπό τον υπολογισμό χρόνων διαδρομής. Στον οριζόντιο άξονα δίνεται η απόσταση (από κάτω ένα σκαρίφημα της μηκοτομής) και στον κατακόρυφο η ταχύτητα. (Από το λογισμικό FBS του ινστιτούτου irfp που χρησιμοποιείται και από τον ΟΣΕ) Οθόνη από πρόγραμμα Η/Υ χάραξης δρομολογίων. Δείχνει ένα γραφικό πίνακα δρομολογίων μαζί με παρατηρήσεις και άλλα βοηθητικά στοιχεία όπως και ένα παράθυρο διαλόγου. (Από το λογισμικό FBS του ινστιτούτου irfp που χρησιμοποιείται και από τον ΟΣΕ) 1.6 Οι αναγκαίες διαδικασίες για τη διεξαγωγή της κυκλοφορίας Για τη διεξαγωγή της κυκλοφορίας είναι αναγκαίο να αντιμετωπιστούν οι κίνδυνοι της κυκλοφορίας και ως εκ τούτου: o Να είναι γνωστό πού βρίσκεται ένα όχημα ή αμαξοστοιχία, δηλαδή να εκτελείται ανίχνευση. o Να ελέγχεται ποια είναι η κατάσταση κινητών στοιχείων επί της γραμμής δηλαδή (κυρίως) των αλλαγών τροχιάς.

16 12 Σιδηροδρομική Κυκλοφορία Προγραμματισμός και Έλεγχος o Να εκτελείται μια σειρά από διαδικασίες ελέγχων με βάση τα στοιχεία της ανίχνευσης και την κατάσταση των κινητών στοιχείων, ώστε να διαπιστωθεί αν είναι δυνατό να συνεχίσει την πορεία της μια αμαξοστοιχία με ασφάλεια και υπό ποιους όρους. o Αυτή η άδεια ή απαγόρευση της συνέχισης της πορείας της αμαξοστοιχίας να δοθεί μέσω σημάτων στην αμαξοστοιχία. Στα επόμενα κεφάλαια θα αναλυθούν ο τρόπος και οι τεχνικές που οι παραπάνω λειτουργίες υλοποιούνται. 1.7 Χρήση τεχνολογικών μέσων για την ασφάλεια της κυκλοφορίας Βασικός στόχος του σιδηροδρομικού συστήματος είναι η διεξαγωγή της κυκλοφορίας με ταχύτητα και ασφάλεια. Η έννοια «ασφάλεια» παρότι διαισθητικά κατανοητή, είναι λεπτή και με βαθύ περιεχόμενο και αποτελεί αντικείμενο ολόκληρου πεδίου της επιστήμης του Μηχανικού που στόχο έχει να αναλύσει με ποσοτικές και ποιοτικές μεθόδους την έννοια αυτή, τους παράγοντες που την επηρεάζουν και την αξιολόγηση των τεχνικών συστημάτων που χρησιμοποιούνται για την υλοποίησή της. Δεν ανήκει στους σκοπούς του παρόντος να αναλύσει το θέμα σε βάθος. Όμως κάποια ζητήματα είναι αναγκαίο να θιγούν και να παρατεθούν. Όπως αναλύεται στον [Maschek] σε ένα ατύχημα εμφανίζεται ανεξέλεγκτη έκλυση ενέργειας και μετατροπή της σε άλλη μορφή σε ένα ατύχημα σε διυλιστήριο εκλύεται χημική ενέργεια, αντίστοιχα σε ένα πυρηνικό σταθμό, ατομική ενέργεια κλπ. Σε ένα τραίνο η ενέργεια που θα απελευθερωθεί σε ένα ενδεχόμενο ατύχημα είναι η κινητική, που ως γνωστόν είναι ανάλογη της μάζας του συρμού και του τετραγώνου της ταχύτητάς του. Ως εκ τούτου οι δύο στόχοι του σιδηροδρομικού συστήματος, «ταχύτητα» και «ασφάλεια», είναι αντικρουόμενοι. Για την υπηρέτηση αυτών των δύο στόχων ο Σιδηρόδρομος υιοθετεί διαδικασίες και τεχνικά συστήματα με βασική στρατηγική πρωτίστως την αποφυγή εμφάνισης του συμβάντος και δευτερευόντως της μείωσης των συνεπειών του. Στα επόμενα κεφάλαια θα περιγραφεί μια σειρά από τεχνολογικά μέσα που υλοποιούν την επίδοση σημάτων, την ανίχνευση και διάφορους ελέγχους σχετιζόμενους με την α- σφάλεια. Επειδή ως ανθρώπινα κατασκευάσματα το ενδεχόμενο αστοχίας τους είναι υ- παρκτό και επειδή αυτοί που καλούνται να τα χειριστούν είναι επίσης άνθρωποι, θα πρέπει τα συστήματα αυτά να έχουν κατά το δυνατό προβλέψιμη συμπεριφορά όταν αστοχούν ή υποστούν λανθασμένους χειρισμούς. Η προβλεψιμότητα της συμπεριφοράς ενός συστήματος κατά την αστοχία του αντιμετωπίζεται με την υιοθέτηση της αρχής της «ασφαλούς αστοχίας», όρο με τον οποίο γίνεται προσπάθεια να αποδοθεί ο αγγλικός και διεθνώς καθιερωμένος όρος του «fail-safe». «Ένα τεχνικό σύστημα που χρησιμοποιείται στην ασφάλεια της κυκλοφορίας λέγεται ότι είναι ασφαλές ή fail-safe, όταν στην εμφάνιση μιας αστοχίας που επηρεάζει την ασφάλεια, το σύστημα θα μεταπέσει τότε σε κατάσταση η οποία είναι γνωστή και αποδεκτή ως ασφαλής.». 1 Όπως προαναφέρθηκε οι συνέπειες ενός ατυχήματος εξαρτώνται από την κινητική ε- νέργεια του συρμού, οπότε ασφαλής κατάσταση είναι στις περισσότερες περιπτώσεις αυτή του ακίνητου τραίνου. 1 Μεταφράστηκε κατά λέξη το σχετικό χωρίο στο Colin Bailey (1995 ), European Railway Signalling

17 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 13 Ένα παράδειγμα υποτυπώδους εφαρμογής της αρχής της ασφαλούς αστοχίας είναι αυτό του σημαφόρου (βλ. και 2.4.1). Ο σημαφόρος χρησιμοποιεί βραχίονες που κινούνται με συρματόσχοινα για να υποδείξουν την άδεια συνέχισης της πορείας ή την απαγόρευσή της. Η επίδοση του σήματος «ελεύθερο» απαιτεί ανύψωση του βραχίονα. Σε περίπτωση αστοχίας, δηλαδή θραύσης των συρματοσχοίνων, ο βραχίονας υπό το βάρος του θα καταπέσει στη θέση που υποδεικνύει «σταθμεύσατε», κατάσταση που θεωρείται ασφαλής, δηλαδή αυτή του τραίνου με μηδενική ταχύτητα και κινητική ενέργεια. Αντίστοιχες, όχι πια υποτυπώδεις, υλοποιήσεις της αρχής του fail-safe γίνονται με τη βοήθεια ηλεκτρονόμων σε συστήματα ανίχνευσης και ελέγχου σταθμών. Όπως θα αναλυθεί στην 5.5.2, σε συστήματα ασφαλείας που υλοποιούνται μέσω εφαρμογών λογισμικού και εξοπλισμού υπολογιστών, λόγω πολυπλοκότητας και άλλων παραγόντων, η αρχή του fail-safe δεν είναι πρακτικά εφικτή και εκεί υιοθετούνται ιδιαίτερες τεχνικές για την επίτευξη της ασφάλειας, που και αυτές αποτελούν ολόκληρο πεδίο της επιστήμης του Μηχανικού Αυτόματισμών και Ηλεκτρολόγου / Ηλεκτρονικού Μηχανικού / Μηχανικού Υπολογιστών γενικότερα. Η γνώση του ακριβούς τρόπου λειτουργίας και των δυνατοτήτων ελέγχου που παρέχει ένα τεχνολογικό σύστημα που χρησιμοποιείται για τις ανάγκες της κυκλοφορίας είναι αναγκαία για το σχεδιασμό των δρομολογίων. Η γνώση του ακριβούς τρόπου λειτουργίας αλλά και του ακριβούς τρόπου που ένα τεχνολογικό σύστημα αστοχεί είναι κρίσιμη για την κατάρτιση των Κανονισμών Κυκλοφορίας.

18 14 Σήματα και Ανίχνευση 2 Σήματα και Ανίχνευση 2.1 Ανοικτή γραμμή και σταθμοί Είναι αναγκαίο σε αυτό το σημείο να τεθούν μερικοί βασικοί ορισμοί. Έτσι, κατ αρχήν, και με βάση την κεντροευρωπαϊκή πρακτική και μεθοδολογία διεξαγωγής της κυκλοφορίας, ισχύουν δύο θεμελιώδεις διακρίσεις: o Η διάκριση μεταξύ «ανοικτής γραμμής» και «σταθμού». Ο σταθμός είναι εγκατάσταση που περιλαμβάνει μία τουλάχιστον αλλαγή τροχιάς, μπορούν αμαξοστοιχίες να εκκινούν, σταθμεύουν ή αναστρέφουν και καλύπτονται από σήματα εισόδου (ή αλλιώς σήματα καλύψεως 2 ). Εκτός των σημάτων εισόδου δύο σταθμών βρίσκεται η α- νοικτή γραμμή. Σταθμός Ανοικτή γραμμή Σταθμός Ανοικτή γραμμή Σταθμός ιπλή γραμμή Μονή γραμμή =Σήμα καλύψεως σταθμού Η διάκριση ανοικτής γραμμής και σταθμού-σήματα καλύψεως o Η διάκριση μεταξύ «αμαξοστοιχιών» και «κινήσεων ελιγμών». Οι αμαξοστοιχίες κινούνται βάσει δρομολογίου με καθορισμένη σύνθεση και συνθήκες πεδήσεως, διαθέτουν στοιχείο αρίθμησης (π.χ. «αμαξοστοιχία 302») και για την κίνησή τους απαιτείται η επίδοση κατάλληλου σήματος ελεύθερης πορείας. Κάθε άλλη κίνηση θεωρείται «κίνηση ελιγμού» ή απλά «ελιγμός» και οι ομάδες οχημάτων που κινούνται υπό καθεστώς ελιγμού λέγονται «ελισσόμενα τμήματα». 2.2 Αναγκαιότητα των σημάτων Όπως φάνηκε από τα προηγούμενα ο μηχανοδηγός δεν έχει την ευχέρεια ούτε να οδηγήσει με βάση την κρίση του ένα συρμό ούτε να ελιχθεί. Την πορεία του αποφασίζουν άλλοι υπάλληλοι. Οι εντολές αυτών των υπαλλήλων σε σχέση με την πορεία ενός συρμού, είτε πάγιες είτε μεταβαλλόμενες ανάλογα με τις συνθήκες, πρέπει να διαβιβάζονται στο μηχανοδηγό με τρόπο απλό και μονοσήμαντο και αυτό επιτυγχάνεται μέσω σημάτων. Σε αρκετές περιπτώσεις σήματα δίνει και το προσωπικό μίας αμαξοστοιχίας ενημερώνοντας είτε το προσωπικό «εδάφους» του σιδηροδρόμου είτε άλλους -τρίτους- για την παρουσία του συρμού και για το πώς και υπό ποιους όρους κινείται η αμαξοστοιχία. Τα σήματα στο σιδηρόδρομο: o Πρέπει να είναι σαφή και να μην συγχέονται οι ενδείξεις τους με άλλες, άλλων σημάτων. o Πρέπει να είναι ορατά από ικανή απόσταση ώστε ο μηχανοδηγός να αντιληφθεί έ- γκαιρα την ένδειξή τους και να συμμορφωθεί προς αυτή. 2.3 Τύποι σημάτων Τα σήματα διακρίνονται σε διάφορες κατηγορίες. Ανάλογα ως προς στην αίσθηση που διεγείρουν: 2 Η σκοπιμότητα της κάλυψης και των σημάτων της εξηγείται διεξοδικότερα στην 4.2.1

19 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 15 o Οπτικά, o Ακουστικά. Ανάλογα ως προς τη διάρκεια της ένδειξης: o Σταθερά (δείχνοντας μονίμως την ίδια ένδειξη), o Μεταβλητά (δείχνοντας διαφορετική, ανάλογα με τις συνθήκες, ένδειξη). Ανάλογα με το ποιος τα επιδίδει: o Γραμμής (δηλαδή βρίσκονται παρά τη γραμμή), o Προσωπικού (δηλαδή τα επιδίδει κάποιος υπάλληλος), o Αμαξοστοιχιών (δηλαδή επιδίδονται από μια αμαξοστοιχία απευθυνόμενα είτε προς άλλες αμαξοστοιχίες και το προσωπικό τους είτε προς το προσωπικό των σταθμών). 2.4 Μεταβλητά σήματα και μορφές τους Σημαφόροι α β γ Σημαφόροι «γερμανικού τύπου». Σύμφωνα με τον Κανονισμό Σημάτων του ΟΣΕ οι τρεις δυνατές ενδείξεις του σημαφόρου δίνουν τις εξής ε- ντολές: (α) κλειστή (απαγορευτική) ένδειξη, (β) «είσοδος σε σταθμό ελεύθερη», (γ) «είσοδος σε σταθμό ελεύθερη προς παρεκκλίνουσα της κυρίας γραμμής» που σημαίνει και τήρηση βραδυπορίας στην αλλαγή εισόδου. Στον ΟΣΕ λόγω απουσίας σημάτων εξόδου, ενδείξεις επιδίδει και η οπίσθια όψη του σημαφόρου, οι οποίες είναι οι αντίθετες της πρόσθιας. Μέσω αντιβάρων ή του ιδίου βάρους των βραχιόνων, όταν κοπούν τα συρματόσχοινα χειρισμού, ο σημαφόρος μεταπίπτει στην ένδειξη «α» χωρίς όμως αυτό να είναι απόλυτα εγγυημένο. Η τυπική μορφή μεταβλητού σήματος ήταν μέχρι πρότινος αυτή του σημαφόρου. Ο σημαφόρος σχηματίζει τις ενδείξεις του με χρήση ενός κώδικα από κινητούς βραχίονες. Η κίνηση των βραχιόνων αρχικά γινόταν με ανθρώπινη παρέμβαση και με συρματόσχοινα, σε μεταγενέστερες εκδοχές χρησιμοποιούνταν ηλεκτροκινητήρες. Ο χειρισμός του σήματος με συρματόσχοινα περιορίζει την απόσταση μεταξύ χειριστηρίου και σημαφόρου σε max~1km. Τα περισσότερα δίκτυα στην Ευρώπη διατηρούν, ακόμα και σε κύριους άξονες, συστήματα σημαφόρων Φωτοσήματα Τα φωτοσήματα αποτελούν πια την τυπική μορφή μεταβλητού σήματος. Άλλωστε και οι σημαφόροι περιλάμβαναν σε πολλές από τις εκδοχές τους και λαμπτήρες για τη σαφέστερη επίδοση των ενδείξεών τους και τη νύχτα. Το φωτόσημα μεταδίδει την ένδειξή του με χρήση ηλεκτρικών λαμπτήρων και ενός κώδικα χρωμάτων, μόνων ή σε συνδυασμό μεταξύ τους, πολλές φορές με αναλαμπές (π.χ. αναλάμπον πράσινο ή κίτρινο). Μερικές φορές ρόλο παίζει και η σχηματική διάταξη της φωτεινής πηγής (π.χ. ομάδα λαμπτήρων διατεταγμένων οριζόντια ή λοξά κλπ.).

20 16 Σήματα και Ανίχνευση Τυπικά σε όλο σχεδόν τον κόσμο το ερυθρό σημαίνει απαγόρευση, το κίτρινο προσοχή ενώ το πράσινο επιτρέπει κάποια κίνηση. Πάρα πολλά δίκτυα χρησιμοποιούν για κάποιες συμπληρωματικές ενδείξεις καθώς και για ενδείξεις που αφορούν τους ελιγμούς το λευκό χρώμα, μερικά το μπλε και κάποια και το ιώδες. Στην Ελλάδα ο ΟΣΕ χρησιμοποιεί τα χρώματα ερυθρό, κίτρινο, πράσινο για τις βασικές ενδείξεις και το λευκό για ενδείξεις είτε συμπληρωματικές είτε αφορώσες ελιγμούς. Σταδιακά υιοθετείται όλο και περισσότερο η χρήση φωτεινών διόδων (LED) αντί λαμπτήρων πυρακτώσεως ως φωτεινών πηγών. Σε αντιστάθμισμα του υψηλότερου κόστους και των ιδιορρυθμιών στον έλεγχό τους, παρέχεται η πολύ αραιότερη ανάγκη αντικατάστασης σε σχέση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως καθώς και η εξοικονόμηση ενέργειας. Η επίδοση των διαφόρων ενδείξεων ενός φωτοσήματος είτε γίνεται με ανθρώπινη παρέμβαση (π.χ. με κάποιο κομβίο) ή αυτόματα, αφού εκτελεστούν κατάλληλοι έλεγχοι από τεχνικά συστήματα, το οποίο είναι και η συνηθέστερη περίπτωση. Και στις δύο περιπτώσεις αποτελεί βασική απαίτηση να γίνεται γνωστό στο χειριστή αν το σήμα επιδίδει πράγματι τη σκοπούμενη ένδειξη και αν υπάρχει κάποια βλάβη. Διάφορα φωτοσήματα. Αριστερά ένα φωτόσημα του ΣΣ Meidling της Βιέννης. Δεξιά φωτόσημα εξόδου του Επιβατικού Σταθμού Θεσσαλονίκης. Ίσως φαίνεται παράδοξο, αλλά αυτά τα δύο φωτοσήματα δίδουν (περίπου) το ίδιο μήνυμα (διέλευση α- πό τις προσκείμενες αλλαγές με βραδυπορία και ελεύθερη συνέχιση της πορείας). Ο χρωματικός κώδικας των φωτοσημάτων του δικτύου του ΟΣΕ. Παρουσιάζονται οι βασικές ενδείξεις που ορίζει ο εν ισχύι Κανονισμός Σημάτων του ΟΣΕ. Ο ελληνικός χρωματικός κώδικας ανήκει στην ευρύτερη κατηγορία κωδίκων που υποδεικνύουν ταχύτητα, λογική την οποία τηρούν και άλλα ευρωπαϊκά δίκτυα καθώς και τα πρώην σοβιετικά. Αντιδιαστέλλονται με τον κώδικα που τηρείται στις χώρες που ακολουθούν τη βρετανική παράδοση της υπόδειξης τροχιάς (π.χ ευθεία, 1 η, 2 η κ.ο.κ. παρακαμπτήριος). Σημειώνεται ότι για να είναι εύκολη και η αναπαραγωγή του κώδικα σε ασπρόμαυρη εκτύπωση, οι ενδείξεις του πράσινου, κίτρινου και ερυθρού δίνονται στα σηματοδοτικά σχέδια με μία γραμμή (κατακόρυφη, λοξή και οριζόντια αντίστοιχα) στη θέση κάθε λυχνίας. Οι αναλαμπές (όπως π.χ. εδώ, στο σήμα με κωδικό Φπ12) σημειώνονται με τη χρήση ακτίνων γύρω από τη λυχνία.

21 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων Μήκος πεδήσεως - Κύρια σήματα και προσήματα Η μικρή τριβή τροχού-σιδηροτροχιάς σημαίνει ότι ένας μηχανοδηγός δεν μπορεί να σταματήσει έγκαιρα και να συμμορφωθεί προς μία απαγορευτική ή περιοριστική ένδειξη ενός σήματος, εάν αυτό εμφανιστεί ξαφνικά μπροστά του. Για το λόγο αυτό τα σήματα που ενδεχομένως επιδώσουν περιοριστική ένδειξη, προαναγγέλλονται. Σε χαμηλές ταχύτητες η προαναγγελία γίνεται με προειδοποιητική πινακίδα σταθερής ένδειξης (με ένδειξη που σημαίνει π.χ. «προσοχή, ακολουθεί σημαφόρος»). Σε υψηλότερες ταχύτητες όμως η ένδειξη του σήματος προαναγγέλλεται μέσω ενός άλλου μεταβλητού σήματος. Έτσι υπάρχει ένα προειδοποιητικό σήμα, το πρόσημα, και ένα «εκτελεστικό», το κύριο σήμα. Το πρόσημα επιδίδοντας την κατάλληλη ένδειξη δίνει το έναυσμα για το μηχανοδηγό να προβεί στις αναγκαίες ενέργειες ώστε να συμμορφωθεί έγκαιρα σε απαγορευτική ή περιοριστική ένδειξη του κυρίου σήματος χωρίς να τό παραβιάσει (π.χ. να υπερβεί ένα ερυθρό σήμα ή να μην περιορίσει έγκαιρα την ταχύτητά του). Η απόσταση κυρίου σήματος και προσήματος ταυτίζεται με το αποδεκτό μήκος που α- παιτείται για πέδηση μέχρι ακινητοποίησης της αμαξοστοιχίας και είναι ένα από τα θεμελιωδέστερα μεγέθη σχεδιασμού του συστήματος σηματοδότησης, γιατί καθορίζει χαρακτηριστικά του δικτύου όπως η μέγιστη ταχύτητα καθώς επίσης ορίζει και τις απαιτήσεις ισχύος πέδησης που πρέπει να τηρούν οι αμαξοστοιχίες. Αντιστοιχεί στο μήκος που απαιτείται για την ακινητοποίηση των κινούμενων αμαξοστοιχιών με χρήση της α- καριαίας πέδης ανάγκης (+ένα ποσοστό ασφαλείας) και ονομάζεται μήκος πεδήσεως. Στην Ελλάδα το μήκος πεδήσεως (απόσταση δηλαδή προσήματος-κυρίου σήματος) για ταχύτητες ως και τα 120km/h ορίζεται στα 700m ενώ για ταχύτητες ως τα 160km/h το μήκος αυτό ορίζεται στα 1200m. 2.6 Τοποθέτηση και ρόλος των σημάτων Σε ένα σύστημα σηματοδότησης τα σήματα τοποθετούνται ώστε να εξυπηρετήσουν συγκεκριμένους ρόλους: o Τοποθετούνται στην είσοδο ενός σταθμού. Είναι τα σήματα εισόδου. Κατ αρχάς, τα σήματα εισόδου οριοθετούν το σταθμό, ειδοποιώντας το μηχανοδηγό ότι από το σήμα εισόδου και ύστερα θα πρέπει να τηρήσει τους ειδικούς όρους που ισχύουν για την κίνησή του μέσα σε σταθμό. Τα σήματα αυτά ενδεχομένως μπορεί να είναι κάποιες πινακίδες σταθερού μηνύματος ή, συνηθέστερα, να είναι μεταβλητά σήματα (σημαφόροι ή φωτοσήματα). Στη δεύτερη περίπτωση, τα σήματα αυτά είτε απαγορεύουν την είσοδο στο σταθμό είτε την επιτρέπουν, ελεύθερα ή υπό όρους, καλύπτοντας τις αλλαγές εισόδου του σταθμού. Προαναγγέλλονται συχνά μέσω ενός προσήματος. o Τοποθετούνται στην έξοδο ενός σταθμού. Είναι τα σήματα εξόδου. Καλύπτουν στην πραγματικότητα την ανοικτή γραμμή και υλοποιούν αυτό που περιγράφεται ως «διαδοχή» ή «διαχωρισμό» των αμαξοστοιχιών. Στις περισσότερες περιπτώσεις (ιδίως εάν η στάθμευση εντός του σταθμού δεν είναι υποχρεωτική) η προαναγγελία τους γίνεται μέσω του σήματος εισόδου του σταθμού, δηλαδή το σήμα εισόδου παίζει ταυτόχρονα το ρόλο του προσήματος του σήματος εξόδου.

22 18 Σήματα και Ανίχνευση o Τοποθετούνται σε ενδιάμεσες θέσεις στην ανοικτή γραμμή. Σκοπός είναι ακολούθηση ομόρροπα κινουμένων συρμών σε μικρότερες αποστάσεις, αυξάνοντας έτσι τη χωρητικότητα της γραμμής: Υπάρχει η δυνατότητα αραιής διάταξης (π.χ. κάθε 5-8km) οπότε έχουμε τις ενδιάμεσες θέσεις αποκλεισμού. Στην περίπτωση αυτή σε απόσταση μήκους πεδήσεως τοποθετείται το αντίστοιχο πρόσημα. Υπάρχει όμως, για την επίτευξη πολύ πυκνής διαδοχής, η δυνατότητα πυκνής διάταξης, όχι μικρότερης από το μήκος πεδήσεως (+ένα μικρό πρόσθετο περιθώριο) 3 δηλαδή για υπεραστικούς / προαστιακούς σιδηροδρόμους κάθε περίπου 1.5 με 2km. Σε αυτήν την περίπτωση, των σημάτων διαδοχής (στον κανονισμό του ΟΣΕ αναφέρονται ως θέσεις αυτομάτου αποκλεισμού), το ένα σήμα επιδίδει ταυτόχρονα ένδειξη που αφορά την καλυπτόμενη περιοχή αλλά και ένδειξη που λειτουργεί ως προειδοποίηση (δηλαδή ως πρόσημα) για το επόμενο σήμα διαδοχής. Όταν ένα κύριο σήμα (εισόδου, εξόδου, ενδιάμεσο) επιδίδει απαγορευτική ένδειξη, οπότε επιβάλλει ακινητοποίηση, τότε λέγεται ότι το σήμα είναι κλειστό. Σε κάθε άλλη περίπτωση το σήμα λέγεται ότι είναι ανοικτό. Τα σήματα μπορεί να απευθύνονται αποκλειστικά σε αμαξοστοιχίες (σήματα πορείας), αποκλειστικά σε ελισσόμενα τμήματα (σήματα ελιγμών ή ελιγμοσήματα) ή, με κατάλληλη διαμόρφωση, το ίδιο σήμα να απευθύνει ξεχωριστές ενδείξεις για τις αμαξοστοιχίες και τους ελιγμούς. 2.7 Ανίχνευση συρμών Ένα από τα βασικά υποσυστήματα της σηματοδότησης είναι αυτό της ανίχνευσης των συρμών (Gleisfreimeldeanlagen / track occupancy systems). Εννοούμε με αυτό τις δια- 3 Σε κάποιες χώρες όπως π.χ. στη Βρετανία και τη Γαλλία, η απόσταση τοποθέτησης των σημάτων διαδοχής είναι μικρότερη από το μήκος πεδήσεως οπότε υπάρχει ειδική πρόνοια στον κανονισμό σημάτων για ενδείξεις οι οποίες προειδοποιούν για μείωση της ταχύτητας λόγω κατάληψης όχι μόνο του επομένου αλλά και του μεθεπομένου τμήματος.

23 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 19 τάξεις εκείνες που διαπιστώνουν την ύπαρξη ή όχι κάποιου οχήματος πάνω στη γραμμή (αλλιώς και την κατάληψη ή την ελευθερία ενός τμήματος). Αρχικά η ανίχνευση των συρμών γινόταν οπτικά. Το προσωπικό διαπίστωνε ιδίοις όμμασι την παρουσία του συρμού, την απελευθέρωση ενός τμήματος και την ακεραιότητα ενός τραίνου. o Για το λόγο αυτό πολλές φορές τα χειριστήρια σηματοδοτήσεων κατασκευάζονταν σε μορφή πύργου ή ανυψωμένου εξώστη για ευχερέστερη παρατήρηση των συρμών. o Πάντως σήμερα, ακόμα και σε μοντέρνα συστήματα, η παρουσία προσωπικού για τον οπτικό έλεγχο σε ορισμένες από τις διαδικασίες της κυκλοφορίας είναι αναγκαία. Ένας άνθρωπος π.χ. διαπιστώνει άμεσα και χωρίς προσπάθεια αν ένα τραίνο είναι σταματημένο, τη στιγμή που όλα τα συστήματα ανίχνευσης μπορούν μόνο έμμεσα να συμπεραίνουν αν ένα τραίνο σταμάτησε (μετρώντας το χρόνο που το σύστημα α- νίχνευσης διαπιστώνει κατάληψη από συρμό και υποθέτοντας ότι εύλογα έχει σταματήσει). Τα τεχνικά συστήματα ανίχνευσης συρμών είναι πρακτικά δύο: o Κυκλώματα γραμμής, o Μετρητές αξόνων. Επικουρικά χρησιμοποιούνται για λιγότερο απαιτητικές εφαρμογές τα πεντάλ (τροχοεπαφές). Όταν χρησιμοποιούνται τεχνικά συστήματα ανίχνευσης και για να διαπιστωθεί πού α- κριβώς βρίσκεται μια αμαξοστοιχία ή ελιγμός (σε ένα σταθμό; σε ποια τροχιά; σε μία αλλαγή τροχιάς; στην ανοικτή γραμμή;) είναι αναγκαίος ο τμηματισμός, δηλαδή ο διαχωρισμός της γραμμής σε τμήματα με ξεχωριστή ανίχνευση για κάθε ένα από αυτά Κυκλώματα γραμμής Γενική αρχή Το κύκλωμα γραμμής (Gleisstromkreis / track circuit) εφευρέθηκε το 1871 και έχει σχεδόν ταυτιστεί στην εκλαϊκευμένη βιβλιογραφία με τη «σηματοδότηση». Κύκλωμα γραμμής Η τυπική απεικόνιση του κυκλώματος γραμμής όπως δίνεται σε κάθε εγχειρίδιο σιδηροδρομικής. Με έντονη γραμμή δίνεται η ροή του ρεύματος. Σημείωση: Πλέον υπάρχουν διάφορες υλοποιήσεις του κυκλώματος γραμμής όπως για παράδειγμα η τροφοδοσία στο κέντρο του τμήματος και με τα ρελέ στα δύο άκρα. Επίσης αναλόγως του ρεύματος που τροφοδοτείται στο κύκλωμα, χρησιμοποιούνται και διαφορετικές τεχνικές λύσεις όσον αφορά τη μονάδα (ρελέ ή άλλες διατάξεις, συνήθως ηλεκτρονικές) που θα διαπιστώσει την ελευθερία ή την κατάληψη του τμήματος.

24 20 Σήματα και Ανίχνευση Βασικό του στοιχείο είναι η τροφοδοσία ρεύματος χαμηλής τάσης για λόγους προστασίας του κοινού στις σιδηροτροχιές, με την ανίχνευση να επιτυγχάνεται μέσω βραχυκύκλωσής τους από τους μεταλλικούς άξονες των οχημάτων. Όπως γίνεται αντιληπτό, για να λειτουργήσει το κύκλωμα γραμμής απαιτείται οι δύο σιδηροτροχιές να είναι μονωμένες μεταξύ τους, δηλαδή οι στρωτήρες δεν πρέπει να βραχυκυκλώνουν τις δύο ράβδους που συγκροτούν τη γραμμή Τεχνικές υλοποίησης Η χρησιμοποίηση ξύλινων στρωτήρων εξασφαλίζει τη μόνωση των δύο ράβδων μεταξύ τους. Όταν χρησιμοποιούνται στρωτήρες σκυροδέματος ή μεταλλικοί, τότε οι σιδηροτροχιές είναι τοποθετημένες πάνω σε μονωτικά υποθέματα σε κάθε σύνδεσμο. Ο τμηματισμός σε επιμέρους κυκλώματα και η οριοθέτηση συγκεκριμένων στοιχείων της γραμμής (αλλαγές, τροχιές σταθμού κλπ), στην περίπτωση των κυκλωμάτων γραμμής γίνεται με χρήση των λεγόμενων μονωτικών αρμών που παρεμβάλλονται μεταξύ δύο σιδηροτροχιών της ιδίας ράβδου και διακόπτουν την ηλεκτρική συνέχεια της ράβδου της σιδηροτροχιάς. Μονωτικός αρμός Εικονίζονται αρμοί στην περιοχή των βελόνων μιας αλλαγής. Η άνω ράβδος συνδέεται με συμβατικό αρμό, η κάτω ράβδος τμηματίζεται για τις ανάγκες του κυκλώματος ανίχνευσης στην αλλαγή. Στην κάτω ράβδο διακρίνεται καθώς έχει ανοιχτότερο χρώμα το μονωτικό παρέμβυσμα μεταξύ των δύο σιδηροτροχιών. Ο αρμός συγκρατείται με ξύλινο αμφιδέτη κατάλληλα ενισχυμένο. Στην πάνω ράβδο εικονίζεται ένας συμβατικός αμφιδέτης. Στην κεφαλή της σιδηροτροχιάς φαίνονται οι συνδέσεις που εξασφαλίζουν τη συνέχεια του κυκλώματος γραμμής ενώ στον κορμό, με μεγαλύτερη διατομή, φαίνεται η εξασφάλιση της συνέχειας για το ρεύμα επιστροφής για την ηλεκτροκίνηση και τη θέρμανση των αμαξοστοιχιών. Η ηλεκτρική συνέχεια για το ρεύμα επιστροφής υλοποιείται με ιδιαίτερο τρόπο στην περίπτωση των μονωτικών αρμών (δεν φαίνεται στη φωτογραφία). Οι μονωτικοί αρμοί (Isolierstöße / insulated joints) υλοποιούνται με την παρεμβολή μεταξύ δύο σιδηροτροχιών της ιδίας ράβδου ενός μονωτικού παρεμβύσματος καθώς και την συγκράτηση των σιδηροτροχιών μεταξύ τους με ξύλινο ή πλαστικό αμφιδέτη. Σήμερα χρησιμοποιούνται συχνά οι κολλητοί μονωτικοί αρμοί, ειδικές διατάξεις όπου τα μονωτικά παρεμβύσματα, οι σιδηροτροχιές και οι αμφιδέτες (οι οποίοι είναι μεταλλικοί και παρεμβάλλεται παρέμβυσμα) συσσωματώνονται με χρήση εποξειδικών συγκολλητικών υλικών. Έχοντας συμπαγέστερη συγκρότηση, οι κολλητοί μονωτικοί αρμοί απαιτούν μικρότερη συντήρηση απ ό,τι οι συμβατικοί με ξύλινους ή πλαστικούς αμφιδέτες. Η ηλεκτροκίνηση χρησιμοποιεί ως αγωγό επιστροφής του ρεύματος έλξης τις σιδηροτροχιές. Επίσης είναι συχνή μέθοδος παροχής ενέργειας για τη θέρμανση/κλιματισμό των επιβαταμαξών, η τροφοδοσία των αμαξών με ηλεκτρικό ρεύμα από την κινητήρια μονάδα μέσω αγωγού που διατρέχει τη σύνθεση και ως επιστροφή χρησιμοποιούνται πάλι οι σιδηροτροχιές. Αυτό απαιτεί την διασφάλιση της συνέχειας των σιδηροτροχιών, απαίτηση αντίθετη με αυτή της ανίχνευσης με ηλεκτρικά κυκλώματα στα οποία

25 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 21 απαιτείται τμηματισμός και διακοπή της ηλεκτρικής συνέχειας. Για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα αυτό επινοήθηκαν διάφορες τεχνικές λύσεις με συνηθέστερα εφαρμοζόμενες λύσεις τα κυκλώματα γραμμής με μία μόνο μονωμένη σιδηροτροχιά, στην οποία επιτελείται η ανίχνευση ενώ η άλλη σιδηροτροχιά χρησιμοποιείται ως αγωγός επιστροφής ή τη χρήση επαγωγικών συνδέσμων με τα οποία επιλύεται το πρόβλημα της ηλεκτρικής συνέχειας που απαιτεί η ηλεκτροκίνηση. Στις αρχικές εφαρμογές τους, τα κυκλώματα γραμμής λειτουργούσαν με τροφοδοσία συνεχούς ρεύματος, με χρήση μάλιστα συσσωρευτών. Η διοχέτευση στη σιδηροτροχιά του ρεύματος επιστροφής της ηλεκτροκίνησης σε συστήματα συνεχούς ρεύματος που εφαρμόστηκαν αρχικά (όπως π.χ. 3kV ή τα 600V στα μετρό) σημαίνει ότι από το τραίνο διοχετεύεται στη σιδηροτροχιά συνεχές ρεύμα. Το διοχετευόμενο συνεχές ρεύμα οδηγούσε σε πρακτική αχρήστευση της λειτουργίας ανίχνευσης του κυκλώματος γραμμής, όπως αυτό υλοποιείτο στις αρχικές εφαρμογές του, δηλαδή με τροφοδοσία συνεχούς ρεύματος (Σημειώνεται πάντως ότι η ηλεκτροκίνηση με εναλλασσόμενο ρεύμα είναι συμβατή με κυκλώματα συνεχούς ρεύματος). Kύκλωμα γραμμής ακουστικών συχνοτήτων του τύπου FTG S της Siemens O τύπος αυτός κυκλώματος χρησιμοποιείται στο μητροπολιτικό σιδηρόδρομο της Αθήνας. Διακρίνεται η τροφοδοσία με διαφορετικές συχνότητες (f1, f3, f5), οι περιοχές που ορίζουν τα κυκλώματα διαφορετικές αποχρώσεις του γκρι καθώς και ο χαρακτηριστικός σύνδεσμος S («S-Bond» / «Ες Μποντ») στα όρια του κυκλώματος δια του οποίου εξασφαλίζεται η οριοθέτηση μεταξύ των δύο κυκλωμάτων. Στο σημείο της συνάντησης των διαφορετικών συχνοτήτων (π.χ. της f1 με την f3) δεν υπάρχει μονωτικός αρμός. Υπάρχει μία πολύ μικρού μήκους επικάλυψη των τμημάτων κυκλωμάτων. Σήμερα, σε γραμμές όπου διατίθεται ή πρόκειται να εγκατασταθεί ηλεκτροκίνηση ή ε- φαρμόζεται σύστημα θέρμανσης της αμαξοστοιχίας, τα κυκλώματα γραμμής τροφοδοτούνται με εναλλασσόμενο ρεύμα σε κατάλληλες συχνότητες ούτως ώστε να μην επηρεάζεται από την επιστροφή του ρεύματος της ηλεκτροκίνησης. Η συνηθέστερη πλέον πρακτική είναι αυτή των συχνοτήτων στην περιοχή του ακουστικού φάσματος (συνήθως στην περιοχή μεταξύ 2 και 10kHz, χρησιμοποιούνται διάφορες συχνότητες αναλόγως του δικτύου ή του κατασκευαστή). Είναι τα λεγόμενα κυκλώματα γραμμής ακουστικών συχνοτήτων. (Tonfrequenz-Gleisstromkreise / acoustic frequency track circuits) Τα κυκλώματα γραμμής ακουστικών συχνοτήτων επιτρέπουν τον τμηματισμό με την τροφοδοσία των σιδηροτροχιών κατά περιοχές, με διαφορετικές συχνότητες, ορίζοντας τμήματα ανίχνευσης χωρίς μονωτικούς αρμούς, με κατάλληλη διάταξη στο σημείο «συνάντησης» των δύο συχνοτήτων μεταξύ δύο διαδοχικών κυκλωμάτων. Στην περιοχή αλλαγών τροχιάς όμως, λόγω της απαιτούμενης ακρίβειας καθορισμού του ορίου του κυκλώματος και του γεγονότος ότι στην καρδιά της αλλαγής οι ράβδοι των σιδηροτροχιών τέμνονται, η τοποθέτηση αρμών είναι πάντα αναγκαία, τουλάχιστον κοντά στην καρδιά της αλλαγής. Η απαλλαγή από τους μονωτικούς αρμούς επιτρέπει χρήση κυκλωμάτων

26 22 Σήματα και Ανίχνευση γραμμής σε συνεχώς συγκολλημένες σιδηροτροχιές, διατηρώντας επίσης την ηλεκτρική συνέχεια για το ρεύμα επιστροφής της ηλεκτρικής έλξης. Όταν το μήκος ενός τμήματος που πρέπει να ελεγχθεί ως προς την ελευθερία του είναι μεγαλύτερο από το μήκος που μπορεί να ελέγξει ένα κύκλωμα, τότε αυτό το τμήμα καλύπτεται από διαδοχικά κυκλώματα συνδεδεμένα μεταξύ τους. Η κατάληψη ενός σημαίνει κατάληψη όλου του τμήματος, η ελευθερία όλων σημαίνει ελευθερία του τμήματος Μετρητές αξόνων Γενική αρχή Οι μετρητές αξόνων αποτελούν μία εντελώς διαφορετική μέθοδο διαπίστωσης της κατάληψης ή ελευθερίας γραμμής. Μαγνητικό πεδίο Ζεύγη πομποδεκτών Πομπός Δέκτης Μέτρηση κατά την είσοδο Μονάδα αξιολόγησης Μέτρηση κατά την έξοδο Προς σύστημα σηματοδότησης Μετρητής αξόνων-αρχή λειτουργίας (απλοποιητικά) Πυρήνας της μεθόδου είναι ένα σύστημα μαγνητικού «πομποδέκτη» που τοποθετείται σε ζεύγη εκατέρωθεν του κορμού της μίας εκ των δύο σιδηροτροχιών και που σχηματίζει μαγνητικό πεδίο. Η διέλευση ενός τροχού που εισέρχεται σε ένα τμήμα διαταράσσει το μαγνητικό πεδίο και ο πομποδέκτης στέλνει σήμα σε μία μονάδα, τη μονάδα αξιολόγησης. Με τη διέλευση κάθε τροχού και την προκύπτουσα διαταραχή του μαγνητικού πεδίου αρχίζει μια μέτρηση κάθε διαταραχής και άρα κάθε άξονα που διήλθε. Έτσι, με τη διέλευση του πρώτου τροχού, το καλυπτόμενο από τους μετρητές τμήμα μεταπίπτει στην κατάσταση «κατειλημμένο». Με την διέλευση των τροχών στην έξοδο του τμήματος η διαταραχή που προκαλείται στέλνεται στην μονάδα αξιολόγησης η οποία πλέον μετρά ξανά τους άξονες που διέρχονται. Εάν υπάρχει ισοζύγιο το τμήμα απελευθερώνεται, εάν όχι τότε παραμένει κατειλημμένο Σύγχρονη εφαρμογή Το σύστημα μετρητών αξόνων παρ ότι έχει προταθεί σχετικά παλιά (περί το 1910), μόνο πρόσφατα έφτασε σε ένα επίπεδο που να θεωρείται αξιόπιστο καθώς παλαιότερα ήταν συχνά τα λάθη στη μέτρηση και κατά συνέπεια στον υπολογισμό του ισοζυγίου. Σε αυτό συνετέλεσε η βελτίωση της μετρητικής μονάδας αξιολόγησης η οποία πλέον περιλαμβάνει διατάξεις που με ειδικούς αλγορίθμους εκτελούν τη μέτρηση. Επισημαίνεται ότι κάθε μετρητής αποτελείται από ζεύγος πομποδεκτών έτσι ώστε από τη χρονική διαφορά διαταραχής μεταξύ των δύο πομποδεκτών του ζεύγους να διαπιστώνεται και η φορά μίας αμαξοστοιχίας. Στην περίπτωση διαδοχικών τμημάτων ανίχνευσης, ένας μετρητής ανήκει στα δύο ό- μορα τμήματα εκατέρωθέν του και εκτελεί μετρήσεις που αφορούν και στα δύο. Έτσι εκτελεί τη μέτρηση στην έξοδο από το ένα τμήμα και ταυτόχρονα αυτή η μέτρηση χρησιμοποιείται στο επόμενο τμήμα ως μέτρηση εισόδου.

27 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 23 Διαδοχικά τμήματα ανίχνευσης και μετρητές αξόνων Στο υποθετικό παράδειγμα δύο διαδοχικών τμημάτων ανίχνευσης, στα οποία χρησιμοποιούνται μετρητές αξόνων, ο μετρητής στο μέσο χρησιμοποιείται και από τα δύο τμήματα και αποστέλλει μετρήσεις προς σύγκριση, σε δύο μονάδες αξιολόγησης. Τροχοί μικρής διαμέτρου ή τροχοί μεταλλικοί αλλά μη σιδηροί δεν διεγείρουν το σύστημα. Μετρητής αξόνων Τα δύο λευκά καλύμματα εκατέρωθεν του κορμού της σιδηροτροχιάς περιέχουν δύο πομπούς -το ένα- και δύο δέκτες -το άλλο- (ζεύγος πομποδεκτών) που διεγείρονται από τη διαταραχή του μαγνητικού πεδίου που προκαλεί η διέλευση ενός τροχού. Με τη χρονική διαφορά διέγερσης μεταξύ των δύο πομποδεκτών διαπιστώνεται η φορά της κίνησης. Το καλώδιο δεξιά/κάτω οδηγεί σε ένα ψηφιοποιητή και μετά στη μονάδα αξιολόγησης Πεντάλ και άλλα σημειακά συστήματα ανίχνευσης Σε ελαφρότερες διατάξεις ή επικουρικά συστήματα (π.χ. αναγγελία προσέγγισης συρμού) χρησιμοποιούνται τροχοεπαφές με μορφή πεντάλ. Το πεντάλ είναι μηχανική-μοχλική διάταξη που μετακινείται από τους όνυχες των τροχών στέλνοντας κατάλληλο σήμα στο σύστημα σηματοδότησης. Λόγω της αρχής λειτουργίας τους το μόνο σήμα που μπορούν να δώσουν είναι «κατάληψη» ή για την ακρίβεια «διέλευση τροχού». Ειδικές διατάξεις τροχοεπαφών μπορούν να διαπιστώσουν και τη φορά μίας αμαξοστοιχίας. Υπάρχουν και σειρά άλλων τροχοεπαφών με διαφορετικές αρχές λειτουργίας (μαγνητικές, πνευματικές κλπ.) που δε θα μας απασχολήσουν περαιτέρω Σύγκριση κυκλωμάτων γραμμής και μετρητών αξόνων Η «διαμάχη» μεταξύ των δύο συστημάτων βρίσκει στις δύο πλευρές πολέμιους και υποστηρικτές. Υπάρχουν πλέον εθνικές σχολές. Κύριος χρήστης των μετρητών αξόνων είναι το γερμανικό δίκτυο. Το αξεπέραστο πλεονέκτημα των κυκλωμάτων γραμμής είναι η άμεση διαπίστωση της κατάληψης και της ελευθερίας. Αντίθετα τα κυκλώματα μετρητών αξόνων συμπεραίνουν έμμεσα για το ελεύθερο ή μη ενός τμήματος. Τα κυκλώματα γραμμής που τροφοδοτούνται με συχνότητες, με κατάλληλες προσθήκες και τροποποιήσεις, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για τη διαβίβαση και άλλων πλούσιων κωδικοποιημένων πληροφοριών πέραν του ελεύθερου ή κατειλημμένου ενός τμήματος, ιδίως των πληροφοριών που απαιτούν τα συστήματα προστασίας συρμού. Έτσι στη Γερμανία για παράδειγμα, όπου χρησιμοποιούνται κατά κόρον μετρητές αξόνων, για τις ανάγκες του μοντέρνου συστήματος προστασίας που χρησιμοποιείται στις γραμμές υψηλών ταχυτήτων τοποθετούν ειδικό επιπλέον εξοπλισμό καλωδιώσεων πάνω στην εσχάρα της γραμμής ενώ αντίθετα στη Γαλλία, την Ιταλία ή την πρώην ΕΣΣΔ το σύστημα προστασίας επικάθεται τρόπον τινά στα κυκλώματα γραμμής (βλ. και Κεφ. 7).

28 24 Σήματα και Ανίχνευση Θεωρείται σημαντικό πλεονέκτημα της ανίχνευσης μέσω κυκλωμάτων γραμμής η ανίχνευση θραύσεων σιδηροτροχιών. Η δυνατότητα ανίχνευσης των θραύσεων αξιολογείται από τα διάφορα δίκτυα διαφορετικά κάποια τη θεωρούν απαραίτητη, άλλα επιθυμητή και άλλα δίκτυα αδιάφορη. Για παράδειγμα σύμφωνα με [Bailey], το Σουηδικό Δίκτυο παρατηρεί ότι τα κυκλώματα γραμμής δεν μπορούν να ανιχνεύσουν τις πρακτικώς σοβαρότερες μορφές θραύσης, αυτές όπου αποκολλούνται τμήματα της κεφαλής της σιδηροτροχιάς από κόπωση μετάλλου, χωρίς όμως να έχει λυθεί η ηλεκτρική συνέχεια της σιδηροτροχιάς και άρα να ανιχνευθεί μέσω του κυκλώματος. Το βασικό μειονέκτημα όμως των κυκλωμάτων γραμμής είναι η αναγκαστική λύση της συνέχειας της γραμμής για τους μονωτικούς αρμούς, η οποία σε κάποιες περιπτώσεις είναι αναγκαία ακόμα και στην περίπτωση χρήσης κυκλωμάτων ακουστικών συχνοτήτων, δημιουργώντας αδύναμα σημεία στην υποδομή, καθώς και η ανάγκη μόνωσης των σιδηροτροχιών που προκαλεί πρόσθετα κόστη υποδομής. Τα κυκλώματα γραμμής παρουσιάζουν ευαισθησία στις καιρικές συνθήκες και την κατάσταση του έρματος (το ρυπαρό έρμα ενδεχομένως να βραχυκυκλώσει τις δύο σιδηροτροχιές) ενώ ο σχηματισμός σκουριάς (λόγω π.χ. μη χρησιμοποίησης μιας τροχιάς για λίγες μέρες) ή η ρίψη άμμου για την πρόσφυση των αμαξοστοιχιών ενδέχεται να επιφέρει μη ανίχνευση οχήματος. Έτσι οι μετρητές αξόνων είναι ιδανικοί για εξοπλισμό γραμμών που είναι δύσκολο να μονωθούν οι σιδηροτροχιές μεταξύ τους. Πλέον οι μετρητές αξόνων έχουν, όπως αναφέρθηκε, λύσει τα προβλήματα αξιοπιστίας που παρουσίαζαν με την πρώτη εμφάνισή τους. Οι μετρητές αξόνων μπορούν να επιτηρήσουν πολύ μεγάλα τμήματα γραμμής (πρακτικά έως και 20km), τη στιγμή που τα κυκλώματα γραμμής σε μεγάλα μήκη θα πρέπει να τοποθετηθούν κατά διαδοχικά συνδεδεμένες συστοιχίες από επιμέρους κυκλώματα (μήκους της τάξης του 1.5km) και απαιτούν ηλεκτρική τροφοδοσία κατά μήκος της γραμμής.

29 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 25 3 Ο ιαχωρισμός και ιαδοχή των Αμαξοστοιχιών 3.1 Ακολουθούμενες πρακτικές Μία από τις βασικές αποστολές των διαδικασιών ελέγχου κυκλοφορίας είναι η αποτροπή της σύγκρουσης μεταξύ αμαξοστοιχιών στην ανοικτή γραμμή, δηλαδή ο λεγόμενος διαχωρισμός (Zugfolgesicherung / train separation). Οι τεχνικές είναι πρακτικά τέσσερις: o Πορεία εν όψει, o Σταθερή χρονοαπόσταση, o (Σταθερά) Τμήματα αποκλεισμού, o Κινούμενα τμήματα αποκλεισμού (moving block) Πορεία εν όψει Σε αυτήν την τεχνική ο μηχανοδηγός ρυθμίζει μόνος του την ταχύτητά του, κοιτώντας για τυχόν ύπαρξη τυχόν άλλης αμαξοστοιχίας μπροστά του. Προφανώς με μία τέτοια τεχνική δεν είναι δυνατή η ανάπτυξη υψηλών ταχυτήτων. Στους σύγχρονους σιδηροδρόμους προβλέπεται μία τέτοια διαδικασία για την εκτέλεση ελιγμών καθώς και σε περιπτώσεις σοβαρών βλαβών της σηματοδότησης. Η μέγιστη ταχύτητα είναι περιορισμένη (15-30km/h). Είναι όμως η βασική τεχνική διαχωρισμού στους τροχιοδρόμους (τραμ). Θεωρείται ότι είναι και το βασικό διαχωριστικό γνώρισμα μεταξύ σιδηροδρόμου και τραμ. Τα τραμ για να επιτύχουν αυξημένες ταχύτητες με αυτήν την τεχνική (ως 70Km/h) έχουν υιοθετήσει ειδικά ισχυρά συστήματα πεδήσεως που δεν βασίζονται αποκλειστικά στην τριβή τροχού-σιδηροτροχιάς Σταθερή χρονοαπόσταση Σε αυτήν τα τραίνα μπορούν να κινηθούν ομορρόπως, αφού παρέλθει κάποιο σταθερό χρονικό διάστημα (π.χ. ένα τραίνο μπορεί να αναχωρήσει μετά από 10 λεπτά αφότου α- ναχώρησε το προηγούμενο, χωρίς κάποιον ιδιαίτερο έλεγχο). Για τις προφανείς αδυναμίες του συστήματος υπάρχουν ειδικές τεχνικές αντιμετώπισης (π.χ. ένα τραίνο που α- κινητεί λόγω βλάβης επί γραμμής καλύπτεται από το προσωπικό του με ιδιαίτερα σήματα ή εξαπολύει φωτοβολίδες όπως στις ΗΠΑ 4 ). Η τεχνική αυτή μέχρι το μεγάλο δυστύχημα στο Δερβένι το 1968, ακολουθείτο και στην Ελλάδα και μετά εγκαταλείφθηκε (Σταθερά) Τμήματα αποκλεισμού. Είναι η βασική τεχνική που ακολουθείται στο συμβατικό σιδηρόδρομο Η εφαρμογή λοιπόν της αρχής του αποκλεισμού αποτελεί τη συνηθέστερη πρακτική που ακολουθείται για τη διεξαγωγή της κυκλοφορίας με ασφάλεια στην ανοικτή γραμμή. Με την αρχή του αποκλεισμού οι σιδηροδρομικές γραμμές χωρίζονται σε τμήματα (τμήματα αποκλεισμού). Σε αυτά μπορεί να κυκλοφορεί μόνο ένας συρμός προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Στα άκρα των τμημάτων αποκλεισμού, μέσω χρήσης συστήματος σηματοδότησης (αυτόματου ή ημιαυτόματου) ή μέσω εποπτείας από αρμόδιο προσωπικό, φροντίζεται ώστε να 4 Μια ενδιαφέρουσα παρουσίαση της πρακτικής ελέγχου κυκλοφορίας στην Β. Αμερική σε σύγκριση με την πρακτική της Κ. Ευρώπης μπορεί κανείς να μελετήσει στο: J. Pachl (2001), Übertragbarkeit US-amerikanischer Betriebsverfahren auf europäischer Verhältnise, Eisenbahntechnische Rundschau, 7/8, pp

30 26 Ο ιαχωρισμός και ιαδοχή των Αμαξοστοιχιών τηρείται αυτή η αρχή. Το σύστημα σηματοδότησης ή το προσωπικό καλύπτει το τμήμα, δίνει εντολή στους συρμούς να εισέλθουν ή όχι στο τμήμα, αναγγέλλει προς το άλλο άκρο την είσοδο του συρμού στο τμήμα (κατάληψη τμήματος) και αναγγέλλει προς το σημείο εισόδου την άφιξη του συρμού και απελευθέρωση του τμήματος. o Σε διπλές γραμμές οι συρμοί ενδέχεται να αναμείνουν έως ότου ο προπορευόμενος συρμός απελευθερώσει το τμήμα αποκλεισμού, ή να αναμείνουν ώστε ένας επόμενος συρμός τους προσπεράσει σε ένα σταθμό (υπέρβαση συρμών). o Σε μονές γραμμές ενδέχεται, επιπλέον, ένας συρμός να αναμείνει έναν αντιθέτως κινούμενο συρμό σε ένα σταθμό, ώστε να απελευθερωθεί το τμήμα αποκλεισμού από τον αντιθέτως κινούμενο και να εισέλθει στη συνέχεια σε αυτό (διασταύρωση συρμών). Η χρονική σειρά των συρμών που εισέρχονται μέσα στο τμήμα καλείται διαδοχή Κινούμενο τμήμα αποκλεισμού (Moving block) Το σταθερό τμήμα αποκλεισμού είναι άκαμπτο και μέρος της δυνάμει χωρητικότητας σπαταλάται. Για το λόγο αυτό σε γραμμές πολύ πυκνής κυκλοφορίας (συνήθως μετρό) έχουν υιοθετηθεί εφαρμογές με κινούμενα τμήματα αποκλεισμού Σε αυτήν την τεχνική χρησιμοποιούνται ιδιαίτερες και πολύπλοκες τεχνολογικές διατάξεις. Με αυτές είναι γνωστή κάθε στιγμή η θέση κάθε συρμού (και των δύο άκρων του κεφαλής και ουράς) με ικανοποιητική ακρίβεια και σε κάθε τραίνο με ιδιαίτερη τεχνολογική διάταξη δίνεται εντολή ανάπτυξης τόσης ταχύτητας ώστε να εξασφαλίζεται ότι θα φρενάρει με ασφάλεια προ άλλου προπορευόμενου τραίνου. Για την εφαρμογή του δεν εφαρμόζονται οι τυπικές τεχνολογίες ανίχνευσης (κυκλώματα γραμμής ή μετρητές αξόνων) αλλά συστήματα αδιάλειπτης ασύρματης επικοινωνίας των συρμών με ένα παρατρόχιο σύστημα ελέγχου το οποίο παρακολουθεί τη θέση και την ταχύτητα κάθε συρμού στην περιοχή που ελέγχει και στη συνέχεια επιδίδει ασύρματα τις κατάλληλες εντολές στο θάλαμο οδήγησης κάθε αμαξοστοιχίας. 3.2 Η τεχνική υλοποίησης της αρχής του αποκλεισμού Γενικά ο τηλεφωνικός αποκλεισμός Ένα τμήμα αποκλεισμού διαθέτει: o Δύο άκρα, o Κάποια διάταξη (και μία αντίστοιχη διαδικασία) για τη διαπίστωση της ελευθερίας του και επίδοσης άδειας εισόδου σε αυτό Τα άκρα ενός συστήματος αποκλεισμού είναι είτε σταθμοί είτε θέσεις επί της ανοικτής γραμμής (Ενδιάμεσες Θέσεις Αποκλεισμού). Στα άκρα του τμήματος θα πρέπει με κάποιο τρόπο να επιδίδονται σήματα που είτε θα απαγορεύουν είτε θα επιτρέπουν την είσοδο στο τμήμα Η παραδοσιακές μέθοδοι ελέγχου είναι αυτές της σκυτάλης και του τηλεφωνικού απόκλεισμού Στη μέθοδο της σκυτάλης (αγγλ.: token) η είσοδος σε ένα τμήμα αποκλεισμού επιτρέπεται με την επίδοση στο προσωπικό της αμαξοστοιχίας ενός φυσικού, χειροπιαστού αντικειμένου, της «σκυτάλης» (μορφής ράβδου ή συρμάτινης θηλιάς) μοναδικού για κάθε τμήμα αποκλεισμού. Η μέθοδος αυτή εφαρμόστηκε στη Βρετανία και σε χώρες που άντλησαν και εφάρμοσαν αυτούσια τη βρετανική μεθοδολογία εκμετάλλευσης (κυρίως τις βρετανικές αποικίες). Η φιλοσοφία των μετέπειτα τεχνικών συστημάτων αποκλεισμού σε αυτές τις χώρες επηρεάστηκε από τη μεθοδολογία της σκυτάλης και είναι σε κάποια σημεία διαφορετική από την κεντροευρωπαϊκή φιλοσοφία.

31 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 27 Στη μεθοδολογία του τηλεφωνικού αποκλεισμού οι δύο θέσεις στα άκρα του τμήματος αποκλεισμού διαθέτουν τηλεπικοινωνιακή διάταξη και στελεχώνονται. Ακολουθείται μία διαδικασία επικοινωνιών και ανταλλαγής μηνυμάτων σε τέσσερα βήματα: o Αίτηση γραμμής, o Χορήγηση γραμμής ελεύθερης (ή και αποδοχή της αίτησης), o Αγγελία αναχώρησης αμαξοστοιχίας, o Αγγελία άφιξης. Η αλληλουχία των μηνυμάτων για τη διεξαγωγή τηλεφωνικού αποκλεισμού (προσαρμογή από [Pachl]). Δίνονται τα τέσσερα μηνύματα που απαιτούνται όταν μία αμαξοστοιχία πρέπει να α- ποσταλεί από το Α στο Β. Σημειώνεται ότι η αγγελία αναχώρησης σε άλλα δίκτυα προηγείται («αμαξοστοιχία Χ πρόκειται να αναχωρήσει») και σε άλλα έπεται της ώρας αναχώρησης («αμαξοστοιχία Χ αναχώρησε»). Τα δύο πρώτα μηνύματα (αίτηση και χορήγηση γραμμής) σε δίκτυα επηρεασμένα από τη γαλλική φιλοσοφία κυκλοφορίας, υπό προϋποθέσεις παραλείπονται και στη μονή γραμμή. Αυτό ίσχυε και στην Ελλάδα ως τη δεκαετία του Αυτή η διαδικασία (τυπικά κεντρο-ευρωπαϊκή ακολουθείται και στην Ελλάδα) υποβοηθείται μέσω προκαθορισμένων εντύπων / βιβλίων καταγραφής και προτυποποιημένων μηνυμάτων. Βασικό στοιχείο της αγγελίας αφίξεως είναι η διαπίστωση της ακεραιότητας της αμαξοστοιχίας. Ο αγγέλων την άφιξη πρέπει πρώτα να βεβαιωθεί ότι η αμαξοστοιχία αφίχθηκε ακέραια αφού διαπιστώσει ότι φέρει πράγματι το σήμα ακεραιότητας στην ουρά της, ώστε να αντιμετωπιστεί ο καθ όλα υπαρκτός κίνδυνος της διάσπασης της αμαξοστοιχίας και στη συνέχεια πρόσκρουσης μίας άλλης επί του τμήματος που παρέμεινε μέσα στο τμήμα αποκλεισμού μετά από τη διάσπαση. Στη διπλή γραμμή, για την αποστολή ομορρόπως κινουμένων αμαξοστοιχιών αρκούν μόνο οι δύο τελευταίες αγγελίες οι δύο πρώτες παρέλκουν (δεν απαιτείται αίτηση γραμμής). Σε τμήματα εξοπλισμένα με τεχνικά συστήματα αποκλεισμού, όταν αυτά υποστούν βλάβη οι σταθμάρχες υποχρεώνονται να εφαρμόσουν την παραπάνω μέθοδο Τεχνικά συστήματα αποκλεισμού Σταδιακά, για την αύξηση του επιπέδου ασφαλείας, εισήχθησαν μία σειρά συστημάτων αποκλεισμού είτε ηλεκτρικών είτε ηλεκτρομηχανικών. Σε αυτά τα συστήματα, η θέση των σημάτων εξόδου δύο γειτονικών σταθμών είναι αλληλεξαρτημένη. Μέσω ηλεκτρικών σημάτων προσομοιώνεται η διαδικασία ανταλλαγής των προηγουμένως αναφερθέντων μηνυμάτων και εφ όσον η γραμμή είναι όντως ελεύθερη τότε είναι δυνατό το άνοιγμα του σήματος εξόδου του ενός σταθμού με ταυτόχρονη

32 28 Ο ιαχωρισμός και ιαδοχή των Αμαξοστοιχιών δέσμευση του άλλου σήματος εξόδου στην κλειστή θέση. Καθώς δεν υπάρχει σύστημα ανίχνευσης (αυτή εκτελείται οπτικά από τους σταθμάρχες) τα συστήματα ονομάζονται «μη αυτόματα». Τεχνικό σύστημα αποκλεισμού Στους δύο σταθμούς που ορίζουν τα άκρα του συστήματος αποκλεισμού έχει τοποθετηθεί τεχνικό σύστημα. Οι διαδικασίες αίτησης/αποδοχής γραμμής προσομοιώνονται με αποστολή ηλεκτρικών σημάτων. Όταν ένας σταθμάρχης αποδεχθεί την κίνηση αμαξοστοιχίας προς τον σταθμό του, τότε τα σήματα εξόδου του σταθμού του δεσμεύονται και δεν μπορούν να ανοίξουν ενώ αντίθετα αποδεσμεύονται τα σήματα του άλλου σταθμού ώστε να επιτρέψουν την αναχώρηση της αμαξοστοιχίας. Στην εικονιζόμενη κατάσταση, το σύστημα αποκλεισμού έχει προσανατολιστεί στην κατεύθυνση αριστερά δεξιά Τα συστήματα αποκλεισμού ανοικτής γραμμής στη συνέχεια συνδυάστηκαν με υποτυπώδη συστήματα ανίχνευσης (βραχέα κυκλώματα γραμμής σε εντοπισμένα μόνο σημεία της ανοικτής γραμμής, κυρίως στην αρχή και το τέλος σε συνδυασμό με πεντάλ). Τα συστήματα αυτά συμπέραιναν έμμεσα την ελευθερία του τμήματος και απαιτούσαν αρχικά την ανθρώπινη παρέμβαση κυρίως για τη διαπίστωση της ακεραιότητας της αμαξοστοιχίας (ημιαυτόματα συστήματα αποκλεισμού). Με την πρόοδο της τεχνολογίας και την ευρύτερη καθιέρωση συστημάτων ανίχνευσης υιοθετήθηκαν τεχνικές έμμεσης διαπίστωσης της ακεραιότητας της αμαξοστοιχίας (τοποθέτηση μαγνήτη ουράς) ενώ πλέον τα συστήματα αποκλεισμού έχουν αυτοματοποιηθεί πλήρως. Βασική προϋπόθεση της πλήρους αυτοματοποίησης είναι το σύστημα ανίχνευσης να καλύπτει το σύνολο της ανοικτής γραμμής έτσι ώστε να διαπιστώνεται αυτόματα τυχόν διάσπαση. Βασικό στοιχείο των (ημί- και) αυτόματων συστημάτων αποκλεισμού είναι ότι είναι προσανατολισμένα. Με αυτό εννοούμε ότι μεταξύ δύο θέσεων Α και Β, και για την αποστολή αμαξοστοιχίας στην κατεύθυνση Α Β, το τμήμα αποκλεισμού πρέπει να έχει μία προκαθορισμένη φορά (την Α Β) με την οποία επιτρέπεται το άνοιγμα του σήματος στη θέση Α και αντίστοιχα δεσμεύεται κλειστό το σήμα στη θέση Β. Αυτή η φορά διατηρείται και έτσι επιτρέπεται η αποστολή εκ νέου αμαξοστοιχίας στην κατεύθυνση Α Β όταν το τμήμα αποκλεισμού ελευθερωθεί, χωρίς να απαιτείται κάποιος χειρισμός. Για την αποστολή μίας αμαξοστοιχίας αντίθετης φοράς (Β Α) τότε είναι αναγκαίος ιδιαίτερος χειρισμός, που απαιτεί τη συμμετοχή των χειριστών των δύο άκρων. Με το χειρισμό αυτό η φορά του τμήματος αλλάζει και είναι δυνατό το άνοιγμα του σήματος στο άλλο άκρο (το Β), επιτρέποντας την αποστολή της αμαξοστοιχίας αντίθετης φοράς προς το Α, όπου τα σήματα εξόδου δεσμεύονται με τη σειρά τους στην κλειστή θέση. Προϋπόθεση για την αλλαγή της φοράς είναι η ελευθερία του τμήματος ΑΒ. Η δυνατότητα αλλαγής του προσανατολισμού δεν είναι δεδομένη (είναι δηλαδή δυνατόν ένα τμήμα να είναι μονίμως προσανατολισμένο προς μία φορά) και αυτό παίζει σημαντικό ρόλο στην κάλυψη τμημάτων αποκλεισμού σε διπλές γραμμές. Τα συστήματα αποκλεισμού γραμμής μπορούν να υπάρξουν αυτόνομα από τα συστήματα αλληλεξάρτησης σταθμών που ελέγχουν την κίνηση εντός αυτών και τις αλλαγές τους τα οποία θα αναλυθούν παρακάτω (Κεφάλαια 4 και 5). Στην στοιχειωδέστερη μορφή τους τα σήματα εξόδου τοποθετούνται έξω από τις αλλαγές τροχιάς του σταθμού. Οι διαδρομές εντός σταθμών μπορεί να διευθετούνται χωρίς κάποιο ιδιαίτερο σύστημα (π.χ. με κλειδούχους). Σήματα εξόδου έξω από τις αλλαγές του σταθμού Εφόσον δεν υπάρχει τεχνικό σύστημα ελέγχου των αλλαγών και διαδρομών εντός του σταθμού τα σήματα εξόδου μπορούν να τοποθετηθούν έξω από αυτόν. Η αναχώρηση της αμαξοστοιχίας απαιτεί ιδιαίτερη άδεια του σταθμάρχη και σε περίπτωση ταυτόχρονης ύπαρξης δύο αμαξοστοιχιών έτοιμων προς αναχώρηση, απαιτείται και διευκρίνιση για το προς ποια αμαξοστοιχία επιδίδεται η άδεια αναχώρησης

33 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 29 Η συνήθης πρακτική όμως πλέον είναι η προσαρμογή του χειρισμού του συστήματος α- ποκλεισμού γραμμής στο σύστημα αλληλεξάρτησης των δύο εκατέρωθεν σταθμών Ενδιάμεσα σήματα Θέσεις αυτόματου αποκλεισμού και κεντρικό σύστημα αποκλεισμού Θέσεις αυτόματου αποκλεισμού Όπως προαναφέρθηκε στην 2.6 (Βλ. και σχήματα στη σελ. 18), για την επίτευξη πυκνότερης διαδοχής δρομολογίων, είναι δυνατόν να τοποθετηθούν σήματα σε ενδιάμεσες θέσεις στην ανοικτή γραμμή σε δύο εκδοχές: τις ενδιάμεσες θέσεις (Blockstelle / block post) σε σχετικά αραιή διάταξη) και τα σήματα διαδοχής (Selbstblockstelle / automatic block signal) σε πυκνή διάταξη και όπου ένα σήμα καλύπτει ένα τμήμα αποκλεισμού και ταυτόχρονα αποτελεί πρόσημα του επομένου σήματος. Οι ενδιάμεσες θέσεις είχαν βρει εφαρμογή από παλαιά. Οι θέσεις αρχικά ήταν επανδρωμένες. Καλύπτονταν από μηχανικούς σημαφόρους και δεν υπήρχε η ανάγκη τοποθέτησης συστήματος ανίχνευσης. Σήμερα εξοπλίζονται ως άκρα τεχνικού συστήματος α- ποκλεισμού στο οποίο όμως δεν είναι δυνατή η αλλαγή προσανατολισμού του τμήματος. Τα σήματα διαδοχής (θέσεις αυτομάτου αποκλεισμού), αντίθετα, είναι θέσεις που υποχρεωτικά (λόγω του πλήθους τους αλλά και της εγγύτητας μεταξύ τους) είναι αυτόματες και η τοποθέτησή τους προϋποθέτει, πάλι υποχρεωτικά, την ύπαρξη συστήματος α- νίχνευσης (κυκλώματα γραμμής ή μετρητές). Η βασική τους θέση (θέση ηρεμίας) είναι αυτή του ανοιχτού σήματος («πράσινου»). Όταν το σύστημα ανίχνευσης διαπιστώσει κατάληψη, αυτόματα το σήμα που καλύπτει τη θέση κλείνει μέχρι το τμήμα να ελευθερωθεί, οπότε το σήμα ανοίγει ξανά. Οι συσκευές ελέγχου των διαδοχικών τμημάτων συνδέονται μεταξύ τους ούτως, ώστε κάθε σήμα να επιδίδει εκτελεστική ένδειξη για το τμήμα που καλύπτει και προειδοποιητική (πρόσημα) για το επόμενο τμήμα. Συχνά η διασύνδεση μεταξύ διαδοχικών σημάτων γίνεται με την εισαγωγή στις συχνότητες του κυκλώματος γραμμής, με την διαδικασία της διαμόρφωσης, της πληροφορίας κατάληψης-ελευθερίας μέσω παλμών ή συχνοτήτων. Η πληροφορία αυτή στη συνέχεια, μεταδίδεται από τμήμα σε τμήμα μέσω των σιδηροτροχιών. (Περί διαμόρφωσης βλ.: ). Ένα χαρακτηριστικό των σημάτων αυτών είναι ότι θεωρούνται «παραβιάσιμα» (permissive). Σε περίπτωση ανεξήγητης επίδοσης ερυθρής ένδειξης οι μηχανοδηγοί έχουν τη δυνατότητα υπέρβασής τους με πορεία εν όψει χωρίς ιδιαίτερες διαδικασίες Κεντρικό σύστημα αποκλεισμού Κυρίως με την πρόοδο των συστημάτων ελέγχου και για τις ανάγκες κάποιων συστημάτων προστασίας ( 7.3) εισήχθη η λογική του κεντρικού συστήματος αποκλεισμού (γερμ.: Zentralblock). Σε αυτήν: o Τα τμήματα αποκλεισμού αντιμετωπίζονται από τα συστήματα αλληλεξαρτήσεων σταθμών εντελώς αντίστοιχα όπως οι σηματοτεχνικές διαδρομές εντός σταθμού ( 4.2.4). Ο αποκλεισμός δεν ελέγχεται από διαφορετικό τεχνικό σύστημα. Η λογική του και οι έλεγχοι γίνονται από το σύστημα αλληλεξαρτήσεων. o Η πληροφορία κατάληψης / ελευθερίας συγκεντρώνεται και επεξεργάζεται σε κεντρική θέση, στο σύστημα αλληλεξάρτησης. o Τα σήματα ανοίγουν κατόπιν χειρισμού σταθμάρχη η θέση ηρεμίας τους είναι η κλειστή. Είναι σύστημα το οποίο βοηθά σημαντικά το σταθμάρχη, στην περίπτωση καταστάσεων υποβαθμισμένης λειτουργίας, στο να εκτιμήσει καλύτερα τις κυκλοφοριακές συνθήκες. Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια για τη μετάδοση, από την κεντρική θέση προς την αμαξοστοιχία, πληροφοριών σχετιζόμενων με την ελευθερία και κατάληψη τμημάτων σε μεγάλο μήκος γραμμής μπροστά της.

34 30 Ο ιαχωρισμός και ιαδοχή των Αμαξοστοιχιών 3.3 ιπλές γραμμές και συστήματα αποκλεισμού Σε μία διπλή γραμμή, συνήθως και υπό κανονικές συνθήκες, κάθε κλάδος διατίθεται για τις αμαξοστοιχίες μίας φοράς, σε διάταξη ανόδου και καθόδου. Η αμφιδρόμηση ενός κλάδου (αυτό που συχνά καλείται στη σιδηροδρομική αργκό «μονογράμμιση») γίνεται συνήθως για την εξυπηρέτηση εργασιών συντήρησης. Όπως προαναφέρθηκε τα συστήματα αποκλεισμού είναι προσανατολισμένα. Αυτό το στοιχείο επιβάλλει συγκεκριμένο τρόπο κάλυψης του τμήματος αποκλεισμού σε διπλή γραμμή. Σε μία διπλή γραμμή είναι δυνατόν να εφαρμοστούν για την εκτός σταθμών περιοχή οι παρακάτω παραλλαγές: o Δύο κλάδοι γραμμής μόνιμα προσανατολισμένοι σε άνοδο και κάθοδο: Είναι το απλούστερο σύστημα από άποψη εξοπλισμού καθώς απλοποιεί τόσο τη διαχείριση της κυκλοφορίας (μπορεί υπό κανονικές συνθήκες και με σχετικά αραιή κυκλοφορία να λειτουργήσει χωρίς επάνδρωση ούτε τηλεδιοίκηση) όσο και τον εξοπλισμό, και του αποκλεισμού και των αλληλεξαρτήσεων. Τα τμήματα αποκλεισμού είναι μόνιμα προσανατολισμένα στην κανονική φορά. Σε περίπτωση «μονογράμμισης» (αποκοπής του ενός κλάδου π.χ. λόγω έργων) η χρήση του άλλου κλάδου από αμαξοστοιχίες φοράς αντίθετης από αυτή του προσανατολισμού του, γίνεται με ιδιαίτερα περιοριστικές διαδικασίες. Διάταξη με μόνιμα προσανατολισμένους κλάδους ανόδου και καθόδου Παρατηρήστε ότι ο σταθμός Α δε διαθέτει σήμα εισόδου από τον κλάδο Ανόδου και αντίστοιχα ο σταθμός Β δε διαθέτει σήμα εισόδου από τον κλάδο καθόδου. Αντίστοιχα οι σταθμοί Α και Β δε διαθέτουν σήματα εξόδου σε όλες τις τροχιές. Λόγω αυτής της διάταξης η κυκλοφορία είναι αρκετά άκαμπτη στην περίπτωση αμφιδρόμησης αλλά τα συστήματα αλληλεξαρτήσεων των σταθμών είναι πολύ απλά o Σηματοδοτούμενη αντίθετη κυκλοφορία (χωρίς ενδιάμεσα σήματα): Σε αυτήν την περίπτωση οι δύο κλάδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν και προς τις δύο φορές, αν και σε κανονικές συνθήκες κυκλοφορίας διατηρείται ο διαχωρισμός σε άνοδο και κάθοδο. Τα συστήματα αποκλεισμού και των δύο κλάδων μπορούν να προσανατολιστούν με χειρισμό των εκατέρωθεν σταθμών και στις δύο κατευθύνσεις. Το σύστημα αλληλεξαρτήσεων των σταθμών γίνεται πολυπλοκότερο. Η απουσία ενδιάμεσων σημάτων ελαφρώνει τον εξοπλισμό ανοικτής γραμμής. Διάταξη σηματοδοτούμενης αντίθετης κυκλοφορίας Παρατηρήστε ότι και οι δύο σταθμοί διαθέτουν σήματα εισόδου και στους δύο κλάδους και σήματα εξόδου σε όλες τις τροχιές o Σηματοδοτούμενη αντίθετη κυκλοφορία με ενδιάμεσα σήματα (Αμφίδρομη σηματοδότηση με προτίμηση φορών): Σε αυτήν την παραλλαγή τα ενδιάμεσα σήματα αποκλεισμού τοποθετούνται για την επίτευξη πύκνωσης της κυκλοφορίας προς μία φορά, την κανονική. Ο εξοπλισμός γραμμής αρχίζει και βαραίνει.

35 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 31 Διάταξη σηματοδοτούμενης αντίθετης κυκλοφορίας με ενδιάμεσα σήματα και προτίμηση φορών Σε σύγκριση με την απλή διάταξη σηματοδοτούμενης αντίθετης κυκλοφορίας παρατηρήστε την τοποθέτηση ενδιαμέσων σημάτων για τη διεξαγωγή πυκνότερης κυκλοφορίας ενδιάμεσα σήματα στην άνοδο για πυκνότερη κυκλοφορία από το Α στο Β και αντίστοιχα στην κάθοδο για πυκνότερη κυκλοφορία από το Β στο Α. Τα τυχόν αναγκαία προσήματα των ενδιαμέσων θέσεων δεν έχουν απεικονιστεί για λόγους απλότητας του σχήματος. o Αμφίδρομη σηματοδότηση με πλήρη ισοτίμηση φορών και ενδιάμεσα σήματα (γαλ.: banalisée): Πρόκειται για τη βαρύτερη εκδοχή συστήματος αποκλεισμού, αρκετά δαπανηρή. Χρησιμοποιείται κυρίως σε προαστιακούς σιδηροδρόμους για την αντιμετώπιση φαινομένων όπως οι πρωινές αιχμές, όπου αποστέλλονται «ριπές» αμαξοστοιχιών και από τους δύο κλάδους της διπλής γραμμής προς την ίδια κατεύθυνση. Επίσης επιτρέπουν πλήρη ευελιξία κατά την εκτέλεση εργασιών συντήρησης ή σε περιπτώσεις ανωμαλιών (π.χ. βλάβη και ακινησία μίας αμαξοστοιχίας). Διάταξη σηματοδοτούμενης αντίθετης κυκλοφορίας με ενδιάμεσα σήματα και ισότιμες φορές Παρατηρήστε ότι οι κλάδοι ανόδου και καθόδου έχουν τις ίδιες θέσεις ενδιαμέσων σημάτων και πύκνωσης της κυκλοφορίας, ανεξαρτήτως της φοράς που διελαύνονται οι κλάδοι. Και εδώ για λόγους απλότητας δεν απεικονίζονται τα τυχόν προσήματα των ενδιαμέσων θέσεων

36 32 Αλλαγές τροχιάς, Σταθμοί και Αλληλεξαρτήσεις 4 Αλλαγές Τροχιάς, Σταθμοί και Αλληλεξαρτήσεις 4.1 Αλλαγές τροχιάς Βασική ορολογία Στο παρακάτω σχήμα δίνεται η βασική ορολογία των αλλαγών τροχιάς και που αφορά τον έλεγχο κυκλοφορίας. Το «όριο αποστάσεως» ή «στάντζα» αποτελεί καίριο σημείο της αλλαγής, γιατί ορίζει το σημείο πέραν του οποίου υπάρχει κίνδυνος σύγκρουσης και πλαγιοκόπησης μεταξύ συρμών ή οχημάτων που βρίσκονται στους δύο κλάδους (ευθύ και παρεκκλίνοντα) Κίνδυνοι σε μία αλλαγή τροχιάς Παρότι από διαίσθηση θεωρείται ότι, αν όχι ο μοναδικός σίγουρα ο βασικός κίνδυνος είναι αυτός της σύγκρουσης αμαξοστοιχιών, στην πράξη έχει αποδειχθεί ότι επίσης σημαντικός είναι ο κίνδυνος που προκύπτει από την ύπαρξη κινητών στοιχείων επί της γραμμής. Αυτά τα στοιχεία είναι οι αλλαγές τροχιάς (για λόγους συντομίας στο εξής απλώς «αλλαγές») και οι εκτροχιαστές. Οι κίνδυνοι σε έναν εκτροχιαστή περιορίζονται σε αυτόν του να βρίσκεται σε λανθασμένη θέση και να εκτροχιάσει κάποιον ελιγμό ή αμαξοστοιχία. Στις αλλαγές οι κίνδυνοι είναι περισσότεροι και πιο ύπουλοι: o Η αλλαγή βρίσκεται σε λανθασμένη θέση: Η αμαξοστοιχία ή ο ελιγμός οδηγείται σε λάθος τροχιά και προσπίπτει σε άλλο συρμό ή αποτεθειμένα οχήματα. o Η αλλαγή βρίσκεται εσφαλμένα στραμμένη προς τον παρεκκλίνοντα κλάδο. Η αμαξοστοιχία κινούμενη με ταχύτητα μεγαλύτερη της επιτρεπόμενης για τον παρεκκλίνοντα κλάδο, εκτροχιάζεται. o Οι βελόνες τις αλλαγής, υπό την επίδραση των ισχυρότατων δυνάμεων τροχού-σιδηροτροχιάς, «ανοίγουν» κάτω από τους τροχούς της αμαξοστοιχίας η αμαξοστοιχία εκτροχιάζεται. o Οι βελόνες δεν εφάπτονται καλά. Η αμαξοστοιχία εκτροχιάζεται. o Αλλαγές σε ερημικούς σταθμούς μετακινούνται κακόβουλα από τρίτους-η αμαξοστοιχία εκτροχιάζεται ή οδηγείται σε εντελώς λάθος τροχιά. Όπως φαίνεται από τα παραπάνω οι αλλαγές αντιπροσωπεύουν σημαντικό κίνδυνο..

37 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 33 Εκτροχιασμός στην είσοδο του ΣΣ Μεζούρλου Λάρισας το Μάρτιο του Οι συνέπειες από την εσφαλμένη θέση μίας αλλαγής, ευτυχώς χωρίς θύματα (φωτ. ευγενική άδεια του κ. Παν. Νακούδη) Μανδάλωση, ασφάλιση και καθήλωση αλλαγών Με τον όρο μανδάλωση εννοούμε τις ειδικές διατάξεις οι οποίες εξασφαλίζουν ότι οι βελόνες μίας κατ αιχμήν διελαυνόμενης αλλαγής δεν θα μετακινηθούν από τις ασκούμενες ισχυρές δυνάμεις μεταξύ τροχού και σιδηροτροχιάς. o Χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές μανδάλωσης. Στην Ελλάδα και την Κ. Ευρώπη πιο διαδεδομένες τεχνικές είναι αυτές των αγκίστρων και των διχαλωτών μανδάλων («χελιδονοουρά»). αντιβελόνες ράβδος σύνδεσης κοίλος οδηγός (βρίσκεται κάτω από το πέλμα της σιδηροτροχιάς) βελόνες διχαλωτό μάνδαλο (χελιδονοουρά) Διάταξη μανδάλωσης «χελιδονοουράς» (γερμ.: Klammerspitzenverschluß) Η δεξιά βελόνη μέσω του διχαλωτού μάνδαλου που έχει σφηνώσει στον κοίλο οδηγό δεξιά, διατηρείται προσκολλημένη στην αντιτροχιά. Παρατηρήστε όμως ότι στην αριστερή βελόνη, στην περίπτωση που η αλλαγή παραβιαστεί από πτέρνα, ο τροχός μπορεί να ωθήσει την αριστερή βελόνη προς τα αριστερά (και μέσω της ράβδου σύνδεσης να παρασύρει και τη δεξιά βελόνη). Αυτό δεικνύει την ιδιότητα των χελιδονοουρών να είναι παραβιάσιμες από πτέρνα (Πηγή: TU Stuttgart) Με τον όρο ασφάλιση εννοούμε τις ειδικές διατάξεις οι οποίες εξασφαλίζουν ότι μία αλλαγή δεν θα μετακινηθεί αθέλητα ή κακόβουλα. Σε αλλαγές οι οποίες δεν έχουν ενταχθεί σε σύστημα αλληλεξαρτήσεων, οπότε και δεν μετακινούνται με κινητήρα, οι διατάξεις ασφάλισης περιλαμβάνουν τη χρήση κάποιου είδους κλείθρων. Στην Ελλάδα και Κ. Ευρώπη η τυπική τεχνική είναι αυτή του στελεχωτού κλείθρου 5. Ράβδοι (τα στελέχη) συνδεδεμένες με τις βελόνες μίας αλλαγής οδηγούνται σε μία ειδική κλειδαριά. Για να 5 Κλείθρο: κλειδαριά, στέλεχος: κορμός ενός φυτού, το κοτσάνι

38 34 Αλλαγές τροχιάς, Σταθμοί και Αλληλεξαρτήσεις μετακινηθεί μία αλλαγή θα πρέπει να εισαχθεί ένα κλειδί μέσα στο κλείθρο για να ξεκλειδώσει. Το κλειδί παραμένει παγιδευμένο μέσα στο κλείθρο άπαξ και περιστραφεί και η αλλαγή απασφαλιστεί και διατεθεί για χειρισμό. Το κλειδί μπορεί να βγει μόνο εφόσον η αλλαγή βρίσκεται στην κανονική της θέση και κλειδωθεί. Ασφάλιση στελεχωτών κλείθρων Η συγκεκριμένη αλλαγή έχει εξοπλιστεί με διπλό στελεχωτό κλείθρο. Τα δύο κλείθρα είναι οι δύο τριγωνικής / πρισματικής μορφής διατάξεις αριστερά από το αντίβαρο. Εδώ γίνεται επίδειξη τοποθέτησης της κλείδας στο ένα από τα κλείθρα. Με το διπλό στελεχωτό κλείθρο η αλλαγή μπορεί να ασφαλιστεί και στις δύο θέσεις της («+» και «-»). Η ασφάλιση και στις δύο θέσεις είναι αναγκαία όταν η αλλαγή καλύπτεται από αλληλεξαρτημένο σημαφόρο. Σε διαφορετική περίπτωση αρκεί μόνο ένα κλείθρο για την ασφάλιση της αλλαγής και μόνο στην κανονική θέση. (φωτ.: Τechn. Univ. Dresden) Η καθήλωση είναι μέτρο που λαμβάνεται σε περίπτωση που η ασφάλιση ή η μανδάλωση μίας αλλαγής έχει υποστεί βλάβη. Οι βελόνες ακινητοποιούνται με τοποθέτηση ειδικού εξοπλισμού (αρπάγες) και η μετάθεση της αλλαγής απαιτεί επέμβαση εντεταλμένων υ- παλλήλων που θα αφαιρέσουν τα μέσα ακινητοποίησης. Το μέτρο αυτό λαμβάνεται επίσης σε περιπτώσεις συγκεκριμένων βλαβών των συστημάτων σηματοδότησης / αλληλεξάρτησης. Καθήλωση αλλαγής Τοποθέτηση αρπάγης που συγκρατεί τη βελόνα αλλαγής κατά τη διάρκεια εκτεταμένων έργων στον ΣΣ Κατερίνης. Για την αποτροπή κακόβουλων χειρισμών και χαλάρωσης, ο κοχλιωτός σφιγκτήρας ασφαλίζεται με λουκέτο

39 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων Ανίχνευση στις αλλαγές Για τη λειτουργία της σηματοδότησης η ανίχνευση ελευθερίας / κατάληψης πάνω σε μία αλλαγή είναι υψίστης σημασίας. Η ανίχνευση επιτυγχάνεται όπως και στην ανοικτή γραμμή τμηματίζοντας την αλλαγή σε σχέση με την υπόλοιπη γραμμή με χρήση είτε μετρητών αξόνων είτε κυκλωμάτων γραμμής. Για το σύστημα σηματοδότησης είναι αναγκαίο να οριοθετούνται τα βασικά στοιχεία της αλλαγής, δηλαδή η αιχμή της και το όριο αποστάσεως. Επειδή τα συστήματα ανίχνευσης στην πραγματικότητα ανιχνεύουν τροχούς και όχι τον όγκο των ίδιων των οχημάτων, ισχύουν ιδιαίτερες πρόνοιες για το ακριβές σημείο που τοποθετούνται τα όρια των κυκλωμάτων. Οριοθέτηση της λεγόμενης «ηλεκτρικής στάντζας» Ο μετρητής αξόνων που οριοθετεί την αλλαγή τοποθετείται 6m τουλάχιστον πέραν της πραγματικής στάντζας καθώς το αμάξωμα κάθε οχήματος προεξέχει από τους τροχούς του. Το όριο των 6m είναι το απολύτως ελάχιστο που έχει εφαρμοστεί στην Ελλάδα συνηθίζεται το όριο των 10m. Σε περίπτωση τοποθέτησης επάλληλων κατ αιχμήν αλλαγών, τότε είναι πιθανόν τα ό- ρια της μίας αλλαγής να εισέχουν σε αυτά της άλλης, με αποτέλεσμα οι αλλαγές αναγκαστικά να εντάσσονται σε ενιαίο κύκλωμα ανίχνευσης. Κυκλώματα ανίχνευσης σε μια περιοχή αλλαγών Καθώς η αιχμή των αλλαγών 2 και 3 βρίσκεται πολύ κοντά ή και πριν (αλλαγή 2) από το όριο αποστάσεως της αλλαγής 1, αναγκαστικά οι αλλαγές 1, 2 και 3 εντάσσονται σε ενιαίο κύκλωμα ανίχνευσης. Αντίθετα στην αλλαγή 4 η αιχμή της βρίσκεται σε επαρκή απόσταση από τη στάντζα της αλλαγής 3, και έτσι μπορεί να ενταχθεί σε ιδιαίτερο κύκλωμα, ανεξάρτητο από αυτό των αλλαγών 1/2/3. Η συμπερίληψη πολλών αλλαγών στο ίδιο κύκλωμα ανίχνευσης δεν είναι επιθυμητή καθώς μια βλάβη σε μία από αυτές καταργεί τη δυνατότητα χειρισμού και στις υπόλοιπες Χειρισμός και έλεγχος των αλλαγών Ο χειρισμός των αλλαγών γίνεται: o Χειροκίνητα.

40 36 Αλλαγές τροχιάς, Σταθμοί και Αλληλεξαρτήσεις o Με μηχανική διάταξη (Weichenantrieb / point machine), ηλεκτρική, πνευματική ή υδραυλική, που στα ελληνικά αναφέρεται ως «κινητήρας» ή «μηχανισμός» της αλλαγής. Ο χειροκίνητος χειρισμός γίνεται μέσω μοχλικού συστήματος με αντίβαρο. Το αντίβαρο εξασφαλίζει μία επαρκή, αλλά μικρή, δύναμη επαφής βελόνων-αντιβελόνων. Η ασφάλιση γίνεται με κλείθρα. Στην Ελλάδα οι μηχανικές διατάξεις χειρισμού είναι ηλεκτρικές, οπότε οι υδραυλικές και πνευματικές δεν θα περιγραφούν. Στις ηλεκτρικές διατάξεις, περιστρεφόμενος η- λεκτροκινητήρας μετακινεί μέσω ενός ωστηρίου τις βελόνες. Το ηλεκτρικό χειριστήριο επιτελεί εκτός από τη λειτουργία της μετακίνησης και τη λειτουργία της ασφάλισης, ενώ μεταδίδει στο σύστημα σηματοδότησης την κατάστασή του (λειτουργεί / δε λειτουργεί). Σε περίπτωση βλάβης ο χειρισμός γίνεται με τοποθέτηση και περιστροφή ενός χειροστροφάλου (μανιβέλας). Η λειτουργία της μανδάλωσης εξασφαλίζεται: o Εσωτερικά (εντός του μηχανισμού), o Εξωτερικά (με χελιδονοουρές κλπ.), o Και εσωτερικά και εξωτερικά. Η προτίμηση σε κάποιο από τα τρία συστήματα ορίζεται από το δίκτυο, ανάλογα με τις εμπειρίες του από τη χρήση. Μηχανισμός αλλαγής Διακρίνεται το ηλεκτρικό χειριστήριο δεξιά καθώς και ο τρόπος σύνδεσης με τις βελόνες της αλλαγής και η τοποθέτησή του πάνω στους στρωτήρες για το συγκεκριμένο χειριστήριο. Από το μηχανισμό βγαίνουν δύο ράβδοι: Η μία ράβδος, είναι το ωστήριο χειρισμού («Stellstange» στο σχέδιο), συνδεδεμένο με τον κινητήρα που μετακινεί την τιράντα της αλλαγής και διαθέτει και τα μάνδαλα. Η άλλη ράβδος είναι η ράβδος ελέγχου («Prüferstange» στο σχέδιο) η οποία μετακινείται από τις βελόνες και οδηγεί στον ηλεκτρομηχανικό ελεγκτή επαφής που βρίσκεται στο χειριστήριο και διαπιστώνει το αν οι βελόνες βρίσκονται στην εκάστοτε σωστή θέση. Ο συγκεκριμένος μηχανισμός είναι ο μηχανισμός S700 της Σήμενς, αρκετά διαδεδομένος, και στην Ελλάδα χρησιμοποιείται στο δίκτυο του μητροπολιτικού σιδηροδρόμου. Η διάταξη των ωστηρίων και μανδάλων διαφέρει ανάλογα με τον κατασκευαστή. Πηγή:

41 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 37 Βασικός είναι ο διαχωρισμός σε παραβιάσιμους (Auffahrbare/trailable) και μη παραβιάσιμους (Nicht auffahrbare Weichenantriebe / non trailable point machines) μηχανισμούς: o Ο παραβιάσιμος μηχανισμός εξασφαλίζει ότι σε περίπτωση παραβίασης από πτέρνα της αλλαγής ο μηχανισμός δεν θα καταστραφεί. Ιδανικός για περιοχές με συχνούς ε- λιγμούς. o Ο μη παραβιάσιμος καταστρέφεται αλλά εξασφαλίζει σταθερότερη επαφή μεταξύ βελόνας και αντιβελόνας και προτιμάται για αλλαγές επί κυρίων τροχιών που διελαύνονται με υψηλές ταχύτητες. Χαρακτηριστικό μέγεθος του μηχανισμού είναι η διαδρομή των ωστηρίων του (Stellhub ή Stellweg / throw stroke), μετρούμενη σε χιλιοστά. Το μήκος της διαδρομής αυτής πρέπει να είναι συμβατό με τη διαδρομή που εκτελούν οι βελόνες της αλλαγής κατά τη μετάθεσή τους από τη μία αντιβελόνα στην άλλη. Η σωστή επαφή της βελόνας με την αντιβελόνα και η θέση της αλλαγής (ευθεία ή παρακαμπτήριος): o Ελέγχεται οπτικά από κλειδούχο στις χειροκίνητες αλλαγές που δεν έχουν ενταχθεί σε κάποιο σύστημα σηματοδότησης. o Ανιχνεύεται μέσω ειδικού ηλεκτρομηχανικού ελεγκτή επαφής στην περίπτωση των μηχανοκίνητων αλλαγών ή αλλαγών που είναι μεν χειροκίνητες όμως ο έλεγχος της θέσης τους είναι αναγκαίος για το σύστημα σηματοδότησης. Τα προαναφερθέντα περί του τρόπου χειρισμού, μανδάλωσης και ελέγχου, στην περίπτωση αλλαγών μικρής γωνίας που διαθέτουν κινητή καρδιά, εφαρμόζονται και στην περιοχή της καρδιάς και όχι μόνο των βελόνων. 4.2 Σταθμοί, διαδρομές, πλευρική προστασία, διαδρομές ολίσθησης και αλληλεξαρτήσεις Σταθμοί: Ορολογία και διαδικασίες. Κάλυψη Σταθμού Κατ αρχάς, σε ένα σταθμό διακρίνουμε: o Τις κύριες τροχιές. Κύριες είναι οι τροχιές οι οποίες προορίζονται για την κυκλοφορία των αμαξοστοιχιών. Επ αυτών διεξάγονται βασικές κυκλοφοριακές διαδικασίες των αναστροφών, των διασταυρώσεων και υπερβάσεων αμαξοστοιχιών. Συνήθως σε αυτές εξυπηρετείται και η επιβατική υπηρεσία. o Τις λοιπές («δευτερεύουσες») τροχιές. Πρόκειται για τις τροχιές που δεν είναι κύριες και προορίζονται για την εκτέλεση ελιγμών, την απόθεση οχημάτων και την εκτέλεση φορτοεκφορτώσεων. Όπως έγινε φανερό από την παράθεση των ενδεχόμενων κινδύνων, οι αλλαγές αντιπροσωπεύουν μερικούς από τους σημαντικότερους κινδύνους για την κυκλοφορία αυτό αφορά ιδίως τις κατ αιχμήν διελαυνόμενες αλλαγές. Γι αυτό και στις απλοϊκότερες εκδοχές εκμετάλλευσης οι κατ αιχμή διελαυνόμενες αλλαγές φυλάσσονται από υπάλληλο (τον κλειδούχο). Σταδιακά για τους σταθμούς (εγκαταστάσεις που εξ ορισμού περιλαμβάνουν αλλαγές) κρίθηκε αναγκαίο αυτοί να ορίζονται χωρικά, αρχικά με σταθερά σήματα και αργότερα με τοποθέτηση μεταβλητών σημάτων τα οποία καλύπτουν τον σταθμό. Κατ ουσίαν τα σήματα που καλύπτουν σταθμούς, καλύπτουν βασικά τις αλλαγές τους.

42 38 Αλλαγές τροχιάς, Σταθμοί και Αλληλεξαρτήσεις Με τα σήματα καλύψεως η είσοδος στο σταθμό γίνεται ελεγχόμενα ενώ παράλληλα δίνεται ο χρόνος στο προσωπικό του σταθμού να επιτελέσει το έργο της διευθέτησης των αλλαγών με ηρεμία και ασφάλεια. Με την ύπαρξη αλλαγών, δημιουργούνται πολλαπλές (αντίστοιχες του αριθμού των αλλαγών και των τροχιών του σταθμού) δυνατότητες διευθέτησης της κυκλοφορίας με εναλλακτικές δυνατές πορείες των αμαξοστοιχιών και των ελιγμών. Με άλλα λόγια ορίζονται μέσα σε ένα σταθμό διαδρομές Πλευρική προστασία Με τον όρο «πλευρική προστασία» (Flankenschutz / flank protection) περιγράφονται διατάξεις και μέτρα που σκοπό έχουν την αποτροπή της πλευροκόπησης μέσα σε ένα σταθμό. Η πλευροκόπηση μπορεί να προέλθει από συμβάλλουσες κινήσεις αμαξοστοιχιών ή ελιγμών λόγω ολίσθησης (αποτυχίας στάθμευσης) ή από την διαφυγή βαγονιών κατά τους ελιγμούς ή τη διαφυγή βαγονιών λόγω τυχαίων γεγονότων (π.χ. ισχυρός άνεμος). Τα μέτρα πλευρικής προστασίας είναι πρακτικά τέσσερα: o Τοποθέτηση απλών σημάτων πινακίδων «ορίων ελιγμών» που οριοθετούν μία επαρκή απόσταση ασφαλείας από τις κύριες τροχιές του σταθμού. Πέρα από το όριο ελιγμών χρειάζεται ειδική διαδικασία προχώρησης ενός ελιγμού. o Τοποθέτηση εκτροχιαστών. Πρόκειται για συσκευές που θα αποτρέψουν δι εκτροχιασμού την προσέγγιση ελιγμών και διαφυγέντων οχημάτων προς μία κύρια τροχιά από μία δευτερεύουσα. ΔΕΝ τοποθετούνται σε κύριες τροχιές. Εκτροχιαστής στην κλειστή θέση Στην 5η τροχιά του ΣΣ Οινόης, η οποία προορίζεται για απόθεση οχημάτων, έχει τοποθετηθεί εκτροχιαστής που προστατεύει την 4η τροχιά (δεξιότερα) η οποία είναι κύρια. Η διάταξή του είναι τέτοια ώστε στην πιθανή διαφυγή οχήματος, αυτό να εκτραπεί μακριά από την 4η τροχιά, στην κατεύθυνση που δείχνει το καμπύλο βέλος. Αριστερά του εκτροχιαστή διακρίνεται το μοχλικό σύστημα χειροκίνητου χειρισμού. o Διάταξη προστάτιδων αλλαγών. Η προστάτις αλλαγή (Schutzweiche / trap ή catch point) είναι διάταξη η οποία εκτρέπει συμβάλλουσες προς μία κύρια τροχιά κινήσεις, οδηγώντας τες συνήθως προς ένα προσκρουστήρα. Είναι η απλούστερη διάταξη για την πλευρική προστασία κυρίων τροχιών από διαφυγές από άλλες κύριες, τροχιές (όπου όπως αναφέρθηκε προηγουμένως δεν μπορεί να τοποθετηθεί εκτροχιαστής). Επίσης το ζεύγος αλλαγών σε διάταξη διαγωνίου όπου διατίθεται αποτελεί ιδεώδη τρόπο πλευρικής προστασίας. o Διάταξη οιωνεί προστάτιδων αλλαγών. Σε σύμπλεγμα αλλαγών σταθμού οι αλλαγές διευθετούνται κάθε φορά με τέτοιον τρόπο ώστε τυχόν διαφυγές ή ολισθήσεις να οδηγούνται μακριά από κινούμενες αμαξοστοιχίες.

43 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 39 Διάταξη προστάτιδος αλλαγής Στην παραπάνω εικόνα η αλλαγή 1a λειτουργεί ως προστάτις αλλαγή της διαδρομής «a». Όταν έχει χαραχθεί διαδρομή εξόδου (ή εισόδου) δια της αλλαγής 1b (και αυτή τότε διευθετείται στην ευθεία) τότε και η 1a ως προστάτις διευθετείται στον παρεκκλίνοντα και οδηγεί στον προσκρουστήρα, αποκλείοντας το ενδεχόμενο πλευροκόπησης της διαδρομής «a» Αλληλεξάρτηση Με την εισαγωγή των πρώτων συστημάτων επίδοσης μεταβλητών σημάτων (σημαφόροι κλπ) εισήχθη και η έννοια της Αλληλεξάρτησης (Signalabhängigkeit / interlocking). Με την αλληλεξάρτηση εννοείται η συνθήκη εκείνη κατά την οποία το άνοιγμα ενός σήματος γίνεται όταν και μόνον όταν: o Όλες οι αλλαγές που καλύπτονται από το σήμα έχουν διευθετηθεί στη σωστή θέση και έχουν ασφαλιστεί σε αυτήν, o Όλα τα στοιχεία πλευρικής προστασίας έχουν διευθετηθεί στη σωστή θέση. Συχνά o όρος «αλληλεξάρτηση» χρησιμοποιείται διασταλτικά για να περιλάβει κάθε λογική συνθήκη που λαμβάνει υπ όψιν της ένα σύστημα σηματοδότησης Σηματοτεχνικές ιαδρομές Σηματοτεχνικές διαδρομές (ή «δρομολόγια» - Fahrstraßen / routes) είναι επιτρεπόμενες πορείες συρμών (αμαξοστοιχιών ή /και ελιγμών) εντός μίας περιοχής αλλαγών / εντός ενός σταθμού, οι οποίες έχουν προσδιορισμένη αρχή και τέλος. Η άδεια πορείας δίνεται μέσω αλληλεξαρτημένου σήματος. Μία σηματοτεχνική διαδρομή χαρακτηρίζεται από: o Την αρχή της, o Το τέρμα της (ή αλλιώς και στόχο της), o Τα κινητά στοιχεία (αλλαγές, εκτροχιαστές) που περιλαμβάνονται σε αυτήν. o Τα αναγκαία μέτρα πλευρικής προστασίας της. Η αρχή και το τέρμα σηματοτεχνικής διαδρομής ορίζονται εν γένει από σήματα. Αν δεν υπάρχει σήμα για το τέρμα (συνήθως αυτό αφορά διαδρομές εξόδου δηλαδή μετά το σήμα εξόδου από σταθμό), τότε τέρμα είναι το τέλος της περιοχής αλλαγών. Η ενέργεια σχηματισμού από τον χειριστή του συστήματος σηματοδότησης μίας επιτρεπόμενης διαδρομής έχει καθιερωθεί να καλείται «χάραξη διαδρομής» ιαδρομή ολίσθησης Όταν ορίζεται μια διαδρομή από την αρχή της έως το στόχο της (τόσο στην ανοιχτή γραμμή όσο και σε ένα σταθμό) πρέπει να παραμένει ελεύθερη όχι μόνο η διαδρομή ως το στόχο αλλά και ένα επαρκές μήκος πίσω από αυτόν. Σκοπός είναι να αντιμετωπιστεί το υπαρκτό ενδεχόμενο ένας συρμός, ακόμα και αν ο μηχανοδηγός υπακούσει στο σήμα, να μην μπορέσει για διάφορους λόγους (π.χ. υγρασία) να σταματήσει ακριβώς πριν από το σήμα και τελικά να τό υπερβεί, έστω και λίγο. Το τμήμα αυτό καλείται διαδρομή ολίσθησης (Durchrutschweg D-Weg / overlap) 6 Το μήκος του overlap εξαρτάται από την ταχύτητα. Με βάση τον ελληνικό κανονισμό: 6 Σημ.: ο όρος overlap χρησιμοποιείται αυτούσιος και από τους Έλληνες μηχανικούς σηματοδότησης

44 40 Αλλαγές τροχιάς, Σταθμοί και Αλληλεξαρτήσεις o Για ταχύτητες ως 120km/h το overlap ορίζεται σε 60m. o Για ταχύτητες μεγαλύτερες από 120km/h το overlap ορίζεται σε 100m. Διαδρομή ολίσθησης («overlap») Στην παραπάνω εικόνα στο σήμα δεξιά έχει οριστεί ένα «overlap» πίσω από αυτό. Το σήμα αριστερά δεν ανοίγει όταν η αμαξοστοιχία διέλθει απλώς από το σήμα δεξιά, αλλά μόνον όταν ελευθερωθεί και το overlap Η ελευθερία της διαδρομής ολίσθησης μπορεί να διαπιστώνεται είτε από κοινού με το τμήμα στο οποίο ανήκει, με προέκταση του κυκλώματος ανίχνευσης πίσω από το σήμα (όπως στο σχήμα παραπάνω), είτε ξεχωριστά, με ξεχωριστό κύκλωμα ανίχνευσης. Το overlap μπορεί να είναι απλώς ένα μήκος «ανοικτής» γραμμής, μπορεί όμως να περιλαμβάνει και συσκευές όπως αλλαγές. Όταν περιλαμβάνονται συσκευές γραμμής, τότε αυτές πρέπει παραμένουν κατά τη διάρκεια της πορείας του συρμού προς το σήμα στόχο δεσμευμένες σε θέση τέτοια που δεν θέτει το συρμό σε κίνδυνο, όταν αυτός ενδεχομένως ολισθήσει. Η ελευθερία της διαδρομής ολίσθησης είναι αναγκαία μόνο για το χρονικό διάστημα που η αμαξοστοιχία προσεγγίζει το κλειστό σήμα. Εφόσον σταθμεύσει επιτυχώς, η ε- λευθερία του overlap παύει να είναι αναγκαία. Σε περίπτωση που το overlap ελέγχεται με ξεχωριστό κύκλωμα ανίχνευσης, ο σταθμάρχης έχει τη δυνατότητα να ακυρώσει τη δέσμευσή του (και μαζί και τη δέσμευση τυχόν αλλαγών που περιλαμβάνονται σε αυτό). Η αποδέσμευση επίσης μπορεί να γίνει αυτόματα, μετά την παρέλευση ενός χρονικού διαστήματος από την έναρξη κατάληψης της διαδρομής προς το κλειστό σήμα, διάστημα στο οποίο μπορεί να εικαστεί με ασφάλεια ότι η αμαξοστοιχία στάθμευσε επιτυχώς. Overlap και αλλαγές Στην παραπάνω εικόνα το σήμα εξόδου έχει τοποθετηθεί για διάφορους λόγους πολύ κοντά στο όριο αποστάσεως της αλλαγής. Για το λόγο αυτό το overlap αναγκαστικά περιλαμβάνει και την αλλαγή η οποία παραμένει δεσμευμένη στην ευθεία όταν έχει χαραχθεί διαδρομή με στόχο το σήμα εξόδου (το οποίο είναι κλειστό/ερυθρό) Πίνακες συμβιβαστών διαδρομών Σε ένα σταθμό υπάρχουν διαδρομές που η χάραξή τους είναι ασύμβατη με τη χάραξη άλλων διαδρομών γιατί π.χ. οδηγούν σε σύγκρουση αμαξοστοιχιών καθώς είτε χρησιμοποιούν ίδιο τμήμα γραμμής είτε γιατί χρησιμοποιούν μια αλλαγή σε διαφορετική θέση. Παρομοίως, υπάρχουν διαδρομές που όταν χαραχθούν δεν θέτουν σε κίνδυνο άλλες διαδρομές. Δηλαδή υπάρχουν διαδρομές που είναι ασυμβίβαστες (ή αλλιώς «εχθρικές») και διαδρομές που είναι συμβιβαστές μεταξύ τους.

45 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 41 Για το σχεδιασμό ενός συστήματος σηματοδότησης σταθμού 7 είναι αναγκαίο να προσδιοριστούν ποιες διαδρομές, από το σύνολο των δυνατών διαδρομών που μπορούν να χαραχθούν σε ένα σταθμό, είναι συμβιβαστές και ποιες ασυμβίβαστες μεταξύ τους. Έτσι, για τη μελέτη ενός συστήματος σηματοδότησης είναι αναγκαία η σύνταξη του λεγόμενου πίνακα αλληλεξαρτήσεων ή πίνακα συμβιβαστών διαδρομών. Στον πίνακα αλληλεξαρτήσεων δίδεται για κάθε σηματοτεχνική διαδρομή ενός σταθμού, οι προς αυτήν συμβιβαστές και μη, άλλες διαδρομές, η θέση των αλλαγών και των σημάτων. Ένα μικρό παράδειγμα δίνεται ακολούθως: Διαδρομή Ελεγχόμενες ως συμβιβαστές διαδρομές Αλλαγές Σήματα εξ 5-εξ εξ 6-εξ 1Α 1Β Σ Σ Α Σ Α Α + +π Σ ** Α Α Α Α ** - 3-εξ Σ Σ - Α Α Α Σ εξ Σ ** Α - Α Α Σ Α Α Α Α - Α +* +π Σ Α Α Α - Σ ** +π +* ** 4-εξ Α Α Σ Σ - Α + +* εξ Α Α Σ Α ** Α Α=ΑΣΥΜΒΑΤΕΣ, Σ=ΣΥΜΒΙΒΑΣΤΕΣ «+»=ορθή θέση, «-»=ανεστραμμένη θέση, «+π»=ορθή θέση λόγω πλευρικής προστασίας. Για φωτοσήματα: «+» ανοικτό, «-» κλειστό * Δέσμευση λόγω λειτουργίας ζεύγους. Στην περίπτωση δύο αλλαγών σε διαγώνια διάταξη όπου η μία λειτουργεί ως προστάτιδα της άλλης, η μετάθεση της μίας αλλαγής τους ζεύγους μεταθέτει υποχρεωτικά και την άλλη στην ίδια θέση. ** Αρκετά δίκτυα δεν επιτρέπουν συνεχή διαδοχική χάραξη μέσω της παρακαμπτηρίου ενός σταθμού Επεξήγηση, ενδεικτικά για τη διαδρομή 2-6. Αφετηρία: Σήμα 2. Στόχος: Σήμα 6. Η διαδρομή 1-3 είναι συμβιβαστή καθώς πίσω από το overlap του σήματος 3 δεν περιλαμβάνεται την αλλαγή 2. Η διαδρομή 1-5 είναι ασυμβίβαστη καθώς οδηγεί κατευθείαν πάνω στη 2-6, χρησιμοποιώντας την παρακαμπτήριο και οδηγεί σε σύγκρουση. Η διαδρομή 3-εξ είναι ασυμβίβαστη καθώς οδηγεί στην έξοδο του σταθμού στη διαδρομή 2-6. Η διαδρομή 5-εξ είναι ασυμβίβαστη καθώς οδηγεί στην έξοδο του σταθμού στη διαδρομή 2-6. Στη διαδρομή 2-4 είναι αδιάφορος ο έλεγχος, δεν έχει νόημα να ελεγχθεί η εναλλακτική είσοδος στο σταθμό με αφετηρία το σήμα 2. Η διαδρομή 4-εξ είναι συμβιβαστή. Οδηγώντας από αριστερά μια αμαξοστοιχία στην παρακαμτπήριο του σταθμού, είναι δυνατόν να υπάρχει αμαξοστοιχία στην ευθεία, η οποία μπορεί να αναχωρήσει προς τα δεξιά. Αυτό γιατί με τη διευθέτηση της αλλαγής 1B στην ευθεία, το overlap της διαδρομής 2-6 δεν περιλαμβάνει την αλλαγή 1Α. Η διαδρομή 6-εξ παρουσιάζει την ιδιορρυθμία να αποτελεί τη συνέχεια της 2-6. Αρκετά δίκτυα δεν επιτρέπουν τη διέλευση από ένα σταθμό μέσω παρακαμπτηρίου, χωρίς στάθμευση, με μία κίνηση. Πάντως η διαδρομή είναι υπό όρους (διευθέτηση των αλλαγών εξόδου 1Α/1Β στην παρακαμπτήριο) συμβιβαστή. Για τη διαδρομή 2-6, η αλλαγή 2 προφανώς πρέπει να διευθετηθεί στην παρακαμπτήριο («-»). Η αλλαγή 1Β εφόσον η αμαξοστοιχία δεν πρόκειται να αναχωρήσει άμεσα προς δεξιά πρέπει να διευθετηθεί στην ευθεία (ώστε το overlap της 2-6 να μη δεσμεύσει τη διαδρομή 1-3) παρασέρνοντας και την 1Β (ζεύγος) στην ευθεία. Στην περίπτωση που χαραχθεί έξοδος προς δεξιά από το 6 οι αλλαγές 1Α/1Β πρέπει να μετατεθούν στην παρακαμπτήριο. Το σήμα 2 πρέπει να είναι ανοικτό. Για λόγους συντομίας στον παρόντα πίνακα δεν δίδεται και η δέουσα ένδειξη (η οποία δεν είναι μόνο πράσινο λόγω διέλευσης από αλλαγή πρέπει να υποδειχθεί βραδυπορία στην αλλαγή). Σε λεπτομερείς πίνακες δίδονται και οι ακριβείς ενδείξεις των σημάτων. Τα σήματα 3 και 5 καθώς οδηγούν πάνω στη διαδρομή 2-6 υποχρεωτικά είναι κλειστά. Η ένδειξη των σημάτων 4, 6 και 1 πρακτικά εξαρτάται από το αν θα επιτραπεί στη συνέχεια έξοδος της 2-6 προς δεξιά. Εφόσον το 6 παραμείνει κλειστό, τότε λόγω της ανεξαρτησίας του overlap της 2-6 από αυτό της 4-εξ., είναι δυνατή η χάραξη διαδρομών στην ευθεία δια της αλλαγής 1Α. 7 Όπως αναλυθεί στο επόμενο κεφάλαιο, το σύστημα αυτό λέγεται «σύστημα αλληλεξαρτήσεων»

46 42 Αλλαγές τροχιάς, Σταθμοί και Αλληλεξαρτήσεις Πρόνοιες και συνθήκες που λαμβάνονται κατά τη χάραξη διαδρομών Πέραν των συνθηκών που ορίζονται στον πίνακα συμβιβαστών διαδρομών λαμβάνονται ιδιαίτερες πρόνοιες για την αποφυγή μερικών επικίνδυνων καταστάσεων. Έτσι: o Βασική πρόνοια είναι η δέσμευση των αλλαγών στη θέση που βρίσκονται, από τη στιγμή που καταλαμβάνονται μέχρι να απελευθερωθούν. Αυτό για να αποφευχθεί ο κίνδυνος να δοθεί εντολή και κινηθεί η αλλαγή κάτω ακριβώς από το διερχόμενο τραίνο με προφανή καταστροφικά αποτελέσματα. o Από τη στιγμή που ένας μηχανοδηγός προσεγγίζει μία διαδρομή από το πρόσημα και ετοιμάζεται να υπακούσει στην ένδειξή του, η διαδρομή δεσμεύεται. Αυτό γίνεται για την αποφευχθεί η μετάθεση μίας αλλαγής ξαφνικά, μπρος ακριβώς από το προσεγγίζον τραίνο. Αυτή η πρόνοια λέγεται δέσμευση ή και αλληλεξάρτηση προσέγγισης Αλλαγές στην ανοικτή γραμμή-συμπλέγματα Παρότι αποφευκτέο, πολλές φορές για την εξυπηρέτηση βιομηχανικών, στρατιωτικών και αποθηκευτικών εγκαταστάσεων είναι αναγκαία η τοποθέτηση αλλαγών στην ανοικτή γραμμή. Στην ορολογία του ΟΣΕ αυτές οι εγκαταστάσεις αποτελούν συμπλέγματα. Σύμπλεγμα Εικονίζεται ένα σύμπλεγμα με τοποθέτηση μίας αλλαγής επί ανοικτής γραμμής μεταξύ των δύο σταθμών που φαίνονται στα άκρα του τμήματος αποκλεισμού. Στο σύμπλεγμα του σχήματος χρησιμοποιείται μία αλλαγή επί ανοικτής γραμμής, είναι όμως πιθανό να είναι και περισσότερες. Για πλευρική προστασία έχει τοποθετηθεί εκτροχιαστής Οι εγκαταστάσεις αυτές δεν αποτελούν σταθμούς και δεν διαθέτουν σήματα καλύψεως. Επειδή όμως η ύπαρξη αλλαγής αντιπροσωπεύει κίνδυνο για την κυκλοφορία απαιτούν ειδική αντιμετώπιση. Η αντιμετώπιση αυτή αφορά τον τρόπο εξασφάλισης του αποκλεισμού και δεν είναι αντίστοιχη του τρόπου αντιμετώπισης των διαδρομών εντός ενός σταθμού. Σε κάθε περίπτωση απαιτείται: o Να είναι γνωστή η κατάσταση της αλλαγής ή των αλλαγών επί της ανοικτής γραμμής (ασφαλισμένη, και σε ποια θέση). o Όταν αποστέλλονται ή παραλαμβάνονται συρμοί προς/από το σύμπλεγμα να είναι γνωστό εάν αυτοί βρίσκονται εντός του συμπλέγματος ή βρίσκονται στην ανοικτή γραμμή. o Η ανοικτή γραμμή να είναι προστατευμένη έναντι διαφυγής οχημάτων ή συρμών από το σύμπλεγμα. Σε περίπτωση που εφαρμόζεται τηλεφωνικός αποκλεισμός μεταξύ των εκατέρωθεν σταθμών, υιοθετούνται ειδικές διαδικασίες που απαιτούν οπωσδήποτε συμμετοχή προσωπικού επί της αμαξοστοιχίας και τοποθέτηση τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού στο σύμπλεγμα Σε περίπτωση που υπάρχει τεχνικό σύστημα αποκλεισμού απαιτείται λογική διασύνδεσή του με ελεγκτή θέσης και επαφής της αλλαγής επί της ανοικτής γραμμής και των συσκευών πλευρικής προστασίας. o Επιπροσθέτως απαιτείται κατάλληλη διαρρύθμιση του συστήματος ανίχνευσης έτσι ώστε να γίνεται αντιληπτή η είσοδος ή έξοδος συρμού στο σύμπλεγμα. o Στην περίπτωση που αλλαγή δεν είναι στη θέση της ή έχει διατεθεί προς χρήση στο προσωπικό του συρμού που θα χρησιμοποιήσει το σύμπλεγμα, τα σήματα εξόδου των εκατέρωθεν σταθμών παραμένουν κλειστά.

47 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 43 5 Συστήματα Αλληλεξαρτήσεων 5.1 Γενικά Συστήματα αλληλεξαρτήσεων (Stellwerke / interlocking systems ή signal boxes) είναι διατάξεις ελέγχου αλλαγών και σημάτων σταθμών, έτσι διαμορφωμένες ώστε να επιτρέπεται η ασφαλής διευθέτηση (σηματοτεχνικών) διαδρομών μέσω αυτών. Με την πρόοδο της τεχνολογίας η υλοποίηση των αλληλεξαρτήσεων σταθμών προόδευσε και αυτή, με την ανάπτυξη ιδιαίτερων συστημάτων. Η βασική κατηγοριοποίηση είναι: o Μηχανικές και ηλεκτρομηχανικές αλληλεξαρτήσεις, o Αλληλεξαρτήσεις ηλεκτρονόμων, o Ηλεκτρονικές αλληλεξαρτήσεις. 5.2 Μηχανικές αλληλεξαρτήσεις Οι μηχανικές αλληλεξαρτήσεις αναφέρονται για λόγους πληρότητας. Είναι συστήματα στα οποία η δέσμευση και αλληλοαποκλεισμός ασυμβίβαστων σηματοτεχνικών διαδρομών γίνεται με μηχανικά μέσα. Πρόκειται για συστήματα στιβαρών μεταλλικών ράβδων που αντιστοιχούν σε σηματοτεχνικές διαδρομές με ειδικές κατάλληλες εγκοπές. Οι ράβδοι αυτές μετακινούμενες, και μέσω της εμπλοκής των εγκοπών τους, κλειδώνουν ή απασφαλίζουν το χειρισμό στοιχείων της γραμμής (αλλαγών κλπ) καθώς και των καλυπτόντων τις διαδρομές αυτές σημαφόρων. Οι διατάξεις ήταν ιδιαίτερα περίπλοκες και ογκώδεις. Οι ράβδοι καταλάμβαναν συνήθως όλο το χώρο κάτω από το δάπεδο της αίθουσας χειρισμών. Ο χειρισμός γινόταν με χρήση της μυϊκής δύναμης του χειριστή. Οι αλλαγές και σημαφόροι μετακινούνταν μέσω συρματοσχοίνων. Ανίχνευση μέσω κυκλωμάτων δεν υπήρχε, γινόταν οπτικά. Γι αυτό και συνήθως τοποθετούνταν σε υπερυψωμένο πύργο για να διευκολύνεται ο σταθμάρχης στο έργο του. Μηχανικό σύστημα αλληλεξαρτήσεων Εικονίζονται οι χαρακτηριστικοί μοχλοί χειρισμού εξωτερικών στοιχείων της σηματοδότησης (αλλαγές, σήματα) από το σύστημα αλληλεξαρτήσεων του ΣΣ Zittau στην Αν. Γερμανία (πηγή: Wikipedia)

48 44 Συστήματα Αλληλεξαρτήσεων 5.3 Ηλεκτρομηχανικά συστήματα Αποτελούν εξέλιξη των μηχανικών συστημάτων. Κυριάρχησαν στο πρώτο μισό του 20 ου αιώνα. Η βασική διαφορά με τα μηχανικά συστήματα βρίσκεται στο ο χειρισμός των σημάτων και των αλλαγών γίνεται πια ηλεκτρικά και όχι με συρματόσχοινα. Πλέον είναι δυνατή η αντικατάσταση των σημαφόρων με ηλεκτρικά φωτοσήματα. Οι αλληλεξαρτήσεις υλοποιούνται με στρεπτούς ηλεκτρικούς διακόπτες οι οποίοι α- σφαλίζονται και απασφαλίζονται μέσω συστήματος ραβδίων με εγκοπές. Τα ραβδία αυτά είναι ανάλογης λειτουργίας με τις ράβδους των μηχανικών συστημάτων, είναι όμως πολύ μικρότερα σε μέγεθος και χωρούν σε ένα ερμάριο, που τοποθετείται στην αίθουσα χειρισμού. Καθώς δεν υπήρχε ανίχνευση, η τοποθέτηση σε πύργο ήταν συνήθης. Ο αποκλεισμός στην ανοικτή γραμμή μεταξύ διαδοχικών σταθμών, εφόσον εξασφαλιζόταν τεχνικά, γινόταν με ξεχωριστό σύστημα και με ξεχωριστά χειριστήρια. 5.4 Συστήματα ηλεκτρονόμων Ο ηλεκτρονόμος Ο ηλεκτρονόμος ή ρελέ (Relais/relay) είναι ηλεκτρική διακοπτική συσκευή. Πρόκειται για διακόπτη που ανοίγει ή κλείνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα μέσω της διαβίβασης ρεύματος σε ένα άλλο ηλεκτρικό κύκλωμα, με κατάληξη στην ίδια συσκευή. Περιλαμβάνει έναν ηλεκτρομαγνήτη ο οποίος κινεί μία ή περισσότερες επαφές. Επιτρέπει τη μετάδοση εντολών και εκτέλεση ελέγχων με χρήση ηλεκτρικών ρευμάτων. Με κατάλληλη συνδεσμολογία μίας σειράς ηλεκτρονόμων είναι δυνατή η διαβίβαση και ο έλεγχος σύνθετων εντολών σε διάφορα μηχανικά συστήματα. Μια από τις πιο καθημερινές εφαρμογές συστημάτων ηλεκτρονόμων βρίσκεται για παράδειγμα στον έλεγχο και χρήση ανελκυστήρων. Ηλεκτρονόμος σηματοδότησης Εικονίζεται ένας ηλεκτρονόμος σηματοδότησης στο χαρακτηριστικό διαφανές του περίβλημα. Στο κάτω μέρος του διακρίνεται ο ηλεκτρομαγνήτης. Διαβιβάζοντας ρεύμα σε αυτόν μετακινούνται οι επαφές (τα γραμμικής μορφής στοιχεία στο επάνω μέρος) ανοίγοντας και κλείνοντας κάποιο κύκλωμα. Το ελατήριο (δεξιά/κέντρο) ε- πανατάσσει τις επαφές του ηλεκτρονόμου σε ασφαλή θέση. Η μορφολογία των ηλεκτρονόμων (διάταξη ηλεκτρομαγνήτη, τρόπος επανάταξης, ύπαρξη ή όχι ελατηρίου, αριθμός επαφών) διαφέρει αναλόγως της λειτουργίας που ο ηλεκτρονόμος καλείται να επιτελέσει Συστήματα αλληλεξαρτήσεων με ηλεκτρονόμους. Η χρήση των ηλεκτρονόμων έφερε επανάσταση στην τεχνολογία σηματοδότησης. Αναπτύχθηκαν ιδιαίτερου τύπου ρελέ για τις διάφορες σηματοτεχνικές ανάγκες. Βασικό τους στοιχείο η εγγενής ασφάλεια:

49 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 45 o Αστοχούν σπάνια (ειδικές πρόνοιες ώστε να μην κολλούν οι επαφές και εγγυημένη ε- πανάταξη στην ασφαλή θέση ρελέ τύπου «Ν» ή να υπάρχει έλεγχος ενός ηλεκτρονόμου από άλλον ρελέ τύπου «C») 8. o Όταν αστοχούν, αστοχούν με απολύτως προβλέψιμο τρόπο (fail-safe). Υπάρχουν δύο βασικές διατάξεις για την υλοποίηση σηματοδοτήσεων με ηλεκτρονόμους που θα παρουσιαστούν διεξοδικότερα στη συνέχεια: o Συστήματα βασισμένα σε πίνακες αλληλεξαρτήσεων (γερμ.: Tabellarische Prinzip). o Συστήματα γεωγραφικού τύπου (γερμ.: Spurplan Prinzip). Η διάρθρωση των συστημάτων ηλεκτρονόμων περιλαμβάνει: o Εξωτερικό εξοπλισμό (φωτοσήματα, αλλαγές, κυκλώματα ανίχνευσης), o Διάταξη ηλεκτρονόμων με κατάλληλη συνδεσμολογία (ερμάρια ηλεκτρονόμων) εντός του κτηρίου του σταθμού ή σε ιδιαίτερο δωμάτιο, το λεγόμενο «τεχνικό δωμάτιο», Ηλεκτρονόμοι σηματοδότησης Διάταξη ηλεκτρονόμων σε ερμάριο της αίθουσας ηλεκτρονόμων του ΣΣ Λάρισας. Το σύστημα είναι κατασκευής του οίκου ADtranz/Bombardier. (φωτ.: Κ. Χρονάκης) o Τράπεζα χειρισμού («πίνακας τοπικού χειρισμού»). Σε αυτήν απεικονίζεται σε ένα αδρό διαγραμματικό τρόπο ο σταθμός και ο εξοπλισμός του. Με κατάλληλες φωτεινές ενδείξεις δίνεται και η κατάσταση των στοιχείων ανίχνευσης, των κινητών στοιχείων (αλλαγών και εκτροχιαστών) καθώς επίσης και οι χαρασσόμενες διαδρομές. Συνήθως στις θέσεις αφετηρίας και στόχου διαδρομών υπάρχουν κομβία. Η ταυτόχρονη πίεση ενός κομβίου αφετηρίας και ενός κομβίου στόχου σχηματίζει μία διαδρομή (εφ όσον πάντα συντρέχουν οι σηματοτεχνικές συνθήκες ασφαλείας). Με σειρά άλλων κομβίων μπορεί να χειριστεί μεμονωμένα τα κινητά στοιχεία της γραμμής. Ο χειρισμός του συστήματος αποκλεισμού της ανοικτής γραμμής με τους εκατέρωθεν σταθμούς γίνεται από τον ίδιο πίνακα. Νεότερες εκδοχές διαθέτουν αντί τράπεζας χειρισμού με κομβία, οθόνη υπολογιστή και χειρισμό είτε με πλήκτρα είτε με ποντίκι, όπως και στα ηλεκτρονικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων. 8 Οι απαιτήσεις για τους ηλεκτρονόμους σηματοδότησης τίθενται στο Δελτίο («φίσα») 736 της UIC.

50 46 Συστήματα Αλληλεξαρτήσεων Πίνακας χειρισμού συστήματος αλληλεξαρτήσεων ηλεκτρονόμων Εικονίζεται η τράπεζα χειρισμού του ΣΣ Κατερίνης. Ο σταθμός δείχνεται σε απλοποιημένη διαγραμματική μορφή. Για να γίνεται αντιληπτός ο τμηματισμός σε κυκλώματα ανίχνευσης, αυτά εικονίζονται με διαφορετικά χρώματα το καθένα. Η κατάληψη των κυκλωμάτων ανίχνευσης καθώς και η εκάστοτε χαραγμένη διαδρομή υποδεικνύεται με την αφή λυχνιών κατά μήκος των τροχιών. Για τη χάραξη για παράδειγμα μιας διαδρομής εισόδου από αριστερά στην πρώτη τροχιά του σταθμού, ο σταθμάρχης πρέπει να πιέσει ταυτόχρονα δύο κομβία, της αφετηρίας (αριστερά) και του στόχου (δεξιά τα κομβία επισημαίνονται μέσα σε κύκλο). Η τράπεζα περιλαμβάνει και σειρά άλλων κομβίων και διακοπτών, κυρίως για ειδικούς χειρισμούς των αλλαγών όπως επίσης και χειρισμούς του συστήματος αποκλεισμού μεταξύ των εκατέρωθεν σταθμών. Και αυτό το σύστημα κατασκευάστηκε από τον οίκο ADtranz/Bombardier Σηματοδοτήσεις ηλεκτρονόμων βασισμένες σε πίνακες αλληλεξαρτήσεων Με αυτόν τον τρόπο οι αλληλεξαρτήσεις που προκύπτουν από τον σχετικό πίνακα (βλ ) υλοποιούνται με ξεχωριστή για κάθε διαδρομή συνδεσμολογία ηλεκτρονόμων που ελέγχουν τη διαδρομή και τα σχετικά με αυτήν κυκλώματα ανίχνευσης, φωτοσήματα και αλλαγές. Έτσι, με την εντολή χάραξης κάθε διαδρομής ενεργοποιούνται οι εντολές και έλεγχοι που αντιστοιχούν σε κάθε γραμμή του πίνακα αλληλεξαρτήσεων όσον αφορά τα σήματα και τις αλλαγές, με παράλληλο έλεγχο της ελευθερίας από τα συστήματα ανίχνευσης Σηματοδοτήσεις ηλεκτρονόμων γεωγραφικού τύπου Οι πίνακες αλληλεξαρτήσεων σε περίπλοκους σταθμούς είναι δύσκολο να συνταχθούν και, το κυριότερο, δύσκολο να υλοποιηθούν. Το βασικό πρόβλημα υλοποίησης βρίσκεται στις συνδεσμολογίες μεταξύ των διαφόρων ηλεκτρονόμων, στις οποίες είναι πολύ εύκολο να γίνει λάθος και είναι πολύ δύσκολο να γίνει ένας εξαντλητικός έλεγχος πριν την παράδοση προς χρήση ή μετά από επεμβάσεις κατά τη συντήρηση.

51 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 47 Γεωγραφικού τύπου σύστημα αλληλεξαρτήσεων Απλοποιημένη παρουσίαση της διάρθρωσης ενός συστήματος αλληλεξαρτήσεων «γεωγραφικού τύπου» ενός απλού σταθμού Για το λόγο αυτό αναπτύχθηκαν τα συστήματα γεωγραφικού τύπου. Σε αυτά τοποθετούνται προκατασκευασμένες ομάδες ηλεκτρονόμων κατάλληλες για κάθε στοιχείο σηματοδότησης, π.χ. ομάδα ηλεκτρονόμων αλλαγής, ομάδα ηλεκτρονόμων φωτοσήματος κλπ. Οι ομάδες αυτές συνδέονται μεταξύ τους με προδιαγεγραμμένο τρόπο, αντίστοιχο της τοπολογίας του σταθμού. Σε μικρούς απλούς σταθμούς τα γεωγραφικά συστήματα σχηματίζουν δυσανάλογα μεγάλα ερμάρια (πολλά από τα ρελέ των σχετικών ομάδων στα γεωγραφικά συστήματα παραμένουν ανενεργά). Όμως σε μεγαλύτερους σταθμούς αποτελούν το σύνηθες της αγοράς. 5.5 Ηλεκτρονικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων Γενική περιγραφή Η πρόοδος των υπολογιστών και του αυτομάτου ελέγχου σε πεδία όπου η ασφάλεια έχει πρωταρχική σημασία όπως π.χ. ο έλεγχος διαστημικών πτήσεων, ο έλεγχος πυρηνικών σταθμών ενέργειας, χημικών εργοστασίων ή ο έλεγχος οπλικών συστημάτων, δεν θα ά- φηνε ανεπηρέαστο το Σιδηρόδρομο. Έτσι εισήχθησαν στη δεκαετία του 1980 τα ηλεκτρονικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων. Στα συστήματα αυτά οι αλληλεξαρτήσεις υλοποιούνται μέσω λογισμικού (software) και ηλεκτρονικού εξοπλισμού υπολογιστών (hardware). Η γενική τους δομή περιλαμβάνει τρία επίπεδα: o Επίπεδο χειρισμού, o Επίπεδο αλληλεξαρτήσεων, o Επίπεδο ελέγχου στοιχείων εξοπλισμού σηματοδότησης.

52 48 Συστήματα Αλληλεξαρτήσεων Διάρθρωση επιπέδων ενός ηλεκτρονικού συστήματος αλληλεξαρτήσεων Προσαρμογή από U. Maschek (1996), Analyse zur Gestaltung elektronischer Stellwerke, TU Dresden. Στο επίπεδο χειρισμού απεικονίζεται το σύστημα σε αδρή γραμμική μορφή με την τοπολογία του σταθμού, των κυκλωμάτων και των αλλαγών, πάντα σε οθόνη υπολογιστή. Οθόνη χειρισμού και χειριστήρια (ποντίκι) Οι οθόνες απεικονίζουν την κατάσταση του εξωτερικού εξοπλισμού (αλλαγές, σήματα κλπ.) του σταθμού. Στην αριστερή οθόνη δίδονται μηνύματα του διαγνωστικού συστήματος Στο επίπεδο αλληλεξαρτήσεων βρίσκονται οι υπολογιστές οι οποίοι τρέχουν το λογισμικό που υλοποιεί τους ελέγχους ασφαλείας. Αίθουσα υπολογιστών Ερμάρια του συστήματος υπολογιστών (επίπεδο αλληλεξαρτήσεων) του συστήματος SMARTLOCK της εταιρείας ALSTOM (φωτ.: ΑLSTOM)

53 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 49 Στο επίπεδο ελέγχου εξοπλισμού βρίσκονται αποκεντρωμένες (π.χ. δίπλα στην περιοχή αλλαγών ή στα φωτοσήματα) ή συγκεντρωμένες (δηλαδή εντός του τεχνικού δωματίου) ηλεκτρονικές μονάδες που ελέγχουν τις αλλαγές, τα φωτοσήματα και τα στοιχεία ανίχνευσης Επίπεδο αλληλεξαρτήσεων και αξιοπιστία Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές, παρότι στην καθημερινή αντίληψη ταυτίζονται με την τελειότητα και την τεχνολογία αιχμής, δεν είναι ό,τι καταλληλότερο για τον έλεγχο συστημάτων ασφαλείας. Αρκεί να θυμηθεί κανείς τις μπλε οθόνες των Windows και πόσες φορές κόλλησε ανεξήγητα μία διαδεδομένη και δοκιμασμένη εφαρμογή. Με άλλα λόγια οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές έχουν απρόβλεπτη συμπεριφορά όταν αστοχούν. Και αυτό είναι συνέπεια της πολυπλοκότητας και του λογισμικού και του υλικού. Επιπλέον, εξωτερικές ηλεκτρικές παρεμβολές μπορούν να επηρεάσουν, πάλι με απρόβλεπτο τρόπο, τη λειτουργία του συστήματος. Για το λόγο αυτό υιοθετούνται ιδιαίτερες τεχνικές με την χρήση περισσότερων του ενός υπολογιστών. Οι επιπλέον υπολογιστές τρέχουν παράλληλα το λογισμικό της σηματοδότησης, καμιά φορά και σε διαφορετικό λειτουργικό σύστημα. Τα αποτελέσματα των δύο ή και παραπάνω υπολογιστών συγκρίνονται μεταξύ τους. Μόνο σε περίπτωση ταύτισης η εντολή που δίνουν εκτελείται. Οι συνήθεις διατάξεις είναι: o 2 από 2 (9) : δηλαδή δύο υπολογιστές εκτελούν το λογισμικό από συνολικά δύο διαθέσιμους. o 2 από 3: διάφορες διαρρυθμίσεις, συνήθως εκτέλεση σε τρεις υπολογιστές, όπου το α- ποτέλεσμα της εκτέλεσης του λογισμικού τίθεται σε «ψηφοφορία» (vote) και επιλέγεται το πλειοψηφόν εκ των τριών. o 2 (2 από 2): δύο συστήματα «δύο από δύο», το ένα εφεδρικό του άλλου. Στις 2 τελευταίες περιπτώσεις οι επιπλέον των δύο υπολογιστών χρησιμοποιούνται για επίτευξη αυξημένης διαθεσιμότητας. Τελευταία υπάρχει μία τάση υιοθέτησης της πρακτικής «COTS» (Components Out of The Shelf) με χρήση Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών (PLC) αντί των υπολογιστών, ενός τυπικού και διαδεδομένου δηλαδή συστήματος βιομηχανικού αυτοματισμού. Τα συστήματα αυτά προωθούνται εμπορικά ως εναλλακτικά φθηνά συστήματα για μικρούς σταθμούς ή σταθμούς σε περιφερειακές γραμμές. Ο έλεγχος συστημάτων μέσω υπολογιστών έδωσε ώθηση σε ολόκληρο κλάδο της επιστήμης του μηχανικού που αφορά στην ασφάλεια συστημάτων. Τα συστήματα ηλεκτρονικών αλληλεξαρτήσεων αξιολογούνται και αυτά με βάση την αρχή RAMS (πρότυπο ΕΝ / CENELEC 50126) που είναι το ακρωνύμιο των: o Reliability (αξιοπιστία) o Availability (διαθεσιμότητα) o Maintainability (συντηρησιμότητα) o Safety (ασφάλεια) Σε πολύ απλουστευτικές γραμμές, η λογική της αρχής RAMS είναι, ότι για να είναι συνολικά ασφαλές ένα σύστημα (εν προκειμένω σηματοδότησης), αυτό είναι ασφαλές όχι μόνο όταν π.χ. αποτρέπει συγκρούσεις των τραίνων (δηλαδή ασφαλές) αλλά ταυτόχρονα είναι διαθέσιμο όσο το δυνατόν περισσότερο χρόνο, συντηρείται εύκολα και είναι αξιόπιστο. Η λογική αυτή είναι κατανοητή όταν σκεφτούμε ένα σύστημα π.χ. που ναι μεν 9 Η διατάξεις «x από y» στη γερμανική δίνονται ως «xvy» (von από) και στην αγγλική ως «x oo y» (out of), π.χ. «2 από 3» «2v3» (γερμανικά) ή «2 οο 3» (αγγλικά).

54 50 Συστήματα Αλληλεξαρτήσεων υλοποιεί ορθά τις αλληλεξαρτήσεις αλλά υπόκειται σε συχνές βλάβες των υπολογιστών του. Τότε υποχρεωτικά θα πρέπει να διεξαχθεί η κυκλοφορία με επέμβαση του ανθρώπινου παράγοντα οπότε το όφελος της ασφάλειας που υποτίθεται παρέχει το σύστημα, εξανεμίζεται. Για το λόγο αυτό, με βάση διεθνή πρότυπα (CENELEC 50126, 50128, 50129), γίνεται αξιολόγηση και πιστοποίηση των συστημάτων από έναν τρίτο αξιολογητή (σε συνεργασία με τον κατασκευαστή και τον διαχειριστή υποδομής). Η διαδικασία αυτή, με βάση ένα συγκεκριμένο σενάριο λειτουργίας, αξιολογεί, για όλον τον κύκλο ζωής του συστήματος από τη μελέτη και κατασκευή του, τη χρήση του και ως την τελική αποξήλωσή του την επίτευξη της συνολικής ασφάλειας με βάση την αρχή του RAMS. H διαδικασία αυτή είναι δαπανηρή και με ογκώδη παραδοτέα. Η διαδικασία της πιστοποίησης με βάση τα προαναφερθέντα πρότυπα δεν πρέπει να συγχέεται με διαδικασίες που απαιτούνται στο πλαίσιο της πιστοποίησης συμμόρφωσης προς τις Τεχνικές Προδιαγραφές Διαλειτουργικότητας. 5.6 Σύγκριση ηλεκτρονόμων και ηλεκτρονικών αλληλεξαρτήσεων Επειδή τα ηλεκτρονικά συστήματα δεν είναι εγγενώς ασφαλή, ο κλάδος των μηχανικών σηματοδότησης άργησε πολύ να τα υιοθετήσει. Τα συστήματα ηλεκτρονόμων προσφέρουν: o Σχετικά απλή συντήρηση ως προς την απαιτούμενη τεχνογνωσία (μπορεί απλοϊκά να λεχθεί ότι γίνεται «με κατσαβίδι και πολύμετρο»). o Ιδίως στα γεωγραφικού τύπου συστήματα είναι σχετικά εύκολη η τροποποίηση των συστημάτων ώστε να ανταποκρίνονται σε μικρές μεταβολές της διάταξης ενός σταθμού (π.χ. προσθήκη ή αφαίρεση μίας χειροκίνητης αλλαγής). o Λόγω της εγγενούς ασφάλειας, ευκολία στην πιστοποίηση (ιδίως στα γεωγραφικού τύπου). o Καταλαμβάνουν όμως πολύ χώρο. o Επίσης, ο έλεγχος του εξωτερικού εξοπλισμού όπως υλοποιείται σε συστήματα ηλεκτρονόμων, περιορίζει την απόσταση μεταξύ του τεχνικού δωματίου και εξωτερικού εξοπλισμού σε max~6.5km. Τα ηλεκτρονικά συστήματα προσφέρουν: o Διαθεσιμότητα στην αγορά και τεχνολογία αιχμής. Σήμερα οι εταιρείες σηματοδοτήσεων τα διαθέτουν σχεδόν αποκλειστικά για νέες κατασκευές. o Εύκολη συνεργασία με συστήματα τηλεδιοίκησης (βλ. Κεφ. 6) και τα μοντέρνα συστήματα προστασίας (π.χ. με ETCS Επιπέδου 2, βλ. Κεφ. 8). o Εύκολη συντήρηση. Στο πλαίσιο της εφαρμογής της αρχής RAMS η συντήρηση γίνεται με απλή αντικατάσταση των διαφόρων στοιχείων του συστήματος (π.χ. κάρτες κλπ.) o Έλεγχο σε μεγάλο μήκος. Η υλοποίηση της διασύνδεσης του επιπέδου εξωτερικού ε- ξοπλισμού και του επιπέδου αλληλεξαρτήσεων στα ηλεκτρονικά συστήματα επιτρέπει τον έλεγχο σε πολύ μεγάλες αποστάσεις. Μάλιστα, οι κυρίαρχες εταιρείες του χώρου διαθέτουν πια τη δυνατότητα με ένα σύστημα αλληλεξαρτήσεων να ελέγχονται πλέον του ενός σταθμοί, σε απόσταση μεταξύ τους. o Μικρή, ευέλικτη διαμόρφωση χώρου στα τεχνικά δωμάτια. o Για όποιον κατέχει τη σχετική τεχνογνωσία και το λογισμικό ανάπτυξης, πολύ εύκολη τροποποίηση του συστήματος (δηλαδή και του λογισμικού του).

55 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 51 o Παρ όλα αυτά παραμένουν σε γενικές γραμμές ένα «μαύρο κουτί». Χρειάζονται πολύπλοκες και δαπανηρές διαδικασίες πιστοποιήσεων. Οι θεωρητικά εύκολες τροποποιήσεις, πρακτικά γίνονται μόνο μέσω του κατασκευαστή. 5.7 Συστήματα αλληλεξαρτήσεων - Κτηριακές απαιτήσεις Ο εσωτερικός εξοπλισμός ελέγχου των συστημάτων αλληλεξαρτήσεων (οι ηλεκτρονόμοι ή οι υπολογιστές) τοποθετείται σε ξεχωριστό δωμάτιο στην περιοχή του σταθμού, το λεγόμενο «τεχνικό δωμάτιο». Ενδεχομένως να αποτελεί και ξεχωριστό από τα υπόλοιπα κτήριο του σταθμού. Καθώς ο εξοπλισμός των ηλεκτρονόμων και των υπολογιστών είναι ευπαθής σε διαφόρους παράγοντες, τα τεχνικά δωμάτια φροντίζεται: o να κλιματίζονται ώστε η θερμοκρασία να είναι εντός ενός κατάλληλου εύρους, o να είναι επαρκώς προστατευμένα από την υγρασία και o με απλές διατάξεις στα ανοίγματα να περιορίζεται η είσοδος σκόνης σε αυτά. Η ηλεκτρική τροφοδοσία του εξοπλισμού των αλληλεξαρτήσεων φροντίζεται να είναι συνεχής και ανεπηρέαστη κατά το δυνατόν από τυχόν διακυμάνσεις και διακοπές του εθνικού δικτύου ηλεκτρισμού, με την τοποθέτηση συστήματος αδιάλειπτης τροφοδοσίας. Έτσι, στο τεχνικό δωμάτιο πρέπει να υπάρχει μέριμνα για τη διάθεση ιδιαίτερου χώρου για να τοποθετηθούν: o Ηλεκτροπαράγωγο ζεύγος με δεξαμενή για τα καύσιμά του, o Συστοιχία συσσωρευτών (εξασφαλίζουν ηλεκτρική τροφοδοσία για βραχύ διάστημα μέχρι να γίνει η εκκίνηση του ηλεκ/γου ζεύγους), o Διάταξη πυρόσβεσης για προστασία των ανωτέρω. Η εμπειρία από την εφαρμογή στον ελληνικό χώρο κατέδειξε ότι τα τεχνικά δωμάτια, ι- δίως των ερημικών σταθμών, θα πρέπει να είναι ισχυρά προστατευμένα έναντι βανδαλισμών και διαρρήξεων. Κατά το στάδιο της μελέτης για την εγκατάσταση συστήματος αλληλεξαρτήσεων αναζητείται για την εγκατάσταση του ανωτέρω εξοπλισμού είτε κατάλληλο διαθέσιμο δωμάτιο/α από τα διαθέσιμα στο κτηριακό συγκρότημα είτε χώρος για την ανέγερση εξαρχής τεχνικού δωματίου. 5.8 Χειρισμοί του συστήματος αλληλεξαρτήσεων Ο σταθμάρχης μέσω της διεπαφής του με το σύστημα αλληλεξαρτήσεων, δηλαδή είτε μέσω του πίνακα είτε μέσω οθόνης και ποντικιού / πληκτρολογίου, μπορεί να προβεί σε χειρισμούς του ώστε να ελέγξει την κυκλοφορία. Μία σειρά χειρισμών μπορεί να τους εκτελέσει αυτοτελώς: o Χάραξη διαδρομών στο σταθμό είτε για αμαξοστοιχίες είτε για ελιγμούς (εφόσον διατίθεται η δυνατότητα), με προσδιορισμό αφετηρίας και στόχου. Με τη χάραξη γίνονται αυτόματα οι αναγκαίοι έλεγχοι (ελευθερία τμημάτων, θέση των αλλαγών) και οι διευθετήσεις των αλλαγών και δέσμευσή τους. Όταν οι έλεγχοι που το σύστημα θα εκτελέσει ολοκληρωθούν και διαπιστωθεί ότι οι αλλαγές βρίσκονται στη σωστή θέση και η διαδρομή είναι ελεύθερη, τότε και μόνον το σήμα στην αφετηρία της διαδρομής ανοίγει. Αποτελεί το βασικότερο χειρισμό του συστήματος. o Μεμονωμένος χειρισμός εκάστης αλλαγής, σε περίπτωση που η διαδικασία της χάραξης δεν είναι δυνατή.

56 52 Συστήματα Αλληλεξαρτήσεων o Εκχώρηση του χειρισμού μιας αλλαγής σε κλειδούχο για την εκτέλεση ελιγμών. Σε αυτήν την περίπτωση δεν μπορεί να χαραχθεί σηματοτεχνικά είτε μια διαδρομή που περιλαμβάνει αυτή την αλλαγή είτε διαδρομή στην οποία η αλλαγή έχει ρόλο πλευρικής προστασίας έτσι τα καλύπτοντα τη διαδρομή σήματα παραμένουν κλειστά. o Ανάκληση μιας ήδη χαραγμένης διαδρομής. Σε περίπτωση λάθους ή μεταβολής των συνθηκών ο σταθμάρχης μπορεί να ακυρώσει τη χάραξη μιας διαδρομής. Εάν δεν προσεγγίζει μια αμαξοστοιχία η ανάκληση γίνεται αμέσως. Σε περίπτωση όμως που έχει επενεργήσει η δέσμευση προσέγγισης, η ανάκληση μπορεί μόνο να οδηγήσει στη μετάπτωση του σήματος από ανοικτό σε κλειστό ενώ οι αλλαγές παραμένουν δεσμευμένες στη θέση τους. o Θέση του σταθμού σε κατάσταση «μόνιμης χάραξης». Αφορά σταθμούς επί διπλής γραμμής, όπου ο σταθμάρχης μπορεί να δεσμεύσει τις διαδρομές εισόδου / εξόδου ανά κλάδο ανόδου και καθόδου, έτσι ώστε να μην απαιτείται χειρισμός από αυτόν για τη διέλευση των αμαξοστοιχιών. Τα σήματα του σταθμού παραμένουν ανοιχτά και κλείνουν μόνο με τη διέλευση της αμαξοστοιχίας όταν απελευθερωθούν τα τμήματα ανίχνευσης τα σήματα ξανανοίγουν. Οι αλλαγές παραμένουν δεσμευμένες στη θέση που επιτρέπει την πορεία μέσω των προκαθορισμένων διαδρομών διέλευσης. Ουσιαστικά ο σταθμός λειτουργεί ως ενδιάμεση θέση αυτόματου αποκλεισμού. Η δυνατότητα της μόνιμης χάραξης επιτρέπει στο σταθμάρχη ή να αποσυρθεί άμα τη λήξει της υπηρεσίας του με το σταθμό να παραμένει λειτουργικός ή κατά τη διάρκεια της υπηρεσίας του να ασχοληθεί με άλλα κυκλοφοριακά καθήκοντα στο σταθμό του. Μια άλλη σειρά χειρισμών αφορούν τα εκατέρωθεν του σταθμού τμήματα αποκλεισμού και απαιτούν τη συναίνεση και ταυτόχρονο χειρισμό με τους χειριστές των γειτονικών συστημάτων αλληλεξαρτήσεων. Θυμίζεται ότι πλέον ο χειρισμός των συστημάτων αποκλεισμού ενσωματώνεται στις διατάξεις χειρισμού των συστημάτων αλληλεξαρτήσεων. o Αντιστροφή του προσανατολισμού του τμήματος αποκλεισμού ώστε αυτό να προσανατολιστεί (όταν δεν είναι ήδη προσανατολισμένο) στην ίδια φορά με αυτήν μιας αποστελλόμενης αμαξοστοιχίας. (Υπενθυμίζεται ότι, όπως αναλύθηκε στην 3.2.2, η αποστολή αμαξοστοιχίας με άνοιγμα των σημάτων εξόδου ενός σταθμού απαιτεί το τμήμα αποκλεισμού να είναι προσανατολισμένο στη σωστή φορά). o Επαναφορά του συστήματος μετρητών αξόνων. Σε περίπτωση που για κάποιο λόγο η μέτρηση στην είσοδο και στην έξοδο ενός τμήματος αποκλεισμού ελεγχομένου με μετρητές αξόνων δεν καταλήξει σε ισοζύγιο, τότε το τμήμα αποκλεισμού παραμένει στην κατάσταση του κατειλημμένου. Οι σταθμάρχες στα άκρα του τμήματος αποκλεισμού, εφόσον διαπιστώσουν ότι οι αμαξοστοιχίες διήλθαν ακέραιες και άρα ότι πρόκειται για σφάλμα και όχι για πραγματική διάσπαση αμαξοστοιχίας, με ταυτόχρονο χειρισμό μπορούν να επαναφέρουν τους μετρητές σε κατάσταση ηρεμίας («reset»). Επίσης με κατάλληλο χειρισμό ένας σταθμός μπορεί να περιέλθει στον έλεγχο της τηλεδιοίκησης (βλ. επόμενο κεφάλαιο) ή αντίστροφα ο έλεγχος να περιέλθει από την τηλεδιοίκηση στον τοπικό σταθμάρχη. Ο χειρισμός αυτός απαιτεί συναίνεση του Κεντρικού Χειριστή.

57 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 53 6 Τηλεδιοίκηση 6.1 Γενικά Ο εξ αποστάσεως χειρισμός συστημάτων αυτοματισμού και ελέγχου είναι μία αρκετά διαδεδομένη τεχνική όπως π.χ. ο έλεγχος δικτύων μεταφοράς ηλεκτρισμού, ύδρευσης κλπ. Έτσι και στο σιδηρόδρομο εφαρμόζεται η τεχνική της τηλεδιοίκησης (Fernsteuerung / centralized traffic control) με την οποία γίνεται εξ αποστάσεως χειρισμός των συστημάτων αλληλεξαρτήσεως και αποκλεισμού μίας γραμμής, από κεντρική θέση. Με την τηλεδιοίκηση κύριος στόχος είναι η απομάκρυνση του κατά τόπους προσωπικού για λόγους κυρίως οικονομίας και ευελιξίας. Επιπλέον, ο χειρισμός από μία θέση επιτρέπει τη διαχείριση της κυκλοφορίας από έ- ναν υπάλληλο, επιτρέποντας έτσι καλύτερη και συνεκτικότερη λήψη αποφάσεων καθώς αυτό το άτομο έχει τη συνολική εικόνα της κυκλοφορίας για ένα ευρύ τμήμα γραμμής. Αυτό του δίνει τη δυνατότητα να προβεί σε προβλέψεις και να αξιολογεί τις συνέπειες που θα έχουν οι αποφάσεις που θα λάβει σε όλο το πλέγμα των κυκλοφορουσών α- μαξοστοιχιών. 6.2 Υλοποίηση Ο συνήθης τρόπος υλοποίησης περιλαμβάνει: o Μία κεντρική θέση χειρισμού και απεικόνισης. Σε αυτήν απεικονίζεται διαγραμματικά η κατάσταση του σηματοτεχνικού εξοπλισμού (θέση αλλαγών, σήματα κλπ) και απεικονίζεται η ανίχνευση των συρμών (ελευθερία ή κατάληψη των κυκλωμάτων ανίχνευσης). Επίσης με κατάλληλα χειριστήρια είναι δυνατόν ο χειριστής να χαράξει διαδρομές όπως αν ήταν ο τοπικός χειριστής του εκάστοτε συστήματος αλληλεξάρτησης. Το χειρισμό αναλαμβάνει σταθμάρχης που καλείται «Κεντρικός Χειριστής». o Ένα τηλεπικοινωνιακό σύστημα το οποίο διαβιβάζει αμφίδρομα δεδομένα από την κατάσταση των κατά τόπους συστημάτων αλληλεξάρτησης και αποκλεισμού ώστε να α- πεικονιστούν (στη μία φορά) και τις εντολές χειρισμού χάραξης διαδρομών (στην άλλη φορά). Κεντρική θέση απεικόνισης Πίνακας απεικόνισης του τμήματος Τιθορέας-Δομοκού το οποίο υπόκειται σε κεντρικό χειρισμό / τηλεδιοίκηση στο Λειανοκλάδι. Η γραμμή εικονίζεται αναπτυγμένη σε τρεις σειρές. Πάνω αριστερά εικονίζεται η Τιθορέα, στο κέντρο το Λειανοκλάδι και κάτω δεξιά εικονίζεται ο Δομοκός. Ενδιάμεσά τους οι υπόλοιποι σταθμοί. (φωτ.: Κ. Χρονάκης)

58 54 Τηλεδιοίκηση Όταν στα κατά τόπους συστήματα αλληλεξαρτήσεων περιλαμβάνονται και συστήματα με ηλεκτρονόμους τότε χρειάζεται ειδική διεπαφή μεταξύ του επιπέδου ελέγχου της αλληλεξάρτησης και του συστήματος τηλεδιοίκησης. Στα σύγχρονα ηλεκτρονικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων ο τηλεχειρισμός τους από μία κεντρική θέση είναι πολύ ευχερέστερος. 6.3 Τηλεδιοικήσεις ασφαλούς και μη ασφαλούς τύπου Όσον αφορά την απεικόνιση στην κεντρική θέση, οι τηλεδιοικήσεις διακρίνονται σε τηλεδιοικήσεις ασφαλούς τύπου (sicher / vital) και μη ασφαλούς τύπου (nicht sicher / non vital). H διάκριση αυτή παίζει καθοριστικό ρόλο σε συνθήκες βλαβών των τοπικών αλληλεξαρτήσεων. o Σε ένα ασφαλούς τύπου / vital σύστημα υπάρχει απόλυτη βεβαιότητα πως ό,τι απεικονίζεται στην κεντρική θέση ισχύει και στο πεδίο. o Σε ένα μη ασφαλούς τύπου / non vital σύστημα αυτή η βεβαιότητα δεν υπάρχει. Η συνηθέστερη περίπτωση βλάβης των αλληλεξαρτήσεων είναι το «κόλλημα» ενός φωτοσήματος στο ερυθρό ή η αδυναμία χειρισμού μίας αλλαγής. Σε αυτές τις περιπτώσεις, επειδή οι αμαξοστοιχίες δεν είναι δυνατόν να παραμείνουν «αγκιστρωμένες» στα κλειστά φωτοσήματα, ο Κεντρικός Χειριστής πρέπει να δώσει ε- ντολές στο προσωπικό των αμαξοστοιχιών για την περαιτέρω πορεία τους. Εάν το σύστημα είναι non vital τότε θα πρέπει οι οδηγίες να είναι τέτοιες όπως εάν ο Κεντρικός χειριστής δεν έχει εικόνα της κατάστασης των τοπικών αλληλεξαρτήσεων. Έτσι δηλαδή, ακόμα και αν στην κεντρική θέση οι αλλαγές εικονίζονται στη θέση τους ή τα τμήματα απεικονίζονται ως ελεύθερα, ο Κεντρικός Χειριστής θα πρέπει να αγνοήσει αυτές τις ενδείξεις και να δώσει κατάλληλες οδηγίες (προβλέπονται στους κανονισμούς) προς τις αμαξοστοιχίες. Αντίθετα στις ασφαλούς τύπου τηλεδιοικήσεις ο Κεντρικός Χειριστής μπορεί να εμπιστευτεί τα απεικονιζόμενα στοιχεία. Η επιλογή μεταξύ vital και non-vital τηλεδιοίκησης εξαρτάται από το κόστος καθώς και από την βαρύτητα της εφαρμογής. Η ανάγκη ασφαλούς απεικόνισης σημαίνει ιδιαίτερη διαμόρφωση του επικοινωνιακού συστήματος με κατάλληλες δικλίδες ελέγχων και ασφαλείας καθώς και εφεδρείες. Όταν η κυκλοφορία είναι πυκνή, ο περιοριστικός τρόπος διεξαγωγής της κυκλοφορίας σε περιπτώσεις βλάβης δυσχεραίνει σημαντικά τη διεξαγωγή της, γεγονός ανεπιθύμητο. Θα πρέπει να σημειώσουμε ότι η μη ασφαλής απεικόνιση δεν σημαίνει και εσφαλμένες ενδείξεις φωτοσημάτων προς το μηχανοδηγό. Mε άλλα λόγια η «μη ασφαλούς τύπου τηλεδιοίκηση» δεν σημαίνει «επισφαλής / επικίνδυνη σηματοδότηση». Θα πρέπει κανείς να έχει πάντα κατά νου ότι η ασφάλεια «εξασφαλίζεται» στο επίπεδο του τοπικού συστήματος αλληλεξάρτησης. Εφ όσον το τοπικό σύστημα επιδεικνύει «πράσινο» στο μηχανοδηγό, τότε έχουν συντρέξει όλες εκείνες οι συνθήκες που διασφαλίζουν την πορεία του. Στην περίπτωση που ο μηχανοδηγός συναντήσει ένα ερυθρό φωτόσημα συνεπεία μίας βλάβης, ο κεντρικός χειριστής οφείλει, με βάση συγκεκριμένες διαδικασίες, να α- ξιολογήσει τις ενδείξεις του πίνακα απεικόνισης και να δώσει τις κατάλληλες οδηγίες στο μηχανοδηγό. Στην περίπτωση της «ασφαλούς τηλεδιοίκησης» το έργο του κεντρικού χειριστή είναι βεβαίως πολύ πιο εύκολο. Στα σύγχρονα συστήματα ηλεκτρονικών αλληλεξαρτήσεων, η δυνατότητα ασφαλούς τηλεδιοίκησης είναι γενικά πιο εύκολη, αν και όχι πάντα δεδομένη.

59 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων Συστήματα αριθμοδότησης και αυτόματης δρομολόγησης Σε συνθήκες βαριάς κυκλοφορίας, όπως και (ή μάλλον κυρίως) σε περιοχές κόμβων, η εργασία του τηλεδιοικητή μπορεί να είναι επίπονη, καθώς είναι επιφορτισμένος με το να σκεφτεί ποια αμαξοστοιχία πηγαίνει πού. Για το λόγο αυτό έχουν εισαχθεί τα λεγόμενα συστήματα αυτόματης δρομολόγησης (Zuglenkung / Automatic Route Setting). Το συνηθέστερο υποσύστημα αυτού του συστήματος είναι το σύστημα αριθμοδότησης (Zugnummermeldeanlage / Train Describer). Με την αριθμοδότηση, στο σύστημα απεικόνισης των συρμών, πέρα από την τυπική ένδειξη της κατάληψης, μία αμαξοστοιχία παρακολουθείται επιπλέον μέσω της απεικόνισης και του αριθμού της. Παράλληλα, ο υπολογιστής του συστήματος παρακολουθεί μέσω κατάλληλου λογισμικού την πορεία της αμαξοστοιχίας επί της γραμμής με τον αριθμό της. Ο τηλεδιοικητής με κατάλληλους χειρισμούς (συνήθως πριν την εκκίνηση της κυκλοφορίας) φορτώνει το πρόγραμμα κυκλοφορίας των αμαξοστοιχιών στο σύστημα αυτόματης δρομολόγησης. Επιπλέον για κάθε αμαξοστοιχία ή κατηγορίες αμαξοστοιχιών φορτώνονται και οι ιδιαίτερες ρυθμίσεις που προβλέπονται για αυτές, όπως: o Τροχιές / αποβάθρες σταθμού που θα χρησιμοποιήσουν, o Κλάδος σε ένα κόμβο διακλάδωσης που θα ακολουθήσουν. Έτσι ο υπολογιστής του συστήματος αυτόματης δρομολόγησης δίνει αυτός, αυτόματα, τις εντολές χάραξης των κατάλληλων διαδρομών, αντίστοιχες με τον αριθμό της αμαξοστοιχίας και την κατηγορία της, με τον τηλεδιοικητή να παρεμβαίνει μόνο σε περιπτώσεις ανωμαλιών. Σε συστήματα μητροπολιτικών ή προαστιακών σιδηροδρόμων, τα διάφορα συστήματα τηλεδιοίκησης που έχουν αναπτυχθεί από τις δεσπόζουσες εταιρείες του χώρου αυτοματοποιούν μεγάλο μέρος της καθημερινής δραστηριότητας της εκμετάλλευσης (όπως π.χ. διαχειρίζονται τις μεταβολές στη συχνότητα των δρομολογίων, την αναστροφή συρμών στα τέρματα). Στα συστήματα της τηλεδιοίκησης / δρομολόγησης / αριθμοδότησης συνδέονται και τα συστήματα ενημέρωσης επιβατών. Αυτά τα συστήματα ενημέρωσης αντλούν στοιχεία σε πραγματικό χρόνο και έτσι δίνουν οπτικές και ακουστικές πληροφορίες όπως π.χ. καθυστερήσεις, αποβάθρα που θα χρησιμοποιηθεί κλπ., χωρίς να απαιτείται παρέμβαση κάποιου υπαλλήλου στις περιπτώσεις μεταβολών των συνθηκών κυκλοφορίας 6.5 Γενικές παρατηρήσεις Η πρώτη εφαρμογή τηλεδιοίκησης στην Ελλάδα έγινε το 1982 στον ΟΣΕ, στη μονή γραμμή Τιθορέας-Δομοκού. Η τηλεδιοίκηση τότε συνδυάστηκε με την εξ αρχής εγκατάσταση 17 σύγχρονων για εκείνη την εποχή συστημάτων αλληλεξαρτήσεων με ρελέ στους σταθμούς του τμήματος. Το αποτέλεσμα είναι οι όροι της τηλεδιοίκησης και της σηματοδότησης να ταυτιστούν στο μυαλό μεγάλου μέρους του προσωπικού του σιδηροδρόμου και μελετητών (όχι βέβαια του σχετιζόμενου με την κυκλοφορία και τη σηματοδότηση). Θα πρέπει λοιπόν να διαχωρίσουμε εννοιολογικά τους δύο αυτούς όρους. Η τηλεδιοίκηση λοιπόν ΔΕΝ αποτελεί σηματοδότηση ούτε και η σηματοδότηση είναι μόνο τηλεχειρισμός των αλλαγών. Η βλάβη της τηλεδιοίκησης, δηλαδή η βλάβη στην επικοινωνία μεταξύ κεντρικής θέσης και των ελεγχόμενων από αυτήν σταθμών, δε σημαίνει και βλάβη των σηματοδοτήσεων. Εφόσον οι σταθμοί αυτοί στελεχωθούν, τότε οι αλληλεξαρτήσεις τους λειτουργούν και ελέγχονται κανονικά. Καθώς με την τηλεδιοίκηση το προσωπικό των σταθμών απομακρύνεται, παύει να υ- πάρχει οπτική επαφή του χειριστή των αλληλεξαρτήσεων (δηλαδή του Κεντρικού Χει-

60 56 Τηλεδιοίκηση ριστή) με τις αμαξοστοιχίες, με κυριότερο πρόβλημα το ότι δεν υπάρχει δυνατότητα ο Κεντρικός Χειριστής να διαπιστώσει αν μια αμαξοστοιχία έχει πράγματι σταθμεύσει ή κινείται με πολύ μικρή ταχύτητα. Γι αυτό και ορισμένες δυνατότητες που έχει ο τοπικός χειριστής δεν είναι διαθέσιμες στον κεντρικό. Για παράδειγμα η ανάκληση μιας χαραγμένης διαδρομής, ενώ από τον τοπικό χειριστή μπορεί να γίνει αμέσως, ο κεντρικός χειριστής πρέπει να αναμείνει ένα ολιγόλεπτο διάστημα (1.5 ως 5 min) το οποίο είναι αρκετό να εικαστεί με ασφάλεια ότι ο συρμός έχει πράγματι σταθμεύσει. Η διαδικασία των ελιγμών εμπορικών συρμών είναι μία διαδικασία που εξ ορισμού παραβιάζει μερικές από τις συνθήκες ασφαλείας που ισχύουν στη σηματοδότηση αμαξοστοιχιών, με κυριότερη αυτή της ελευθερίας τμήματος. Βαγόνια προσπίπτουν σε άλλα, συρμοί διασπώνται ηθελημένα. Αυτές οι ειδικές συνθήκες σημαίνουν ότι ελιγμοί αυτού του είδους δεν είναι δυνατόν να γίνονται υπό καθεστώς τηλεδιοίκησης και θα πρέπει οι τοπικές θέσεις / σταθμοί όπου εκτελούνται τέτοιου είδους διαδικασίες να είναι στελεχωμένες ώστε να υπάρχει ιδίοις όμμασι εποπτεία των συνθηκών στο σταθμό. Η απαίτηση εκτέλεσης ελιγμών υπό καθεστώς τηλεδιοίκησης, χωρίς τοπική στελέχωση, απαιτεί ιδιαίτερη διαμόρφωση σταθμών όπου με προστάτιδες αλλαγές απομονώνεται μία περιοχή όπου ελεύθερα μπορούν να εκτελεστούν ελιγμοί χωρίς κίνδυνο διαφυγής οχημάτων προς τις κύριες τροχιές.

61 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 57 7 Συστήματα Προστασίας 7.1 Αναγκαιότητα Σταδιακά οι σιδηρόδρομοι αντελήφθησαν ότι είναι σκόπιμο να μην επαφίεται η συμμόρφωση των μηχανοδηγών προς τα σήματα μόνο στην πειθαρχία και την εγρήγορσή τους. Επίσης σε υψηλές ταχύτητες (γενικά πάνω από 160km/h) έχει διαπιστωθεί ότι η ταχύτητα κίνησης δεν επιτρέπει στο μηχανοδηγό να δει και να κατανοήσει επαρκώς την ένδειξη ενός (φωτο)σήματος. Έτσι υιοθετήθηκαν τα λεγόμενα συστήματα προστασίας συρμού (Zugbeeinflussung / train protection). Οι εθνικές νομοθεσίες των περισσότερων ευρωπαϊκών χωρών επιβάλλουν τη χρήση συστημάτων προστασίας στις γραμμές τους αναλόγως των ταχυτήτων που αναπτύσσονται ή / και την πυκνότητα κυκλοφορίας, είτε σε όλα είτε στα βασικότερα (φωτο)σήματα των γραμμών τους. Σημειώνεται ότι τα συστήματα που παρατίθενται παρακάτω αντιμετωπίζουν την αδυναμία του μηχανοδηγού να συμμορφωθεί ή τη μειωμένη του εγρήγορση αλλά δεν μπορούν να αντιμετωπίσουν την τυχόν κακόβουλη συμπεριφορά του. 7.2 Λειτουργία των συστημάτων προστασίας Τα συστήματα αυτά συζευκτικά ή διαζευκτικά: o Υπενθυμίζουν (ακουστικά ή οπτικά) τη διέλευση από ένα σήμα. o Επαναλαμβάνουν (με κατάλληλη απεικόνιση) την εντολή που επιδίδουν τα σήματα μέσα στο θάλαμο του μηχανοδηγού. o Ζητούν από το μηχανοδηγό να βεβαιώσει την εγρήγορσή του κατά την προσέγγιση των σημάτων. o Παρεμβαίνουν στο σύστημα πέδησης της αμαξοστοιχίας, επιβάλλοντας τις περιοριστικές ενδείξεις των σημάτων. o Παρέχουν πλήρεις οδηγίες για το τι ταχύτητα οφείλει να αναπτύξει η αμαξοστοιχία. Η υλοποίηση ενός συστήματος προστασίας συρμού σημαίνει σε κάθε περίπτωση την ύ- παρξη μίας διασύνδεσης μεταξύ του τροχαίου υλικού και της γραμμής χωρίς τη μεσολάβηση του μηχανοδηγού και άρα ότι θα υπάρχει εξοπλισμός τοποθετημένος στη γραμμή (παρατρόχιος εξοπλισμός) και εξοπλισμός επί της αμαξοστοιχίας (εποχούμενος). Υπάρχουν διάφορες κατηγοριοποιήσεις των συστημάτων προστασίας. o Ως προς το χρονικό / χωρικό χαρακτήρα της ανταλλαγής / μεταφοράς δεδομένων: Σημειακά συστήματα (punktförmig / spot ή intermittent). Στα σημειακά συστήματα η σύνδεση μεταξύ τραίνου και γραμμής και ανταλλαγή δεδομένων γίνεται σε συγκεκριμένα σημεία της γραμμής. Συνεχή (linienförmig / continuous). Σε αυτά τα συστήματα η σύνδεση είναι πρακτικά συνεχής (στην πραγματικότητα γίνεται σε πολύ βραχέα διαστήματα). o Ως προς τον τύπο της διασύνδεσης: Μηχανική διασύνδεση: το τραίνο έρχεται σε φυσική επαφή με βραχίονες επί της γραμμής που επενεργούν στο συρμό. Γαλβανική διασύνδεση: το τραίνο έρχεται σε ηλεκτρική επαφή με ηλεκτρισμένο στοιχείο επί της γραμμής.

62 58 Συστήματα Προστασίας Επαγωγική διασύνδεση: εξ επαγωγής ηλεκτρομαγνητική επιρροή μεταξύ συρμού και γραμμής, μέσω ζεύγους πομπού και δέκτη. Ασύρματη διασύνδεση: Η ανταλλαγή δεδομένων γίνεται μέσω ενός ασύρματου τηλεπικοινωνιακού μέσου. Το γαλλικό σύστημα προστασίας «Κροκόδειλος» (Crocodile) Εφεύρεση του 19 ου αιώνα, ο Κροκόδειλος είναι ένα σύστημα προστασίας που βασίζεται στη γαλβανική διασύνδεση. Εντός κύκλων επισημαίνεται ο επί γραμμής εξοπλισμός. Πρόκειται για μία ραβδοειδούς μορφής συσκευή, υπερυψωμένη σε σχέση με το επίπεδο κύλισης, η οποία ηλεκτρίζεται αναλόγως με τις ενδείξεις των φωτοσημάτων. Η ράβδος αυτή έρχεται σε επαφή με ψήκτρες στο επικεφαλής όχημα. Αναλόγως της ένδειξης ηχεί στο θαλαμο μία προειδοποίηση και ο μηχανοδηγός οφείλει στην περίπτωση περιοριστικής ένδειξης να πεδήσει. Σε περίπτωση μη συμμόρφωσης επέρχεται ακαριαία πέδηση. Εφαρμόζεται επίσης στο Βέλγιο και το Λουξεμβούργο Οι καμπύλες πέδησης Η καμπύλη πέδησης (Bremskurve / braking curve) είναι όρος με κεντρική σημασία στα συστήματα προστασίας. Καθώς τα συστήματα προστασίας έχουν στόχο τη συμμόρφωση του μηχανοδηγού προς περιοριστικές ενδείξεις της σηματοδότησης, με ζωτικότερο την επίτευξη ακινητοποίησης προ ενός κλειστού φωτοσήματος, το σημείο που θα επιβληθεί η πέδηση και ο ρυθμός που η ταχύτητα μειώνεται, είναι καθοριστικά για το σχεδιασμό του συστήματος προστασίας. Κατ αρχάς η καμπύλη πέδησης είναι μια γραφική παράσταση που απεικονίζει τη μεταβολή της ταχύτητας συναρτήσει του διαστήματος. Η γενική μορφή είναι η ακόλουθη: V Έναρξη πέδησης Ακινητοποίηση Στη συνέχεια η καμπύλη πέδησης χρησιμοποιείται ως γενικός όρος που περιγράφει τη συμπεριφορά της αμαξοστοιχίας κατά την πέδησή της. Σκοπός των συστημάτων προστασίας είναι να θέτουν τρόπον τινά «οροφές» που οριοθετούν την καμπύλη πέδησης, είτε συνεχώς είτε σε διακριτά σημεία, τις οποίες ο μηχανοδηγός δεν πρέπει να υπερβεί και να εξασφαλίσουν τελικά την επίτευξη μιας ταχύτητας την οποία ο μηχανοδηγός θα πρέπει να τηρήσει. Η λειτουργία αυτή του συστήματος προστασίας, η λεγόμενη «επιτήρηση», γίνεται είτε διακριτά σε συγκεκριμένα σημεία ή χρονικές στιγμές είτε συνεχώς, οπότε στη δεύτερη αυτή περίπτωση ο- ρίζεται μια συνεχής περιβάλλουσα / οροφή της ταχύτητας S 7.3 Τυπικά συστήματα προστασίας Γενικά Θα παρουσιαστούν μερικά τυπικά συστήματα προστασίας και θα δοθούν και οι εφαρμο-

63 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 59 γές τους στην Ελλάδα. Το νεότευκτο σύστημα προστασίας και ελέγχου «ETCS» θα παρουσιαστεί σε ιδιαίτερο κεφάλαιο. Σκοπός είναι να γίνει αντιληπτός ο τρόπος λειτουργίας αυτών των συστημάτων και έτσι να γίνει και πιο κατανοητός ο τρόπος λειτουργίας και η λογική του συστήματος ETCS. Ειδικότερα αναλύεται: o Η διάκριση σε παρατρόχιο και εποχούμενο εξοπλισμό, o Ο τρόπος ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ γραμμής και συρμού, o Ο τρόπος παρακολούθησης της κίνησης της αμαξοστοιχίας και της επίδοσης εντολών στην αμαξοστοιχία. Σημειώνεται ότι στον ελληνικό χώρο, για την ώρα, συστήματα προστασίας εφαρμόζουν μόνο τα μητροπολιτικά συστήματα σιδηροδρόμου (που πλέον υπάγονται στην εταιρεία «ΣΤΑΣΥ») Μηχανική Φραγή. Παρατίθεται για ιστορικούς λόγους. Αποτέλεσε το πρώτο σύστημα προστασίας στον ελληνικό χώρο και εφαρμόστηκε από τους ΣΑΠ (μετέπειτα ΕΗΣ και αργότερα ΗΣΑΠ). Με αυτήν, όταν ένα φωτόσημα επιδείκνυε απαγορευτική ένδειξη, ανυψωνόταν ένας βραχίονας δίπλα από το φωτόσημα. Σε περίπτωση που ο μηχανοδηγός παραβίαζε το φωτόσημα αυτό, ο βραχίονας ερχόταν σε επαφή με κρουνό επί του πρώτου φορείου της α- μαξοστοιχίας. Αυτός, συνδεδεμένος απευθείας με το κύκλωμα αέρα της πέδης, προκαλούσε ακαριαία πέδηση. Συμπερασματικά λοιπόν, πρόκειται για σύστημα που βασίζεται στη μηχανική διασύνδεση και η μεταφορά δεδομένων γίνεται σημειακά. Μηχανική φραγή Διακρίνεται η φραγή με ανυψωμένο το βραχίονα (καθώς το φωτόσημα, του οποίου ο ιστός διακρίνεται δεξιά, είναι σε κλειστή θέση) ο οποίος είναι έτοιμος να παρασύρει ένα μοχλό επί του φορείου. Αυτός με τη σειρά του επενεργεί για την πρόκληση ακαριαίας πέδησης (παρατηρήστε τον αγωγό αέρα του κυκλώματος της πέδης που καταλήγει στο μοχλό). Η φωτογραφία με την ευγενική άδεια της ιστοσελίδας «Berliner Verkehrsseiten» ( Επαγωγικό σύστημα Indusi / PZB Γενικά στοιχεία To σύστημα Indusi παρουσιάζει σημαντικό ενδιαφέρον λόγω της απλότητάς του και της διάδοσής του. Η αρχή λειτουργίας του, δηλαδή η εξ επαγωγής επιρροή, εφαρμόζεται και σε άλλα συστήματα προστασίας. Το Indusi αποτελεί συντομογράφηση του γερμανικού INDUktive ZugSIcherung («επαγωγική ασφάλιση αμαξοστοιχίας») και αναπτύχθηκε στη Γερμανία τη δεκαετία του Οι Γερμανικοί Σιδηρόδρομοι μεταπολεμικά χρησιμοποιούν για το σύστημα το ο- ποίο έχει πια εμπλουτιστεί ως προς τη λειτουργικότητά του τη συντομογράφηση PZB (Punktförmige ZugBeeinflussung κατά λέξη «Σημειακή επιρροή αμαξοστοιχίας»).

64 60 Συστήματα Προστασίας Από τα πιο διαδεδομένα συστήματα στον κόσμο, εφαρμόζεται στους σιδηροδρόμους της Γερμανίας, της Αυστρίας, της πρώην Γιουγκοσλαβίας, της Ρουμανίας και του Ισραήλ Εξοπλισμός και λειτουργία Ο παρατρόχιος εξοπλισμός περιλαμβάνει τους λεγόμενους «μαγνήτες γραμμής» (Gleismagnet) οι οποίοι είναι κυκλώματα συντονισμού LC και δεν έχουν καμία η- λεκτρική τροφοδοσία. Τοποθετούνται δίπλα από το πρόσημα και το κύριο σήμα και συνήθως υπάρχει και ένας ενδιάμεσος μαγνήτης. Το σήμα και το πρόσημα μπορεί να είναι μηχανικά (σημαφόροι) ή ηλεκτρικά (φωτοσήματα). Ο μαγνήτης τοποθετείται δεξιά από τη γραμμή. Οι τρεις αυτοί μαγνήτες συντονίζονται σε τρεις συγκεκριμένες και διαφορετικές συχνότητες ο καθένας. Όταν το σήμα έχει την ένδειξη του ελεύθερου, οι μαγνήτες γραμμής δεν είναι ενεργοί. Οι μαγνήτες ενεργοποιούνται με ένα διακόπτη που ανοίγει όταν το σήμα επιδεικνύει απαγορευτική ή περιοριστική ένδειξη. Μαγνήτες γραμμής. Στη φωτογραφία εικονίζεται αυτόματη θέση διαδοχής της διπλής γραμμής αμφίδρομης κυκλοφορίας Βελιγραδίου-Ζάγκρεμπ/Βουδαπέστης. Διακρίνονται οι εμπρόσθιες όψεις των φωτοσημάτων διαδοχής (απευθύνονται στις αμαξοστοιχίες με πορεία προς την πλευρά που κοιτά ο αναγνώστης) και οι οπίσθιες όψεις των φωτοσημάτων που απευθύνονται στην αντίθετη κατεύθυνση (δηλαδή 4 φωτοσήματα). Σε αυτά έχουν τοποθετηθεί 4 μαγνήτες γραμμής (εντός των κύκλων). Τοποθετούνται κατά τη φορά κίνησης δεξιά (διαγραμματικά η διασύνδεση και η φορά που καλύπτεται) ώστε να επηρεάζουν μόνο τις αμαξοστοιχίες συγκεκριμένης φοράς. Κάτω από τη φωτογραφία η διάταξη του κυκλώματος συντονισμού. (φωτ.: ευγενική παραχώρηση του κ. Mladen Žarković) Ο εποχούμενος εξοπλισμός περιλαμβάνει κατ αρχάς ένα «μαγνήτη οχήματος» (Fahrzeugmagnet). Πρόκειται για συσκευή που περιλαμβάνει στην πραγματικότητα τρεις ηλεκτρομαγνήτες που παράγουν εναλλασσόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο σε τρεις συχνότητες, ίδιες με τις συχνότητες συντονισμού των μαγνητών γραμμής, και τοποθετείται δεξιά στο πρώτο φορείο της κινητήριας μονάδας. Στη σύγχρονη εκδοχή του το σύστημα PZB περιλαμβάνει επίσης μια μικρή μονάδα με μικροεπεξεργαστές στο θάλαμο οδήγησης διασυνδεδεμένη με το σύστημα πέδησης και η οποία επιδεικνύει κάποιες ενδείξεις στο μηχανοδηγό. Καθώς το σύστημα επιτηρεί την ταχύτητα, ουσιώδες στοιχείο του εποχούμενου εξοπλισμού είναι το ταχύμετρο.

65 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 61 Μαγνήτης οχήματος. Διακρίνεται αριστερά, στο πρώτο φορείο μιας σερβικής ηλεκτράμαξας, ο μαγνήτης οχήματος και δεξιά πάνω φαίνεται σε μεγέθυνση. Δεξιά κάτω δίνεται απλοποιημένα η διαμόρφωσή του Με τη διέλευση του μαγνήτη οχήματος πάνω από τον ενεργοποιημένο μαγνήτη γραμμής, επάγεται στο μαγνήτη γραμμής τάση. Με την επαγωγή ο μαγνήτης γραμμής απορροφά ενέργεια από το κύκλωμα του μαγνήτη οχήματος, με συνέπεια την πρόκληση πτώσης τάσης η οποία γίνεται αντιληπτή από τη μονάδα επεξεργασίας στο όχημα. Έτσι, με τη διέλευση πάνω από κάθε συγκεκριμένο μαγνήτη, το όχημα λαμβάνει την πληροφορία ότι διήλθε από π.χ. το πρόσημα με περιοριστική ένδειξη. Με τη διέλευση από μη ε- νεργοποιημένο μαγνήτη (δηλαδή από ανοιχτό σήμα) δεν επάγεται τάση και δεν υπάρχει καμία επίπτωση στο μαγνήτη οχήματος. Με τη διέλευση από το πρόσημα ο μηχανοδηγός οφείλει να επιβεβαιώσει την εγρήγορσή του, πατώντας ένα πλήκτρο και στη συνέχεια οφείλει να μειώσει την ταχύτητά του σταδιακά, πορευόμενος προς το κύριο σήμα. Εάν υπερβεί την οροφή ταχύτητας επιβάλλεται ακαριαία πέδηση. Εάν υπάρχει ενδιάμεσος μαγνήτης, αυτός επιβάλλει μια νέα ο- ροφή ταχύτητας ενώ αν ο μηχανοδηγός δεν έχει καταφέρει να σταματήσει στο κύριο σήμα, τότε επιβάλλεται στάθμευση οπότε ο συρμός θα ακινητοποιηθεί εντός του overlap. Στην περίπτωση που κατά την πορεία το σήμα ανοίξει, ο μηχανοδηγός έχει την ευχέρεια να ξαναεπιταχύνει το συρμό, καθώς ο ενδιάμεσος μαγνήτης έχει απενεργοποιηθεί. Λειτουργία επιτήρησης με σύστημα PZB Διακρίνεται σχηματικά η διάταξη των μαγνητών γραμμής. Δίνεται η καμπύλη πέδησης και η περιβάλλουσα οροφή επιτήρησης. Η καμπύλη υπολογίζεται χρονομετρικά και όχι με βάση τη διανυόμενη απόσταση. Το σύστημα δίνει τη δυνατότητα τριών καμπυλών επιτήρησης: μία για ταχείες επιβατικές Vmax=160km/h και ισχυρή πέδηση, μία για αμαξοστοιχίες με μεσαίας ισχύος πέδη (Vmax=120km/h) και μία για αμαξοστοιχίες με ασθενούς ισχύος πέδη (Vmax=100km/h). Η επιλογή γίνεται από το μηχανοδηγό πριν την έναρξη του δρομολογίου. Το μήκος πεδήσεως σε γραμμές Vmax=160km/h είναι στη Γερμανία τα 1000m. Σε γραμμές χαμηλών ταχυτήτων ή σε γραμμές με μήκη πεδήσεως 700m ο μεσαίος μαγνήτης μπορεί να παραλειφθεί. Στις αρχικές εκδοχές του συστήματος η επιτήρηση της καμπύλης πέδησης γινόταν σημειακά, μόνο στη θέση των μαγνητών

66 62 Συστήματα Προστασίας Παρατηρήσεις-Άλλα σημειακά συστήματα επαγωγικής αρχής λειτουργίας Το σύστημα Indusi/PZB παρουσιάζει ορισμένα ενδιαφέροντα στοιχεία που αναλύονται κατωτέρω. Κατ αρχήν πρόκειται, όπως αναλύθηκε στα προηγούμενα, για ένα σύστημα βασισμένο στην επαγωγική διασύνδεση. Η μεταφορά δεδομένων είναι σημειακή (στη θέση των τριών μαγνητών γραμμής) και η επιτήρηση της καμπύλης πέδησης (ημι)συνεχής. Οι ενδείξεις στο θάλαμο είναι στοιχειώδεις (υποδεικνύουν τη διέλευση από τον εκάστοτε μαγνήτη). Το σύστημα αναμένει ότι ο μηχανοδηγός θα εκτελέσει πέδηση και αν κάποια χρονική στιγμή υπερβεί την οροφή επιτήρησης (η οποία δεν απεικονίζεται με κάποιο τρόπο στο μηχανοδηγό) τότε θα επιβληθεί αυτόματα η ακαριαία πέδη. Ένα ενδιαφέρον στοιχείο του είναι η λειτουργία της «επικαιροποίησης», δηλαδή της α- νανέωσης της πληροφορίας που δίνεται στην αμαξοστοιχία. Δίνει τη δυνατότητα στο μηχανοδηγό να αναπτύξει ξανά ταχύτητα όταν διαπιστωθεί ότι το κύριο σήμα μετέπεσε από την κλειστή στην ανοικτή θέση, χάρη στην τοποθέτηση ενός ενδιάμεσου μαγνήτη μεταξύ προσήματος και κυρίου σήματος. Όπως θα αναλυθεί διεξοδικότερα στο επόμενο κεφάλαιο η δυνατότητα αυτή αυξάνει τη χωρητικότητα μιας γραμμής με βαριά κυκλοφορία. Η απλότητα της λειτουργίας του και του εξοπλισμού του, τόσο του εποχούμενου όσο και του παρατρόχιου, εξηγεί τη διάδοσή του και τη συνέχιση της εφαρμογής του παρά το σχεδόν ένα αιώνα που παρήλθε από την αρχική ανάπτυξή του. Η τεχνολογία του είναι απλούστατη, φθηνή και, το κυριότερο, ο παρατρόχιος εξοπλισμός δεν απαιτεί ηλεκτρική τροφοδοσία. Έτσι μπορεί να τοποθετηθεί μαγνήτης συνδεδεμένος ακόμα και σε σημαφόρο. Η κεντρική ιδέα της σημειακής μετάδοσης δεδομένων μέσω επαγωγικής σύζευξης, με χρήση ενός κυκλώματος συντονισμού, χρησιμοποιείται με παραλλαγές και από άλλα συστήματα προστασίας που έχουν αναπτυχθεί όπως το ASFA (Ισπανία) ή τo AWS στη Βρετανία. Πιο πρόσφατα αναπτύχθηκαν επαγωγικά σημειακά συστήματα που βασίζονται όχι σε «μαγνήτες γραμμής» αλλά σε ραδιοφάρους, (Gleiskoppelspule / passive transponder ή beacon) όπως το ZUB (Ελβετία, Δανία) ή το KVB στη Γαλλία. Στις περιπτώσεις των ραδιοφάρων η επαγωγική επιρροή μεταξύ παρατρόχιας και εποχούμενης συσκευής υλοποιείται διαφορετικά. Ο ραδιοφάρος χρησιμοποιεί το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο της εποχούμενης συσκευής για να ενεργοποιηθεί και να απορροφήσει την αναγκαία ενέργεια για τη λειτουργία του. Όμως η επενέργεια της προστασίας δεν υλοποιείται από τη διαπίστωση της πτώσης τάσης όπως στο PZB/Indusi αλλά από την α- ποστολή τηλεγραφήματος (δηλαδή μιας δομημένης ακολουθίας από bits) από τον ενεργοποιημένο ραδιοφάρο. Χρησιμοποιούνται υψηλότερες συχνότητες και τα «τηλεγραφήματα» αντί για απλό μήνυμα της μορφής «σήμα ανοιχτό» και «σήμα κλειστό», μπορούν να περιέχουν και περισσότερες πληροφορίες όπως αποστάσεις, όρια ταχυτήτων, δεδομένα γραμμής. Επίσης βασική διαφορά τους είναι ότι ενώ οι μαγνήτες μπορούν να μεταδώσουν μόνο την πληροφορία «επενέργεια της προστασίας», οι πομποδέκτες μπορούν να μεταδώσουν και την πληροφορία «η προστασία δεν επενέργησε» και άρα να γίνει α- ντιληπτή και τυχόν βλάβη τους. Παθητικός αναμεταδότης είναι και ο Ραδιοφάρος του συστήματος ETCS, όπως θα αναλυθεί παρακάτω Εφαρμογή στη γραμμή «1» του Μετρό. Η γραμμή Μ1 του μετρό της Αθήνας έχει μια μακρά ιστορία στην εφαρμογή συστημάτων σηματοδότησης και προστασίας (βλ. και ). Η γραμμή των τέως ΗΣΑΠ και νυν ΣΤΑΣΥ είναι εφοδιασμένη σήμερα με ηλεκτρονικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων και αποκλεισμού (του οίκου Siemens) και υπόκειται σε τηλεδιοίκηση από ένα κέντρο ελέγχου.

67 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 63 Στη γραμμή αυτή η μέγιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα είναι 70km/h η οποία εφαρμόζεται σε μικρά τμήματα με τεταμένη χάραξη η ταχύτητα είναι πρακτικά μικρότερη στο μεγαλύτερο μέρος της γραμμής. Ο αποκλεισμός υλοποιείται με την τοποθέτηση παρατρόχιων σημάτων, κατά κανόνα ένα στην έξοδο κάθε σταθμού ή στάσης και στην περίπτωση που η απόσταση μεταξύ στάσεων ή σταθμών είναι μεγάλη, τοποθετούνται και επιπλέον ενδιάμεσα σήματα για να επιτυγχάνονται μικρότερες χρονοαποστάσεις. Ο αποκλεισμός της διπλής γραμμής είναι προσανατολισμένος σε άνοδο και κάθοδο με αντίστοιχη τοποθέτηση των σημάτων. Λόγω των μικρών ταχυτήτων τα παρατρόχια σήματα δεν προαναγγέλλονται μέσω προσημάτων, με την εξαίρεση μερικών σημείων με δυσχερή ορατότητα. Οι ενδείξεις των σημάτων αυτών είναι δύο, ανοιχτό (πράσινο) και κλειστό (ερυθρό). Σε κάποιους σταθμούς υπάρχουν σήματα εισόδου που τηρούν τη λογική της υπόδειξης τροχιάς εισόδου και όχι της ταχύτητας (όπως στον ΟΣΕ). Η ορατότητα του σήματος εξασφαλίζει ότι όταν ο μηχανοδηγός αντιληφθεί κλειστό σήμα, αυτός θα κατορθώσει να πεδήσει εγκαίρως. Στη γραμμή αυτή εφαρμόζεται ως σύστημα προστασίας η λεγόμενη «(επαγωγική) φραγή πορείας» κατά την ορολογία που χρησιμοποιεί η εταιρεία εκμετάλλευσης, αναφερόμενο συχνά ως «Indusi». Παρά την ονομασία «Indusi» δεν είναι ίδιο με το σύστημα PZB που περιγράφηκε προηγουμένως και χρησιμοποιεί εξοπλισμό του σημειακού συστήματος ZUB (σύστημα σε διάφορες διαμορφώσεις ανεπτυγμένο από τη Siemens για εφαρμογές υπεραστικού και μητροπολιτικού σιδηροδρόμου), έχοντας όμως ίδια τη βασική αρχή λειτουργίας με την «οικογένεια» συστημάτων προστασίας του Indusi, δηλαδή σημειακή επαγωγική επιρροή. Χρησιμοποιεί ένα ραδιοφάρο/παθητικό αναμεταδότη «μαγνήτη γραμμής» κατά την ορολογία του δικτύου σε κάθε κύριο σήμα, συντονισμένο στα 100kHz, συχνότητα με την οποία ενεργοποιείται από το μαγνήτη οχήματος ώστε να εκπέμψει το μήνυμα (ανοιχτό-κλειστό σήμα) πίσω προς το συρμό, σε διαφορετική όμως συχνότητα. Η επιτήρηση είναι απλή: στο ερυθρό σήμα, όταν αυτό παραβιαστεί, επενεργεί αυτόματα η ακαριαία πέδη, ακινητοποιώντας το συρμό. Για το λόγο αυτό πίσω από κάθε σήμα υπάρχει overlap κατάλληλου μήκους, αντίστοιχου της επιτρεπόμενης ταχύτητας της γραμμής και της κλίσης της. Ο μαγνήτης γραμμής πρέπει να τοποθετείται τουλάχιστον 21m πριν κατά την πορεία από τον ιστό του αντίστοιχου σήματος λόγω του τρόπου που τοποθετείται ο μαγνήτης οχήματος στους συρμούς σε σχέση με τα άκρα τους. Μαγνήτης γραμμής στο ΣΣ Ειρήνης (ΗΣΑΠ/ΣΤΑΣΥ) Διακρίνεται ο ραδιοφάρος-«μαγνήτης γραμμής» του συστήματος προστασίας «επαγωγική φραγή πορείας» στη γραμμή των τέως ΗΣΑΠ. Σε αντίθεση με το PZB/Indusi των Γερμανικών (και άλλων) σιδηροδρόμων, ο μαγνήτης τοποθετείται εσωτερικά από τις σιδηροτροχιές και όχι εξωτερικά. Αντίστοιχα όμως με το PZB, ο μαγνήτης τοποθετείται έκκεντρα σε σχέση με τον άξονα της γραμμής ώστε να ελέγχει την πορεία προς την μία μόνο κατεύθυνση (στην εικονιζόμενη περίπτωση από δεξιά προς αριστερά τοποθέτηση δεξιά από τον άξονα κατά την πορεία) καθώς ο αντίστοιχος μαγνήτης οχήματος βρίσκεται και αυτός έκκεντρα και δεξιά. Το φωτόσημα με το οποίο είναι συνδεδεμένος ο μαγνήτης, βρίσκεται αριστερότερα δεν φαίνεται σε απόσταση 21m. Ο μηχανοδηγός («ηλεκτροδηγός» στην ορολογία του δικτύου) μπορεί να υπερβεί εκούσια κλειστό φωτόσημα και κατ επέκταση τη φραγή, με βάση διαδικασία που προβλέπει ο κανονισμός του δικτύου, οπότε οφείλει να κινηθεί με μικρή ταχύτητα η οποία επιτη-

68 64 Συστήματα Προστασίας ρείται από το εποχούμενο εξοπλισμό του συρμού, εκτελώντας πορεία εν όψει μέχρι να διέλθει από ένα ανοικτό φωτόσημα, οπότε και ο περιορισμός ταχύτητας αίρεται Σύστημα συνεχούς ανταλλαγής δεδομένων LZB Γενικά Το σύστημα LZB (συντομογράφηση του Linienförmige ZugBeeinflussung κατά λέξη «Γραμμική επιρροή αμαξοστοιχίας») αναπτύχθηκε στη Γερμανία στα τέλη της δεκαετίας του 1960 / αρχές δεκαετίας 1970 για να καταστεί εφικτή η κυκλοφορία με ταχύτητες μεγαλύτερες των 160km/h. Στη βασική του διαμόρφωση εφαρμόζεται στη Γερμανία (η χρήση του επιβάλλεται δια νόμου για γραμμές άνω των 160km/h, χρησιμοποιείται και σε γραμμές χαμηλότερων ταχυτήτων για επίτευξη υψηλής χωρητικότητας), την Αυστρία και την Ισπανία. Σε παραλλαγμένη διαμόρφωση εφαρμόζεται σε πολλά δίκτυα μετρό της Κεντρικής Ευρώπης. Όπως θα αναλυθεί παρακάτω η αρχιτεκτονική του παρουσιάζει σημαντικό ενδιαφέρον και η κεντρική ιδέα λειτουργίας του εφαρμόζεται στο Επίπεδο 2 του ETCS Εξοπλισμός και λειτουργία Κατ αρχάς η γραμμή η οποία εξοπλίζεται με σύστημα LZB διαθέτει συστήματα ανίχνευσης και αλληλεξαρτήσεων υλοποιημένα με το συνήθη τρόπο. Το σύστημα αποκλεισμού είναι συνήθως «κεντρικού τύπου». Όπως θα αναλυθεί παρακάτω τα φωτοσήματα είναι προαιρετικά και είναι αναγκαία μόνο στους σταθμούς και για την κάλυψη αμαξοστοιχιών που δεν είναι εξοπλισμένες με LZB. Παρατρόχιος εξοπλισμός: o Βασικό στοιχείο του παρατρόχιου εξοπλισμού είναι μια διάταξη κεραίας που σχηματίζεται από δύο καλώδια που τοποθετούνται στους στρωτήρες κατά μήκος του συνόλου της εξοπλισμένης γραμμής και τα οποία ανά 100 μέτρα συστρέφονται σχηματίζοντας βρόχους. o Τα καλώδια αυτά, διαρρεόμενα από ρεύμα σε κατάλληλες συχνότητες και διαμορφώσεις επιτελούν τρεις λειτουργίες: Την αποστολή δεδομένων από το συρμό προς μία κεντρική θέση, το «Κέντρο LZB», Την αποστολή δεδομένων από το «Κέντρο LZB» προς την αμαξοστοιχία, Δια της συστροφής (και της συνεπαγόμενης αντιστροφής της φοράς του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου) ανά 100m, τη διόρθωση του οδομέτρου της αμαξοστοιχίας, δηλαδή συνεισφέρει στον προσδιορισμό της θέσης της αμαξοστοιχίας. Η διάταξη των επί γραμμής καλωδίων του LZB Διακρίνεται σχηματικά η διάταξη των δύο καλωδίων που διατρέχουν τη γραμμή. To ένα καλώδιο βρίσκεται στο μέσο της εσχάρας, το δεύτερο στερεώνεται στο πέλμα της σιδηροτροχιάς. Συστρέφονται ανά 100μ και σχηματίζουν βρόχους. Κάθε σύστημα βρόχων έχει μήκος 300m και συνδέεται με το Κέντρο LZB. Σχήμα προσαρμοσμένο από [Ν. Speiser, Die Funktionsweise der LZB, Bahn Praxis, 07/2011]. o Επόμενο βασικό στοιχείο του παρατρόχιου εξοπλισμού είναι to «Κέντρο LZB» (LZB- Zentrale). Το κέντρο αυτό είναι υπολογιστικό σύστημα το οποίο ελέγχει την πορεία των αμαξοστοιχιών στην περιοχή ευθύνης του (μήκους περίπου 50km). Συγκεντρώνει

69 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 65 τις πληροφορίες για τον αποκλεισμό και τις αλληλεξαρτήσεις των σταθμών τις περιοχής δικαιοδοσίας του και επιδίδει «άδειες πορείας» προς τις αμαξοστοιχίες που κινούνται στην περιοχή του, καθώς έχει την πληροφορία πόσο μήκος της γραμμής είναι ε- λεύθερο μπροστά από κάθε αμαξοστοιχία. Στο Κέντρο LZB βρίσκονται αποθηκευμένα στοιχεία της υποδομής όπως μηκοτομικές κλίσεις και επιτρεπόμενες ταχύτητες. Ο εποχούμενος εξοπλισμός συντίθεται από: o Κεραία λήψης από τα καλώδια που έχουν τοποθετηθεί στη γραμμή. o Κεραία εκπομπής προς τα καλώδια. o Οδόμετρο υψηλής ακρίβειας. o Υπολογιστή υψηλής αξιοπιστίας και διαθεσιμότητας. o Κατάλληλη διεπαφή με το μηχανοδηγό. Με το σύστημα του LZB: o Η αμαξοστοιχία μεταδίδει συνεχώς (με μέσο τα καλώδια επί γραμμής) τη θέση της και την τρέχουσα ταχύτητά της προς το Κέντρο LZB. Η θέση της προσδιορίζεται από το ο- δόμετρο και διορθώνεται συνεχώς από τους βρόχους των καλωδίων. Ανταλλασσόμενες πληροφορίες στο σύστημα LZB Εικονίζεται η ροή πληροφοριών μεταξύ των αλληλεξαρτήσεων-αποκλεισμού, του Κέντρου LZB και αμαξοστοιχιών. Για λόγους κυρίως ψυχολογικούς, τα τυχόν παρατρόχια φωτοσήματα σβήνουν τις ενδείξεις τους κατά τη διέλευση μιας αμαξοστοιχίας εξοπλισμένης με LZB. Σχήμα προσαρμοσμένο από [L. Fendrich (Ed). Handbuch Eisenbahninfrastruktur, Springer 2007] o Το κέντρο LZB έχοντας συγκεντρώσει τις πληροφορίες του αποκλεισμού από τα συστήματα αλληλεξαρτήσεων γνωρίζει πόσα τμήματα μπροστά από την αμαξοστοιχία είναι ελεύθερα. Επίσης έχει αποθηκευμένα στις υπολογιστικές του μονάδες στοιχεία της υποδομής (κλίσεις, χιλιομετρικές θέσεις χαρακτηριστικών σημείων και σημάτων, επιτρεπόμενες ταχύτητες). Έτσι μεταδίδει στην αμαξοστοιχία μέσω των καλωδίων «τηλεγραφήματα» που περιέχουν την απόσταση προς το στόχο και την ταχύτητα στόχο που πρέπει να επιτύχει η αμαξοστοιχία. Ο υπολογιστής του συρμού υπολογίζει μια καμπύλη πέδησης και υποδεικνύει το όριο ταχύτητας στο μηχανοδηγό. Εάν ο μηχανοδηγός δε συμμορφωθεί (με μια μικρή ανοχή υπέρβασης), επενεργεί η πέδη.

70 66 Συστήματα Προστασίας Ταχύτητα και απόσταση ως το στόχο Στο σύστημα LZB αλλά και σε άλλα συστήματα συνεχούς επιτήρησης της ταχύτητας και της καμπύλης πέδησης, όπως για παράδειγμα στο ETCS, υποδεικνύεται η εκάστοτε οφειλόμενη ταχύτητα αλλά και η απόσταση ως το στόχο. Το σχήμα δίνει διαγραμματικά αυτές τις έννοιες. Σχήμα προσαρμοσμένο από [Pachl] Παρατηρήσεις Το σύστημα LZB είναι ένα σύστημα με συνεχή ανταλλαγή δεδομένων και συνεχή επιτήρηση της ταχύτητας. Η ανταλλαγή δεδομένων γίνεται επαγωγικά. Βασική ιδέα της λειτουργίας του είναι η κεντρική διαχείριση των δεδομένων αποκλεισμού στο «Κέντρο LZB». Είναι μια ιδέα που όπως θα αναλυθεί στο επόμενο κεφάλαιο χρησιμοποιείται στα Επίπεδα 2 και 3 του ETCS. Ο τμηματισμός του αποκλεισμού δεν εξαρτάται από το μήκος πεδήσεως. Τα κυκλώματα γραμμής ή μετρητών αξόνων ορίζουν γενικώς βραχέα τμήματα, πολύ μικρότερα από το μήκος πεδήσεως ενός συρμού υψηλών ταχυτήτων (περίπου 5km για ένα συρμό «ICE»). Το «Κέντρο LZB», έχοντας την πληροφορία του πόσα τμήματα είναι ελεύθερα εμπρός από το συρμό, δίνει την κατάλληλη οδηγία στον υπολογιστή του συρμού. Ο συρμός προχωρώντας, απελευθερώνει ταχύτατα τα βραχέα τμήματα αποκλεισμού και έτσι επιτυγχάνεται υψηλή χωρητικότητα της γραμμής. Οι εντολές για τις εξοπλισμένες με LZB κινητήριες μονάδες δεν δίνονται μέσω παρατρόχιων σημάτων αλλά μέσω των ενδείξεων οφειλόμενης ταχύτητας στο θάλαμο οδήγησης. Υλοποιείται έτσι η λεγόμενη σηματοδότηση καμπίνας ή θαλάμου (Führerstandssignalisierung / cab signaling). Τα φωτοσήματα διατηρούνται σε καίριες θέσεις (κυρίως σταθμούς) για την επίδοση εντολών σε μη εξοπλισμένες αμαξοστοιχίες καθώς και για την περίπτωση βαριών βλαβών του συστήματος. Μερικές από τις κινητήριες μονάδες που χρησιμοποιούν το σύστημα LZB έχουν εφοδιαστεί με το σύστημα «AFB» με το οποίο επιτρέπεται η αυτόματη οδήγηση των συρμών. Οι πληροφορίες που μεταδίδονται στο συρμό για την οφειλόμενη ταχύτητα χρησιμοποιούνται όχι μόνο για την επιβολή πέδησης όταν ο μηχανοδηγός δε συμμορφώνεται αλλά και για το χειρισμό της έλξης του συρμού, εκκινώντας, επιταχύνοντας και επιβραδύνοντας το συρμό. Ο μηχανοδηγός απλώς επιτηρεί κατά την πορεία. Επειδή το σύστημα AFB δεν μπορεί να ακινητοποιήσει με ακρίβεια μέτρου την αμαξοστοιχία, ο μηχανοδηγός αναλαμβάνει μόνο την ακριβή στάθμευση της αμαξοστοιχίας στις αποβάθρες ενός σταθμού. Τα χαρακτηριστικά αυτά του LZB (συνεχής ανταλλαγή δεδομένων, σηματοδότηση καμπίνας, βραχέα τμήματα αποκλεισμού, κεντρική διαχείριση πληροφοριών αποκλεισμού, ακριβής οδομετρία με διόρθωση, ενδεχομένως αυτόματη οδήγηση) εφαρμόζονται με διάφορες τεχνικές υλοποίησης και σε άλλα συστήματα προστασίας και ελέγχου σε γραμμές που απαιτούνται υψηλές επιδόσεις είτε ταχύτητας είτε και χωρητικότητας. Το

71 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 67 Επίπεδο 2 του συστήματος ETCS ακολουθεί τη λογική του LZB, όπως θα αναλυθεί στο επόμενο κεφάλαιο Συστήματα προστασίας συνεχούς ανταλλαγής δεδομένων, βασισμένα σε κυκλώματα γραμμής Γενικά Στα προηγούμενα παρουσιάστηκαν συστήματα που βασίζονται στην επαγωγική μετάδοση δεδομένων, στα οποία χρησιμοποιούνται διαφόρων ειδών πομποί (καλώδια, «μαγνήτες» κλπ.). Στα παρακάτω θα αναλυθούν συστήματα στα οποία αντί για ξεχωριστούς πομπούς που τοποθετούνται στη γραμμή, χρησιμοποιούνται ως πομποί οι ίδιες οι σιδηροτροχιές. Όπως αναλύθηκε στην , με την εισαγωγή της ηλεκτροκίνησης, καθιερώθηκε η χρήση κυκλωμάτων γραμμής τα οποία τροφοδοτούνται με εναλλασσόμενο ρεύμα σε κατάλληλες συχνότητες. Επίσης, με χρήση της διαδικασίας της διαμόρφωσης (modulation) είναι δυνατόν στις συχνότητες του κυκλώματος γραμμής να εισαχθούν και να μεταφερθούν πληροφορίες. Έτσι γεννήθηκε η ιδέα να χρησιμοποιηθούν οι συχνότητες των κυκλωμάτων γραμμής ως φέρουσες και να εισαχθούν σε αυτές «κωδικοί», δηλαδή συχνότητες ή παλμοί, με την πληροφορία για την κατάσταση των τμημάτων αποκλεισμού που η αμαξοστοιχία θα συναντήσει κατά την πορεία της και αυτή η πληροφορία να αναγνωστεί κατάλληλα, με χρήση κεραιών πάνω από τις σιδηροτροχιές και να μεταφερθεί σε εποχούμενο εξοπλισμό εντός των συρμών. Η ιδέα αυτή χρησιμοποιείται στο πιο διαδεδομένο σύστημα προστασίας παγκοσμίως, το σοβιετικό ALSN/АЛСН, αλλά και σε συστήματα προστασίας ειδικά σχεδιασμένα για γραμμές είτε υψηλών ταχυτήτων (γαλλικό σύστημα TVM, ιταλικό BACC) είτε μετρό, όπως το σύστημα LZB700 που χρησιμοποιείται στην Ελλάδα. Σημειώνεται ότι η εισαγωγή κωδικών (συχνοτήτων ή παλμών) χρησιμοποιείται από διάφορους κατασκευαστές κυκλωμάτων γραμμής με συχνότητες, όχι μόνο για τη μετάδοση πληροφοριών του συστήματος προστασίας αλλά και για τη μεταφορά πληροφοριών από το ένα τμήμα αποκλεισμού στο άλλο (βλ.: ) όπως και για την επιπλέον «θωράκιση» της πληροφορίας «κύκλωμα γραμμής ελεύθερο» από τις επιδράσεις του ρεύματος επιστροφής της ηλεκτροκίνησης. Η εφαρμογή ενός τέτοιου συστήματος απαιτεί, σε ό,τι αφορά τον παρατρόχιο εξοπλισμό: o Ανίχνευση με χρήση κυκλωμάτων γραμμής με συχνότητες. o Κατάλληλη εισαγωγή σε αυτών της πληροφορίας, με χρήση της διαδικασίας της διαμόρφωσης, για την κατάληψη ή το ελεύθερο ενός κυκλώματος, όχι μόνο του τρέχοντος αυτού που διανύει η αμαξοστοιχία αλλά και του επομένου ή και επομένων του. Στον εποχούμενο εξοπλισμό απαιτείται η τοποθέτηση δύο κεραιών (πηνίων) πριν από τον πρώτο άξονα της αμαξοστοιχίας οι οποίες λαμβάνουν επαγωγικά τις συχνότητες που εκπέμπονται από τη σιδηροτροχιά. Το σήμα στέλνεται σε μονάδα επεξεργασίας επί της αμαξοστοιχίας η οποία αφενός θα επιδώσει κατάλληλες ενδείξεις στο θάλαμο οδήγησης (σηματοδότηση καμπίνας) και αφετέρου διασυνδεδεμένη με το σύστημα πέδησης θα προβεί σε έλεγχο της συμμόρφωσης του μηχανοδηγού προς τις ενδείξεις. Στην περίπτωση που η πληροφορία ελευθερίας/κατάληψης αφορά λίγα τμήματα αποκλεισμού και ταυτίζεται με την πληροφορία των φωτοσημάτων που καλύπτουν τα τμήματα αποκλεισμού (όπως π.χ. στο ALSN), δηλαδή «ελεύθερο», «επόμενο ελεύθερο», «επόμενο-» ή «μεθεπόμενο κατειλημμένο», η διαμόρφωση του συστήματος αποκλεισμού δεν έχει κάποιες ιδιαιτερότητες (βλ. και ).

72 68 Συστήματα Προστασίας Διαμόρφωση σήματος (modulation) Με τη διαμόρφωση, η πληροφορία που περιέχεται στην κυματομορφή χαμηλής συχνότητας (δεύτερη κυματομορφή) εισάγεται στη λεγόμενη «φέρουσα» συχνότητα (πρώτη κυματομορφή) και σχηματίζεται η τρίτη κυματομορφή, η οποία στη συνέχεια θα αποδιαμορφωθεί στο δέκτη έχοντας μεταφέρει την πληροφορία. Εικονίζεται εδώ μία από τις τεχνικές διαμόρφωσης (διαμόρφωση πλάτους-amplitude modulation) υπάρχουν και άλλες τεχνικές, αναλογικές ή ψηφιακές. Η διαμόρφωση πλάτους δεν είναι συνήθης στις εφαρμογές προστασίας συρμού αλλά είναι η πιο εποπτική για την κατανόηση της διαδικασίας. Πηγή: Στην περίπτωση όμως σύγχρονων γραμμών μετρό και των γραμμών υψηλών ταχυτήτων η εφαρμογή είναι πιο πολυσύνθετη καθώς στόχος είναι η επίτευξη υψηλής χωρητικότητας οπότε ο τμηματισμός είναι πιο πυκνός και σχεδόν πάντα βραχύτερος από το μήκος πεδήσεως. Καθώς το μήκος πεδήσεως εκτείνεται σε περισσότερα του ενός τμήματα αποκλεισμού (συνήθως 3 ως 5), πρέπει να είναι γνωστό σε κεντρικό σημείο πόσα ελεύθερα τμήματα είναι διαθέσιμα προ μιας κινούμενης αμαξοστοιχίας. Αναλόγως το πόσα τμήματα είναι διαθέσιμα, εισάγεται μέσω διαμόρφωσης, αυτόματα από το κεντρικό σημείο στη συχνότητα του κυκλώματος γραμμής η πληροφορία των πόσων ελεύθερων τμημάτων μπροστά από την αμαξοστοιχία είναι ελεύθερα. Βαθμιδωτή επιτήρηση της ταχύτητας Σε παλαιότερα συστήματα προστασίας η επιτήρηση και επιβαλλόμενη οροφή ταχύτητας είναι βαθμιδωτής μορφής και σε κάθε τμήμα αποκλεισμού επιβάλλεται μία οροφή ταχύτητας η οποία χαμηλώνει απότομα όταν ο συρμός εισέλθει στο επόμενο τμήμα αποκλεισμού. Πρωτύτερα όμως, εντός του θαλάμου οδήγησης έχει ήδη μεταδοθεί η πληροφορία ότι η ταχύτητά του πρέπει να μειωθεί ως την οροφή του επομένου τμήματος. Η αντιστοίχιση του ορίου «0km/h» με την απουσία κωδικού εξυπηρετεί την αρχή «fail-safe». Σε κάποια δίκτυα διατηρείται ένα κύκλωμα εντελώς ελεύθερο μετά από το υποδεικνυόμενο σημείο στάθμευσης, ως overlap. Οι κυματομορφές των συχνοτήτων στα κυκλώματα γραμμής του σχήματος, δίνονται απλοποιητικά για λόγους εποπτικότητας. Η υπόδειξη προς το μηχανοδηγό, ποικίλει ανάλογα με το σύστημα. o Στα απλούστερα και παλαιότερα συστήματα (Σοβιετικό ALSN, Ιταλικό BACC, Γαλλικό TVM300) υποδεικνύεται άμεσα ή έμμεσα η ταχύτητα που ο μηχανοδηγός θα πρέπει να επιτύχει με χρήση υπηρεσιακής πέδης το ταχύτερο δυνατόν, πριν ο συρμός φτάσει στο επόμενο τμήμα αποκλεισμού. Η καμπύλη επιτήρησης έχει βαθμιδωτή μορφή.

73 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 69 o Σε νεώτερα συστήματα (Γερμανικό LZB700-για μετρό, Γαλλικό TVM 430-για γραμμές υψηλών ταχυτήτων), το σύστημα εισάγει στα κυκλώματα γραμμής συνθετότερα τηλεγραφήματα και επιπλέον οι εποχούμενοι υπολογιστές έχουν αρκετή ισχύ ώστε να υπολογίσουν καμπύλες πέδησης και να υποδείξουν στο μηχανοδηγό, και στη συνέχεια να επιβάλλουν, μια ομαλά μεταβαλλόμενη καμπύλη πέδησης, δείχνοντας ταυτόχρονα και σε κάποιες περιπτώσεις και την απόσταση από το στόχο. Ένα πλεονέκτημα αυτών των συστημάτων είναι ο απλός τρόπος ανανέωσης της οροφής ταχύτητας που επιτηρείται από αυτά (επικαιροποίηση). Εφόσον ένα τμήμα ελευθερωθεί, αμέσως ο κωδικός που εισάγεται στα προηγούμενά του ανανεώνεται και έτσι ο μηχανοδηγός μπορεί να αυξήσει την ταχύτητά του χωρίς να χρειαστεί να διέλθει από κάποιο φωτόσημα ή ραδιοφάρο για να λάβει τη νέα εντολή Το σύστημα LZB 700M της ΣΤΑΣΥ Στις δύο γραμμές του μετρό, Μ2 και Μ3, που παραδόθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 2000 προβλέφθηκε η τοποθέτηση του συστήματος προστασίας και ελέγχου LZB 700M του οίκου Siemens. Η συντομογράφηση «LZB» παραπέμπει μεν στη λειτουργικότητα (συνεχής επιρροή) του συστήματος LZB του Γερμανικού Σιδηροδρόμου που αναλύθηκε προηγουμένως, αλλά το LZB 700M διαφέρει αρκετά από αυτό. Το σύστημα LZB 700M εφαρμόζεται σε διάφορες παραλλαγές σε πολλές γραμμές μετρό της Ευρώπης και της Ανατολικής Ασίας. Το σύστημα είναι σχεδιασμένο για την επίτευξη υψηλής χωρητικότητας. Δεν υπάρχουν παρατρόχια σήματα και όλες οι εντολές για την πορεία δίδονται εντός του θαλάμου οδήγησης (σηματοδότηση καμπίνας). Φωτοσήματα έχουν τοποθετηθεί μόνο σε περιοχές αλλαγών για να βοηθούν σε καταστάσεις υποβαθμισμένης λειτουργίας. Η σηματοδότηση βασίζεται σε τυπικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων (ηλεκτρονόμων ή η- λεκτρονικά στα νεότερα τμήματα), του οίκου Siemens. Οι αλληλεξαρτήσεις υπόκεινται σε τηλεχειρισμό από σύστημα τηλεδιοίκησης και εποπτείας κυκλοφορίας του οίκου ALSTOM, το οποίο περιλαμβάνει και σειρά αυτοματοποιήσεων για τη διαχείριση. Κεντρικό ρόλο στο σύστημα προστασίας και ελέγχου έχει το σύστημα ανίχνευσης. Βασίζεται σε κυκλώματα γραμμής ακουστικών συχνοτήτων, χωρίς μονωτικούς αρμούς, του τύπου «FTG S» του οίκου Siemens. Η γραμμή έχει τμηματιστεί σε βραχύτατα μήκη, της τάξης των 120m (ποικίλει από ~100m ως ~400m, βραχύτερα κυκλώματα σε κάποιες αλλαγές τροχιάς). Το κύκλωμα αυτό αποτελεί συστατικό στοιχείο του συστήματος. Το γράμμα «F» του FTG S είναι το αρχικό γερμανικής λέξης που μεταφράζεται σε «τηλετροφοδοτούμενο». O έλεγχος του ελεύθερου / κατειλημμένου και η τροφοδοσία με συχνότητες των κυκλωμάτων γίνεται με εξοπλισμό τοποθετημένο δίπλα στο σύστημα αλληλεξαρτήσεων και όχι σε ερμάρια παρά τη γραμμή. Το σύστημα περιλαμβάνει παρατρόχιο και εποχούμενο εξοπλισμό. Ο παρατρόχιος εξοπλισμός περιλαμβάνει: o Το σύστημα παραγωγής τηλεγραφημάτων (κωδικών που θα διοχετευθούν στις συχνότητες του κυκλώματος γραμμής). Βρίσκεται δίπλα στα συστήματα αλληλεξαρτήσεων και της τροφοδοσίας του FTG S. Ελέγχεται από υπολογιστικό σύστημα 2 (2από2). Από τη διεπαφή με το σύστημα αλληλεξαρτήσεων και το σύστημα κυκλωμάτων γραμμής διαθέτει την πληροφορία της κατάληψης και του ελεύθερου των κυκλωμάτων γραμμής μπρος από την αμαξοστοιχία. Επίσης το σύστημα παραγωγής τηλεγραφημάτων επικοινωνεί με τα γειτονικά του αντίστοιχα συστήματα. o Διεπαφή με την τηλεδιοίκηση για την εισαγωγή προσωρινών βραδυποριών αλλά και εντολών σχετιζόμενων με τη λειτουργία και όχι την ασφάλεια. o Αποθήκευση δεδομένων που αφορούν τη γραμμή (κλίσεις, αποβάθρες κλπ) Στα βασικότερα στοιχεία του εποχούμενου περιλαμβάνονται:

74 70 Συστήματα Προστασίας o Από δύο κεραίες στα δύο άκρα των συρμών, πάνω από κάθε σιδηροτροχιά, οι οποίες λαμβάνουν τις συχνότητες που έχουν τροφοδοτηθεί στις σιδηροτροχιές. o Οδόμετρα. o Υπολογιστική διάταξη από δύο συστήματα 2από2, η οποία λαμβάνει και επεξεργάζεται, τα τηλεγραφήματα, την τρέχουσα ταχύτητα του συρμού (από τα οδόμετρα), τη θέση του συρμού σε σχέση με την αρχή του κάθε κυκλώματος γραμμής και υπολογίζει την καμπύλη πέδησης. o Διασύνδεση με το σύστημα πέδησης. o Διεπαφή με το μηχανοδηγό στην τράπεζα χειρισμού. o Προαιρετικά διασύνδεση με το σύστημα έλξης και το σύστημα ελέγχου θυρών για αυτόματη οδήγηση του συρμού. o Προαιρετικά διασύνδεση με σημειακό σύστημα προστασίας τύπου ZUB (χρησιμοποιούμενο ως εφεδρεία). Ο τρόπος λειτουργίας έχει ως ακολούθως: o Στα κυκλώματα γραμμής διοχετεύονται «τηλεγραφήματα», δηλαδή συγκεκριμένες συχνότητες που περιέχουν την κλίση του τρέχοντος τμήματος (αυτού που διανύει ο συρμός), την ταχύτητα-στόχο, την οφειλόμενη ταχύτητα στην είσοδο στο επόμενο κύκλωμα γραμμής και την απόσταση ως το στόχο. o Το εποχούμενο υπολογιστικό σύστημα, με δεδομένα από τα τηλεγραφήματα υπολογίζει την τρέχουσα θέση (δια του οδομέτρου), διαθέτει δια του οδομέτρου την τρέχουσα ταχύτητα και στη συνέχεια υπολογίζει την οφειλόμενη ταχύτητα / καμπύλη πέδησης. Η οφειλόμενη ταχύτητα υποδεικνύεται κατάλληλα στο θάλαμο οδήγησης. Συγκρίνει διαρκώς την τρέχουσα και την οφειλόμενη ταχύτητα και σε περίπτωση υπέρβασης (με μικρή ανοχή) επιβάλλει ακαριαία πέδηση. Επιτήρηση της καμπύλης πέδησης από το σύστημα LZB 700M Η απόσταση x προκύπτει από την οδομετρία μετρώντας από τη στιγμή που έλαβε τηλεγράφημα η αμαξοστοιχία στην είσοδο στο κύκλωμα γραμμής. Τα μεγέθη VZ, Z, VE υπολογίζονται και δίδονται από τον παρατρόχιο εξοπλισμό μέσω τηλεγραφήματος. Το αναγκαίο overlap, το οποίο μπορεί να είναι ένα ολόκληρο κύκλωμα γραμμής ή κάποιο κατάλληλο μικρότερο μήκος έχει υπολογιστεί εκ των προτέρων για κάθε πιθανό σημείο στάθμευσης. Επίσης τα χαρακτηριστικά κλίσεων της γραμμής δίδονται στην αμαξοστοιχία από τον παρατρόχιο εξοπλισμό. Ο υπολογισμός της καμπύλης πέδησης (δηλαδή του Vsoll) γίνεται επί της αμαξοστοιχίας. Το σχήμα προέρχεται από τη δημοσίευση των W.D. Gellermann/ G. Martitz / U. Rosenkranz, LZB 700 Die moderne Zugbeeinflussung mit Informationsübertragung über die Fahrschienen, Signal und Draht, pp , 6/1992, που τεκμηριώνει λεπτομερώς το σύστημα, και που χαρακτηριστικά αναφέρει ότι «μελλοντικά θα τοποθετηθεί στην ( ) και την Αθήνα».

75 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 71 Κεραία επί του φορείου συρμού της ΑΜΕΛ/ΣΤΑΣΥ Διακρίνεται εντός του κύκλου μία από τις δύο κεραίες στο επικεφαλής φορείο του συρμού για την ανάγνωση των τηλεγραφημάτων του συστήματος LZB700 της Αττικό Μετρό. (Πηγή της φωτογραφίας: Wikipedia) Ενδείξεις του συστήματος προστασίας στο θάλαμο οδήγησης των συρμών της ΑΜΕΛ/ΣΤΑΣΥ Εικονίζεται το τμήμα της τράπεζας χειρισμού συρμού της ΑΜΕΛ που σχετίζεται με το σύστημα προστασίας (ΑΠΣ, κατά την ορολογία της ΑΜΕΛ/ΣΤΑΣΥ). Οι βασικές οδηγίες δίνονται αφενός μέσω του ταχυμέτρου στο κέντρο και αφετέρου μέσω των τριών λυχνιών αριστερά. Στο ταχύμετρο μέσω του εξωτερικού δείκτη υποδεικνύεται η ταχύτητα-στόχος (εν προκειμένω 50 km/h). Σε περίπτωση π.χ. που ο μηχανοδηγός πρέπει να μειώσει ταχύτητα λόγω ύπαρξης προπορευόμενου συρμού, ο εξωτερικός δείκτης κινείται σταδιακά προς τη χαμηλότερη ταχύτητα-στόχο. Οι τρεις λυχνίες υποδεικνύουν είτε ότι η τρέχουσα ταχύτητα υπολείπεται του στόχου (πράσινη λυχνία-κάτω), είτε ότι η ταχύτητα-στόχος έχει επιτευχθεί (μεσαία λυχνία-κίτρινη) είτε ότι έχει υπάρξει υπέρβαση της ταχύτητας στόχου (πάνω λυχνία-ερυθρή). Μέσω συνδυασμένης αφής αυτών των λυχνιών και αναλαμπών, αλλά επίσης και μέσω ακουστικών ειδοποιήσεων, υπενθυμίζονται στο μηχανοδηγό οι ακολουθητέοι χειρισμοί (επιτάχυνση, διατήρηση ταχύτητας, πέδηση) Παρατρόχια σήματα όπως προαναφέρθηκε δεν υπάρχουν. Όλες οι πληροφορίες μεταδίδονται εντός του θαλάμου οδήγησης ως οροφή μέγιστης ταχύτητας. Δεν υπάρχει ένδειξη της απόστασης ως το στόχο. Το σύστημα LZB 700 απαιτεί όλοι οι συρμοί στη γραμμή να έχουν ίδιες επιδόσεις πέδησης. Στα τηλεγραφήματα που διοχετεύονται στα κυκλώματα (και λαμβάνονται στη συνέχεια από το συρμό) περιλαμβάνονται και πληροφορίες που δεν σχετίζονται με την ασφάλεια αλλά με τη λειτουργία της γραμμής γενικότερα (όπως π.χ. η στάθμευση σε αποβάθρα). Η επικοινωνία μεταξύ εποχούμενου και παρατρόχιου εξοπλισμού γίνεται μόνο στη μία φορά, δηλαδή γραμμή συρμός και όχι αντίστροφα. Για την αντίστροφη φορά απαιτείται συμπληρωματικός εξοπλισμός. Το σύστημα LZB700 επιτρέπει μελλοντικά την αυτόματη οδήγηση του συρμού παρουσία του οδηγού στο θάλαμο οδήγησης (Attended Automatic Train Operation).

76 72 Συστήματα Προστασίας 7.4 «Συστήματα ελέγχου» Αυτοματισμοί οδήγησης. Από τα προηγούμενα γίνεται αντιληπτό ότι με τα σύγχρονα συστήματα προστασίας είναι δυνατόν να μεταδοθεί στο θάλαμο οδήγησης ένας πλούτος πληροφοριών και οδηγιών προς το μηχανοδηγό. Οι πληροφορίες πριν μετουσιωθούν σε ενδείξεις στην τράπεζα χειρισμού διοχετεύονται πρώτα σε υπολογιστική μονάδα του συρμού η οποία είναι διασυνδεδεμένη με βασικά υποσυστήματα του συρμού όπως αυτό της πέδης. Έτσι με τα συστήματα αυτά, πέραν της προστασίας της αμαξοστοιχίας (αντιμετώπιση της μη συμμόρφωσης του μηχανοδηγού), ελέγχεται πλήρως η κίνηση της αμαξοστοιχίας και συνήθως περιλαμβάνουν την επίδοση των σημάτων απευθείας στο θάλαμο οδήγησης («σηματοδότηση καμπίνας» όπως προαναφέρθηκε). Έτσι συνήθως στην αγγλόφωνη βιβλιογραφία τα συστήματα προστασίας, ιδίως αυτά που περιλαμβάνουν επίδοση σημάτων στο θάλαμο, ονομάζονται «συστήματα ελέγχου συρμού» («train control systems»). Η επίδοση πληροφορικών στην αμαξοστοιχία με τη μεσολάβηση ενός εποχούμενου υπολογιστικού συστήματος δίνει το έναυσμα για ανάπτυξη τεχνολογιών απευθείας ελέγχου της αμαξοστοιχίας, περιορίζοντας ή εξαλείφοντας το ρόλο του μηχανοδηγού, όπως φάνηκε και από την περιγραφή του συστήματος LZB/AFB. Έτσι, εφόσον είναι δυνατόν να δοθεί στην αμαξοστοιχία η πληροφορία της ελεύθερης πορείας και εντολές όπως της οφειλόμενης ταχύτητας ή της ακινητοποίησης, είναι δυνατόν να ελεγχθεί πλήρως ο συρμός επεμβαίνοντας όχι μόνο για την επιβολή πέδησης όπως γίνεται σε ένα σύνηθες σύστημα προστασίας, αλλά και να τον εκκινεί και να αναπτύσσει την εκάστοτε επιτρεπτή ταχύτητα, με διασύνδεση του συστήματος ελέγχου όχι μόνο πια με το σύστημα πέδης αλλά και με αυτό της έλξης. Η πλήρης εξάλειψη του μηχανοδηγού δεν είναι όμως τόσο εύκολη καθώς ο μηχανοδηγός έχει τη δυνατότητα δια της οράσεώς του να αντιληφθεί τυχόν εμπόδια που βρίσκονται επί της γραμμής και να αντιδράσει αναλόγως. Το ενδεχόμενο εμφάνισης τέτοιων εμποδίων μπορεί να αποσοβηθεί με διάφορες διατάξεις, αρκετά δαπανηρές όμως. Για το λόγο αυτό η εφαρμογή συστημάτων πλήρους αυτοματοποίησης με εξάλειψη του μηχανοδηγού έχει μέχρι στιγμής εμφανιστεί μόνο σε μητροπολιτικούς σιδηροδρόμους όπου και η πυκνότητα κυκλοφορίας δικαιολογεί τις δαπάνες αλλά και οι ενδεχόμενοι κίνδυνοι είναι δυνατόν να εμφανιστούν κυρίως μόνο στην περιοχή των αποβαθρών. Διακρίνονται γενικώς 5 επίπεδα αυτοματοποίησης (βλ. και [Theeg/Vlasenko]): o Κανένας αυτοματισμός: Ο μηχανοδηγός έχει πλήρη ευθύνη της οδήγησης. o Απλή επιτήρηση: Ο μηχανοδηγός επιτηρείται ως προς τη συμμόρφωσή του από σύστημα προστασίας το οποίο παρεμβαίνει προς την πλευρά της ασφάλειας. o Μερική αυτοματοποίηση: Κάποια καθήκοντα παραμένουν στο μηχανοδηγό και άλλα αυτοματοποιούνται. Συνήθως ο μηχανοδηγός εκκινεί και ακινητοποιεί την αμαξοστοιχία στους σταθμούς, το σύστημα παρεμβαίνει σε πεδήσεις που σχετίζονται με την ασφάλεια ενώ υποδεικνύει προφίλ ακολουθητέας ταχύτητας. o Αυτόματη οδήγηση με επιτήρηση. Ο συρμός οδηγείται αυτόματα αλλά υπάρχει προσωπικό στο θάλαμο οδήγησης που παρεμβαίνει σε συνθήκες ανάγκης ή αστοχίας. o Πλήρης αυτοματισμός. Ο συρμός κινείται αυτόματα. Σε μερικές περιπτώσεις αστοχιών κάποιος υπάλληλος με άλλα καθήκοντα (π.χ. συνοδεία, πώληση εισιτηρίων) μπορεί να αναλάβει τον έλεγχο αν απαιτηθεί. o Παράλληλα με τους αυτοματισμούς που σχετίζονται με την πορεία, αυτόματα μπορεί ή πρέπει (ανάλογα με το επίπεδο) να γίνονται και χειρισμοί όπως άνοιγμα/κλείσιμο θυρών. Επιπλέον, αρκετά δίκτυα εφαρμόζουν συστήματα οικονομικής οδήγησης που υποδεικνύουν στο μηχανοδηγό μέσω της οφειλόμενης ταχύτητας ένα τρόπο οδήγησης με τον ο-

77 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 73 ποίο δε δαπανάται άσκοπα ενέργεια στην εκκίνηση ή στην πέδηση. Σε συστήματα αυτόματης οδήγησης συνήθως λαμβάνεται μέριμνα ώστε η αυτόματη οδήγηση να είναι και οικονομική. Έτσι σε δίκτυα μετρό ανά τον κόσμο εφαρμόζονται διάφορα συστήματα αυτοματισμών γνωστά με αγγλικές συντομογραφίες όπως ATC (Automatic Train Control), ATO (Automatic Train Operation), AATO (Attended Automatic Train Operation). Οι συντομογραφίες αυτές περιγράφουν τη γενική λειτουργικότητα αυτών των συστημάτων και δεν αποτελούν κάποιο πρότυπο συστήματος. Έτσι, το τι επιτυγχάνει κάθε σύστημα (π.χ. ένα σύστημα περιγραφόμενο ως АТО) ποικίλει από γραμμή σε γραμμή και από δίκτυο σε δίκτυο μετρό. Ο Σιδηροδρομικός κλάδος αναμένει με μεγάλο ενδιαφέρον την πρώτη εφαρμογή συστήματος αυτόματης οδήγησης σε εμπορικό σιδηρόδρομο. Πρόκειται για την εγκατάσταση συστήματος επιτηρούμενης αυτόματης οδήγησης στο σιδηρόδρομο μεταφοράς μεταλλευμάτων του Rio Tinto στην Αυστραλία, που αναπτύσσεται και βρίσκεται ήδη σε φάση δοκιμών από τον οίκο σηματοδότησης STS-Ansaldo. Επίσης καθώς εξελίσσεται η τεχνολογία και οι ανταγωνιστές του σιδηροδρόμου ετοιμάζονται και αυτοί για αυτοματισμούς (αυτόματη οδήγηση επιβατικών και φορτηγών αυτοκινήτων), υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για την αυτοματοποίηση της οδήγησης και των υπεραστικών τραίνων επιβατικών και εμπορικών. Η ηγεσία των Γερμανικών σιδηροδρόμων από το 2015 προβαίνει σε διαρκείς δηλώσεις ότι πρόκειται να διερευνήσει τη δυνατότητα κυκλοφορίας χωρίς μηχανοδηγό ώστε να καταστεί εφικτή εντός της δεκαετίας του 2020 ενώ ανακοινώθηκε ότι το 2017 ο ολλανδικός Διαχειριστής Υποδομής σε συνεργασία με την κρατική εταιρεία εμπορευματικών σιδηροδρόμων της Γερμανίας DB Cargo, πρόκειται να αρχίσουν δοκιμές για την κυκλοφορία εμπορικών αμαξοστοιχιών χωρίς οδηγό στη γραμμή Betuwe (σύνδεση του Ρότερνταμ με τη Γερμανία), η οποία είναι εξοπλισμένη με σύστημα ETCS Επιπέδου 2.

78 74 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS 8 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS 8.1 Εισαγωγή Ανάγκες Για λόγους κατάργησης εθνικών μονοπωλίων και ανοίγματος της αγοράς κρίθηκε σκόπιμο ότι πρέπει να αναπτυχθεί η διασυνοριακή κυκλοφορία αμαξοστοιχιών στην ΕΕ χωρίς στα σύνορα να αλλάζουν μηχανές ή/και πληρώματα. Βασική τεχνική δυσκολία αποτελεί η ύπαρξη διαφορετικών συστημάτων προστασίας στις διάφορες χώρες της ΕΕ. Η απλοϊκή λύση, δηλαδή μία κινητήρια μονάδα να φέρει όλα τα συστήματα προστασίας των χωρών που διασχίζει, είναι τελικά μία αρκετά δαπανηρή λύση (μπορεί αυτό να κοστίσει για μία μηχανή των 3.5εκ., σχεδόν 20-30% επιπλέον κόστος) και ενδεχομένως και ανέφικτη, λόγω έλλειψης χώρων για την τοποθέτηση των υπολογιστικών μονάδων που περιλαμβάνει ο εποχούμενος εξοπλισμός. Διάφορα συστήματα προστασίας επί μίας ηλεκτράμαξας/δηζελάμαξας Στην παραπάνω εικόνα δίνονται οι διάφοροι πομποδέκτες που θα έπρεπε να τοποθετηθούν στο πλαίσιο μίας κινητήριας μονάδας που θα ήθελε να κινηθεί σε διασυνοριακά δρομολόγια σε όλη την Ευρώπη. Πηγή ADtranz- Bombardier Αντίστοιχα ποικίλες ανά χώρα λύσεις εφαρμόζονται σε ό,τι αφορά την επικοινωνία της αμαξοστοιχίας με τις θέσεις εδάφους. Η ΕΕ για να αντιμετωπίσει το ζήτημα, σε συνεργασία με τη σηματοδοτική βιομηχανία ανέλαβε την πρωτοβουλία ανάπτυξης ενός Ευρωπαϊκού Συστήματος Διαχείρισης Σιδηροδρομικής Κυκλοφορίας (ERTMS/European Railway Traffic Management System) το οποίο περιλαμβάνει δύο βασικούς πυλώνες: o Ένα διευρωπαϊκό σύστημα προστασίας και ελέγχου κίνησης συρμών, το ETCS (European Train Control System). o Ένα διευρωπαϊκό σύστημα ασύρματων επικοινωνιών μεταξύ αμαξοστοιχιών και εδάφους, το GSM-R (Global System for Mobile telecommunications-railway). Το σύστημα προστασίας/ελέγχου ETCS, περιλαμβάνει προτυποποιημένα στοιχεία εξοπλισμού στη γραμμή και στο τροχαίο υλικό καθώς και ένα ενιαίο «λειτουργικό σύστημα» δηλαδή ενιαίο τρόπο λειτουργίας αυτού του εξοπλισμού και αλληλεπίδρασης των επιμέρους στοιχείων του μεταξύ τους. Το σύστημα προστασίας μπορεί να διατεθεί σε πέντε επίπεδα / διαμορφώσεις, τα λεγόμενα «Levels», εξ ων τα τρία (Επίπεδα 1, 2 και 3) είναι τα βασικά, τα οποία θα περιγραφούν παρακάτω. Στα τρία αυτά Επίπεδα μεταφέρεται σταδιακά το καθήκον της προστασίας και του ελέγχου από την υποδομή σε συσκευές επί της αμαξοστοιχίας.

79 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 75 Η λογική δόμησης των τριών επιπέδων και του εξοπλισμού επιτρέπει τροχαίο υλικό που προορίζεται για γραμμή εξοπλισμένη σε κάποιο Επίπεδο, να μπορεί να κυκλοφορήσει χωρίς τροποποιήσεις σε χαμηλότερο. Έτσι, τροχαίο υλικό που κυκλοφορεί σε γραμμή Επιπέδου 3, μπορεί να κυκλοφορήσει και να αξιοποιήσει τις δυνατότητες που προσφέρουν τα Επίπεδο 2 και 1 αντίστοιχα του Επιπέδου 2 κυκλοφορεί στο Επίπεδο 1. Το αντίστροφο δεν ισχύει. Μία γραμμή μπορεί να εφοδιαστεί με εξοπλισμό περισσότερων του ενός επιπέδων για να επιτρέπει κυκλοφορία σε αντίστοιχου εξοπλισμού συρμούς Θεμελιώδη κείμενα Γενικά Το σύστημα ETCS έχει μια μακρά πορεία από την αρχική του σύλληψη στις αρχές της δεκαετίας του 1990 (η αρχική πρωτοβουλία για ένα νέο σύστημα άνηκε στην UIC και στην ΕΕ, το 1989), ως τη σημερινή του διαμόρφωση. Οι προδιαγραφές του έχουν τεθεί με μια σειρά από νομικά και κανονιστικά κείμενα. Το θεμελιωδέστερο όλων είναι η Ευρωπαϊκή Οδηγία περί διαλειτουργικότητας. Η πρώτη Οδηγία ήταν η 96/48/ΕΕ, που έθεσε την απαίτηση διαλειτουργικότητας στο δίκτυο υψηλών ταχυτήτων. Μετά την έκδοση της 96/48/ΕΕ, ακολούθησαν νέες οδηγίες, αρχικά και για το «Συμβατικό Δίκτυο», ενώ στη συνέχεια, με την Οδηγία 2008/57/ΕΕ οι οδηγίες ενοποιήθηκαν για το σύνολο του διευρωπαϊκού δικτύου, συμβατικού και υψηλών ταχυτήτων. Η τελευταία οδηγία περί διαλειτουργικότητας είναι η 2016/797. Οι εκάστοτε εν ισχύι οδηγίες ορίζουν ότι για κάθε υποσύστημα του διευρωπαϊκού δικτύου (π.χ. υποδομή, τροχαίο υλικό κλπ.) θα εκδίδεται μία Τεχνική Προδιαγραφή Διαλειτουργικότητας (TSI/ΤΠΔ) TSI-CCS Η Τεχνική Προδιαγραφή Διαλειτουργικότητας-Υποσύστημα «έλεγχος χειρισμός και σηματοδότηση» (TSI-CCS) όπως κυρώθηκε με τον Κανονισμό της Ευρ. Επιτροπής της , αποτελεί σημαντικό κείμενο καθώς: o Ορίζει το πεδίο εφαρμογής και τις υποχρεώσεις των κρατών μελών. o Διαχωρίζει τα συστήματα προστασίας σε δύο κλάσεις, την Κλάση Α (που είναι το ETCS) και την Κλάση Β, η οποία περιλαμβάνει τα «παραδοσιακά» και υφιστάμενα ε- θνικά συστήματα προστασίας (π.χ. PZB, ASFA κλπ.). Αντίστοιχα ορίζει κλάσεις και για τα συστήματα επικοινωνιών εδάφους αμαξοστοιχίας, την Κλάση Α (GSM-R) και την Κλάση Β (τα εθνικά, υφιστάμενα συστήματα). o Προσδιορίζει τη βασική λειτουργικότητα του συστήματος ETCS και καθορίζει τα επιμέρους υποσυστήματα. o Καθορίζει τον τρόπο ελέγχου και πιστοποίησης της συμμόρφωσης προς τα οριζόμενα στην TSI. o Ορίζει μια στρατηγική σταδιακής εφαρμογής του συστήματος της Κλάσης Α στο ευρωπαϊκό δίκτυο και σταδιακής αντικατάστασης και απόσυρσης των συστημάτων της Κλάσης Β. Η στρατηγική αυτή εξειδικεύεται στη συνέχεια σε ξεχωριστό Κανονισμό της Ευρ. Επιτροπής (2017/6-Commission Implementing Regulation). o Ορίζει τις εφαρμοστέες προδιαγραφές και πρότυπα. Όπως για όλες τις TSI, έτσι και για την TSI-CCS, ο ERA έχει εκδώσει σχετικό Οδηγό Εφαρμογής («TSI Application Guide»).

80 76 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS Χρονολόγιο των TSI-CCS Από το 2002 που εκδόθηκε η πρώτη TSI-CCS και αφορούσε τότε τις γραμμές υψηλών ταχυτήτων ως την αναδιατυπωμένη TSI-CCS του 2016, μεσολάβησε μια σειρά εκδόσεων των TSI και τροποποιήσεων. Οι αναφερόμενες στο σχήμα ως τροποποιήσεις, αφορούσαν τα παραρτήματα των TSI. Από το 2012 και μετά οι TSI έγιναν ε- νιαίες και δεν υπάρχει διαχωρισμός μεταξύ γραμμών υψηλών ταχυτήτων και συμβατικών. Πηγή στοιχείων: ERA FRS Ένα άλλο σημαντικό κείμενο είναι η Προδιαγραφή λειτουργικών απαιτήσεων / Functional Requirement Specification-FRS του ERTMS/ETCS o Αρχικά, κείμενο με την πρωτοβουλία των Σιδηροδρόμων δια της UIC, πλέον κείμενο εκδιδόμενο από τον ERA. Τρέχουσα εν ισχύι έκδοση, η 5.0 ( ) o Θέτει τις απαιτήσεις λειτουργικότητας του συστήματος. Το FRS αφορά την Baseline 2 και με την εισαγωγή της Baseline 3 καταργήθηκε (περί baseline, βλ. κατωτέρω) SRS-Subset 026 Οι εφαρμοστέες προδιαγραφές του συστήματος ETCS περιλαμβάνονται σε εκατοντάδες σελίδες και πλήθος κειμένων που ορίζουν το «τι» και το «πώς» για κάθε λειτουργία και επιμέρους άρθρωμα, εξοπλισμό και υποσύστημα του ETCS καθώς και τις διεπαφές μεταξύ τους. Τα περισσότερα από αυτά τα κείμενα διαρθρώνονται ως «υποσύνολα» («subsets») των προδιαγραφών, όπου κάθε subset αντιμετωπίζει ένα ξεχωριστό ζήτημα το καθένα. Ένα πολύ σημαντικό κείμενο περιλαμβάνεται στο Subset 026 και είναι το λεγόμενο SRS System Requirements Specification / Προδιαγραφή Απαιτήσεων Συστήματος. To SRS-Subset 026 περιγράφει λεπτομερώς κυρίως το «τι κάνει» και όχι τόσο το «πώς το κάνει» κάθε υποσύστημα και λειτουργία του ETCS. Περιγράφει: o Τη λειτουργία των ραδιοφάρων (balises, βλ.: 8.2.2), o Τη λειτουργία των Ασύρματων Κέντρων Αποκλεισμού (RBC, βλ.: 8.2.2), o Τη λειτουργία της πέδησης και την αλληλεπίδρασή της με τον εποχούμενο εξοπλισμό, o Τις καταστάσεις λειτουργίας (Operating modes) και την έννοια και το περιεχόμενο της Άδειας Πορείας (Movement Authority) (βλ.: 8.3). Η επεξεργασία του SRS γίνεται από την UNISIG, την ένωση των ευρωπαϊκών οίκων κατασκευής σηματοδοτικού εξοπλισμού και εκδίδεται από τον ERA. Το SRS, από τη σύλληψη του συστήματος ETCS ως σήμερα, εξελίσσεται και μεταβάλλεται μετά από αιτήματα των χρηστών (σιδηροδρόμων) και από διαπιστώσεις κατά την εφαρμογή τόσο των χρηστών όσο και της σηματοδοτικής βιομηχανίας.

81 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 77 Η εξέλιξη αυτή γίνεται σε «γενεές» τις λεγόμενες «baselines» οι οποίες προβλέπουν παρόμοια λειτουργικότητα και σε κάθε baseline υπάρχουν εκδόσεις (versions). Η εξέλιξη αυτή αποτυπώνεται στον τρόπο αριθμοδότησης κάθε έκδοσης που περιλαμβάνει τρία πεδία, το πρώτο πεδίο δείχνει το baseline, το δεύτερο την έκδοση και το τρίτο την υποέκδοση. Κατά την εξέλιξη του συστήματος η πρώτη baseline η οποία βρήκε εφαρμογή (δηλαδή δημοπρατήθηκαν με βάση αυτήν, εξοπλισμοί) ήταν η δεύτερη. Μετά από προβλήματα που διαπιστώθηκαν (εκδόσεις 2.2.0, , «consolidated», 2.3.0), η έκδοση 2.3.0d του SRS ήταν η πρώτη «σταθερή» έκδοση. Tο επίθεμα «d» σημαίνει «debugged» / «εκσφαλματωμένη» και κατέστη υποχρεωτική η εφαρμογή της με την τροποποίηση των TSI-CCS το 2008 (απόφαση 2008/386/ΕΕ). Οι εκδόσεις της Baseline 2 άφηναν αρκετά ανοιχτά σημεία, τα οποία θα έπρεπε να ε- πιλυθούν με μέριμνα του κάθε κράτους-μέλους και έτσι υπήρχαν συστήματα βασισμένα στην ίδια Baseline αλλά μη διαλειτουργικά μεταξύ τους. Επίσης, στην πορεία διαπιστώθηκαν περαιτέρω προβλήματα κυρίως με τον τρόπο υπολογισμού των καμπυλών πεδήσεως που παρέμενε επίσης ως ανοιχτό σημείο, ενώ κράτη-μέλη ζητούσαν και επιπλέον λειτουργικότητες να ενσωματωθούν στο SRS, οπότε κρίθηκε σκόπιμη η ανάπτυξη της επόμενης γενεάς, της Baseline 3. H Baseline 3 (έκδοση 3.0.0) εκδόθηκε από τον ERA το 2008 ως «μελέτη» και στη συνέχεια προέκυψαν δύο «σταθερές» εκδόσεις, οι και 3.6.0, οι οποίες επισημοποιήθηκαν με την TSI-CCS του 2016 (2016/919/ΕΕ), παράλληλα με την Baseline2. Βασικά νέα στοιχεία της Baseline 3 είναι ο βελτιωμένος αλγόριθμος για τις καμπύλες πέδησης και η προσθήκη της κατάστασης λειτουργίας (operating mode) «Limited Supervision-LS» που θα αναλυθεί στα επόμενα. Θεωρητικά, η Baseline 3 διαθέτει «ανάδρομη συμβατότητα» («backward compatibility») με την έκδοση 2.3.0d και τροχαίο υλικό με εξοπλισμό βασισμένο στην Baseline 3 θα είναι συμβατό με παρατρόχιο εξοπλισμό βασισμένο στην 2.3.0d. 8.2 Εξοπλισμός του συστήματος ETCS Γενικά Για την υλοποίηση της εφαρμογής του συστήματος ETCS είναι απαραίτητη η εγκατάσταση και χρήση προτυποποιημένων στοιχείων εξοπλισμού. Ο εξοπλισμός αυτός, αναλόγως του πού τοποθετείται, διακρίνεται σε: o Παρατρόχιο εξοπλισμό (on track equipment), δηλαδή εξοπλισμό που τοποθετείται επί της γραμμής ή σε κάποια θέση της σιδηροδρομικής υποδομής γενικότερα. o Εποχούμενο εξοπλισμό (on board equipment), δηλαδή εξοπλισμό που τοποθετείται στο τροχαίο υλικό Παρατρόχιος εξοπλισμός Ραδιοφάροι (Balises 10 ) o Πρόκειται για «παθητικούς αναμεταδότες» / passive transponders και δεν απαιτούν ηλεκτρική τροφοδοσία ενεργοποιούνται από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο του αναγνώστη τους επί του συρμού. Χρησιμοποιούνται για να αποστέλλουν προτυποποιημένα μηνύματα στις κινητήριες μονάδες τα οποία καλούνται «τηλεγραφήματα» ( telegrams ). o Τα τηλεγραφήματα μπορεί να είναι σταθερού / μόνιμου περιεχομένου ή μεταβαλλόμενου περιεχομένου. Έτσι για τον έλεγχο της θέσης του συρμού και τη διόρθωση του ο- 10 H λέξη balise προέρχεται από τη γαλλική και σημαίνει «σημαντήρας»

82 78 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS δομέτρου του αποστέλλουν ένα σταθερού περιεχομένου τηλεγράφημα. Πρόκειται για τους «σταθερούς ραδιοφάρους» («fixed balises»). Για την επίδοση στο θάλαμο οδήγησης της εντολής που δίνει ένα φωτόσημα παρά τη γραμμή θα αποστέλλουν τηλεγράφημα μεταβαλλόμενου περιεχομένου, αντίστοιχου της εκάστοτε ένδειξης, οπότε πρόκειται για «διαφανείς ραδιοφάρους» («transparent balises»). Η δυνατότητα αποστολής μεταβαλλόμενου τηλεγραφήματος απαιτεί οι Ραδιοφάροι να είναι συνδεδεμένοι με Ηλεκτρονική Μονάδα Γραμμής (LEU). o Οι Ραδιοφάροι τοποθετούνται σε ομάδες (balise groups), έτσι ώστε κάθε Ραδιοφάρος να μεταδίδει ένα τηλεγράφημα και ο συνδυασμός όλων των τηλεγραφημάτων να καθορίζει το μήνυμα που αποστέλλεται από την ομάδα των Ραδιοφάρων προς το συρμό. Ένας μεμονωμένος ραδιοφάρος (είναι η συνήθης περίπτωση των ραδιοφάρων που αποστέλλουν τηλεγράφημα χιλιομετρικής θέσης) θεωρείται και αυτός ως ομάδα. Στις υ- πόλοιπες περιπτώσεις και κυρίως για τις εφαρμογές του Επιπέδου 1, οι ραδιοφάροι συνδέονται σε ομάδες από 2 ως μέγιστο 8 ραδιοφάρων. Η σύνδεση των ραδιοφάρων σε ομάδες από δύο και άνω είναι αναγκαία επίσης και για τη διαπίστωση της φοράς της αμαξοστοιχίας. Όμάδα Ραδιοφάρων (αρ.) και Ηλεκτρονική Μονάδα Γραμμής (LEU) (δεξ.) Αριστερά εικονίζεται ζεύγος ραδιοφάρων σε εφαρμογή συστήματος Επιπέδου 1, δεξιά το ερμάριο μιας LEU. Ηλεκτρονική Μονάδα Γραμμής (Lineside Electronic Unit, LEU) o Ηλεκτρονικός εξοπλισμός που παράγει τα τηλεγραφήματα που θα αποσταλούν μέσω των Ραδιοφάρων στους συρμούς, λαμβάνοντας πληροφορίες από τον παρατρόχιο εξοπλισμό σηματοδότησης (φωτοσήματα). Οι Ηλεκτρονικές Μονάδες Γραμμής μπορεί, ακόμη, να συνδέονται με Βρόχους ή/και Μονάδες Ασύρματης Ενδιάμεσης Επικαιροποίησης. Βρόχος (Euroloop) o Είναι εξάρτημα που αποτελείται από ένα ακτινοβολούν καλώδιο τοποθετημένο κατά μήκος της εσχάρας της γραμμής. Παρά την ονομασία του δεν έχει το σχήμα θηλιάς είναι ένα γραμμικό στοιχείο. Συνδέεται μέσω ενός μόντεμ με την LEU. Χρησιμοποιείται προαιρετικά σε γραμμές εξοπλισμένες με ETCS Επιπέδου 1 για την αποστολή τηλεγραφημάτων στους συρμούς. Εκτείνονται σε αρκετό μήκος πριν τα φωτοσήματα (~800m), έτσι ώστε να παρέχεται έγκαιρα η δυνατότητα ανανέωσης της Άδειας Κίνησης του συρμού. Η αξιοποίησή του απαιτεί ειδικό αναγνώστη επί του συρμού. Μονάδες ασύρματης ενδιάμεσης επικαιροποίησης (Radio infill units) o Εξοπλισμός ασύρματης μετάδοσης πληροφοριών που χρησιμοποιείται προαιρετικά σε γραμμές ETCS Επιπέδου 1 για την αποστολή τηλεγραφημάτων στους συρμούς. Ο εξοπλισμός χρησιμοποιεί το δίκτυο GSM-R και τοποθετείται πριν από φωτοσήματα, έτσι ώστε να παρέχεται έγκαιρα ανανέωση της Άδειας Κίνησης του συρμού. Και στην περίπτωση των μονάδων αυτών απαιτείται χρήση ειδικού εξοπλισμού στις κινητήριες μονάδες (Euroradio) Ασύρματο δίκτυο επικοινωνιών και μετάδοσης δεδομένων (GSM-R)

83 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 79 o Το GSM-R αποτελεί όπως αναφέρθηκε αυτόνομο πυλώνα του συστήματος ERTMS και στην αρχική του σύλληψη αποσκοπούσε στην υψηλής αξιοπιστίας ασύρματη φωνητική επικοινωνία και διαβίβαση δεδομένων μεταξύ Μηχανοδηγών και προσωπικού εδάφους. Είναι ένα σύστημα κινητής τηλεφωνίας το οποίο σε σχέση με τη συμβατική κινητή τηλεφωνία που χρησιμοποιείται στις καθημερινές επικοινωνίες (GSM), διαθέτει λόγω της διαμόρφωσης του εξοπλισμού του πολύ υψηλότερη ασφάλεια, διαθεσιμότητα, αξιοπιστία και δυνατότητα χρήσης ακόμα και όταν η συσκευή κινείται με υψηλές ταχύτητες (ως 500km/h). Επιπλέον έχει τη δυνατότητα κλήσεων με ιεραρχημένη προτεραιότητα, κατάλληλων για τις σιδηροδρομική κυκλοφορία (κλήση κινδύνου, ομαδικές κλήσεις, κλήσεις προς συνδρομητές σε εντοπισμένη περιοχή του δικτύου κ.ά.). o Όμως αποτελεί και δομικό στοιχείο του συστήματος προστασίας / ελέγχου, χρησιμοποιούμενο στην αμφίδρομη ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ του εποχούμενου εξοπλισμού και του Ασύρματου Κέντρου Αποκλεισμού/RBC (για τα Επίπεδα 2 και 3) ή των Μονάδων Ασύρματης Ενδιάμεσης Επικαιροποίησης (για το Επίπεδο 1). Έτσι σε γραμμές εξοπλισμένες για λειτουργία Επιπέδων 2 ή 3 θα πρέπει να έχουν καλυφθεί πλήρως με τον κατάλληλο εξοπλισμό του GSM-R (σταθμούς βάσης κλπ.) Ασύρματο Κέντρο Αποκλεισμού 11 (Radio Block Centre RBC) Πρόκειται για ηλεκτρονικό / υπολογιστικό σύστημα που παράγει τις Άδειες Πορείας που αποστέλλονται στους συρμούς με βάση τις πληροφορίες που το RBC λαμβάνει από τον παρατρόχιο εξοπλισμό σηματοδότησης (συστήματα αλληλεξαρτήσεων / αποκλεισμού και ισόπεδων διαβάσεων) και τις πληροφορίες περί θέσης του συρμού που λαμβάνει από τον εποχούμενο εξοπλισμό του ETCS. Το Ασύρματο Κέντρο ελέγχει την κατάσταση του συστήματος αλληλεξαρτήσεων (ελεύθερα / κατειλημμένα κυκλώματα ανίχνευσης εμπρός από τους συρμούς, θέσεις αλλαγών κλπ), διαθέτει αποθηκευμένα στοιχεία για την υποδομή (κλίσεις γραμμής, όρια ταχυτήτων, θέσεις αλλαγών και τμηματισμού) και υπολογίζει την Άδεια Πορείας για κάθε συρμό, που βρίσκεται στη δικαιοδοσία του συγκεκριμένου Κέντρου. Οι Άδειες Πορείας μεταδίδονται ασύρματα, μέσω του συστήματος GSM-R. Αφορά αποκλειστικά τα Επίπεδα 2 και Εποχούμενος εξοπλισμός Βασικός εξοπλισμός ERTMS/ETCS, ο οποίος είναι αναγκαίος σε όλα τα επίπεδα: o Κεντρικός Ζωτικός Υπολογιστής (European Vital Computer) Ο ζωτικός υπολογιστής της κινητήριας μονάδας υπολογίζει, με τα στοιχεία του οδομέτρου και των χαρακτηριστικών του συρμού (βάρος, μήκος, πέδη), το ασφαλές προφίλ ταχύτητας που πρέπει να αναπτύξει ο συρμός o Κεραία / Αναγνώστης ραδιοφάρων (Balise Transmission Module BTM) Βρίσκεται κάτω από το δάπεδο της κινητήριας μονάδας (στις μηχανές) ή του θάλαμου οδήγησης (σε αυτοκινητάμαξες και παρομοίου τύπου συρμούς). o Οδόμετρο, για τον υπολογισμό της θέσης και της ταχύτητας του συρμού. o Καταγραφική Μονάδα (Juridical Recording Unit JRU) συμβάντων και ενεργειών του συρμού και του Μηχανοδηγού 12. Χρησιμοποιείται κυρίως για τις ανάγκες διερεύνησης συμβάντων. o Διεπαφή Μηχανοδηγού Μηχανής (Driver Machine Interface DMI- Eurocab). 11 Στην ελληνική μετάφραση της ΤΠΔ έχει αποδοθεί ως «Κέντρο Ραδιοπλοκάδας»/ΚΡΠ (!) 12 Πλέον το άρθρωμα του JRU αποτελεί αντικείμενο της TSI-Locomotives and Passenger Rolling Stock. Οι προδιαγραφές του ETCS καλύπτουν πια μόνο τη διεπαφή του με τα υπόλοιπα αρθρώματα του εποχούμενου εξοπλισμού

84 80 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS Προτυποποιημένη οθόνη στο θάλαμο οδήγησης η οποία υποδεικνύει κατάλληλα στο μηχανοδηγό τις οδηγίες που προκύπτουν από τους υπολογισμούς του ζωτικού υπολογιστή καθώς και άλλα βασικά στοιχεία όπως την ταχύτητα και το καθεστώς λειτουργίας. Επιπλέον επιτρέπει την είσοδο από το μηχανοδηγό βασικών στοιχείων που απαιτούνται από τον υπολογιστή για τους υπολογισμούς και τις καταγραφές (δηλαδή τον αριθμό της αμαξοστοιχίας, βάρη, πέδηση κτλ.). Τυπική μορφή DMI/ΔΜΜ. Διακρίνονται η ταχύτητα-στόχος του συρμού (60 χλμ/ώ, κάτω άκρο του φωτεινού τόξου στο ταχύμετρο),η τρέχουσα ταχύτητα (114 χλμ/ώ, δείκτης του ταχύμετρου και αριθμητική ένδειξη στο κέντρο της βελόνας), η απόσταση έως την οποία ο συρμός πρέπει να έχει μειώσει τη ταχύτητά του (distance to go, αριθμητικά και γραφικά ως κατακόρυφη φωτεινή στήλη, στο αριστερό της οθόνης) και η κατάσταση (mode) λειτουργίας του συρμού (πλήρης επιτήρηση FS, το ιδεόγραμμα με τη μορφή ανθρώπινου ματιού στο κέντρο). Το Επίπεδο στο οποίο κινείται ο συρμός δεικνύεται κάτω αριστερά (Επίπεδο 1, διακεκομμένη γραμμή) o Διεπαφή με σύστημα έλξης και πέδησης (TIU). Σκοπός αυτού του αρθρώματος είναι η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ του Ζωτικού Υ- πολογιστή και του συστήματος ελέγχου ισχύος και πέδης της κινητήριας μονάδας, ούτως ώστε να ελέγχεται η πορεία της αμαξοστοιχίας ανάλογα με την συμμόρφωση του μηχανοδηγού προς τις ενδείξεις της ΔΜΜ και τις Άδειες Πορείας. Δεν αποτελεί ακριβώς προτυποποιημένο άρθρωμα του συστήματος διαφέρει αναλόγως του τύπου της κινητήριας μονάδας, έχει όμως προτυποποιημένη ανταλλαγή δεδομένων με τον EVC. Διάρθρωση του εποχούμενου εξοπλισμού. Διακρίνονται τα επιμέρους υποσυστήματα-αρθρώματα (modules) του εποχούμενου εξοπλισμού. (Προσαρμογή- Συμπλήρωση από την παν/μιακή παράδοση J. Trinckauf (2010) «ETCS das einheitliche Zugbeeinflussungssystem für Europa», TU Dresden.)

85 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 81 Εξοπλισμός που τοποθετείται σε συγκεκριμένα επίπεδα και διαμορφώσεις τους. o Εξοπλισμός διασύνδεσης ETCS με GSM-R (Euroradio). Χρησιμοποιείται για την α- νταλλαγή πληροφοριών μεταξύ του εποχούμενου εξοπλισμού ETCS και των RBC ή των Radio Infill Units. Δεν έχει σχέση με την ασύρματη φωνητική επικοινωνία μηχανοδηγού με θέσεις εδάφους. Αφορά τα Επίπεδα 2 και 3 υποχρεωτικά και προαιρετικά στο Επίπεδο 1, όταν απαιτείται αξιοποίηση των Radio Infill Units. o Κεραία/αναγνώστης βρόχων (Loop Transmission Module LTM). Αφορά το Επίπεδο 1, η τοποθέτησή του είναι προαιρετική όταν απαιτείται αξιοποίηση τυχόν τοποθετημένων Euroloop. o Σύστημα διαπίστωσης ακεραιότητας της αμαξοστοιχίας. Αποτελεί θεωρητική απαίτηση για τη λειτουργία του Επιπέδου 3. Δεν έχει ακόμα εφευρεθεί. 8.3 Movement authority και Operating modes Κεντρική σημασία στο σύστημα ETCS αποτελούν οι έννοιες: o Άδεια πορείας/«movement Authority/MA», o Κατάσταση ή καθεστώς λειτουργίας (Operating Mode) Movement Authority-ΜΑ / Άδεια πορείας Γενικά Άδεια Πορείας ορίζεται ως η άδεια κίνησης προς μια συγκεκριμένη θέση τηρώντας τους περιορισμούς που θέτει η υποδομή. Επιδίδεται από τον παρατρόχιο εξοπλισμό (είτε α- πό το σύστημα φωτόσημα/leu/ραδιοφάρος στο Επίπεδο 1 είτε από το σύστημα RBC / GSM-R Επίπεδα 2 και 3) προς την αμαξοστοιχία, η οποία Άδεια στη συνέχεια, μέσω του ζωτικού υπολογιστή, μεταφράζεται σε οδηγία προς το μηχανοδηγό για την ακολουθητέα ταχύτητά του μέσω του DΜΙ. Η άδεια πορείας ισχύει μέχρις ενός σημείου στόχου το οποίο καλείται είτε End of Authority / ΕοΑ (δηλαδή «πέρας της Αδείας») όταν η ταχύτητα-στόχος είναι μηδενική είτε Limit of Authority / LoA όταν η ταχύτητα-στόχος είναι διαφορετική της μηδενικής. o Παράδειγμα ΜΑ σε ένα σύστημα ETCS Επιπέδου 1: Έστω ένα φωτόσημα επιδίδει κίτρινη ένδειξη (δηλαδή: «Πεδήστε, επόμενο φωτόσημα ερυθρό»). Τότε με την LEU και μέσω της ομάδας ραδιοφάρων θα μεταδοθεί στην κινητήρια μονάδα μήνυμα που περιέχει τα παρακάτω: Την ταχύτητα στόχο που πρέπει να έχει επιτύχει ως την επόμενη ομάδα ραδιοφάρων/φωτόσημα, εν προκειμένω τη μηδενική ταχύτητα. Την απόσταση ως το σημείο στο οποίο θα πρέπει να έχει ακινητοποιηθεί. Τις εκ των προτέρων προγραμματισμένες στους ραδιοφάρους πληροφορίες για τα χαρακτηριστικά της γραμμής (μηκοτομή, επιτρεπόμενες ταχύτητες) που μεσολαβεί μέχρι την επόμενη ομάδα ραδιοφάρων. Πρόσθετες πληροφορίες ασφαλείας (αναγνωριστικός αριθμός επόμενης ομάδας ραδιοφάρων κ.ά.) Ο ζωτικός υπολογιστής της κινητήριας μονάδας προβαίνει σε υπολογισμούς που λαμβάνουν υπ όψιν τόσο τα χαρακτηριστικά της αμαξοστοιχίας (ισχύς πέδησης) όσο και τις πληροφορίες του τηλεγραφήματος και υποδεικνύει στο μηχανοδηγό ένα προφίλ συνεχώς μειούμενης οφειλόμενης ταχύτητας ως το ΕοΑ, δηλαδή το ερυθρό φωτόσημα, στο οποίο ο συρμός θα πρέπει να σταθμεύσει. Παράλληλα, με τα στοιχεία που συλλέγονται από το οδόμετρο και καθώς είναι γνωστή τόσο η απόσταση μεταξύ των δύο ση-

86 82 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS μάτων, το DΜΙ δείχνει τη συνεχώς μειούμενη απομένουσα απόσταση μέχρι την οποία ισχύει η ΜΑ (απόσταση ως το στόχο distance to go) Η Άδεια Πορείας σε λεπτομέρεια Με τη συμβατική παρατρόχια σηματοδότηση, ένα σήμα δίνει μια απλοποιημένη άδεια πορείας. Ένα π.χ. πράσινο φωτόσημα δίνει την άδεια πορείας «ελεύθερη πορεία ως το ε- πόμενο φωτόσημα». Ένα πρόσημα με την προειδοποιητική ένδειξη «πεδήστε, στάθμευση στο επόμενο» δίνει μια άδεια πορείας, ελεύθερης υπέρβασής του κατ αρχάς, η οποία ισχύει ως το επόμενο κλειστό σήμα, όπου ακριβώς σε αυτό ο συρμός πρέπει να έχει ακινητοποιηθεί. Η ρύθμιση της ταχύτητας επαφίεται στο μηχανοδηγό ενώ ο σχεδιασμός του συστήματος σηματοδότησης διαθέτει συνήθως πρόνοιες για το ενδεχόμενο αυτός να μην καταφέρει να ακινητοποιήσει με ακρίβεια την αμαξοστοιχία, μέσω του overlap. Στο σύστημα προστασίας του ETCS η επίδοση της Άδειας Πορείας από τον παρατρόχιο εξοπλισμό λαμβάνει υπ όψιν, πέρα από το ελεύθερο ή μη της γραμμής, και τη διαρρύθμιση του συστήματος σηματοδότησης ώστε στη συνέχεια ο εποχούμενος εξοπλισμός να προβεί στους αναγκαίους υπολογισμούς που σχετίζονται με την επιτήρηση της ταχύτητας. Έτσι, πέραν του ορισμού ενός «End of Authority/EoA», στο ETCS έχουν εισαχθεί οι έννοιες της «επιτηρούμενης θέσης» και του «σημείου κινδύνου» (Supervised Location / SvL και Danger Point / DP, αντίστοιχα). Η επιτηρούμενη θέση, όπως θα αναλυθεί και ακολούθως είναι το σημείο το οποίο θα θέσει ο εποχούμενος εξοπλισμός ως απόλυτο και απόλυτα απαραβίαστο στόχο για το σημείο ακινητοποίησης και την επιτήρηση της καμπύλης πέδησης,. Ως σημείο κινδύνου ορίζεται σημείο του οποίου η υπέρβαση από το ρύγχος / εμπρόσθιο άκρο της αμαξοστοιχίας θα οδηγήσει σε επικίνδυνη κατάσταση. Τέτοια σημεία είναι ενδεικτικά το όριο αποστάσεως μιας αλλαγής ή η αιχμή της. Άδεια Πορείας και χαρακτηριστικά σημεία Στο σχήμα επάνω διακρίνεται η περίπτωση που το παρατρόχιο σύστημα σηματοδότησης υλοποιεί ένα overlap.κάτω αριστερά, δεν υλοποιείται overlap, υπάρχει όμως ένα σημείο κινδύνου (DP). Κάτω δεξιά δεν διατίθεται overlap αλλά δεν υπάρχει και DP. Στην κάθε περίπτωση δεικνύεται η θέση της SvL σε σχέση με το ЕоА.

87 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 83 Έτσι λοιπόν, πέραν του πέρατος της Άδειας Πορείας (ΕοΑ) ενδεχομένως: o Να διατίθεται overlap, οπότε υπάρχει ένα διαθέσιμο «μαξιλάρι ασφαλείας». Τότε η ε- πιτηρούμενη θέση ταυτίζεται με το πέρας του overlap. o Να μην διατίθεται overlap, όμως να υπάρχει π.χ. μία αλλαγή, δηλαδή ένα σημείο κινδύνου (DP), οπότε η επιτηρούμενη θέση ταυτίζεται με το σημείο αυτό. o Να μη διατίθεται overlap, ούτε όμως να υπάρχει σημείο κινδύνου, οπότε η επιτηρούμενη θέση να ταυτίζεται με το ЕоА. Επειδή όπως αναλύθηκε στην 4.2.5, η εξασφάλιση ελεύθερου overlap έχει μια χρονική διάρκεια, κατ αρχήν οι Άδειες Πορείας που περιέχουν ως επιτηρούμενη θέση το ά- κρο ενός overlap, έχουν και αυτές αντίστοιχα ένα χρονικό όριο ισχύος Επιτήρηση της καμπύλης πέδησης Στο σημείο αυτό απαιτούνται λίγα βασικά στοιχεία για τη λειτουργία της πέδης των α- μαξοστοιχιών. o Ο μηχανοδηγός δια του χειριστηρίου του μπορεί να επιβραδύνει ή να ακινητοποιήσει το συρμό, με βάση την εμπειρία του, επιβάλλοντας μία ήπια πέδηση, άλλοτε σκληρότερη άλλοτε ασθενέστερη. Αυτή καλείται «υπηρεσιακή πέδη» (Service brake). Κατά την πέδηση ο μηχανοδηγός μπορεί να μεταβάλλει την ισχύ της πέδησης, χαλαρώνοντάς την ή συσφίγγοντάς την περισσότερο. o Σε περίπτωση όμως κινδύνου, είτε με χειρισμό του μηχανοδηγού είτε από επενέργεια διαφόρων συστημάτων ασφαλείας, επέρχεται η λεγόμενη «ακαριαία πέδη» (Emergency brake), όπου πλέον η πέδη εφαρμόζεται με πλήρη ισχύ και άπαξ και ενεργοποιηθεί, ο μηχανοδηγός δεν μπορεί να την ανακαλέσει. Με την ακαριαία πέδη επέρχεται η πλήρης ακινητοποίηση της αμαξοστοιχίας. Σκοπός του ETCS είναι να υποδείξει μέσω του DMI στο μηχανοδηγό ένα προφίλ μειούμενης ταχύτητας με στόχο το πέρας της Άδειας Πορείας, να το επιτηρήσει ως προς την επίτευξή του και ενδεχομένως και να το επιβάλλει εφόσον διαπιστωθεί από το Ζωτικό Υπολογιστή ότι ο μηχανοδηγός δεν συμμορφώνεται έγκαιρα. Η ακαριαία πέδηση πρέπει να επιβάλλεται από το σύστημα μόνο όταν είναι απόλυτα αναγκαίο. Όπως χαρακτηριστικά αναφέρεται σε κείμενο του ERA, η λειτουργία του ЕTCS δεν είναι αυτή του «αλεξιπτώτου» (parachute) είναι να συμβουλεύει το μηχανοδηγό πριν χρειαστεί αυτό να ανοίξει. Για το λόγο αυτό ό εποχούμενος υπολογιστής προβαίνει σε υπολογισμούς μιας σειράς καμπυλών πέδησης, με βάση τα χαρακτηριστικά της Άδειας Πορείας που λαμβάνει, τη μηκοτομή της γραμμής, τυχόν μεταβαλλόμενα όρια ταχύτητας που μεσολαβούν μέχρι το ΕοΑ (περιέχονται στα τηλεγραφήματα της Άδειας Πορείας) και τη διαθέσιμη ισχύ πέδησης του συρμού (που έχει εισαγάγει ο μηχανοδηγός στην αρχή του δρομολογίου). Η DMI υποδεικνύει μια οφειλόμενη-επιτρεπόμενη ταχύτητα με ήπια επιβράδυνση. Ό- ταν ο μηχανοδηγός υπερβεί ένα όριο, το όριο προειδοποίησης (W Warning), ηχεί μία προειδοποίηση. Στη συνέχεια υπάρχει το όριο επέμβασης της υπηρεσιακής πέδης (SBI Service Brake Intervention) όπου πλέον επέρχεται ισχυρή, αλλά ακόμα υπηρεσιακή πέδη. Στόχος είναι να μην ξεπεραστεί το ЕоА. H SBI προκύπτει από μία καμπύλη (SBD Service Brake Deceleration) που ο ζωτικός υπολογιστής έχει υπολογίσει για το όριο επίτευξης ακινητοποίησης με την ισχυρότερη δυνατή υπηρεσιακή πέδη. Εάν ο μηχανοδηγός εξακολουθεί να μη συμμορφώνεται τότε επέρχεται ακαριαία πέδηση, με στόχο όμως την επιτηρούμενη θέση (SvL) και όχι τo ΕοΑ. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι επέμβαση με χρήση υπηρεσιακής πέδης δεν είναι υποχρεωτική απαίτηση του ETCS. Προδιαγράφεται υποχρεωτικά μόνο η επέμβαση με χρήση ακαριαίας πέδης, η χρήση της υπηρεσιακής είναι προαιρετική.

88 84 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS Τρόπος επιτήρησης των καμπυλών πέδησης στο ETCS Δίνονται οι διάφορες καμπύλες που επιτηρεί το εποχούμενο σύστημα του ETCS και η «στόχευσή» τους σε σχέση με το ΕοΑ και την SvL όταν τα σημεία αυτά είναι διαφορετικά Ταχύτητα απελευθέρωσης-release Speed Σε σημειακά συστήματα προστασίας, εμφανίζεται το πρόβλημα η επιβληθείσα από το σύστημα καμπύλη πέδησης να μην υλοποιείται τελικά με ακρίβεια από το συρμό, κυρίως λόγω ανακρίβειας του οδομέτρου. Οπότε υπάρχει το ενδεχόμενο ο συρμός να ακινητοποιηθεί πριν το σημείο που μπορεί να ανανεώσει την Άδεια Πορείας του, εν προκειμένω πριν μια ομάδα ραδιοφάρων, με συνέπεια την «παγίδευσή» του. Για να αποφευχθεί αυτό, στο Επίπεδο 1 του ETCS προβλέπεται μία «χαλάρωση» του ε- πιβαλλόμενου ορίου, σε μια μικρή ταχύτητα («ταχύτητα απελευθέρωσης»/release speed) ούτως ώστε ο μηχανοδηγός να είναι σε θέση, σε κάθε περίπτωση, να μπορεί να φτάσει μέχρι τους ραδιοφάρους. Εξυπακούεται ότι η ταχύτητα απελευθέρωσης δεν του δίνει το δικαίωμα να υπερβεί ένα κλειστό σήμα με μικρή ταχύτητα η διέλευση από ραδιοφάρους που αντιστοιχούν σε κλειστό σήμα επιφέρει ακαριαία πέδηση. Σημειώνεται ότι είναι μια πρόνοια που διατίθεται και σε παλαιότερα συστήματα προστασίας όπως το PZB (είναι χρήσιμο να προσεχθεί στη λεπτομέρειά του το σχήμα της σελίδας 61). Ταχύτητα απελευθέρωσης - Release speed Operating modes / Καταστάσεις λειτουργίας Καταστάσεις λειτουργίας είναι καταστάσεις στις οποίες μεταπίπτει το εποχούμενο υποσύστημα του ETCS, ανάλογα με τις κυκλοφοριακές συνθήκες της γραμμής ή την κατάσταση του εποχούμενου εξοπλισμού και στις οποίες υπάρχει προκαθορισμένη οριοθέτηση μεταξύ του τι ελέγχει το σύστημα ETCS και του τι βρίσκεται υπό τον έλεγχο του μηχανοδηγού. Οι καταστάσεις αυτές είναι 16 και οι βασικότερες από αυτές είναι:

89 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 85 o Full Supervision-FS/Πλήρης επιτήρηση. Σε αυτήν την κατάσταση υποδεικνύεται και επιβάλλεται στο μηχανοδηγό ένα πλήρες προφίλ ταχύτητας ως το σημείο πέρατος της ΜΑ. o Staff Responsible-SR/Με ευθύνη του μηχανοδηγού: Κατάσταση στην οποία ο μηχανοδηγός αναλαμβάνει τον έλεγχο της αμαξοστοιχίας παρότι κινείται σε περιοχή εξοπλισμένη με παρατρόχιο εξοπλισμό ETCS. Είναι αναγκαία για την αντιμετώπιση συνθηκών όπως βλάβες σηματοδότησης ή περιπτώσεις όπου μια αμαξοστοιχία, παρότι διαθέτει ETCS δεν έχει ακόμα κατορθώσει να λάβει ΜΑ. Στην περίπτωση αυτή ο μηχανοδηγός κινείται με δική του ευθύνη με επιβολή από το σύστημα χαμηλής ταχύτητας, τηρώντας τυχόν ενδείξεις από παρατρόχια σήματα. o On Sight-OS/Πορεία εν όψει: Σε αυτήν την κατάσταση, το σύστημα ορίζει μια οροφή χαμηλής ανώτατης ταχύτητας (~40km/h-ποικίλει από χώρα σε χώρα-ταχύτητα που ο- ρίζεται από το δίκτυο) με την οποία δύναται να κινηθεί ο μηχανοδηγός αφού πρώτα σταματήσει. Το σύστημα μεταπίπτει στην κατάσταση OS μετά από στάθμευση λόγω κάποιου ερυθρού φωτοσήματος το οποίο ο μηχανοδηγός λαμβάνει την εντολή να υ- περβεί καθώς και για την είσοδο σε κατειλημμένη γραμμή. Η αμαξοστοιχία θα κινηθεί σε κατάσταση OS μέχρι να ληφθεί η κατάλληλη ΜΑ.. Η βασική διαφορά ως προς την κατάσταση SR έγκειται στο ότι στην OS η διαδρομή στην οποία θα κινηθεί ο συρμός είναι δεσμευμένη σηματοτεχνικά αλλά η ελευθερία της δεν μπορεί να επιβεβαιωθεί. o Shunting-SH/Ελιγμοί: Σε αυτήν την κατάσταση ένας συρμός μπορεί να εκτελέσει ε- λιγμούς σε μία προκαθορισμένη περιοχή ενός σταθμού τηρώντας μια μέγιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα. Την εντολή μετάπτωσης από FS σε SH και τούμπαλιν, τή λαμβάνει από κατάλληλα τοποθετημένους ραδιοφάρους στα όρια της περιοχής ελιγμών είτε από το μηχανοδηγό. o UN-Unfitted / Μη εξοπλισμένο (δηλ. με ETCS). Κατάσταση που επιτρέπει στην αμαξοστοιχία που είναι εξοπλισμένη με ETCS να κινηθεί σε περιοχή του δικτύου μη εξοπλισμένη με παρατρόχιο εξοπλισμό ЕТCS. Ελέγχει και επιβάλλει μόνο την τήρηση της απόλυτης μέγιστης ταχύτητας που μπορεί να αναπτύξει ο μηχανοδηγός. To σύστημα της ΔΜΜ λειτουργεί μόνο ως ταχύμετρο. o LS-Limited Supervision / Περιορισμένη επιτήρηση. Αναλύεται διεξοδικά στην Με βάση το SRS, η μετάπτωση από τη μία κατάσταση στην άλλη γίνεται είτε αυτόματα για κάποιες από αυτές, όπως π.χ. για τις FS ή OS (με εντολή που δίνεται από τον παρατρόχιο εξοπλισμό) είτε με μεσολάβηση του μηχανοδηγού, ο οποίος ενεργεί με βάση τους κανονισμούς και τις οδηγίες που τηρεί (π.χ. για καταστάσεις που σχετίζονται με το συρμό ευρισκόμενο σε φάση προετοιμασίας ή για τη μετάβαση στην κατάσταση SH). 8.4 ETCS Επιπέδου 1 (Level 1) Γενικά Το Επίπεδο 1 εφαρμόζεται ως συμπλήρωμα στο παρατρόχιο σύστημα σηματοδότησης (αλληλεξαρτήσεις, αποκλεισμός και φωτοσήματα) και επικάθεται σε αυτό. Η κύρια α- ποστολή του είναι η δημιουργία της Άδειας Πορείας/ΜΑ, βάσει των πληροφοριών που συλλέγονται από το παρατρόχιο σύστημα σηματοδότησης και ο έλεγχος της συμμόρφωσης του Μηχανοδηγού με αυτό. Η διασύνδεση του συστήματος με τα υπάρχοντα συστήματα αλληλεξάρτησης και αποκλεισμού αφορά μόνο τη λήψη πληροφοριών από αυτά σχετικά με τις ενδείξεις των φωτοσημάτων.

90 86 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS Η γενική αρχή λειτουργίας του Επιπέδου 1. (το σχήμα προέρχεται από ανενεργό πλέον ιστότοπο της UIC) Αναγκαίος εξοπλισμός Το παρατρόχιο σύστημα στη διαμόρφωση του Επιπέδου 1 περιλαμβάνει: o Μία Ηλεκτρονική Μονάδα Γραμμής / LEU ανά φωτόσημα, για τη δημιουργία των τηλεγραφημάτων και Αδειών Πορείας που μεταδίδονται στους συρμούς μέσω των συνδεδεμένων Ραδιοφάρων. Τα τηλεγραφήματα δημιουργούνται ανάλογα με τις ενδείξεις του φωτοσήματος με το οποίο συνδέεται η Ηλεκτρονική Μονάδα. o Τοποθέτηση στο κέντρο της γραμμής ομάδων Ραδιοφάρων (δύο τουλάχιστον) εκ των οποίων ένας χρησιμοποιείται για έλεγχο της θέσης και ο άλλος για να μεταδίδει προς την κινητήρια μονάδα την Άδεια Πορείας / Movement Authority. Η λειτουργία ως ζεύγους τουλάχιστον, είναι αναγκαία επίσης ώστε η МА να δίνεται στις αμαξοστοιχίες σε αντιστοιχία με τη φορά τους. Σε διαμορφώσεις που απαιτούν και επικαιροποίηση, οι ομάδες μπορεί να έχουν και περισσότερους των δύο ραδιοφάρους. Στο εποχούμενο σύστημα είναι αναγκαίος ο βασικός εξοπλισμός που περιγράφηκε στην δηλαδή Κεντρικός Ζωτικός Υπολογιστής, Αναγνώστης / κεραία ραδιοφάρων (ΒΤΜ) και προαιρετικά βρόχων (LTM), Οδόμετρο, Καταγραφική Μονάδα (Juridical Recording Unit), Διεπαφή Μηχανοδηγού-Μηχανής (ΔΜΜ/DMI). Εποχούμενος εξοπλισμός διασύνδεσης GSM-R με ЕTCS (Euroradio) δεν είναι αναγκαίος καθώς οι ΜΑ μεταδίδονται κατ αρχάς μόνο μέσω ραδιοφάρων. Είναι όμως είναι επιθυμητός μόνο για την αξιοποίηση αν υπάρχουν μονάδων ασύρματης επικαιροποίησης (Radio infill) ό- που γίνεται επικαιροποίηση της ΜΑ. Η προσθήκη στον αναγνώστη ραδιοφάρων και α- ναγνώστη βρόχων / LTM είναι και αυτή προαιρετική και επιθυμητή μόνο για την αξιοποίηση τυχόν εγκατεστημένων βρόχων Τρόπος λειτουργίας Με τη διέλευση της αμαξοστοιχίας από μία ομάδα ραδιοφάρων αυτή λαμβάνει μήνυμα συντιθέμενο από τηλεγραφήματα με την εκάστοτε ένδειξη του φωτοσήματος που είναι συνδεδεμένο με τους ραδιοφάρους (μέσω του LEU) καθώς και τις ενσωματωμένες πληροφορίες στους ραδιοφάρους που αφορούν στα χαρακτηριστικά της γραμμής. Λαμβάνοντας το τηλεγράφημα ο υπολογιστής της κινητήριας μονάδας υπολογίζει, με τα στοιχεία του οδομέτρου και των χαρακτηριστικών του συρμού (βάρος, μήκος, πέδη), το ασφαλές προφίλ ταχύτητας που μπορεί να αναπτύξει ο συρμός και την υποδεικνύει κατάλληλα στο μηχανοδηγό, μέσω της ΔΜΜ. Εάν ο Μηχανοδηγός δεν ανταποκριθεί έγκαιρα στις «εντολές» του εποχούμενου συστήματος, το σύστημα παρεμβαίνει, («κλείσιμο» του επιταχυντή, επιβολή ήπιας πέδησης) με «σκληρότερο» μέτρο παρέμβασης την ακαριαία πέδηση, όταν ο μηχανοδηγός έχει υ-

91 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 87 περβεί την οροφή επιβολής της) ή όταν ο εποχούμενος εξοπλισμός δε διαθέτει διασύνδεση με την υπηρεσιακή πέδη. (Για τον τρόπο παρέμβασης βλ.: ). Με άλλα λόγια, μέσω του παρατρόχιου εξοπλισμού, επαναλαμβάνεται η εντολή των φωτοσημάτων εντός του θαλάμου οδήγησης και επιβάλλεται στη συνέχεια, μέσω του εποχούμενου εξοπλισμού, η συμμόρφωση του μηχανοδηγού προς αυτά. Ως εκ τούτου, το ETCS Επιπέδου 1 είναι ένα σύστημα που μπορεί να προστεθεί στο υπάρχον παρατρόχιο σύστημα σηματοδότησης, χωρίς να απαιτείται η ανακαίνιση ή η αναβάθμισή του. Το ETCS-1 όπως γίνεται αντιληπτό από την περιγραφή που προηγήθηκε, είναι κατά βάση ένα σημειακό σύστημα προστασίας και η λειτουργία του θυμίζει τη λογική του Indusi / PZB, με πολύ πληρέστερη όμως επιτήρηση της ταχύτητας, η οποία είναι συνεχής, δεν περιορίζεται στην περιοχή των φωτοσημάτων και υποδεικνύεται συνεχώς μαζί με την πληροφορία της απόστασης ως το στόχο μέσω του DMI στο θάλαμο. Η μετάδοση όμως των δεδομένων γίνεται μόνο στα σημεία όπου υπάρχουν ραδιοφάροι. Αυτό αποτελεί και το βασικό μειονέκτημα του ETCS Επιπέδου 1, καθώς ο εποχούμενος εξοπλισμός δεν μπορεί να ανταποκριθεί σε αλλαγές των φωτοσημάτων που λαμβάνουν χώρα όταν ο συρμός βρίσκεται μεταξύ των ραδιοφάρων. Έτσι, ένας συρμός που προσεγγίζει ένα κλειστό φωτόσημα είναι υποχρεωμένος να σταματήσει πριν από αυτό, ακόμη και εάν ο Μηχανοδηγός το δει, από απόσταση, να ανοίγει. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να προκαλούνται άσκοπες καθυστερήσεις στην κίνηση των συρμών και να προκαλείται σύγχυση στους Μηχανοδηγούς. Για να μειωθούν αυτά τα προβλήματα, στο σύστημα μπορεί να προβλεφθεί, κάποια μορφή «ημι-συνεχούς» μεταφοράς δεδομένων, όπως η χρήση ενδιάμεσων ραδιοφάρων ή βρόχου ή, τέλος, Μονάδων Ασύρματης Ενδιάμεσης Επικαιροποίησης, με ανάλογη αύξηση του κόστους εγκατάστασης του συστήματος. Αναλυτικότερα βλ.: και Λειτουργία του Επιπέδου 1 με διατάξεις επικαιροποίησης. Κατά την προσέγγιση στο φωτόσημα ο συρμός συναντά βρόχο (loop) ή και ενδιάμεσο ραδιοφάρο (στο κέντρο της εικόνας) οι οποίοι μπορούν να ανανεώσουν την ΜΑ προτού ο συρμός φτάσει στον τελικό ραδιοφάρο (δεξιότερα στην εικόνα). Έτσι στην περίπτωση που το φωτόσημα ανοίξει, ο μηχανοδηγός έχει τη δυνατότητα να αναπτύξει ξανά ταχύτητα. (το σχήμα προέρχεται από τον ιστότοπο Επίπεδο 1-Περιορισμένη Επιτήρηση (L1LS) Η «περιορισμένη επιτήρηση» / «Limited Supervision»-LS αποτελεί κατάσταση λειτουργίας (operating mode), τυπικά διαθέσιμη για όλα τα επίπεδα, αλλά πρακτικά αφορά το Επίπεδο 1. Η κατάσταση λειτουργίας αυτή προβλέπεται από το Baseline 3 και προέκυ-

92 88 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS ψε μετά από απαίτηση κυρίως του Ελβετικού 13 και του Ρουμανικού δικτύου και αργότερα υποστηρίχθηκε ενεργά από το Γερμανικό. Είναι μια κατάσταση που αντιστοιχεί πλήρως στο επίπεδο ασφαλείας και λειτουργικότητας που διαθέτουν σημειακά συστήματα προστασίας όπως το PZB (Γερμανία, Ρουμανία και αλλού) και το ελβετικό Signum. Η επιτήρηση της ταχύτητας γίνεται πρακτικά μόνο στο ζεύγος πρόσημα-κύριο σήμα και η επιτήρηση της καμπύλης πέδησης είναι στοιχειώδης (αφορά μόνο τις καμπύλες ακαριαίας πέδης EBI και EBD). Οι ενδείξεις στο DMI είναι μόνο του ταχυμέτρου, χωρίς υπόδειξη οφειλόμενης ταχύτητας. Ο μηχανοδηγός οφείλει να κινείται με βάσει πάντα τις ενδείξεις των παρατρόχιων σημάτων. Η απλοποιημένη επιτήρηση απαιτεί και απλούστερο περιεχόμενο στο τηλεγράφημα των ραδιοφάρων και ο αναγκαίος όγκος της πληροφορίας περί των κλίσεων γραμμής είναι μικρότερος. Ως εκ τούτου ο προγραμματισμός των ραδιοφάρων και η τοποθέτησή τους γίνονται α- πλούστερα, ταχύτερα 14 και με μικρότερο κόστος, διατηρώντας όση ασφάλεια επιτυγχανόταν με τα «ιστορικά» σημειακά συστήματα προστασίας. Έτσι, ο εξοπλισμός της γραμμής με σύστημα που πρόκειται να λειτουργήσει στο Επίπεδο 1 με περιορισμένη επιτήρηση, είναι φθηνότερος και κατάλληλος για γραμμές με μικρές ως μέσες ταχύτητες κυκλοφορίας. 8.5 ΕΤCS Επιπέδου 2 (Level 2) Γενικά Η γενική αρχή λειτουργίας του Επιπέδου 2. (το σχήμα προέρχεται από ανενεργό πλέον ιστότοπο της UIC) Η λειτουργική αρχιτεκτονική του ETCS - 2 είναι παρόμοια με αυτήν που περιγράφηκε για το Επίπεδο 1 με μία όμως ουσιώδη διαφορά. Η διαφορά έγκειται στη χρήση του τυποποιημένου ασύρματου συστήματος τηλεπικοινωνιών GSM-R ως του μέσου μεταφοράς δεδομένων (data) από τον παρατρόχιο εξοπλισμό προς το συρμό, αντί των Ραδιοφάρων. Το GSM-R καθιστά δυνατή τη συνεχή μετάδοση πληροφοριών από τον παρατρόχιο 13 Η Ελβετία, παρότι δεν αποτελεί μέλος της ΕΕ, έχει λόγω της γεωγραφικής της θέσης, βαρύνοντα ρόλο στην ανάπτυξη του ETCS και ήταν από τις πρώτες χώρες που εισήγαγαν το σύστημα ETCS (στη διαμόρφωση του Επιπέδου 2) στις γραμμές της. 14 Στην Ελβετία βρίσκεται σε εξέλιξη η τοποθέτηση ραδιοφάρων για σύστημα ETCS L1LS σε 9300 σήματα 436 σταθμών, με ρυθμό εξοπλισμού 10 σημάτων ανά ημέρα (βλ.: G. Raymond (2014) ETCS Rollout, IRSE News, Issue 199)

93 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 89 εξοπλισμό προς το συρμό. Έτσι το ETCS Επιπέδου 2 αποτελεί ένα σύστημα συνεχούς μεταφοράς δεδομένων, με σημαντικότερο όφελος, όπως θα φανεί στη συνέχεια, την αποφυγή άσκοπων καθυστερήσεων και την αύξηση της χωρητικότητας της γραμμής Εξοπλισμός Εποχούμενος εξοπλισμός o Το κινητήριο τροχαίο υλικό που κινείται επί της γραμμής διαθέτει υποχρεωτικά, πέραν όσων παρατέθηκαν για το Επίπεδο 1, και το άρθρωμα για τη διασύνδεση με το RBC μέσω GSM-R (Euroradio). Παρατρόχιος εξοπλισμός o Η γραμμή κατ αρχάς διαθέτει συμβατικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων στους σταθμούς και συστήματα αποκλεισμού. Τα συστήματα αλληλεξαρτήσεων είναι υποχρεωτικά ηλεκτρονικού τύπου. Το ζήτημα της τοποθέτησης ή όχι φωτοσημάτων αναλύεται παρακάτω. Η ανίχνευση γίνεται με όποιο τρόπο κρίνει το δίκτυο σκόπιμο και δεν επιβάλλεται η χρήση π.χ. κυκλωμάτων γραμμής. o Είναι υποχρεωτική η εγκατάσταση εξοπλισμού GSM-R παρά τη γραμμή που θα καλύπτει το σύνολό της, για τη μεταφορά των πληροφοριών (data) από και προς τους συρμούς. Στη μία φορά οι συρμοί μεταδίδουν συνεχώς τη θέση τους και στην άλλη φορά προς το συρμό μεταδίδεται η Άδεια Πορείας. o Κεντρικό ρόλο στον παρατρόχιο εξοπλισμό του συστήματος κατέχει το Ασύρματο Κέντρο Αποκλεισμού / RBC. Το RBC λαμβάνει πληροφορίες: από τα εγκατεστημένα στη γραμμή συστήματα αλληλεξαρτήσεων και αποκλεισμού. από τις αμαξοστοιχίες (θέση των συρμών). o Στη συνέχεια το RBC επιδίδει Άδειες Πορείας προς τις αμαξοστοιχίες. o Στη γραμμή τοποθετούνται Ραδιοφάροι μόνο για να ρυθμίζεται και διορθώνεται το Οδόμετρο της κινητήριας μονάδας. Άρα η μόνη πληροφορία που μεταδίδουν είναι η χιλιομετρική θέση (τηλεγραφήματα σταθερού περιεχομένου). o Εάν όλοι οι συρμοί που κινούνται στη γραμμή διαθέτουν πλήρη εξοπλισμό ETCS για το Επίπεδο 2 (δηλαδή πέραν του ζωτικού υπολογιστή, αναγνώστη ραδιοφάρων κλπ. και διασύνδεση GSM-R με ETCS Euroradio), τότε τα φωτοσήματα μπορούν να απομακρυνθούν και να αντικατασταθούν από ενδεικτικά σήματα που τοποθετούνται στα όρια κάθε τμήματος αποκλεισμού Τρόπος λειτουργίας Σε σχέση με το Επίπεδο 1, στο Επίπεδο 2: o Το παρατρόχιο σύστημα σηματοδότησης περιορίζεται στη χάραξη διαδρομών σύμφωνα με την κατάσταση των κυκλωμάτων ανίχνευσης (ελευθερία ή κατάληψη) και τις εντολές που δίνονται από το χειριστή του συστήματος αλληλεξαρτήσεων. Τα στοιχεία από τα τοπικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων και αποκλεισμού διαβιβάζονται στο RBC. o Η επίδοση των Αδειών Πορείας γίνεται από το RBC προς τις αμαξοστοιχίες που βρίσκονται στην περιοχή της δικαιοδοσίας του με βάση τα στοιχεία που λαμβάνει από τα τοπικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων. o Οι συρμοί που είναι εξοπλισμένοι με τον πλήρη εξοπλισμό ETCS δεν λαμβάνουν ε- ντολές μέσω φωτοσημάτων. Οι εντολές (ελεύθερη πορεία, μείωση ταχύτητας, οφειλόμενη ταχύτητα, ακινητοποίηση) επιδίδονται μέσω του RBC απευθείας στο θάλαμο ο- δήγησης δια του ΔΜΜ ως Άδειες Πορείας.

94 90 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS o Έτσι ο όγκος του παρατρόχιου εξοπλισμού (φωτοσημάτων και των καλωδιώσεών τους κλπ) μειώνεται. Ωστόσο, εάν προβλέπεται κυκλοφορία και μη εξοπλισμένων με ETCS Επιπέδου 2 μονάδων, τότε είναι υποχρεωτικό να υπάρχουν κάποια φωτοσήματα τουλάχιστον για την κάλυψη των σταθμών 15. o Η τελευταία πρόβλεψη υπάρχει και για την περίπτωση που ένα δίκτυο κρίνει ότι υ- πάρχει ανάγκη διάθεσης κάποιου συστήματος εφεδρείας ( fallback ) στην περίπτωση αστοχίας του ETCS-Επιπέδου ETCS Eπιπ. 2. Σταθερά ενδεικτικά σήματα στα σημεία που οριοθετούν τμήματα αποκλεισμού. Ο τμηματισμός του αποκλεισμού δεν υπαγορεύεται από το μήκος πεδήσεως και δεν διαθέτει υποχρεωτικά φωτοσήματα στα άκρα του. Όμως τα όρια του τμηματισμού επισημαίνονται με σταθερά σήματα / πινακίδες. Σε περίπτωση που μία ΜΑ λήξει σε αυτό το σήμα, ο μηχανοδηγός θα πρέπει να λάβει ειδική οδηγία υπέρβασης. Το σήμα αυτό είναι το μόνο για το οποίο καθορίζεται ενιαία μορφή σε όλη την Ευρώπη μέσω κανονιστικών κειμένων του ERA. Διακρίνεται εδώ ένα τέτοιο σήμα στη Γερμανία. Αριστερά του σήματος διακρίνεται ο μετρητής α- ξόνων που ελέγχει το τμήμα αποκλεισμού. (πηγή φωτογραφίας: Wikipedia) Όπως γίνεται αντιληπτό, το Επίπεδο 2, θυμίζει σε αρκετά σημεία το σύστημα LZB και μοιράζεται με αυτό τη λογική της κεντρικής διαχείρισης δεδομένων αποκλεισμού και τη λογική της τοποθέτησής του ως «εποικοδόμημα» σε συμβατικό σύστημα αλληλεξαρτήσεων και αποκλεισμού, χωρίς να απαιτείται ειδικός τρόπος ανίχνευσης με κυκλώματα γραμμής. Η ουσιώδης διαφορά του ETCS Επιπέδου 2 με το LZB, έγκειται στη χρήση διαφορετικού μέσου ανταλλαγής δεδομένων (GSM-R αντί καλωδίων επί γραμμής). Ως σύστημα συνεχούς ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ RBC και συρμών, το ETCS Επιπέδου 2 δεν έχει καμία αρνητική επίπτωση στη χωρητικότητα της γραμμής: Η απελευθέρωση ενός κυκλώματος ανίχνευσης, που έχει ως αποτέλεσμα την ανανέωση της Άδειας Πορείας για τον συρμό που ακολουθεί, μεταδίδεται αμέσως στο συρμό και έτσι αποφεύγεται η παροδική και άσκοπη ελάττωση της ταχύτητάς τους. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για γραμμές υψηλού κυκλοφοριακού φόρτου ή/και υψηλών ταχυτήτων. 15 Σε αυτές τις περιπτώσεις, υπάρχει πρόβλεψη για την περίπτωση ασυμφωνίας μεταξύ ενδείξεων πλευρικής σηματοδότησης και σηματοδότησης θαλάμου οδήγησης. Οι προτεινόμενες λύσεις προβλέπουν την ακύρωση της ένδειξης του πλευρικού σήματος, μέσω της εφαρμογής επιπλέον ένδειξης, η οποία επιτρέπει στους συρμούς που είναι εξοπλισμένοι με ETCS να αγνοούν μία κλειστή ένδειξη φωτοσήματος εφόσον έχουν λάβει Άδεια Πορείας. 16 Η αξιοπιστία του συστήματος ETCS Επ.2 είναι πολύ μεγάλη και δεν τοποθετούνται πλέον πλευρικά φωτοσήματα σε γραμμές στις οποίες προβλέπεται κυκλοφορία μόνο εξοπλισμένων συρμών. Οι SBB προβαίνουν σε αφαίρεση των φωτοσημάτων που είχαν τοποθετήσει στη γραμμή Mattstetten Rothrist ως εφεδρεία.

95 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων ETCS Επιπέδου 3 (Level 3) Γενικά Το Επίπεδο 3 του ETCS αντιπροσωπεύει μια ριζικά διαφορετική φιλοσοφία ελέγχου της κίνησης των συρμών. Η ανίχνευση, ο εντοπισμός θέσης, η λειτουργία του αποκλεισμού και εν μέρει της αλληλεξάρτησης, επιτελούνται σε ένα κεντρικό σημείο το οποίο παρακολουθεί συνεχώς τη θέση των συρμών και επιδίδει Άδειες πορείας στις αμαξοστοιχίες Εξοπλισμός και τρόπος λειτουργίας Στο Επίπεδο 3 του ETCS (ΕTCS Level 3) η φυσική αρχιτεκτονική αλλάζει σε σχέση με το Επίπεδο 2 όσον αφορά την ανίχνευση της θέσης των συρμών και την ακεραιότητα του συρμού. Πρόκειται πλέον για ένα σύστημα προστασίας που ενσωματώνει και τις λειτουργίες αποκλεισμού και (εν μέρει) των αλληλεξαρτήσεων. Συγκεκριμένα ο συρμός αποστέλλει διαρκώς τη θέση του και την επιβεβαίωση της ακεραιότητάς του στο Ασύρματο Κέντρο Αποκλεισμού (RBC), μέσω του GSM-R. Το RBC χρησιμοποιεί τις πληροφορίες σχετικά με τη θέση των συρμών και την κατάσταση του εξοπλισμού γραμμής, για να υπολογίσει τις Άδειες Πορείας των συρμών που βρίσκονται στην περιοχή ελέγχου του. Ο χειρισμός των κινητών στοιχείων της γραμμής (π.χ. των αλλαγών) γίνεται από τοπικά συστήματα αλληλεξαρτήσεων, συνδεδεμένα με το RBC. Η γενική αρχή λειτουργίας του Επιπέδου 3. (το σχήμα προέρχεται από ανενεργό πλέον ιστότοπο της UIC) Επιπλέον, δεν είναι απαραίτητος ο διαχωρισμός της γραμμής σε σταθερά τμήματα αποκλεισμού. Αντίθετα εφαρμόζει την τεχνική των «κινούμενων τμημάτων αποκλεισμού» (βλ.: 3.1.4, moving block system) στο οποίο η απόσταση μεταξύ διαδοχικών συρμών είναι το μήκος πέδησής τους συν μία ελάχιστη απόσταση ασφαλείας μήκους περίπου 50 μέτρων. Σε σχέση με το Επίπεδο 2, στο Επίπεδο 3: o Τα τραίνα έχουν τη διαμόρφωση του Επιπέδου 2 και επιπλέον διαθέτουν σύστημα διαπίστωσης ακεραιότητας. Μέχρι στιγμής ένα αποδεκτό και ασφαλές σύστημα διαπίστωσης ακεραιότητας ΔΕΝ έχει βρεθεί. o Ο εξοπλισμός γραμμής περιορίζεται σε Ραδιοφάρους για τον προσδιορισμό της θέσης και τη διόρθωση του Οδομέτρου. Αντί της ανίχνευσης γίνεται προσδιορισμός της θέσης των αμαξοστοιχιών μέσω της μετάδοσης στο Ασύρματο Κέντρο Αποκλεισμού των δεδομένων που εκπέμπονται από τους συρμούς.

96 92 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS Ως σύστημα «κινούμενων τμημάτων αποκλεισμού», το ETCS Επιπέδου 3 οδηγεί σε αύξηση της χωρητικότητας της γραμμής και σε ακόμη καλύτερη προσαρμογή της κυκλοφορίας μετά από ανωμαλίες. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε γραμμές πυκνής κυκλοφορίας, στις οποίες κινούνται συρμοί με διαφορετικά χαρακτηριστικά (π.χ. ταχείες επιβατικές αμαξοστοιχίες, συρμοί που πραγματοποιούν συχνές σταθμεύσεις και αργοί εμπορικοί συρμοί) καθώς και σε περιπτώσεις σιδηροδρομικών κόμβων. Επιπλέον, υ- πάρχει η δυνατότητα ταχύτερης αποκατάστασης της κυκλοφορίας μετά από προσωρινές διακοπές ή καθυστερήσεις. Το Επίπεδο 3 βρίσκεται πρακτικά ακόμη στη φάση της σύλληψης. Λόγω της μη ύπαρξης αξιόπιστης δυνατότητας διαπίστωσης της ακεραιότητας της αμαξοστοιχίας με εποχούμενο εξοπλισμό δεν έχει ακόμα εφαρμοστεί πουθενά. Διερευνήθηκε πειραματικά και εφαρμόζεται μία παραλλαγή του συστήματος, το σύστημα ERTMS-Regional/ETCS- Low Cost σε τοπική γραμμή της Σουηδίας. Σε αυτήν την εφαρμογή υιοθετήθηκε και η ιδέα των Object Controllers, δηλαδή τηλεχειρισμού μέσω GSM-R των κινητών στοιχείων γραμμής, των αλλαγών. Το RBC είχε το χαρακτήρα ενός «αρθρώματος» σε ένα συνολικό σύστημα που αναλαμβάνει και λειτουργίες αλληλεξαρτήσεων καθώς τηλεχειρίζεται τις αλλαγές αλλά και της τηλεδιοίκησης. Η κυκλοφορία διεξαγόταν με εφαρμογή ιδιαίτερου Κανονισμού και περιορίζεται σε απλές αυτοκινητάμαξες ενώ για τους εμπορικούς συρμούς ισχύουν ιδιαίτερα μέτρα διαπίστωσης της ακεραιότητας. Πάντως η κεντρική ιδέα ενός συστήματος βασισμένου σε ασύρματη μετάδοση δεδομένων είναι αρκετά ελκυστική και γίνονται διάφορες προσπάθειες για την ανάπτυξη υβριδικών συστημάτων που μπορεί μεν να χρησιμοποιούν αρθρώματα και εξοπλισμό του ETCS αλλά δεν τηρούν πλήρως τη λογική του Επιπέδου Επίπεδα ETCS STM (Specific Transmission Module) και Level 0 Πέραν των τριών βασικών επιπέδων προβλέπονται και άλλα δύο για την αντιμετώπιση ιδιαιτεροτήτων που αντιμετωπίζουν χώρες που εγκαθιστούν συστήματα ETCS Επίπεδο ЕТCS-STM Το Επίπεδο αυτό αφορά τις περιπτώσεις χωρών που διαθέτουν ήδη ένα σύστημα αυτόματης προστασίας της Κλάσης Β («εθνικό» σύστημα προστασίας). Για την εφαρμογή του είναι αναγκαία η προσθήκη στον εποχούμενο εξοπλισμό ενός αρθρώματος/module (STM Module) συνδεδεμένου με τον Ζωτικό Υπολογιστή, δια του οποίου υπάρχει διεπαφή μεταξύ του «εθνικού» συστήματος προστασίας και του ETCS. Σε αυτό το επίπεδο, ο Μηχανοδηγός εισάγει βασικά στοιχεία του συρμού στη Διεπαφή Μηχανοδηγού Μηχανής, ακολουθεί τις ενδείξεις των φωτοσημάτων όπου υπάρχουν και τηρεί όλους τους εθνικούς κανόνες κυκλοφορίας που ισχύουν για το σύστημα προστασίας που καλύπτει το STM-Module. Ο εποχούμενος εξοπλισμός του ETCS ελέγχει τη σωστή διασύνδεση του με τον εποχούμενο εξοπλισμό του εθνικού συστήματος προστασίας, ενώ όλες οι ενδείξεις του εθνικού συστήματος προστασίας παρουσιάζονται στο Μηχανοδηγό μέσω της ΔΜΜ. Από το Baseline 3 και ύστερα το επίπεδο ονομάζεται «Επίπεδο NTC» Επίπεδο/Level 0 Στο Επίπεδο αυτό παρέχεται η ελάχιστη επιτήρηση της ταχύτητας για τους συρμούς που διαθέτουν μεν εποχούμενο εξοπλισμό ETCS αλλά κυκλοφορούν σε γραμμές χωρίς ETCS ή σε γραμμές εξοπλισμένες με εθνικά συστήματα ή σε γραμμές όπου το σύστημα ETCS βρίσκεται σε φάση θέσης σε λειτουργία (commissioning). Ο Μηχανοδηγός εισάγει μέσω της ΔΜΜ βασικά στοιχεία του συρμού, όπως η μέγιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα, πριν την εκκίνησή του. Ο συρμός, σε αυτό το Επίπεδο, μπορεί

97 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 93 να ανταποκριθεί σε εντολή αλλαγής Επιπέδου ETCS που πιθανόν να ληφθεί από ραδιοφάρο. Στην ΔΜΜ εμφανίζεται μόνο ένα ταχύμετρο. Το σύστημα επιβάλλει τη μέγιστη ταχύτητα που έχει ορίσει αρχικά ο Μηχανοδηγός και τη μέγιστη ταχύτητα που έχει οριστεί από τον τρόπο λειτουργίας Unfitted Mode UN. Η τήρηση των ενδείξεων των πλευρικών σημάτων επαφίεται στο Μηχανοδηγό. 8.8 Σύνοψη επιπέδων ETCS και αναγκαίου εξοπλισμού Στον παρακάτω πίνακα συνοψίζονται τα Επίπεδα του ETCS και ο αντίστοιχος εξοπλισμός. Επίπεδο STM Ανταλλαγή δεδομένων - Επαγωγική / Ραδιοφάρος. Με Radio Infill: Και ασύρματη στην περιοχή φωτοσημάτων Ασύρματη. Διόρθωση οδομετρίας: Ραδιοφάρος Ασύρματη. Διόρθωση οδομετρίας: Ραδιοφάρος Ό,τι προβλέπεται από το α- ντίστοιχο σύστημα προστασίας Αρχή λειτουργίας - Σημειακή. Με Radio Infill ή Euroloop: Ημισυνεχής Συνεχής Συνεχής Ό,τι προβλέπεται από το α- ντίστοιχο σύστημα προστασίας Φωτοσήματα Ναι Ναι Δεν είναι απαραίτητα Δεν είναι απαραίτητα Ό,τι προβλέπεται από το α- ντίστοιχο σύστημα προστασίας Ενδιάμεση επικαιροποίηση της άδειας πορείας Όχι Απαιτείται ειδική διαμόρφωση 17 Ναι Ναι Ό,τι προβλέπεται από το α- ντίστοιχο σύστημα προστασίας Αναγκαιότητα ραδιοφάρων Ναι( 18 ) Ναι Ναι Ναι Ναι 18 Ασύρματο Δίκτυο GSM-R Όχι Όχι 19 Πλήρης κάλυψη γραμμής Πλήρης κάλυψη γραμμής Όχι Ασύρματο Κέντρο Αποκλεισμού Διαπίστωση ακεραιότητας με εποχούμενο ε- ξοπλισμό Όχι Όχι Ναι Ναι Όχι Όχι Όχι Όχι Ναι Όχι Συνέχεια στην επόμενη σελίδα 17 Υπάρχει δυνατότητα ενδιάμεσης επικαιροποίησης (infill) μέσω Ραδιοφάρων, Βρόχων ή Μονάδων Ασύρματης Ενδιάμεσης Επικαιροποίησης. 18 Για την οριοθέτηση της περιοχής μετάβασης μεταξύ επιπέδων. Στο σύστημα STM σε συμπληρωματικές διαμορφώσεις του εθνικού συστήματος. 19 Είναι απαραίτητο μόνο εάν χρησιμοποιηθούν Μονάδες Ασύρματης Ενδιάμεσης Επικαιροποίησης (radio infill units).

98 94 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS Επίπεδο STM Κινούμενα Τμήματα αποκλεισμού Όχι Όχι Όχι Ναι Όχι Έλεγχος οδομέτρου Όχι Ραδιοφάρος Ραδιοφάρος Ραδιοφάρος Όχι Διαπίστωση ελευθερίας / κατάληψης τμήματος αποκλεισμού Μέσω παρατρόχιου εξοπλισμού Μέσω παρατρόχιου εξοπλισμού Μέσω παρατρόχιου εξοπλισμού Μέσω εποχούμενου εξοπλισμού σε συνδυασμό με RBC Μέσω παρατρόχιου εξοπλισμού Τύποι Ραδιοφάρων Οριοθέτηση μετάβασης από / προς Επίπεδο Σταθερού και μεταβλητού μηνύματος Σταθερού μηνύματος Σταθερού μηνύματος Οριοθέτηση μετάβασης από / προς Επίπεδο LEU Όχι Ναι Όχι Όχι Όχι Σηματοδότηση Παρατρόχια Παρατρόχια+ καμπίνας Καμπίνας Καμπίνας Ό,τι προβλέπεται από το α- ντίστοιχο σύστημα προστασίας Διεπαφή Μηχανοδηγού - Μηχανής Ταχύτητα συρμού Ενδείξεις επιπλέον των φωτοσημάτων LS: Ταχύτητα συρμού Πλήρης σηματοδότηση καμπίνας Πλήρης σηματοδότηση καμπίνας Ό,τι προβλέπεται από το α- ντίστοιχο σύστημα προστασίας μέσω όμως DMI 8.9 ETCS και χωρητικότητα γραμμής Γενικά-Χωρητικότητα και συστήματα προστασίας Η εισαγωγή διαφόρων συστημάτων προστασίας σημειακού τύπου διαπιστώθηκε ότι έχει δυσμενείς επιπτώσεις στη χωρητικότητα της γραμμής. Αυτό αφορά κυρίως γραμμές πολύ υψηλού φόρτου. Είναι σύνηθες λοιπόν το φαινόμενο, σε γραμμές πυκνής κυκλοφορίας οι αμαξοστοιχίες, ακολουθώντας η μία την άλλη, να συναντούν συχνά κίτρινα φωτοσήματα (δηλαδή: «ετοιμαστείτε για στάθμευση στο επόμενο σήμα»). Στην πορεία όμως ο προπορευόμενος συρμός έχει προχωρήσει το σήμα για το οποίο είχε δοθεί προειδοποίηση ότι είναι κλειστό / ερυθρό μεταπίπτει πια στην ανοικτή θέση. Όπως προαναφέρθηκε ο έλεγχος συμμόρφωσης του μηχανοδηγού σε ένα σημειακό σύστημα γίνεται (όπως φανερώνει και ο όρος) σε συγκεκριμένα σημεία της πορείας και τα σημεία αυτά είναι το πρόσημα και το κυρίως σήμα ή σε ενδιάμεσες θέσεις αποκλεισμού. Χωρίς σημειακό σύστημα προστασίας, ο μηχανοδηγός έχοντας διαπιστώσει ότι το σήμα για το οποίο ετοιμαζόταν να πεδήσει, άνοιξε χαλαρώνει την πέδη και αναπτύσσει πια ταχύτητα. Όμως, όταν υπάρχει σημειακό σύστημα προστασίας, η εντολή «πεδήστε» έχει ήδη δοθεί στην αμαξοστοιχία και ο μηχανοδηγός δε μπορεί να την αγνοήσει ή να την ακυρώσει α- κόμα και αν το φωτόσημα μπροστά του έχει ανοίξει. Αφού πια φτάσει στο φωτόσημα και ακινητοποιηθεί, θα λάβει ξανά την άδεια συνέχισης της πορείας από το σύστημα προστασίας, έχοντας όμως απολέσει σημαντικό χρόνο.

99 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων Επιπτώσεις στη χωρητικότητα ανά Επίπεδο ETCS Η επίδραση του ETCS στην χωρητικότητα της γραμμής εξαρτάται από το Επίπεδο που χρησιμοποιείται. Αναλυτικά και ανά Επίπεδο δίδονται κατωτέρω οι επιπτώσεις στη χωρητικότητα. Σημειώνεται ότι το ζήτημα «Χωρητικότητα και ETCS» αποτελεί πεδίο σημαντικής ερευνητικής δραστηριότητας με πλήθος μελετών και επιστημονικών δημοσιεύσεων Επίπεδο 1 Στη στοιχειώδη διαμόρφωση του Επιπέδου 1, δηλαδή μόνο ραδιοφάροι και μόνο στις θέσεις των φωτοσημάτων, προκαλείται μείωση της χωρητικότητας 20 καθώς όπως αναλύθηκε τότε έχουμε διαμόρφωση σημειακού συστήματος προστασίας με ό,τι αυτό συνεπάγεται όπως αναλύθηκε προηγουμένως. Η μείωση αυτή υπολογίζεται σε περίπου 15%. Το πρόβλημα αυτό εντοπίστηκε ήδη από την αρχή της ανάπτυξης του συστήματος. Γι αυτό και η δυνατότητα προσθήκης διατάξεων επικαιροποίησης προβλέφθηκε σε μεταγενέστερα στάδια ανάπτυξης. H χρήση ενδιάμεσων Ραδιοφάρων, ασύρματης επικαιροποίησης και βρόχων για την έγκαιρη ανανέωση των Αδειών Πορείας μπορεί, ωστόσο, να μετριάσει τη μείωση της χωρητικότητας. 21 Για να αποφεύγονται άσκοπες βραδυπορίες ή/και ακινητοποιήσεις συρμών, κατά τη χάραξη των δρομολογίων λαμβάνεται μέριμνα ώστε η ακολουθία των συρμών να γίνεται σε χρονοαπόσταση μεγαλύτερη από αυτή που επιτρέπει η παρατρόχια σηματοδότηση μειώνοντας εκ των προτέρων, στη φάση σχεδιασμού της εκμετάλλευσης, τη χωρητικότητα της γραμμής Επίπεδο 2 Αντίθετα, στο Επίπεδο 2 η επιτήρηση και προστασία του συρμού είναι συνεχής αφού οι Άδειες Πορείας προς τις αμαξοστοιχίες, μέσω του RBC, ανανεώνονται και επιδίδονται ευθύς μόλις απελευθερωθεί ένα τμήμα αποκλεισμού. Έτσι σε αυτήν την περίπτωση αυξάνεται η χωρητικότητα της γραμμής. Επιπλέον, σε περίπτωση που όλοι οι συρμοί είναι εξοπλισμένοι με ETCS, τα μήκη των τμημάτων αποκλεισμού σχεδιάζονται ανεξάρτητα από το μήκος πέδησης των συρμών και επίσης ίσα μεταξύ τους 22. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την περαιτέρω αύξηση της χωρητικότητας της γραμμής, πράγμα ιδιαίτερα ωφέλιμο σε περιπτώσεις γραμμών με αυξημένη κυκλοφορία συρμών με διαφορετικά χαρακτηριστικά μεταξύ τους 23. Πάντως σε περιοχές κόμβων με πυκνή κυκλοφορία έχουν αναφερθεί προβλήματα υπερφόρτωσης του συστήματος RBC GSM-R, λόγω του πλήθους των ελεγχόμενων αμαξοστοιχιών και συνακόλουθα των επιδιδόμενων αδειών πορείας. 20 Στις περιπτώσεις εισόδου συρμών σε παρακαμπτήριες τροχιές σταθμών μέσω Αλλαγών που έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά, υποχρεωτικά επιβάλλεται ως ταχύτητα διέλευσης από όλες τις Αλλαγές η μικρότερη. Με το Επίπεδο 1 του ETCS είναι δυνατή η διέλευση από κάθε Αλλαγή με την μέγιστη ταχύτητα που επιτρέπουν τα χαρακτηριστικά της. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατή η αύξηση της ταχύτητας εισόδου των συρμών στις παρακαμπτήριες των σταθμών, σε σχέση με τα υπάρχοντα σημειακά συστήματα αυτόματης προστασίας συρμών. 21 Σύμφωνα με μελέτες της UIC, η χρήση ενδιάμεσων Ραδιοφάρων βελτιώνει κατά 3% - 4% την χρονοαπόσταση των συρμών σε γραμμές υψηλών ταχυτήτων. 22 Στα συστήματα σηματοδότησης των γραμμών υψηλής ταχύτητας της Γαλλίας (TVM) εφαρμόζεται τμηματοποίηση της Τροχιάς σε Κυκλώματα σταθερού μήκους. Στα συστήματα αυτά είναι δυνατή η κίνηση συρμών με πολύ υψηλές ταχύτητες (>300 χλμ/ω) σε πολύ μικρές χρονοαποστάσεις (3 λεπτά). 23 Θεωρητικές μελέτες (UIC) δείχνουν ότι η χρονοαπόσταση μεταξύ συρμών μπορεί να βελτιωθεί μέχρι 52% σε γραμμές υψηλών ταχυτήτων, συγκρινόμενες με το Επίπεδο 1 χωρίς ενδιάμεση επικαιροποίηση των Αδειών Πορείας.

100 96 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS Επίπεδο 3 Στο Επίπεδο 3 εφαρμόζεται η τεχνική του κινούμενου τμήματος αποκλεισμού, πέραν της διαρκούς επιτήρησης και ανανέωσης των Αδειών Πορείας από το RBC. Έτσι, εφόσον καταστεί τεχνικά εφικτή η εφαρμογή του, με το Επίπεδο 3 η χωρητικότητα αυξάνει θεαματικά εφόσον οι συρμοί πλησιάζουν μεταξύ τους όσο επιτρέπεται από το μήκος πέδησής τους Εφαρμογή του ETCS στην Ελλάδα Το Επίπεδο 1, ως σύστημα που «επικάθεται» σε υφιστάμενα συστήματα αποκλεισμού και αλληλεξαρτήσεων οποιουδήποτε τύπου, καθιστά οικονομικότερη και ευκολότερη την εφαρμογή του συστήματος ETCS σε δίκτυα χαμηλού / μέσου κυκλοφοριακού φόρτου ή/και τεχνολογικού επιπέδου. Επιπλέον είναι φθηνότερος και ο εξοπλισμός του τροχαίου υλικού ενώ η ανάμιξη εξοπλισμένων και μη εξοπλισμένων με ETCS μονάδων τροχαίου υλικού στην ίδια εξοπλισμένη γραμμή είναι ευκολότερη. Ο ΟΣΕ υποχρεούται κατ αρχήν να τοποθετήσει σύστημα προστασίας για πρακτικούς λόγους: o Όπως προαναφέρθηκε πέραν μιας ταχύτητας (~160km/h) η αντίληψη των σημάτων από το μηχανοδηγό είναι προβληματική. o Το εν ισχύι κανονιστικό πλαίσιο του ΟΣΕ δεν επιτρέπει την ανάπτυξη μεγαλύτερων ταχυτήτων από 160km/h. o Το σύστημα παρατρόχιας σηματοδότησης έχει εγκατασταθεί για να εξυπηρετήσει ταχύτητες ως και 160km/h καθώς το μήκος πεδήσεως είναι 1200m. o Όμως τα κατασκευαζόμενα έργα έχουν σχεδιαστεί για ταχύτητες της τάξης των 200km/h, ταχύτητες που θα επιτρέψουν ανταγωνιστικούς χρόνους διαδρομής. o Άρα αύξηση της ταχύτητας και η πλήρης αξιοποίηση των νέων χαράξεων περνά υποχρεωτικά από την τοποθέτηση συστήματος προστασίας. Η ευρωπαϊκή νομοθεσία δεν επιτρέπει πια την τοποθέτηση άλλου συστήματος προστασίας παρά μόνον του ETCS. Έτσι επελέγη η τοποθέτηση του συστήματος ETCS Επιπέδου 1 ως συστήματος προστασίας στο ελληνικό δίκτυο. Στον άξονα Αθήνας-Θεσσαλονίκης ο οποίος είναι σχεδιασμένος για κυκλοφορία με 200km/h, το σύστημα έχει διαμορφωθεί ως ακολούθως: o Δυνατότητα κίνησης με 200km/h στην κανονική κατεύθυνση και 160 όταν η αμαξοστοιχία εκτελεί αντίθετη κυκλοφορία στη διπλή γραμμή. Κύριο ζήτημα είναι η οριοθέτηση μηκών πεδήσεως της τάξεως των 2km, αντιστοίχων των 200km/h, αλλά με διατήρηση της θέσης των φωτοσημάτων στη συμβατική απόσταση μήκους πεδήσεως των 1200m. Η αντιμετώπιση περιλαμβάνει: Τοποθέτηση πρόσθετων ραδιοφάρων σε επαρκή απόσταση μπροστά από το σημείο εκκίνησης της καμπύλης υπηρεσιακής πέδης. Η απόσταση αυτή προειδοποίησης μήκους ~2000m (μεγαλύτερη των 1200m), επιτρέπει την κυκλοφορία με 200km/h και δίνει τη δυνατότητα ομαλής ακινητοποίησης από τα 200km/h όταν ένα φωτόσημα είναι κλειστό. Ανίχνευση των ενδείξεων ορισμένων φωτοσημάτων (π.χ. οι ενδείξεις των φωτοσημάτων εξόδου ενός σταθμού) και μετάδοσή τους όχι μόνο στην μονάδα LEU του συγκεκριμένου φωτοσήματος αλλά και στις μονάδες LEU προηγούμενων φωτοσημάτων (π.χ. στο πρόσημα εισόδου). 24 Θεωρητικές μελέτες (UIC) δείχνουν ότι η χρονοαπόσταση μεταξύ συρμών μπορεί να βελτιωθεί μέχρι 62% σε γραμμές υψηλών ταχυτήτων, συγκρινόμενες με το Επίπεδο 1 χωρίς ενδιάμεση επικαιροποίηση των Αδειών Πορείας.

101 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 97 o Οι Ραδιοφάροι χρησιμοποιούνται επίσης για τη δέσμευση προσέγγισης (βλ.: 4.2.7) σε γραμμές μέγιστης επιτρεπόμενης ταχύτητας 200χλμ/ω. Συγκεκριμένα, μέσω της ε- γκατάστασης ενδιάμεσου Ραδιοφάρου μετά από το σημείο ενεργοποίησης της δέσμευσης προσέγγισης και πριν το μήκος πέδησης για το συγκεκριμένο φωτόσημα επιτυγχάνεται η ασφαλής διέλευση συρμού εξοπλισμένου με ETCS στην περίπτωση χειροκίνητης ακύρωσης διαδρομής και ενώ ο συρμός πλησιάζει στη διαδρομή που έχει ακυρωθεί. o Τέλος, καθώς με το σύστημα ETCS είναι δυνατή η επισήμανση και επιβολή τήρησης βραδυποριών, θα υλοποιηθεί και στο ελληνικό δίκτυο η επιβολή βραδυποριών μέσω του συστήματος προστασίας. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι το σύστημα ETCS Επιπέδου 1 περιέχει ορισμένα χαρακτηριστικά ενός συστήματος πρόσθετης σηματοδότησης καμπίνας, εφόσον επιδίδει πληροφορίες για την κίνηση των συρμών επιπλέον αυτών που επιδίδονται από τα φωτοσήματα, παρότι ο κύριος ρόλος του είναι η επιτήρηση και προστασία της κίνησης του συρμού. Τα οφέλη που θα προκύψουν από την εφαρμογή του ETCS Επιπέδου 1 εντοπίζονται σε: o Αύξηση της ασφάλειας, μέσω της αποτροπής συμβάντων που οφείλονται σε παραβιάσεις κλειστών φωτοσημάτων και υπερβάσεις ταχύτητας. o Εμπορικά οφέλη, λόγω της αύξησης της μέγιστης επιτρεπόμενης ταχύτητας σε 200 km/h και της συνακόλουθης αξιοποίησης ακριβών επενδύσεων σε υποδομές, τροχαίο υλικό και συστήματα σηματοδότησης Γενικές παρατηρήσεις Η θεσμική εισαγωγή του συστήματος ERTMS έγινε με νομικά και κανονιστικά κείμενα γραμμένα στην αγγλική, με την ευρύτατη χρησιμοποίηση σε αυτά των όρων signaling και train control. Αυτό έχει οδηγήσει σε ορισμένες συγχύσεις στην αντίληψη των σχετικών εννοιών στα Ελληνικά, όπου συχνά αναφέρεται το ETCS ως «διαλειτουργικό σύστημα σηματοδότησης». Μια τέτοια σύγχυση αφορά επίσης το ζήτημα της πιστοποίησης της διαλειτουργικότητας. Η απαιτούμενη δια των ΤΠΔ διαλειτουργικότητα και ο τρόπος πιστοποίησής της αφορά τα συστήματα προστασίας και ελέγχου του ETCS. Δεν αφορά ζητήματα όπως π.χ. τις ενδείξεις φωτοσημάτων, την υ- λοποίηση της ανίχνευσης, τις αλληλεξαρτήσεις και τον αποκλεισμό ή την τηλεδιοίκηση. Τα εφαρμοζόμενα λοιπόν στην πράξη σήμερα συστήματα ΕΤCS 1 και 2 δεν είναι ακριβώς συστήματα σηματοδότησης per se. Στο Επίπεδο 1 υλοποιείται ένα σύστημα προστασίας συνδεδεμένο με την παρατρόχια σηματοδότηση, στο Επίπεδο 2 η αλληλεξάρτηση και ο αποκλεισμός υλοποιείται συμβατικά, η επίδοση όμως των σημάτων γίνεται μόνο εντός του θαλάμου. Αντίθετα το Επίπεδο 3, το οποίο όμως δεν έχει λειτουργήσει ακόμα πουθενά, είναι πράγματι ένα πλήρες σύστημα σηματοδότησης που υλοποιεί ταυτόχρονα αλληλεξαρτήσεις, αποκλεισμό και ενσωματώνει και τηλεδιοίκηση. Η εφαρμογή του ETCS συναντά δυσκολίες και διστακτικότητα εκ μέρους τόσο των Διαχειριστών Υποδομής όσο και των Σιδηροδρομικών Επιχειρήσεων. Εκτός από το αρχικό κόστος, αρνητικό ρόλο παίζει και η διαρκής αναθεώρηση των προδιαγραφών λειτουργίας (βλ. και περί SRS). Ωστόσο, η δημιουργία ενός συστήματος προστασίας / ελέγχου με ανοιχτές προδιαγραφές είναι ιδιαίτερα ελκυστικός για τους χρήστες, αφού βοηθά στην απαλλαγή τους από ένα «μαύρο κουτί» εξαρτώμενο από τον εκάστοτε κατασκευαστή, με τα συνακόλουθα κόστη και δαπάνες. Στο πλαίσιο του 11 ου διεθνούς συνεδρίου ERTMS της UIC, έγινε γνωστό ότι παγκοσμίως, 42 χώρες έχουν ήδη εφαρμόσει ή παραγγείλει εξοπλισμό του συστή-

102 98 Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Προστασίας και Ελέγχου ETCS ματος ενώ συρμοχιλιόμετρα ημερησίως οδηγούνται υπό τον έλεγχο του συστήματος ETCS 25. Στο ίδιο συνέδριο έγινε εκτενής αναφορά στις δυσκολίες και στα προβλήματα που διαπιστώνονται, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις διασυνοριακών γραμμών. Παρότι λοιπόν θεωρητικά προτυποποιημένο, λόγω διαρκών μεταβολών στα διάφορα πρωτόκολλα λειτουργίας δεν είναι ακόμα εγγυημένη η επίτευξη του διακηρυγμένου στόχου της διαλειτουργικότητας. Επίσης η διαδικασία πιστοποίησης και διαπίστωσης της συμμόρφωσης ενός συστήματος ETCS με τα οριζόμενα στη σχετική ΤΠΔ είναι πολύπλοκη, χρονοβόρα και δαπανηρή. Επίσης στην πράξη διαπιστώθηκε ότι απαιτούνται δοκιμές μεγάλης διάρκειας και πολυπλοκότητας πριν τη θέση σε λειτουργία. Παρ όλα ταύτα η Ελλάδα είναι υποχρεωμένη να υιοθετήσει αυτό, και μόνο αυτό, το σύστημα προστασίας για τις υπεραστικές της γραμμές που ανήκουν στο Διευρωπαϊκό δίκτυο. Τα Επίπεδα ETCS 2 και 3 ανήκουν στην κατηγορία συστημάτων ελέγχου CBTC (Communication Based Train Control) όπου οι εντολές (οφειλόμενη ταχύτητα και κατ επέκταση στάθμευση/εκκίνηση της αμαξοστοιχίας) διαβιβάζονται στον οδηγό απευθείας στο θάλαμο οδήγησης μέσω ενός ασύρματου τηλεπικοινωνιακού διαύλου. Ωστόσο, το εύρος των δύο συστημάτων δεν είναι ίδιο. Ενώ ο όρος CBTC χρησιμοποιείται για να περιγράψει ένα ολοκληρωμένο και συνεκτικό σύστημα σηματοδότησης / ελέγχου που περιλαμβάνει Αυτόματη Λειτουργία Συρμών (Automatic Train Operation), το σύστημα αλληλεξάρτησης και κεντρικό χειρισμό της κυκλοφορίας, το ETCS είναι ένα σύνολο προδιαγραφών αυτόματης προστασίας συρμών, σηματοδότησης καμπίνας και διεπαφών. o Η τεχνολογία του CBTC αποτελεί, πλέον, το συμβατικό τρόπο σηματοδότησης και ελέγχου στα νέα συστήματα μετρό, εξαιτίας κυρίως,: Του μικρού κόστους εγκατάστασης και συντήρησης του συστήματος σηματοδότησης, λόγω της απουσίας παρατρόχιου εξοπλισμού ανίχνευσης. Της δυνατότητας κυκλοφορίας συρμών σε πολύ μικρές χρονοαποστάσεις. Της δυνατότητας πλήρους αυτοματοποίησης της κυκλοφορίας των συρμών, που με τη σειρά της οδηγεί σε βελτίωση της κανονικότητας κίνησης των συρμών, σε μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και σε γρηγορότερη αντιμετώπιση αυξομειώσεων του επιβατικού φόρτου. o Το ETCS Επιπέδου 3 ανήκει στην κατηγορία των συστημάτων σηματοδότησης «κινούμενων τμημάτων αποκλεισμού». Τέτοια συστήματα έχουν, επίσης, βρει εκτεταμένη εφαρμογή σε συστήματα μετρό και ελαφρών σιδηροδρόμων, όπου επιτυγχάνονται χρονοαποστάσεις 90 έως 120 δευτερολέπτων, με εφαρμογή συστήματος CBTC. Το τροχαίο υλικό που χρησιμοποιείται (αυτοκινητάμαξες, όλες του ιδίου η παρομοίου τύπου σε μια γραμμή) καθιστά εύκολα εφαρμόσιμο τον έλεγχο ακεραιότητας, ενώ ο κλειστός χαρακτήρας τους (ανεπηρέαστα από εξωτερικές συνθήκες) καθιστά εύκολη την δημιουργία ασύρματου δικτύου για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ συρμού γραμμής. o Πρόσφατα, έχει αρχίσει η εφαρμογή συστημάτων CBTC σε γραμμές προαστιακών σιδηροδρόμων όπου αναμένεται πολύ πυκνή κυκλοφορία συρμών. Ορισμένα από τα συστήματα αυτά, μάλιστα, είτε θα εφαρμοστούν σε συνδυασμό με τα υπάρχοντα Επίπεδα 1 και 2 του ETCS ή θα έχουν πρόβλεψη για συμβατότητα με το μελλοντικό ETCS Επιπέδου 3. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά και οι προδιαγραφές λειτουργίας τέτοιων συστημάτων περιγράφονται αναλυτικά στο άρθρο του I. Mitchell CBTC or ERTMS for Cross City Suburban Rail?, που περιλαμβάνεται στο τεύχος 188 της μηνιαίας ε- νημέρωσης του Institution of Railway Signal Engineers και στο Railway Gazette 25 Railway Gazette International, May 2014, It s Time to deploy, p. 25.

103 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 99 International, τεύχος Απριλίου Η δυνατότητα σύγκλισης των δύο συστημάτων διερευνάται στο πλαίσιο της έρευνας, που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση, για Εξελιγμένα Συστήματα Διαχείρισης Κυκλοφορίας και Ελέγχου (Advanced Traffic Management & Control Systems). Στο τέλος του παρόντος παρατίθεται ιδιαίτερη βιβλιογραφία για το σύστημα ETCS

104 100 Σηματοδότηση και Ηλεκτροκίνηση 9 Σηματοδότηση και Ηλεκτροκίνηση 9.1 Προστασία Η ηλεκτροκίνηση εισάγει ορισμένες ξεχωριστές απαιτήσεις από το σύστημα σηματοδότησης που θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με προσοχή: o Η ηλεκτροκίνηση χρησιμοποιεί ως επιστροφή του ρεύματος έλξης τις σιδηροτροχιές. Κατά συνέπεια στην περίπτωση χρησιμοποίησης κυκλωμάτων γραμμής, στις σιδηροτροχιές θα διοχετεύεται τόσο η επιστροφή της ηλεκτροκίνησης όσο και το ρεύμα του κυκλώματος ανίχνευσης. o Η βασική αρχή της προστασίας των παγίων εγκαταστάσεων ηλεκτροκίνησης προβλέπει την ταχεία διακοπή της τροφοδοσίας της γραμμής επαφής (μέγιστη διάρκεια βραχυκυκλώματος στον ελληνικό κανονισμό τα 0.3sec). Το κύκλωμα επιστροφής λοιπόν πρέπει να εξασφαλίζει τέλεια διαμήκη συνέχεια. o Η ηλεκτροκίνηση με χρήση εναλλασσομένου ρεύματος υψηλής τάσης δημιουργεί ι- σχυρά επαγωγικά φαινόμενα. Ως εκ τούτου: o Πρέπει να δίνεται προσοχή για τη σωστή επιλογή του τύπου κυκλώματος γραμμής α- νάλογα με το είδος της έλξης που χρησιμοποιείται (ηλεκτρική συνεχούς ή εναλλασσομένου ρεύματος). o Πρέπει να λαμβάνονται ιδιαίτερα μέτρα για την προστασία από τα ισχυρά ρεύματα από τυχόν βραχυκυκλώματα που θα διοχετευτούν στις σιδηροτροχιές. o Στις προδιαγραφές υλικού θα πρέπει να γίνεται ιδιαίτερη μνεία για θέματα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας και για την προστασία από παρεμβολές λόγω των πεδίων που αναπτύσσονται γύρω από τους αγωγούς και καλώδια της ηλεκτροκίνησης (αν και πλέον οι περισσότεροι κατασκευαστές προσφέρουν εξ αρχής ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα) o Ιδιαίτερης σημασίας είναι η θωράκιση του καλωδιακού εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στις εφαρμογές της σηματοδότησης (καλώδια για τη μεταφορά πληροφοριών α- ποκλεισμού, των εντολών και στοιχείων της τηλεδιοίκησης κλπ) έναντι των παρεμβολών από το πεδίο της ηλεκτροκίνησης και τα ρεύματα επιστροφής. 9.2 Είσοδοι σταθμών Η γραμμή επαφής της ηλεκτροκίνησης τμηματίζεται κατάλληλα σε επιμέρους τμήματα τα οποία τροφοδοτούνται και απομονώνονται από τον υποσταθμό τροφοδοσίας κατά βούληση ούτως ώστε να είναι δυνατές διάφορες εργασίες τόσο στο ίδιο το σύστημα της ηλεκτροκίνησης όσο και στη γραμμή. Ένας βασικός τμηματισμός γίνεται στην είσοδο των σταθμών (και στα δύο άκρα) ώστε να είναι δυνατή η απομόνωση όλου του σταθμού ή ολόκληρης της ανοικτής γραμμής χωρίς να επηρεάζεται η λειτουργία του σταθμού. Η διάταξη αυτή γίνεται με κατάλληλη διαμόρφωση της γραμμής επαφής η οποία καταλαμβάνει σημαντικό μήκος (περίπου 200m επί κυρίων γραμμών η μείωση αυτού του μήκους απαιτεί ειδική διαρρύθμιση του τμηματισμού). Επειδή η απαγόρευση εισόδου των ηλεκτρικών αμαξοστοιχιών σε σταθμό ο οποίος έχει απομονωθεί ηλεκτρικά θα πρέπει να γίνεται μέσω σημάτων, οφείλει η διάταξη τμηματισμού να βρίσκεται πίσω από τα σήματα εισόδου του σταθμού Ως εκ τούτου τα σήματα εισόδου θα πρέπει να βρίσκονται σε απόσταση περί τα 300m (κατ ελάχιστον 180m) μπροστά από τις αλλαγές εισόδου του σταθμού που καλύπτουν

105 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 101 Απόσπασμα από ηλεκτρικό διάγραμμα σταθμού Στο «ηλεκτρικό διάγραμμα» απεικονίζεται η εγκατάσταση της ηλεκτροκίνησης με τις διάφορες διατάξεις που αυτή περιλαμβάνει, δηλαδή διακοπτικό και άλλο εξοπλισμό, την τροφοδοσία της και την τμηματοποίηση της. Στο παρατιθέμενο απόσπασμα φαίνεται στην είσοδο του σταθμού η διάταξη αποζευκτών (αντίστοιχη υπάρχει και στην είσοδο από την άλλη κατεύθυνση) με την οποία μπορεί να απομονωθεί όλος ο σταθμός ώστε να εκτελεστούν εργασίες σε αυτόν. Επίσης μπορεί να απομονωθεί όλο το τμήμα της γραμμής ως τον επόμενο σταθμό (μέχρι δηλαδή τους αποζεύκτες εισόδου του επομένου) πάλι για την εκτέλεση εργασιών ή για άλλες ανάγκες. Επισημαίνεται η ελάχιστη απόσταση που πρέπει να τηρηθεί μεταξύ σήματος εισόδου και πρώτης αλλαγής του σταθμού.

106 102 Μελέτη Σηματοδότησης 10 Μελέτη Σηματοδότησης Στα παρακάτω παρατίθενται οι βασικές παράμετροι και μέριμνες σε μία μελέτη σηματοδότησης καθώς και τα στάδιά της Προκαταρκτική / Μελέτη λειτουργικών απαιτήσεων Σε αυτό το στάδιο θα πρέπει να τεθούν οι βασικές αρχές για τη σηματοδότηση ενός σταθμού ή μίας γραμμής και των σταθμών της. Βασικό στοιχείο εισόδου είναι το προβλεπόμενο «προφίλ» της κυκλοφορίας δηλαδή: o Η πυκνότητά της, o Η ομοιομορφία ή μη των ταχυτήτων των διαφόρων κατηγοριών αμαξοστοιχιών. Με άλλα λόγια πρέπει να προσδιοριστεί η απαιτούμενη χωρητικότητα. Με βάση το προφίλ κυκλοφορίας θα προσδιοριστεί: o Πόσες από τις τροχιές των σταθμών χρειάζεται να σηματοδοτηθούν. o Το αναγκαίο ή μη τοποθέτησης ενδιαμέσων θέσεων αποκλεισμού. Ο χρήστης (δηλαδή το σιδηροδρομικό δίκτυο) θα πρέπει να προσδιορίσει λοιπές απαιτήσεις που έχει (π.χ. αναγκαία ή όχι η τηλεδιοίκηση). Βασική παράμετρος είναι η ταχύτητα κυκλοφορίας καθώς από αυτήν και μέσω των κανονισμών προκύπτουν τα μήκη πεδήσεως και τα μήκη των διαδρομών ολίσθησης. Επίσης κάποια στοιχεία της υποδομής (ηλεκτροκίνηση, είδος στρωτήρων) είναι καθοριστικά Προμελέτη Στο επόμενο στάδιο ακολουθεί η προμελέτη. Σε αυτό το στάδιο προσδιορίζονται στοιχεία όπως: o Θέσεις φωτοσημάτων (Χιλιομετρικές θέσεις), o Ποιες εκ των αλλαγών θα ελέγχονται από τις αλληλεξαρτήσεις, o Μέτρα πλευρικής προστασίας των σηματοτεχνικών διαδρομών. Σε αυτό το στάδιο εκτιμάται ποιες είναι οι ενδεχομένως αναγκαίες επεμβάσεις στις γραμμολογίες των σταθμών ώστε να είναι ευχερέστερη και αποτελεσματικότερη η σηματοδότησή τους. Υπολογίζονται οι ανάγκες σε χώρους για την τοποθέτηση του αναγκαίου εξοπλισμού (τεχνικά δωμάτια, οικίσκοι εξοπλισμού κατά μήκος της γραμμής κλπ). Γίνεται μία πρώτη προμέτρηση των εργασιών κυρίως σε ό,τι αφορά έργα πολιτικού μηχανικού (οδεύσεις καλωδίων, οικοδομικές εργασίες, θεμελιώσεις φωτοσημάτων) και Η/Μ όπως εγκαταστάσεις ισχύος ενώ, αφού έχουν προσδιοριστεί τα στοιχεία του εξωτερικού εξοπλισμού (φωτοσήματα, αλλαγές κλπ), είναι δυνατή η κατάρτιση ενός προσεγγιστικού προϋπολογισμού για τις δαπάνες του έργου. Τώρα είναι δυνατή η διακήρυξη ενός διαγωνισμού για την εγκατάσταση της σηματοδότησης Οριστική μελέτη Στην οριστική φάση ο κατασκευαστής προχωρά σε συνεργασία με τον χρήστη (δίκτυο) στην οριστική μελέτη της σηματοδότησης δηλαδή: o Στη μελέτη των αλληλεξαρτήσεων (πίνακες αλληλεξαρτήσεων κλπ).

107 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 103 o Στη μελέτη λεπτομερούς διαστασιολόγησης του εξοπλισμού ανίχνευσης. o Στη μελέτη των καλωδιώσεων (διαστασιολόγηση καλωδίων + οδεύσεις). o Στη μελέτη των έργων πολιτικού μηχανικού (εκσκαφές, κτηριακά, θεμελιώσεις). Το έργο αφού κατασκευαστεί υπόκειται σε δοκιμές ενώ στη συνέχεια αξιολογείται από εξωτερικό αξιολογητή (εφ όσον περιλαμβάνει ηλεκτρονικό εξοπλισμό). Το έργο παραδίδεται στο χρήστη ο οποίος συντάσσει και τις οδηγίες χρήσης του για το προσωπικό του. Σε κάθε περίπτωση ένα έργο σηματοδότησης απαιτεί τη συνεργασία πολλών ειδικοτήτων (πολιτικών μηχανικών, μηχανικών εκμετάλλευσης, ηλεκτρολόγων μηχανικών, τηλεπικοινωνιακών μηχανικών και μηχανικών αυτοματισμού) και συνεργασία όλων των αρμοδίων Υπηρεσιών του Διαχειριστή Υποδομής (Γραμμής, Κυκλοφορίας, Ηλεκτροκίνησης και φυσικά Σηματοδότησης). Είναι πολύ σημαντικό στο σχεδιασμό ενός σιδηροδρομικού έργου να συμμετέχουν εξ αρχής μηχανικοί σηματοδότησης, κυρίως στα θέματα σχεδιασμού των σταθμών, ώστε να αποφευχθεί το φαινόμενο ένας σταθμός να είναι άψογα σχεδιασμένος από γεωμετρική άποψη αλλά κατά την τοποθέτηση του σηματοδοτικού εξοπλισμού και τη μελέτη αλληλεξαρτήσεων να διαπιστώνεται ότι η σηματοδότηση οδηγεί σε σταθμό με προβληματική και άκαμπτη λειτουργία Τροποποίηση γραμμολογίας σταθμού Εάν σε ένα σταθμό έχει ήδη εγκατασταθεί σύστημα αλληλεξαρτήσεων οι δυνατότητες τροποποίησης της γραμμολογίας είναι περιορισμένες. Γενικά σε συστήματα ηλεκτρονικού τύπου είναι σχεδόν αδύνατο να αποφευχθεί η προσφυγή στον αρχικό κατασκευαστή, η τροποποίηση του λογισμικού από αυτόν και η επαναπιστοποίηση του συστήματος από τρίτο αξιολογητή. Η τοποθέτηση επιπλέον αλλαγών ή αφαίρεση τηλεχειριζόμενων αλλαγών σε τροχιές που ελέγχονται σηματοτεχνικά σημαίνουν τροποποίηση των συνθηκών αλληλεξαρτήσεων και άρα τροποποίηση του συστήματος. Η αφαίρεση χειροκίνητων αλλαγών σε τροχιές σηματοτεχνικά ελεγχόμενες είναι απλούστερη. Η αντικατάσταση αλλαγών με άλλες διαφορετικής ακτίνας χρειάζεται προσοχή γιατί η ταχύτητα διέλευσης από τις αλλαγές υποδεικνύεται κατάλληλα από το φωτόσημα που τις καλύπτει. Τοποθέτηση αλλαγής μεγαλύτερης ακτίνας ενδέχεται να μην επιφέρει και αύξηση της ταχύτητας αν δε γίνει και τροποποίηση των ενδείξεων του φωτοσήματος (και άρα τροποποίηση στο λογισμικό ή τα ρελέ της σηματοδότησης). Αντικατάσταση αλλαγής με άλλη μικρότερης ακτίνας σημαίνει σχεδόν υποχρεωτικά και τροποποίηση της σηματοδότησης. Είναι δυνατή η διατήρηση του συστήματος αλληλεξαρτήσεων επεμβαίνοντας στη γραμμολογία του σταθμού εφόσον όμως διατηρηθεί η γενική διάταξη του σταθμού, δηλαδή η αλληλουχία των αλλαγών (π.χ. πριν και μετά την τροποποίηση του σταθμού η πρώτη αλλαγή του σταθμού να οδηγεί ενδεικτικά στην πρώτη παρακαμπτήριο και η δεύτερη στην τρίτη κ.ο.κ), να διατηρηθεί η φορά των αλλαγών (δηλαδή π.χ. δεξιά αλλαγή α- ντικατασταθεί με άλλη, πάλι δεξιά, αλλαγή) και να τηρηθούν οι κατάλληλες αποστάσεις μεταξύ διαδοχικών αλλαγών ώστε να μην τροποποιηθούν τα κυκλώματα ανίχνευσής τους. Σε περίπτωση που προκύψουν μετατοπίσεις φωτοσημάτων στα οποία έχουν εγκατασταθεί ραδιοφάροι ETCS, τότε απαιτείται επαναπρογραμματισμός τους, ακόμα και στην περίπτωση που η γραμμολογία και οι αλληλεξαρτήσεις παραμείνουν ανεπηρέαστες. Σε κάθε περίπτωση απαιτείται μελέτη με συνεργασία των υπηρεσιών γραμμής και σηματοδότησης.

108 104 Μελέτη Σηματοδότησης 10.5 Γενικές παρατηρήσεις Είναι γενικά αποδεκτό ότι περί το 10% του προϋπολογισμού μίας νέας γραμμής δαπανάται σε συστήματα ελέγχου. Το τυπικό κόστος σηματοδότησης ενός νέου, μικρού, σταθμού είναι περί τα 3εκ. Πέραν των εργασιών καλωδίωσης για τις επικοινωνίες του συστήματος αποκλεισμού και της τροφοδοσίας ισχύος των κυκλωμάτων γραμμής, η σηματοδότηση δεν πληρώνεται «με το χιλιόμετρο». Επίσης είναι εννοιολογικά λανθασμένο να λέγεται ότι «σηματοδοτούμε μία γραμμή». Στην πραγματικότητα σηματοδοτούνται οι σταθμοί αυτής. Το κόστος του έργου συντίθεται σε αδρές γραμμές από το κόστος μελέτης και διαχείρισης έργου, το κόστος τοποθέτησης καλωδίων παρά τη γραμμή (κόστος που πράγματι ανάγεται σε μονάδες μήκους) και το κόστος των συστημάτων αλληλεξαρτήσεων που ανάγεται ανά σταθμό. Στην περίπτωση χρήσης κυκλωμάτων γραμμής μέρος του κόστους επίσης εξαρτάται από το μήκος των τμημάτων αποκλεισμού. Από αυτό το ποσό, περί το 1/5 δαπανάται σε έργα πολιτικού μηχανικού και κυρίως ο- δεύσεων καλωδίων (εκσκαφές, διαμόρφωση καναλιού, ταφή) αλλά και θεμελιώσεις ι- στών φωτοσημάτων και ερμαρίων. Είναι ενδιαφέρουσα η ανάλυση που παρατίθεται με βάση τη βρετανική εμπειρία (από το Andrew Hunter / Bryan Needle (2007) «Low Cost Signalling for Rural Routes»-) Κατηγορία κόστους Ποσοστό (%) Διαχείριση-Διοίκηση έργου 15 Σηματοδοτικός εξοπλισμός 30 Τηλ/νίες 10 Έργα επιδομής 5 Έργα Π.Μ 20 Έργα Η/Μ 15 Παράδοση έργου/θέση σε λειτουργία Μερικά παραδείγματα Στα παρακάτω δίδονται μερικά παραδείγματα για το σχεδιασμό σταθμών Απλός σταθμός Σε αυτήν την περίπτωση δίνεται μέριμνα: o Για την τήρηση των μηκών πεδήσεως κατά την τοποθέτηση των σημάτων και για την εξασφάλιση ότι το overlap δεν θα περιλαμβάνει τις αλλαγές. o Η διάταξη αυτή εξασφαλίζει σχετική ευελιξία για την ταυτόχρονη είσοδο συρμών κατά την εκτέλεση διασταυρώσεων (δηλ. κέρδος χρόνου, άρα αυξημένη χωρητικότητα) Απλός σταθμός-βραχύς

109 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 105 Η τοποθέτηση των αλλαγών εκτός των overlap δεν είναι πάντα εφικτή. Οι τοπικές συνθήκες (ανάγλυφο, χάραξη κλπ) μπορεί να οδηγήσουν σε έναν αρκετά βραχύ σταθμό. Η αξιοποίηση όσο το δυνατόν μεγαλύτερου ωφέλιμου μήκους για τις αμαξοστοιχίες έχει προτεραιότητα ενώ η τήρηση των μηκών πεδήσεως είναι αδιαπραγμάτευτη. o Τότε οι αλλαγές μπαίνουν μέσα στα overlap γεγονός που θα πρέπει να ληφθεί υπ όψιν κατά τη μελέτη των αλληλεξαρτήσεων. Ο σταθμός σε αυτή τη μορφή δεν επιτρέπει ταυτόχρονη είσοδο αμαξοστοιχιών Απλός σταθμός-βραχύς+δυνατότητα ταυτόχρονης εισόδου Εάν οι τοπικές συνθήκες το επιτρέπουν, σε βραχείς σταθμούς η προσθήκη προστάτιδων αλλαγών εξασφαλίζει το overlap με δέσμευση της προστάτιδος αλλαγής αντί με δέσμευση της αλλαγής επί της κυρίας γραμμής και είσοδο της πρώτης αμαξοστοχίας στην παρακαμπτήριο Απλός σταθμός+γραμμές απόθεσης για τις εμπορευματικές μεταφορές Στην περίπτωση αυτή μέριμνα δίνεται για την πλευρική προστασία των γραμμών κυκλοφορίας με τοποθέτηση εκτροχιαστών. Το άνοιγμα των εκτροχιαστών θα σημάνει ότι όλος ο σταθμός θα δεσμεύει τα σήματά του σε κλειστή θέση και η υποδοχή αμαξοστοιχιών στις γραμμές κυκλοφορίας θα είναι αδύνατη. Εάν οι ελιγμοί είναι συχνότεροι και περιπλοκότεροι είναι δυνατόν να τοποθετηθούν σύρτες, όπως στο ακόλουθο σχήμα: o Σε αυτήν τη διάταξη, με δέσμευση των αλλαγών 2/3 και 4/5 ως ζευγών για πλευρική προστασία, είναι δυνατή η εκτέλεση παλινδρομήσεων στο «εμπορικό» τμήμα του σταθμού χωρίς να επηρεάζονται οι κύριες τροχιές. Όμως όταν χρειαστεί οι αλλαγές 2 και 5 να διευθετηθούν στον παρεκκλίνοντα κλάδο (για να προωθηθούν τα βαγόνια στις γραμμές απόθεσης) τότε όλα τα φωτοσήματα του σταθμού μεταπίπτουν στην κλειστή θέση Απλός σταθμός+τακτική υποδοχή και ελιγμοί εμπορευματικών συρμών Η πιο ευέλικτη εκδοχή για την υποδοχή εμπορευματικών συρμών δίνεται παρακάτω: o Η υποδοχή των εμπορευματικών συρμών γίνεται στην τρίτη τροχιά. Οι αλλαγές 2/3 και 4/5 λειτουργούν ως ζεύγος πλευρικής προστασίας των τροχιών 1 και 2. Αφού η εμπορική αμαξοστοιχία εισέλθει στην τροχιά 3, τότε οι αλλαγές 3 και 4 δεσμεύονται στην ευθεία και ο σταθμός «παραλληλίζεται» σε δύο τμήματα: τροχιές 1 και 2 και τροχιές 3, 4 και 5. Όταν ο συρμός ολοκληρώσει τις εργασίες ελιγμών, οδηγείται στην τρίτη τροχιά και μπορεί σηματοτεχνικά να αναχωρήσει. Για την πλευρική προστασία της τροχιάς 3 τοποθετούνται εκτροχιαστές. Εάν ο χειρισμός των εκτροχιαστών γί-

110 106 Μελέτη Σηματοδότησης νεται εξ αποστάσεως με ηλεκτρικά χειριστήρια, τότε είναι αναγκαία και η τοποθέτηση σημάτων ελιγμών που τους καλύπτουν Παράδειγμα προμελέτης σταθμού Θα δοθεί ένα λεπτομερές παράδειγμα προμελέτης σηματοδότησης ενός απλού σταθμού. Σκοπός είναι να αναλυθούν στην πράξη και βήμα-βήμα όσα αναφέρθηκαν προηγουμένως. Παράλληλα θα δοθούν και κάποιες επιπλέον λεπτομέρειες που αφορούν στη σηματοδότηση ενός σταθμού και στην τοποθέτηση του εξοπλισμού. Έστω ο σταθμός του σχήματος. Με βάση την ανάλυση χωρητικότητας απαιτείται να σηματοδοτηθεί έτσι, ώστε να διατίθενται δύο τροχιές για την υποδοχή των αμαξοστοιχιών ενώ δύο τροχιές θα διατεθούν για την απόθεση βαγονίων και την εκτέλεση σποραδικών ελιγμών. o Ο σταθμός διαθέτει 7 αλλαγές τροχιάς, όλες του τύπου EW 1:9 R190. o Εκατέρωθεν του σταθμού, στην ανοικτή γραμμή, οι αμαξοστοιχίες κινούνται με ταχύτητα 90km/h, ταχύτητα που μπορεί να τηρηθεί και εντός του σταθμού. Το μήκος πεδήσεως της γραμμής έχει οριστεί στα 1200m. Πρώτη εργασία είναι η κατάστρωση ενός απλού διαγραμματικού σχεδίου του σταθμού. Σε αυτό θα απεικονίζονται οι αλλαγές του σταθμού και οι τροχιές του. Δεν απαιτείται κλίμακα. Απαιτείται όμως να απεικονίζεται η διαδοχική σειρά των αλλαγών και η φορά τους (αριστερή-δεξιά). Στην περίπτωση που ο σταθμός οριζοντιογραφικά βρίσκεται σε καμπύλες, αυτές δεν απεικονίζονται, ο σταθμός περιγράφεται με ευθείες γραμμές. Το γραφείο κίνησης του σταθμού εικονίζεται απλοποιητικά ως ένα ορθογώνιο. Δεύτερη εργασία είναι η καταγραφή των αλλαγών τροχιάς με τις χιλιομετρικές θέσεις τους. Όπως αναλύθηκε, τα βασικά στοιχεία μιας αλλαγής είναι η θέση της αιχμής της και η θέση του ορίου αποστάσεως (στάντζας). Η απόσταση της στάντζας από την αιχμή μιας αλλαγής δίνεται από σχετικούς πίνακες για κάθε τύπο αλλαγής. Στην περίπτωση των αλλαγών EW 1:9 R190 η απόσταση αυτή είναι 42.00m o Ο πίνακας έχει ως ακολούθως (στη δευτερη στήλη: υποθετικές τιμές): Αριθμός αλλαγής τροχιάς Χιλιομετρική θέση αλλαγής (θέση αιχμής /χειριστηρίου) Χιλιομετρική θέση ορίου αποστάσεως (στάντζας) Τρίτη εργασία είναι η μελέτη του διαγραμματικού σχεδίου. Με βάση τις λειτουργικές απαιτήσεις: o Η πρώτη και δεύτερη τροχιά θα χρησιμοποιηθούν για την υποδοχή αμαξοστοιχιών. Άρα σε αυτές θα πρέπει να τοποθετηθεί εξοπλισμός ανίχνευσης, στις αλλαγές θα πρέπει να τοποθετηθούν ηλεκτρικά χειριστήρια και να τοποθετηθούν φωτοσήματα που

111 Συστήματα σηματοδότησης και ελέγχου κυκλοφορίας σιδηροδρόμων 107 θα οδηγούν σε αυτές τις τροχιές από την ανοικτή γραμμή (φωτοσήματα εισόδου) και φωτοσήματα που θα οδηγούν από αυτές τις τροχιές προς την ανοικτή γραμμή (φωτοσήματα εξόδου). Τυχόν αλλαγές που βρίσκονται επί των τροχιών αυτών και δεν θα γίνεται χειρισμός τους εξ αποστάσεως πρέπει να γίνεται έλεγχος της κατάστασής τους (θέση και καλή επαφή) o Επίσης η δεύτερη τροχιά θα πρέπει να προστατευθεί πλευρικά από τη διαφυγή οχημάτων από τις τροχιές ΙΙΙ και IV. o Επομένως σε πρώτη εκτίμηση ο σταθμός θα εξοπλιστεί ως ακολούθως: Τώρα πλέον αρχίζει η τοποθέτηση των φωτοσημάτων, αρχίζοντας από αυτά της εξόδου. Προϋπόθεση όμως για την τοποθέτησή τους είναι ο προσδιορισμός του τμηματισμού α- νίχνευσης των αλλαγών 1 και 7. Όπως αναλύθηκε στην 4.1.4, το σύστημα ανίχνευσης ανιχνεύει τροχούς και όχι οχήματα. Ως εκ τούτου στην περιοχή της στάντζας αλλαγών 1 και 7, ο εξοπλισμός ανίχνευσης θα τοποθετηθεί σε απόσταση 6m από τη στάντζα. Στο επόμενο βήμα θα τοποθετηθούν τα κυκλώματα για τη διαδρομή ολίσθησης. Από τα δεδομένα του προβλήματος είναι γνωστό ότι: o Η κύρια τροχιά (I η ) διελαύνεται με ταχύτητα 90km/h. Η ταχύτητα αυτή είναι μικρότερη των 120km/h άρα η διαδρομή ολίσθησης θα πρέπει να είναι 60m (βλ.: 4.2.5). o Αντίστοιχα η II η τροχιά λόγω των αλλαγών R190 θα διελαύνεται με 40km/h, επίσης μικρότερη των 120km/h, άρα και στη II η τροχιά η διαδρομή ολίσθησης θα πρέπει να είναι 60m (βλ.: 4.2.5). Στο επόμενο βήμα είναι δυνατή η τοποθέτηση των φωτοσημάτων εξόδου που καλύπτουν από πτέρνα τις αλλαγές 1 και 7. Εδώ θα πρέπει να υπενθυμιστεί ο τρόπος λειτουργίας του φωτοσήματος. Το φωτόσημα που καλύπτει κάποιο τμήμα ανίχνευσης, μεταπίπτει α- πό την ελεύθερη-ανοικτή κατάσταση («πράσινο») στην κλειστή («ερυθρό»), ευθύς μόλις ο πρώτος άξονας εισέλθει στο τμήμα ανίχνευσης. Αυτή η μετάπτωση δεν πρέπει να συμβεί μπρος στα μάτια του μηχανοδηγού, ενώ αυτός διέρχεται από το φωτόσημα, γιατί θα

112 108 Μελέτη Σηματοδότησης του προκαλέσει σύγχυση («τελικά επιτρέπεται να περάσω ή όχι;», «γιατί έγινε το φωτόσημα ερυθρό;»). Για το λόγο αυτό το φωτόσημα πάντοτε τοποθετείται πριν το όριο του τμήματος ανίχνευσης που καλύπτει. Το μήκος αυτό στην Ελλάδα έχει καθιερωθεί να είναι 16m και αντιστοιχεί στη μέγιστη απόσταση από το θάλαμο οδήγησης μέχρι το άκρο μιας δηζελάμαξας «αμερικάνικου τύπου» που είναι αρκετά συνήθης στην Ελλάδα. Κεφαλή αμαξοστοιχίας Θάλαμος οδήγησης βαγόνια ~16m Κινητήρια μονάδα αμερικανικής προέλευσης με τη χαρακτηριστική διαμόρφωση του θαλάμου οδήγησης και τοποθετημένη στην κεφαλή συρμού με το μακρύ «ρύγχος» της μονάδας μπροστά. Πλέον έχουν τοποθετηθεί τα φωτοσήματα εξόδου. Είναι πια δυνατή η τοποθέτηση των φωτοσημάτων εισόδου του σταθμού. Όπως αναλύθηκε τα σήματα εισόδου προειδοποιούν και για την ένδειξη των φωτοσημάτων εξόδου, άρα επιτελούν και λειτουργία προσήματος. Άρα θα πρέπει να τοποθετηθούν σε απόσταση μήκους πεδήσεως που στην παρούσα περίπτωση είναι 1200m. o Η θέση των φωτοσημάτων εισόδου συμπαρασύρει και τη θέση των προσημάτων του σταθμού που και αυτά με τη σειρά τους τοποθετούνται σε απόσταση μήκους πεδήσεως (1200m) από τα σήματα εισόδου. Εάν η γραμμή διαθέτει ή προγραμματίζεται να εξοπλιστεί με ηλεκτροκίνηση γίνεται έλεγχος για την τήρηση ικανού μήκους μεταξύ της πρώτης κατ αιχμήν αλλαγής και του σήματος εισόδου ( 9.2). Επίσης η τήρηση ενός ι- κανού τέτοιου μήκους (300m) μεταξύ σήματος εισόδου και πρώτης αλλαγής διευκολύνει τους ελιγμούς στο σταθμό. o Σημείωση: Το ότι οι ταχύτητες στην περιοχή του σταθμού είναι χαμηλές (<120km/h) δε σημαίνει ότι θα πρέπει να μειωθεί το μήκος πεδήσεως στα 700m. Το μήκος πεδήσεως καθορίζεται για ευρύτερα τμήματα του δικτύου. Εάν στην περιοχή του υπ όψιν σταθμού οριστεί κατ εξαίρεσιν ότι το μήκος πεδήσεως θα είναι μικρότερο (700m αντί 1200m), τότε θα πρέπει να οριστεί για όλες τις αμαξοστοιχίες που κινούνται μεταξύ του υπ όψιν σταθμού και των εκατέρωθεν του σταθμών, είτε ότι θα κυκλοφορούν με