A szándékolatlan vagy tiltott jelzőmeghaladásokkal kapcsolatos balesetek megelőzése egyidős a vasúttal, azonban ezekkel szemben minden nagy vasútüzem eltérő megoldásokat alkalmaz. Alapelveinek kidolgozására szinte mindenhol az áru- és személyforgalom ugrásszerű bővülése idején, a pályakapacitás növelése kapcsán, valamikor a XIX–XX. század fordulóján került sor. Ez a helyzet a Deutsche Reichsbahn által 1931-től kifejlesztett, majd szériaérettként 1934-ben bevezetett INDUSI (Induktive Zugsicherung, „induktív vonatbiztosítás”) névre hallgató berendezés esetében is. Célja nem csak a veszélyes pontok biztosítása volt, hanem az is, hogy a berendezés bármilyen jelző mellé, bármilyen biztosítóberendezéssel együttműködve, olcsón és minimális energiaellátási igénnyel telepíthető legyen. Az INDUSI részletesebb ismertetése előtt leszögezzük, hogy a konstrukció olyan jól sikerült, hogy alapelvi szinten a kezdetek óta változatlan, és számos európai és tengeren túli ország is „importálta”.
Kísérleti INDUSI-„vevőberendezés” és „mágnes” 1930 májusából
(forrás: Bundesarchiv)
(forrás: Bundesarchiv)
A berendezés lényegében két fő részből áll: a pálya- valamint a járműoldali egységekből.
A pályaoldali alkatrészeket valójában három, különböző frekvenciára (500, 1000, 2000 Hz) hangolt rezgőkör alkotja. Ezeket a köznyelvben gyakran „mágnes” („INDUSI-Magnet”) megnevezéssel illetik, amely azonban a működési elvük miatt félrevezető és pontatlan. (A bevezető melletti képen egy 500 Hz-es pályaelem látható.)
A pályaoldali alkatrészeket valójában három, különböző frekvenciára (500, 1000, 2000 Hz) hangolt rezgőkör alkotja. Ezeket a köznyelvben gyakran „mágnes” („INDUSI-Magnet”) megnevezéssel illetik, amely azonban a működési elvük miatt félrevezető és pontatlan. (A bevezető melletti képen egy 500 Hz-es pályaelem látható.)
- Az 1000 Hz-es pályaelem telepítésére előjelzők mellett, lassúmenet-előjelzők mellett, valamint – a DB üzemében – útátjáró-jelzők mellett kerül sor.
- Az 500 Hz-es pályaelem a fedezendő pont (a legtöbbször: továbbhaladást tiltó állásban lévő főjelző, vagy ütközőbak) előtt kb. 250 méter távolságban kerül elhelyezésre.
- A 2000 Hz-es pályaelem elhelyezésére olyan pontoknál kerül sor, amelyek előtt a vonattal meg kell állni, tehát állandóan, vagy ideiglenesen nem meghaladhatók (Megállj! állású főjelző, tolatásjelző, védőjelző, vágányzáró jelző, stb.).
A járműoldali egység némileg bonyolultabb működésű, ennek részletes ismertetésétől itt eltekintünk. A megértéshez elég annyi, hogy ebben nagy érzékenységű impulzusjelfogók találhatók, melyek nyugalmi állapotban vannak, ameddig a jármű egy hatásos pályaelem mellett el nem halad. Ekkor a járműoldali berendezés energiaegyensúlya megbomlik, a „mágnes” fölötti elhaladást a járművezetőnek 4 másodpercen belül nyugtáznia kell (Zugbeeinflussung, ezzel a járműoldali energiaegyensúly helyreáll), ellenkező esetben a berendezés egy ep-szelep közbeiktatásával kényszerfékezést vált ki (Zwangsbremsung). A nyugtázást követő teendőket illetően az INDUSI egyes változatai és azok verziói is eltérő követelményeket támasztottak.
Mint mondottuk, a berendezés működésének alapelve az idők során nem változott: az – ideális esetben – elsőként észlelt 1000 Hz-es befolyásolás esetén bizonyos mértékű sebességcsökkentést igényelt, a másodikként „feljövő” 500 Hz-es befolyásolás esetén további sebességcsökkentést, a 2000 Hz-es befolyásolás meghaladása esetén pedig önműködően kényszerfékezett. Az elsőként üzembe helyezett I34-es széria a maihoz képest rendkívül kezdetleges volt: nem tett különbséget a vonatnemek között (egyféle határsebességgel operált), a vonatadatokat (hossz, tömeg, megfékezettség) tehát gyakorlatilag figyelmen kívül hagyta. Egyetlen feladata az volt, hogy a vonatot – ha kell, kényszerrel – megállítsa, ha ezt a mozdonyvezető nem tudta, vagy nem akarta megtenni.
Az I34 kapacitása hosszabb távon természetesen elégtelennek bizonyult. Az I54 és I60 már többféle határsebességet ismert, ezeknél vezették be az „O”, „M” és „U”-vonatnemeket, melyek a felső (obere), középső (mittlere) és alsó (untere) „vonatfajtákat” (Zugart) jelentették. Kissé leegyszerűsítve itt arról van szó, hogy a vonatok tömegüktől, hosszuktól és megfékezettségüktől függően osztályokba lettek besorolva az alapján, hogy „gyorsan”, „közepes sebességgel”, vagy „lassan” közlekedhettek. A berendezés sebességellenőrző-programját ehhez mérten kellett kiválasztani. Azonban sem az I54, sem az I60 nem számolt ún. virtuális fékgörbét, mely alapján a vonatadatoknak megfelelően kiszámított és a valós fékgörbe összehasonlítható volt. Ennek az a lényege, hogy a berendezés önműködően fékezzen, ha a vonatadatok alapján számított fékgörbe és a valós fékgörbe valahol metszik egymást (praktikusan tehát akkor, ha a vonat kevésbé lassul, mint ahogyan annak a berendezés szerint a program alapján kellene).
Kezdetben (I34, I54) a fővezeték megcsapolásával járó kényszerfékezés csak sebességkorrigáló jellegű volt, később a fővezeték teljes ürítése lett a követelmény. Újbóli feltöltésre a teljes megállásig nem volt lehetőség, azonban a keréklaposodások és a rakomány megcsúszásának elkerülése céljából az újabb változatok 30 km/h sebesség alatt a feltöltés megkezdését már megengedik (rövid, gyorsan oldó vonatok esetében a megállás elkerülhető lenne, ezért újabb kényszerfékezés következik be a megállás elmulasztása esetén). Ez az „opció” az I60R bevezetésével került be a funkciók közé. Az I60R esetében alkalmaztak először mikroprocesszoros vezérlést, mely a számított fékgörbe fentiek szerinti generálását és figyelését is lehetővé tette.
A következő lépcsőben kifejlesztett PZB90(–I60R) 1.5-ös verziójú berendezés (vagyis I60R „hardver” PZB90 v1.5-ös szoftverrel) az I60R képességeit az ún. restriktív üzemmóddal is kiegészítette. Ha a jármű legalább 15 másodpercig a restriktív módba történő átkapcsoláshoz szükséges határsebesség (10 km/h) alatt halad, vagy aktív befolyásolás közben megáll, a berendezés – baleset-megelőzési célból – csökkenti az ellenőrzési határsebességeket (egységesen: 1000 Hz-es befolyásolás esetén 45 km/h-ra, 500 Hz-es esetén 25 km/h-ra).
A jelenlegi, 1.6 verziójú szoftverrel ellátott I60R (és az I80, mely már az LZB-vel is együttműködik) az előzőekhez képest lényegében annyi változtatást jelentett, hogy a sebességprogramok ellenőrzési határsebességei tovább csökkentek („O”: 85 km/h-ra, „M”: 70 km/h-ra, „U”: 55 km/h-ra).
A PZB-panel elhelyezkedése a német vasút 218 sorozatú dízelmozdonyának vezetőállásán. A „frissített” verziójú gépeken matricával kell jelezni, hogy megtörtént a PZB-modul átállítása az 1.6-os verzióra. Alul a kezeléshez szükséges három kapcsoló látható
(fotó: Markus Parpart)
(fotó: Markus Parpart)
Lehetőség van továbbá ún. GPE-berendezések („Geschwindigkeitsprüfeinrichtung”) kialakítására, melyek lényegében időzítőként működnek. A GPE három mágnesből áll: az első aktiválja a második (2000 Hz-es elemet) azonban ha a járművezető megfelelően csökkentett sebességgel éri ezt el, az az időzítés miatt már nem aktív. A harmadik mágnes helyreállítja a rendszer energiaegyensúlyát („kikapcsol”). Ha a mozdonyvezető „gyorsan hajt”, a kényszerfékezést kiváltó második mágnes még biztosan aktív. A GPE alkalmazására olyan helyeken kerül sor, ahol az előírt sebességcsökkentés nem olyan mértékű, hogy ahhoz 1000 Hz-es pályaelem alkalmazására lenne szükség (pl. 160 km/h-ról 110 km/h-ra történő fékezés). Ilyen esetekben a kényszerű 85/70/55 km/h-ra fékeztetés, majd újbóli gyorsítás indokolatlan mennyiségű energiát emésztene fel.
A bekapcsoló (E), aktív 2000 Hz-es (W) és kikapcsoló (A) elemek elhelyezkedése. Közöttük egyébként csak néhány méter a távolság, a 2000 Hz-es elem pedig csak a másodperc tört részéig aktív. A nyíl a menetirányt jelöli
(forrás: Wikipedia)
(forrás: Wikipedia)
A PZB90 1.6 verziójú szoftverrel ellátott I60R típusú berendezés kezelése a gyakorlatban a következőképpen történik:
- Az aktív 1000 Hz-es pályaelem (pl. Megállj!-ra vagy sebességcsökkentésre előjelzést adó jelző melletti mágnes) fölött elhaladó jármű esetén a vezetőnek egy billenőkapcsoló segítségével négy másodpercen belül nyugtáznia kell, hogy észlelte a jelzést (PZB-Wachsam), ellenkező esetben kényszerfékezés váltódik ki. Ilyenkor a vonat sebességét meghatározott időn belül (de soha nem hosszabb úton, mint 700 méter) az ellenőrzési határsebesség alá kell vinni. („O” vonatnem esetén ez 23 mp és 85 km/h, „M” vonatnemnél 29 mp és 70 km/h, „U” vonatnenmél 38 mp és 55 km/h.)
- 700 méter út megtétele után a sebességellenőrzés csak a háttérben fut tovább (még 550 m úton), azonban ha a mozdonyvezető meggyőződött arról, hogy a továbbhaladásnak nincs „jelzős” akadálya, a sebességellenőrző programból „kiszabadíthatja” magát a „Frei”-kapcsoló segítéségével. A menetet ilyenkor a vonatra engedélyezett maximális sebességgel lehet folytatni. Nem tipikus eset az, ha 550 méteren belül újabb, 1000 Hz-es befolyásolás érkezik, ilyenkor, ha a jármű sebessége a határsebesség (85/70/55 km/h) fölött van, automatikus kényszerfékezés következik be.
- A csökkentett sebességgel haladó jármű másodikként – szokás szerint – az 500 Hz-es pályaelemet éri el. Ennél a pontnál a berendezés a befolyásolást a járművezető beavatkozása nélkül „veszi fel”, a panelen alul lévő középső, vörös lámpácska kigyullad. Ennél a pontnál a jármű nem haladhat gyorsabban, mint – „O”, „M”, „U” vonatnem esetén rendre – 65/50/40 km/h, ellenkező esetben kényszerfékezés következik be. Az 500 Hz-es befolyásolás további sebességcsökkentést igényel, itt azonban már fékgörbét nem számít a berendezés, az ellenőrzés csak útfüggő: a csökkentést 45/35/25 km/h sebességre egységesen legfeljebb 153 m út megtétele alatt kell elérni. Sebességtúllépés esetén itt is kényszerfékezés történik. Ugyancsak nem tipikus az az eset, ha a jármű elsőként 500 Hz-es befolyásolással találkozik. Ilyen többnyire az 1000 Hz-es program, vagy a restriktív üzemmód tiltott eltörlése esetén áll elő (ilyenkor a kényszerfékezés automatikus), vagy az üzembe helyezést követő első elindulás alkalmával történik, ebben az esetben a befolyásolást a berendezés felveszi ugyan, és a továbbhaladást is engedi, de azonnal „átesik” a restriktív programba (ilyenkor a Vmax = 25 km/h).
- A 2000 Hz-es pályaelem meghaladásakor a berendezés minden beavatkozás nélkül, automatikusan kényszerfékezést vált ki. Ez csak abban az esetben nem következik be, ha a pályaelem meghaladására (legfeljebb 40 km/h sebességgel) felhatalmazást kap a járművezető (tolatás, nem kezelhető jelző melletti kihaladás, állandóan „éles” mágnes fölötti elhaladás, stb.). Ilyenkor az ún. parancskapcsolót vagy -gombot kell kezelni („Befehltaste”). A jármű ilyen esetben a pályáról érkező információt nem veszi figyelembe.
A kapcsolók elhelyezkedése egy ICE–T motorvonat vezetőállásán
(forrás: Wikipedia)
(forrás: Wikipedia)
PZB-Bremskurve. Összefoglaló táblázat a PZB–határsebességekről (PZB90 1.5–1.6)
(készítette: Carste Hölscher, fordította: Nádasi Mihály)
Leírásunk második felében a magyar vonatkozásokat vesszük számba, megvizsgálva az INDUSI (PZB) hazai alkalmazását és az ehhez kapcsolódó lehetőségeket.
Nánási Zoltán
