ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΜΕΣΩΝ ΜΑΖΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΑΠΟΚΛΕΙΣΜΟΣ Κ. Λυμπέρης Επίκ. Καθηγητής Αθήνα 12-2010 1
Τι σημαίνει «αποκλεισμός» στη σιδηροδρομική λειτουργία; 2
Ο αποκλεισμός είναι μια παλιά λέξη που χρησιμοποιείται στη ρύθμιση της κυκλοφορίας των συρμών σε μία γραμμή. Έχει την έννοια της αποκλειστικής κυκλοφορίας «ενός και μόνο ενός συρμού» σε ένα συγκεκριμένο τμήμα γραμμής, το οποίο οριοθετείται με τεχνικές εγκαταστάσεις (π.χ. σταθμαρχεία, σήματα, κυκλώματα γραμμής κ.α.). 3
Ο τρόπος αυτός κυκλοφορίας των συρμών οδήγησε σε διαφορετικό σύστημα λειτουργίας των σιδηροδρομικών δικτύων από τα δίκτυα άλλων μεταφορικών συστημάτων. Το σύστημα αυτό βασίστηκε στην προκαθορισμένη πορεία των συρμών λόγω της σταθερής τροχιάς και στο μεγάλο μήκος πέδησης του μέσου (χαμηλός συντελεστής τριβής μεταξύ τροχού σιδηροτροχιάς με ταυτόχρονα μεγάλη μάζα του συρμού). 4
Η κυκλοφορία των συρμών μπορεί να γίνει με τις εξής τεχνικές ακολουθίας Ακολουθία σε απόσταση ορατότητας Ακολουθία σε απόσταση χρόνου Ακολουθία σε απόσταση χώρου 5
Ακολουθία σε απόσταση ορατότητας Είναι η παλαιότερη τεχνική οδήγησης. Ο οδηγός ρυθμίζει «οπτικά» και δια χειρός την απόσταση του συρμού του από έναν αμέσως προηγούμενο συρμό. Χρησιμοποιείται μόνο στους αστικούς τροχιόδρομους (τραμ), λόγω της μικρής ταχύτητας και του βάρους των. Στον υπεραστικό σιδηρόδρομο εφαρμόζεται ο τρόπος αυτός οδήγησης στην περίπτωση βλάβης των συστημάτων, όπου στη κύρια γραμμή η μέγιστη ταχύτητα ορίζεται στα Vmax = 40 km/h και στους χώρους ελιγμών Vmax = 25 km/h. 6
Ακολουθία σε απόσταση χρόνου Η τεχνική αυτή εφαρμόζεται σε γραμμές χαμηλού κυκλοφοριακού φόρτου και στη περίπτωση απουσίας άλλων δυνατοτήτων ρύθμισης της απόστασης μεταξύ 2 συρμών. Κατά τη μέθοδο αυτή ο επόμενος συρμός επιτρέπεται να ακολουθεί έναν αμέσως προηγούμενο σε προκαθορισμένη χρονική απόσταση. Η απόσταση αυτή μπορεί να ελέγχεται μόνο κατά την εκκίνηση των συρμών.η μέθοδος αυτή δεν εφαρμόζεται πλέον στους Ευρωπαϊκούς σιδηροδρόμους. 7
Ακολουθία σε απόσταση χώρου Με την τεχνική αυτή, διατηρείται πάντοτε μεταξύ των συρμών μία σταθερή απόσταση. Η απόσταση αυτή πρέπει να καλύπτει τουλάχιστον το μεγαλύτερο μήκος πέδησης S πεδ, max που προκύπτει από τη μέγιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα επιπλέον μήκος ασφαλείας S ασφ. L > S πεδ, max + S ασφ 8
Η τεχνική αυτή χρησιμοποιήθηκε από πολλούς Σιδηροδρομικούς Οργανισμούς από τα μέσα του 19ου αιώνα και από τότε έχει καθιερωθεί και εξελιχθεί ως τεχνική που εξασφαλίζει την ασφάλεια της ακολουθίας των συρμών στη σιδηροδρομική λειτουργία. 9
Πραγματοποίηση της ακολουθίας σε απόσταση χώρου Στη πράξη, η οδήγηση σε απόσταση χώρου πραγματοποιείται κατά κανόνα με πλευρικό έλεγχο ο οποίος μπορεί να εκτελείται από σταθμάρχες (2 σταθμαρχεία αποτελούν ένα τμήμα αποκλεισμού) ή από σταθερές σηματοτεχνικές εγκαταστάσεις (2 διαδοχικά κύρια σήματα ορίζουν τμήμα αποκλεισμού). Εντός του τμήματος αποκλεισμού (block) επιτρέπεται να κυκλοφορεί μόνο ένας συρμός. 10
Πραγματοποίηση της ακολουθίας σε απόσταση χώρου 2 σταθμαρχεία ένα τμήμα αποκλεισμού (Blok) 11
Πραγματοποίηση της ακολουθίας σε απόσταση χώρου 2 διαδοχικά κύρια σήματα ένα τμήμα αποκλεισμού (Blok) 12
Σήματα Σήματα θεωρούνται εγκαταστάσεις στον σιδηροδρομικό διάδρομο, οι οποίες πληροφορούν, προειδοποιούν ή αναγγέλλουν στον μηχανοδηγό την κατάσταση της γραμμής (από άποψης κυκλοφορίας), εκεί όπου η προφορική συνεννόηση δεν είναι εφικτή ή ουσιαστική. Γενικά υφίστανται: 13
Κύρια σήματα Προσήματα Συνδυασμένα σήματα Πρόσθετα σήματα Σήματα βραδυπορίας Σήματα προστασίας Σήματα ελιγμών ευτερεύοντα σήματα 14
Αναλυτικότερα: Τα κύρια σήματα αναγγέλλουν αν στο επόμενο τμήμα της γραμμής μπορεί να εισέλθει συρμός. Τα κύρια σήματα χρησιμοποιούνται ως σήματα εισόδου / εξόδου σε σταθμούς, ως ενδιάμεσα και αποκλεισμού στην ανοικτή γραμμή καθώς και ως σήματα κάλυψης. ιακρίνονται 15
Ανάλογα με την χρήση 2 ενδείξεων, 3 ενδείξεων Ανάλογα με τον χειρισμό Από σταθμαρχείο, από τον συρμό, και από τα δύο 16
Τα προσήματα προαναγγέλλουν την ένδειξη του αντιστοιχούντος κυρίου σήματος. 17
Τα συνδυασμένα σήματα αναγγέλλουν τις εντολές με μία μοναδική φωτεινή ένδειξη. Μπορούν να είναι κύρια σήματα, προσήματα καθώς και κύρια σήματα με ενσωματωμένη τη λειτουργία του προσήματος. Τα συνδυασμένα σήματα απεικονίζονται με 3 διαφορετικά σύμβολα ανάλογα με τη λειτουργία τους. Η λειτουργία προειδοποιείται με πινακίδες επί των ιστών. 18
Συμβολισμοί: Κύριο σήμα, Πρόσημα, Κύριο σήμα με πρόσημα 19
Τα πρόσθετα σήματα αντικαθιστούν μία γραπτή εντολή ή συμπληρώνουν την εντολή των σημάτων. Τοποθετούνται συνήθως στον ιστό των κυρίων σημάτων. Υπάρχει η δυνατότητα προαναγγελίας τους. π.χ. 20
Στη περίπτωση κυρίου σήματος με βλάβη, επιτρέπεται η διέλευση χωρίς γραπτή εντολή Χ 10 φορές σημαίνει την μέγιστη ταχύτητα που επιτρέπεται μετά το σήμα αυτό στη περιοχή αλλαγών τροχιάς (2Χ10 = 20 km/h) 21
Τα σήματα βραδυπορίας χρησιμοποιούνται για την προαναγγελία μιας θέσης όπου απαιτείται πορεία των συρμών με μικρή ταχύτητα (π.χ. εργοτάξιο). Αρχή θέσης βραδυπορίας 22
Τα σήματα προστασίας χρησιμεύουν για το «κλείδωμα» μιας γραμμής, για την άρση του κλειδώματος της γραμμής και για την διευκόλυνση των ελιγμών. Απαγόρευση και άρση απαγόρευσης της κυκλοφορίας Είναι κινητή πινακίδα ανάλογα με την περιοχή που αποκλείεται από την κυκλοφορία 23
Νέες τεχνολογίες διασφαλίζουν την συνεχή ειδοποίηση για το «ελεύθερο της γραμμής». Έτσι καθίσταται δυνατή η ακολουθία σε ελάχιστη απόσταση (μήκος πέδησης + απόσταση ασφαλείας). Η περίπτωση αυτή χαρακτηρίζεται ως «ακολουθία με κινούμενο τμήμα αποκλεισμού» (moving block), οι πληροφορίες δίνονται στην καμπίνα του οδηγού και η πλευρική σηματοδότηση καταργείται ή χρησιμοποιείται σε υποβαθμισμένη λειτουργία. 24
ΤΜΗΜΑΤΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΜΟΥ (BLOCK) 25
Η διατήρηση της απόστασης μεταξύ των συρμών αποτελεί αυστηρά αναγκαία προϋπόθεση για την ασφάλεια της κυκλοφορίας των συρμών. Οι συρμοί επιτρέπεται να πλησιάζουν μεταξύ τους μέχρι μια ορισμένη απόσταση. Προς τούτο, ο διάδρομος διαιρείται μέσω κυρίων σημάτων σε τμήματα αποκλεισμού (blocks). 26
Τμήματα αποκλεισμού (Block) Τμήμα αποκλεισμού ΠΡ1 ΚΣ1 ΠΡ2 ΚΣ2 Απόσταση αποκλεισμού 27
Τμήματα αποκλεισμού (Block) ΣΟ1 ΣΟ2 ΠΡ1 ΚΣ1 ΚΣ2 ΠΡ2 28
Τμήματα αποκλεισμού (Block) Απόσταση αποκλεισμού ΣΟ1 ΜΑ1 ΣΟ2 ΜΑ2 ΠΡ1 ΚΣ1 ΠΡ2 ΚΣ2 Τμήμα αποκλεισμού Χρόνος ορατότητας προσήματος Χρόνος προσέγγισης κυρίου σήματος Χρόνος διάνυσης τμήματος αποκλεισμού s t Χρόνος απελευθέρωσης τμήματος αποκλεισμού Χρόνοι σχηματισμού και επαναφοράς διαδρομής αμελητέοι λόγω ηλεκτρικής σηματοδότησης 29
Ακολουθία συρμών ΣΟ1 ΜΑ1 ΣΟ2 ΜΑ2 ΠΡ1 ΚΣ1 ΠΡ2 ΚΣ2 s t 30
Ανάλογα με το μήκος των τμημάτων αποκλεισμού προκύπτουν διαφορετικές αποστάσεις συρμών. Η ελάχιστη απόσταση επιτυγχάνεται, όταν το μήκος των τμημάτων αποκλεισμού, αντιστοιχεί στην απόσταση προσήματος κυρίου σήματος (μέγιστο μήκος πέδησης). 31
S S = απόσταση ορατότητας S B =απόσταση αποκλεισμού S b =απόσταση προσήματος από κύριο σήμα S D = μήκος ολίσθησης S Z = μήκος συρμού 32
Για να δοθεί η άδεια σε έναν συρμό να εισέλθει σε ένα τμήμα αποκλεισμού, πρέπει να ισχύει: το τμήμα αποκλεισμού να είναι ελεύθερο το μήκος ολίσθησης πίσω από το κύριο σήμα στο τέλος του τμήματος αποκλεισμού πρέπει να είναι ελεύθερο ένας προηγούμενος συρμός πρέπει να καλύπτεται από ένα κύριο σήμα με ένδειξη «στάθμευση» (κόκκινο). 33
Ελάχιστη χρονοαπόσταση μεταξύ συρμών i,j ΣΟ1 ΜΑ1 ΣΟ2 ΣΟ3 ΜΑ2 ΜΑ3 ΣΟ4 ΜΑ4 ΣΟ5 ΣΟ6 ΜΑ5 ΜΑ6 ΠΡ1 ΚΣ1 ΠΡ2 ΠΡ3 ΚΣ2 ΚΣ3 ΠΡ4 ΚΣ4 ΠΡ5 ΠΡ6 ΚΣ5 ΚΣ6 ΣΥΡΜΟΣ i min z i j ΣΥΡΜΟΣ j 34
Ελάχιστη χρονοαπόσταση μεταξύ συρμών i,j με περιθώριο άνεσης r ΣΟ1 ΜΑ1 ΣΟ2 ΣΟ3 ΜΑ2 ΜΑ3 ΣΟ4 ΜΑ4 ΣΟ5 ΣΟ6 ΜΑ5 ΜΑ6 ΠΡ1 ΚΣ1 ΠΡ2 ΠΡ3 ΚΣ2 ΚΣ3 ΠΡ4 ΚΣ4 ΠΡ5 ΠΡ6 ΚΣ5 ΚΣ6 ΣΥΡΜΟΣ i min z i j με r i j ΣΥΡΜΟΣ j r i j 35
Ακολουθία με ενδιάμεση στάση ΣΟ1 ΜΑ1 ΣΟ2 ΜΑ2 ΣΟ3 ΜΑ3 ΣΟ4 ΜΑ4 ΣΥΡΜΟΣ 1 ΠΡ2 ΚΣ1 ΠΡ3 ΚΣ2 ΠΡ4 ΚΣ3 ΠΡ5 ΚΣ4 min z ij στη θέση ΣΟ1 ΣΥΡΜΟΣ 2 ΣΥΡΜΟΣ 1 min z ij στη θέση ΚΣ3 ΣΥΡΜΟΣ 2 36
Ακολουθία σε ελάχιστη απόσταση Τμήμα αποκλεισμού Α Τμήμα αποκλεισμού Β Σ1 ΣΟ2 ΜΑ1 ΣΟ3 ΣΟ4 ΜΑ2 ΠΡ2 ΚΣ1 ΠΡ3 ΚΣ2 ΠΡ4 ΚΣ3 ΜΑ3 s t ΠΡ2 ΚΣ1 ΠΡ3 ΚΣ2 ΠΡ4 ΚΣ3 Θέση 1 ου άξονα συρμού Σ1 ΠΡ2 ΚΣ1 ΠΡ3 ΚΣ2 ΠΡ4 ΚΣ3 Θέση 1 ου άξονα συρμού Σ1 ΠΡ2 ΚΣ1 ΠΡ3 ΚΣ2 ΠΡ4 ΚΣ3 Θέση τελευταίου άξονα συρμού Σ1 Σ2 ΠΡ2 ΚΣ1 ΠΡ3 ΚΣ2 ΠΡ4 ΚΣ3 ΠΡ2 ΚΣ1 ΠΡ3 ΚΣ2 ΠΡ4 ΚΣ3 Θέση 1 ου άξονα συρμού Σ1 Θέση τελευταίου άξονα συρμού Σ1 37
Στη περίπτωση της μονής γραμμής με λειτουργία και στις δύο κατευθύνσεις, ισχύει επιπλέον η επιβεβαίωση ότι δεν κυκλοφορεί αντίθετα κανένας συρμός. 38
Με τα Block ο διάδρομος εξασφαλίζεται τεχνικά. Τα Block λειτουργούν με εγκαταστάσεις ασφαλείας, στις οποίες σε μία θέση υπάρχουν κλείστρα που κλειδώνουν τον όποιο χειρισμό, τα οποία μόνο από μία άλλη θέση ή από την επιρροή του συρμού ή από μία αιτιολογημένη ενέργεια (στη περίπτωση βλάβης ή λάθος χειρισμού), απασφαλίζουν και επανέρχονται στην αρχική τους θέση. 39
π.χ. με την είσοδο ενός συρμού σε αυτό, τίθεται το κύριο σήμα στην αρχή του σε ένδειξη «στάθμευση» και κλειδώνει. Όταν ο συρμός περάσει ολόκληρο το τμήμα αποκλεισμού και το μήκος ολίσθησης και καλυφθεί από το επόμενο κύριο σήμα (κόκκινο), τότε μεταδίδεται η πληροφορία απελευθέρωσης στην αρχή του Block, απελευθερώνοντας το κλείδωμα της ένδειξης του σήματος. 40