Az ETCS története

A klasszikus vasúti közlekedés biztonsága korszerű állomási és vonali biztosítóberendezések esetén csak akkor lehet megfelelő, ha a mozdonyvezetők a pályamenti jelzők által meghatározott sebességparancsokat hibátlanul értelmezik és maradéktalanul betartják. A helyhezkötött pályaberendezés (biztosítóberendezés) és a mozdony gépi berendezései (pl. fékberendezés) közötti információs láncban tehát, a legkorszerűbb állomási és vonali automatikáknál az emberi tényező (mozdonyvezető) továbbra is nagy jelentőségű. A pályamenti jelzők, illetve jelzéseik megfigyelésének azonban különféle nehézségei lehetnek:

• a nagy sebesség következtében az időben sűrűn érkező jelzési parancsok pontos kiértékelésének csökkenő valószínűsége,

• a távolbalátás korlátozottsága,

• a figyelmetlenség és

• egyéb, a jelzők megfigyelését elterelő külső vagy belső körülmények.

Kezdetben a balesetmentes közlekedés valószínűségét a mozdonyszemélyzet megkettőzésével növelték (aktív redundancia). Az első lépés az automatikai feladat ellátásában a mozdonyvezető éberségének gépi úton való, időszakos ellenőrzése volt. Ezesetben a mozdonyra egy éberségellenőrző berendezést telepítenek, amely a változó és az állandó jelzések által meghatározott sebességtől függetlenül, a mozdonyvezetőtől megkívánja éberségének időszakos nyugtázását. A nyugtázás – meghatározott időn vagy úton túli – elmaradása esetén a berendezés önműködő kényszerfékezést hajt végre. Az éberségellenőrző berendezés megléte esetén természetesen változatlanul fennáll a jelzők által meghatározott sebesség, valamint a vonalra vagy vonatra engedélyezett sebesség túllépéséből származó balesetveszély. (Vincze (1))

E.A. Cowper a jelzők észlelésének megkönnyítésére 1842-től alkalmazta az ún. durrantyúkat (detonator), amelyek ezzel az első nem vizuális elemmé váltak az információs láncban. A jelzők előtt meghatározott távolságra a sínre helyezett kis mennyiségű robbanóanyag a vonat elhaladásakor lépett működésbe, hangjával figyelmeztetve a mozdonyvezetőt a veszélyes helyhez történő közelítésre.

Durranytúk alkalmazása

(Vincze (2))

Kevésbé veszélyes megoldás a pályamenti akusztikus jelzők alkalmazása, amelyek az 1850-es évektől terjedtek el Angliában és az Egyesült Államokban. Ahogy azt az alábbi animált gif kép is mutatja, a vonat a pálya adott pontján maga hozta működésbe a "gong"-ot, amely így figyelmeztette a mozdonyvezetőt a veszélyes helyre.

Akusztikus jelző

(Vincze (2))

Ahogy azonban a cselekvőképességet ellenőrző pedál kezelése ellenére, úgy a jelző helyének ismeretében is meghaladható egy vörös jelzés, ha például a mozdonyvezető egy ívben elnézi, hogy a számos jelző közül melyik is vonatkozik éppen őrá. Következő lépcsőként a jelzési fogalom információjának járműre juttatását említhetjük. 1852-től alkalmazták az akusztikus jelző azon fajtáját, amely már a fedélzeten szólaltatta meg a gongot, ha erre a pályamenti jelző állása indokot adott.

Akusztikus jelzés a pályamenti jelző állása alapján

(Vincze (2))

A vonatbefolyásolás kezdetét az Axel Vogt neve által fémjelzett, 1870-től a Pennsylvania Railroad-nál alkalmazott rendszer jelenti, amely az előző típus annyiban való továbbfejlesztése, hogy a mechanikus kontaktus egy a főfékvezetékbe iktatott törékeny üvegcsőt tör össze Megállj! állású jelző meghaladásakor.

A vonatbefolyásolás kezdete

(Vincze (2))

Könnyen észrevehető, hogy a rendszernek számos gyermekbetegsége van: az üvegcső összetörése után a helyreállítás nehézkes volt, ráadásul sok esetben indokolatlan törések is bekövetkeztek. Továbbra is csak a Megállj! jelzésőinformáció fedélzetre juttatása történt meg, ez azonban csak azt biztosíthatta, hogy a vörös jelzőt fékúttávolságon túl nem haladja meg a jármű. Mindenesetre a vasút rohamos térnyerésével együtt a vasúti közlekedés sebességével és biztonságával szemben támasztott elvárások is idővel egyre nagyobbak lettek, s szükségessé tették olyan berendezések kiépítését, amelyek lehetővé teszik a vonatközlekedést irányító jelzések és esetleg egyéb információk (pl. sorompók állapotának) járműre történő nagybiztonságú eljuttatását és feldolgozását. Általánosságban a többfogalmú jelfeladás (ilyen például a hazai EVM rendszer) elterjedése hozta meg az elvárt színvonalat a vonatbefolyásolás történetében.

A többfogalmú jelfeladás hagyományos, tisztán mechanikai kontaktusok alkalmazásával gyakorlatilag nem lehetséges. 1872-től folyamatosan került kiépítésre a "krokodil" (Le crocodile), amely már elektro-mechanikus kapcsolatot valósít meg a pálya és a jármű között. A krokodil napjainkban is mintegy 35 000 km-en üzemel Franciaországban, Belgiumban és Luxemburgban.

Az elektromechanikus krokodil rendszer pályamenti eleme

(Vincze (2))

1906-ban Anglia is kifejleszti a saját elektromechanikus kapcsolatot megvalósító vonatbefolyásoló rendszerét (GWR-ATC). 1920-ban ismét vissza kell térnünk az Egyesült Államokba, a Pennsylvania Railroad-hoz, ahol is üzembe helyezik az első folyamatos vezetőállás jelzőt (CCS).

Korai vezetőállás jelző

(Vincze (2))

Ez a technológia került át a világháború után a Szovjetúnióba, és terjedt szét Európa-szerte különböző változataiban.

A CCS technológia családfája

(Vincze (2))

1926-1934 között megszületik Európa máig kedvenc vonatbefolyásoló rendszere Németországban, az Indusi. Napjainkig mintegy 75 000 km-en üzemel világszerte.

Az Indusi vonatbefolyásoló rendszer pályamenti eleme

(Vincze (2))

Az Indusit ugyancsak számos ország adaptálta:

Az Indusi családfája

(Vincze (2))

Ahogy az a fentiek alapján nyomon követhető, az emberi tényező okozta bizonytalanság csökkentésére megszületett jelfeladó és vonatbefolyásoló rendszerekből számos létezik és működik a világ vasútjain. A vonatbefolyásoló rendszerek robbanásszerű terjedését szemléletesen mutatja be az alábbi animált gif.

A vonatbefolyásoló rendszerek elterjedése Európában

Az alábbi táblázat bemutatja néhány országban az alkalmazott főbb rendszereket.

Vonatbefolyásoló/felügyelő rendszerek Európa szerte

Az egyes rendszerek pályamenti és járműoldali elterjedtségét mutatja be Európában a következő ábra.

Vonatbefolyásoló/felügyelő rendszerek elterjedtsége Európában

A fenti táblázatból észrevehető, hogy a létező rendszerek funkcionalitását elnézve a különbségek meglehetősen nagyok. A variációk felölelik a nem felszerelt, a figyelmeztető, a figyelmeztető/megállító, a sebességet diszkrét lépésekben felügyelő, illetve a folyamatos sebesség-felügyeletet biztosító berendezéseket, egészen a teljes biztosítottságig. Az ilyeténképpen való elterjedtséget vehetjük szemügyre az alábbi ábrán.

Különböző funkcionalitású vonatbefolyásoló/felügyelő rendszerek elterjedtsége Európában

Az anomáliát tovább fokozza, hogy ahány berendezés, gyakorlatilag szinte annyi felszerelési hely fordulhat elő a mozdonyon. Az alábbi ábra a Bombardier egyik mozdonyának egy lehetséges elrendezési tervét mutatja néhány antennatípusra.

Antennatípusok lehetséges elrendezése egy mozdonyon

Az ezredfordulón a fejlődés egyértelmű gátjává váltak az egymással nem együttműködő, átjárhatatlan vonatbefolyásoló rendszerek. Emellett számos országban egyértelmű igény fogalmazódott meg a tekintetben, hogy a meglévő elavult technológián alapuló rendszereket kiváltsák egy korszerű új vonatbefolyásoló rendszerrel. Példának okáért a jelenleg Magyarországon alkalmazott elektronikus vonatmegállító (EVM) rendszer sem közvetlenül, sem közvetve nem alkalmas a vonat megállításának kikényszerítésére a Megállj! állású jelző előtt. A rendszer által a vontatójárműre feladható információk száma csekély, zavarérzékenysége nagy, információfeldolgozási sebessége pedig alacsony, így nem felel meg sem a biztonsági, sem az üzemeltetési, sem az egyre növekvő szolgáltatási igényekkel szemben támasztott, széles körű követelményeknek. Az ETCS kifejlesztését tehát elemi üzleti érdekek is motiválták. 2005-öt nézve az európai toplistán öt rendszercsalád adja a vonatbefolyásolók magját (lásd ábra), miközben 2008-ra már egy új, eleddig ismeretlen rendszer kapaszkodik felfelé: az ETCS.

Az ETCS megjelenése a vonatbefolyásoló rendszerek európai palettáján

(Vincze (2))

A fentiek folyományaképpen jött tehát létre az új vonatbefolyásoló rendszer. Az ETCS eddigi teljes történetét sematikusan foglalja össze az alábbi ábra.

Az ETCS vonatbefolyásoló rendszer kialakulásának története napjainkig

Kapcsolódó anyag:

    A német FFB vonatbefolyásoló rendszer...

Lap teteje