KURZUS: Vasúti közlekedés alapjai

MODUL: I modul

4. lecke: Forgalomszabályozás és üzemirányítás

| A lecke célja: Megismertetni a biztosítóberendezések kialakítási elveit, az üzemirányítási rendszerek működési elveit.
Becsült időszükséglet: A lecke feldolgozási időtartama cca. 1 óra
Kulcsfogalmak: biztosítóberendezés, állomási biztosítóberendezések, egy,- több központos biztosítóberendezés, foglaltság vizsgálat, elektronikus biztosítóberendezés, Dominó típusú berendezés, elektromechanikus biztosítóberendezés,kulcsazonosító berendezés, térköz, KÖFE, KÖFI, MERÁFI/MEFI, hagyományos forgalomirányítás
4.1. A vasúti biztosítóberendezésekről
A vasúti közlekedés megindulásakor semmilyen biztosításról nem lehetett beszélni. Később megjelentek a jelzők (4.1. ábra) amelyek forgalomszabályozó szerepe annyiban merült ki, hogy jelzésükkel vagy megtiltották, vagy engedélyezték a mozgást.
Villamos védőjelző, forrás: www.forum.index.hu
4.1. ábra
Később a forgalom növekedésével szükségessé vált a váltók és a jelzők közötti szerkezeti függés megvalósítása, ami azt jelentette, hogy szabad jelzés csak a helyesen beállított váltók estén volt lehetséges. Ugyanilyen fontos elvárásként merült fel a biztosítóberendezésekkel kapcsolatban az utolérés és a szembemenesztés kizárása. A biztosítóberendezések fejlődése ma már olyan funkció teljesülését teszi lehetővé, mint a biztonsági feltételek megteremtése, a működtetési feladatok megoldása, illetve visszajelentések formájában tájékoztatás nyújtása. A biztosítóberendezések lapvető rendeltetése, hogy mindazokat a hibákat, amelyek emberi mulasztás eredményeképp előállhatnak, gépi úton zárják ki.
Az olyan műszaki eszköz, amely a vasúti közlekedésben bármilyen okból keletkező veszélyhelyzeteket gépi úton kizárja, illetve megakadályozza, biztosítóberendezésnek nevezhető.
A biztosítóberendezések két nagy csoportja különíthető el:
állomási biztosítóberendezések vonali biztosítóberendezések.
Az állomási biztosítóberendezések megvalósítják a jelzők és váltók közötti szerkezeti kapcsolatot, nevezetesen a bejárati vagy kijárati jelzőket csak akkor lehet szabad állásba állítani, ha a vágányútban érdekelt váltók helyes állásban le vannak zárva. Továbbá ezeket a váltókat addig nem lehet feloldani, amíg a vonat be,- vagy ki nem haladt az állomásról. Az állomási biztosítóberendezések lehetnek egy,- vagy többközpontosak. A többközpontos biztosítóberendezés esetén van egy forgalmi irodai készülék és egy, - vagy több váltókezelő őrhelyi készülék. A vonali biztosítóberendezések alapvető feladata, hogy a szembemenesztést illetve az utolérést kizárják. A vonali biztosítóberendezések csoportjai:
térköz biztosítóberendezések nyíltvonali elágazások, keresztezések berendezései vasúti átjárók berendezései.
A biztosítóberendezések kültéri és belsőtéri elemekből állnak, függetlenül a berendezés típusától. Például jelzők, váltók, vonatérzékelő berendezések, sorompó berendezések.
4.1.1. Állomási biztosítóberendezések
Nem biztosított állomások berendezései
A nem biztosított állomások berendezései is lehetnek egy vagy több központosak (4.2. ábra)
Többközpontos nem biztosított állomási kulcsazonosító berendezés kialakítása, forrás: Keszmann János: Vasútüzemi ismeretek
4.2. ábra
A nem biztosított állomások berendezései kezdetben egy kulcselzáró szekrényben testesültek meg. A konstrukció lényege: a helyesen beállított és a beállítást követően ismételten ellenőrzött váltók váltózár kulcsait egy szekrényben zárták el, s ezután vált lehetségessé a bejárati jelző állítása. Annyiban volt függés a rendszerbe beépítve, hogy egyszerre csak egy bejárati jelző volt állítható. Később megjelent a 4.2. ábrán is látható kulcsazonosító berendezés. Az egyközpontos változatot kulcselzáró berendezésnek nevezik. A többközpontos változat esetén a működés lényege a következőkben foglalható össze egy bejáró vonat esetén. A forgalmi irodai készüléken lehetséges a vágányút kijelölése. A váltókezelő helyes állásba állítja és lezárja a váltókat. Ellenőrzi, hogy a beállítás helyes volt-e, majd a váltózár kulcsokat egy kulcsszekrényben elhelyezi (4.3. ábra)
Kulcsazonosító berendezés kulcsszekrény részlete, www.rs1.sze.hu/KO
4.3. ábra
Következőkben a forgalmi szolgálattevő lezárja a vágányutat, és gépi úton engedélyt ad a váltókezelőnek a bejárati jelző állítására. A vont behaladása után a bejárati jelzőt megállj állásba állítja a váltókezelő, ezt gépi úton is jelzi, majd ezután a forgalmi szolgálattevő oldja a vágányutat. A kulcsszekrényes megoldáshoz képest nagy előrelépés volt ez a típusú berendezés, mert szerkezeti kapcsolat valósult meg a jelzők és a váltók között, ugyanakkor semmiféle foglaltság ellenőrzésről nem beszélhetünk. Meglehetősen nagy az emberi tévedés lehetősége.
Biztosított állomások berendezései
Az elektromechanikus vagy másként Siemens-Halske típusú berendezés már biztosítóberendezésnek nevezhető, ugyanakkor a mai kor követelményeinek már nem felel meg. A berendezés már elvégzi a váltókörzet foglaltságának az ellenőrzését, és a foglaltság ellenőrzés, mint biztonsági elem beépül a rendszerbe. Többközpontos biztosítóberendezések ezek. Egy elrendezési példát mutat a 4.4. ábra.
Példa egy Siemens-Halske típusú biztosítóberendezés alkalmazásra, forrás: Keszmann János: vasútüzemi ismeretek
4.4. ábra
A biztosítóberendezés elektronikus és mechanikus elemeket tartalmaz. A 4.5. ábra egy elektronikus elem részletét mutatja.
Siemens-Halske típusú biztosítóberendezés blokkeleme, forrás: www.sihuhu.com/2016/04/levizsgazott-a-biztositoberendezes-szechenyihegyen/
4.5. ábra
A válók és jelzők állítása ennél a típusnál már központilag vonóvezeték segítségével történik. Némileg korlátot szabott az alkalmazhatóságnak a vonóvezetékes legnagyobb állítási távolság. A forgalmi irodai készüléken történik mechanikus elemek segítségével a menetkijelölés, a váltókezelői őrhelyen állítóemeltyűk segítségével történik a váltó,- és jelzőállítás. Mechanikus elemek biztosítják a helyes váltóállítás ellenőrzését, a jelzőállítás és vágányút lezárás, - oldás az elektronikus úgynevezett blokkelemek segítségével valósul meg. Ismételten hangsúlyozni szükséges, hogy biztosítóberendezés a váltókörzetben foglaltság ellenőrzést végez, az oldási műveletek feltétele a váltókörzet "nem foglalt" státusza. A váltózár kulcsazonosító berendezésnél ilyen funkcióval nem találkozunk. Eredetileg ezek a berendezések alakjelzőkkel üzemeltek, később terjedt el a fény bejárati,- és kijárati jelzők alkalmazása az eredetileg ilyen berendezéssel felszerelt szolgálati helyeken. Ekkor kiegészítő elemként megjelent egy nyomógombos kezelő felület, ahol a fényjelzőket lehetett kezelni, valamint - ha a vonali rendszer olyan volt- egyéb visszajelentéseket látni (térközök állapota, mentirány állása). A 4.6. ábrán egy forgalmi irodai,- és egy váltókezelői őrhelyi készülék látható.
4.6. ábra. Siemens-Halske típusú irodai,- és őrhelyi készülék
forrás: www.indafoto.hu/jozafat/ | 1/2
Jelfogós állomási biztosítóberendezések
Típustól függetlenül a váltók állítása villamos hajtóművekkel történik, kizárólag fényjelzős állomásokon alkalmazható. A fentiekben ismertetett biztosítóberendezéshez képest nagy előnyük biztonsági szempontból, hogy a váltók állását folyamatosan ellenőrzi.
Klasszikus jelfogós biztosítóberendezés típus a D- 55. A nagy D betű arra utal, hogy a berendezés kezelőpultjának a felülete 4X4 centiméteres lapokból van kirakva. Egy- egy lap az állomási vágányhálózat egy- egy elemét szimbolizálja a szükséges nyomógombokkal és visszajelentő lámpákkal (4.7., 4.8. ábra). A D betű utáni 55-ös szám a kifejlesztés évére utal. A váltók és vágányok foglaltság ellenőrzését váltakozó áramú sínáramkörök alkalmazásával oldják meg, amely jelfeladásra is alkalmas. Az állomási út átjárok az ilyen berendezések esetén fénysorompóval vannak felszerelve. Az állítási parancsok kiadása nyomógombok segítségével történik. A jelzőállítás előtt vizsgálja a berendezés a szabad jelzési képre történő állítás valamennyi feltételét, megakadályozza a járművekkel foglalt válók állítását. A vonat elhaladása után a berendezés önműködően oldja a vágányutat. A kezelőkészülék visszajelentéseket tartalmaz például a jelzők állásáról, a vágányok, váltók foglalt vagy szabad helyzetéről, a térközök szabad vagy foglalt helyzetéről stb.
D-55 típusú biztosítóberendezés előterve, forrás: dr. Czére Béla - A vasúti technika kézikönyve
4.7. ábra
D-55 típusú biztosítóberendezés kezelőpultja, forrás: Döbrentei Balázs
4.8. ábra
A KA-69 típusú biztosítóberendezés a D-55 típusú berendezés egyszerűsített változata, amelyet kisállomásokon gazdaságosabban tudtak telepíteni. Szolgáltatása, biztonsági színvonala nem marad el a D- 55-től. A két biztosítóberendezés között csekély eltérés van a szigetelt szakaszok kialakításánál.
A D-67 típusú tolatóvágányutas biztosítóberendezés a D-55 továbbfejlesztett változata. Tolató vágányutak zárhatók le, lehetőség van kerülő vágányutak beállítására is, az alap vágányutakon felül.
A D-70 típusú biztosítóberendezés a nagy forgalmú csomópontok számára lett kifejlesztve. A berendezés lehetőséget ad vágányutak betárolására, önműködő jelzőüzem beállítására. A kezelőkészülékek több változata lehetséges:
a klasszikus egyesített kezelő,- és visszajelentő felület kezelőkészüléken csak nyomógombok, visszajelentés panorámatáblán két kezelő személy "kezelési határ" szerint dolgozik számítógépes kezelői támogatás.
Szükséges megemlíteni a Szovjet gyártmányú állomási biztosítóberendezéseket is, amelyek jellegük szerint a jelfogó függéses biztosítóberendezések szolgáltatásait nyújtják, de kialakításukban jelenősen eltérnek azoktól.
Az elektronikus biztosítóberendezések "agya" egy többcsatornás biztonsági számítógépes rendszer, amely a kültéri elemek információit dolgozza fel, és ad ki különféle vezérlési parancsokat. Több számítógép között kerülnek felosztásra az egyes funkciók (állomási körzetek, biztosítóberendezési logikai funkciók, stb.). A jelfogós biztosítóberendezésekhez képest, ennél az alkalmazásnál a kezelőfelületet a billentyűzet, az egér és a monitor jelenti (4.9. ábra).
Elektronikus biztosítóberendezés kezelőfelület, forrás: Döbrentei Balázs
4.9. ábra
A korszerű alkalmazás előnyei:
széleskörű és intelligens irányítás támogatás felhasználóbarát, hibaelhárítást segítő magas szintű technológia nagyfokú biztonság és megbízhatóság.
4.1.2. Vonali biztosítóberendezések
A térközi közlekedés alapelve, hogy az állomásközt szakaszokra - térközökre - osztják és egy szakaszt csak egy vonat foglalhat el. A térközök határán térközjelző(k) található(k). A térköz biztosítóberendezések feladata, hogy ez az alapelv mindenkor megvalósulhasson. Akadályozza meg a rendszer:
a vonatutolérést a szembemenesztést vontszakadás esetén a követő vonat veszélyeztetését.
A vonali berendezések lehetnek:
vonatjelentő berendezések mechanikus térköz biztosítóberendezések félig önműködő térköz biztosítóberendezések önműködő térköz biztosítóberendezések.
A vonatjelentő őri rendszer lényege, hogy a térközjelzők között szerkezeti függés nincs. Az egy térközőrhelyhez tartozó térközjelzők közül csak az egyik állítható egy időben. A térközök foglalt vagy szabad állapotára vonatkozó információt a vonatjelentő őr adja.
A mechanikus térközbiztosító berendezés esetén a térközjelzők között szerkezeti függés valósul meg, a mögöttes térközjelző csak akkor állítható szabad állásba, ha a rendszer az előttes térköz szabad állapotát érzékeli. A technikai megoldás alapját a Siemens-Halske rendszer adja. A villamos blokkelemek alkalmazása képezi a térközjelzők közötti szerkezeti függés alapját.
A félig önműködő rendszer alapelve az volt, hogy a fény térközjelzőket megállj állásba a kezelő állította.
Az önműködő térközbiztosító rendszerben a jelzőket a közlekedő vonatok vezérlik, a térközjelzők szabványos állása a szabad jelzési kép. Ez a biztosítási mód, nagyban megnöveli a vonali átbocsátóképesség értékét.
A nyíltvonali fedező jelzős biztosítóberendezések a nyíltvonal veszélyeztetett helyeit biztosítják. Ezek nyíltvonali kiágazások, elágazások, pályaszint vasút- vasút kereszteződések lehetnek.
A vasúti átjárók veszélyzónának minősülnek a közúton közlekedők oldaláról. Ahol a forgalom nagysága szükségessé teszi, ezeket a pontokat fedezni kell a közúton közlekedők felé. Erre szolgálnak az útátjárót fedező berendezések. Ezeknek több módja ismeretes, úgymint:
csapórudas sorompó fénysorompó fény,- és félsorompó.
4.2. Forgalomirányítás
A forgalomirányítás kezdeti formái a rendelkezési szakaszok kialakulásához nyúlnak vissza. Az üzemirányított szakasz a rendelkezési szakasz volt, a forgalomirányítási feladatokat a rendelkező állomás látta el, szóbeli rendelkezések formájában.
A hagyományos forgalomirányítás esetén a biztosítóberendezések kezelése az állomásokon történik, a forgalmi szolgálattevő telefonon tartja a kapcsolatot a vonalirányítóval. Kezdetben az állomásokról begyűjtött információk rögzítése egy kézzel vezetett menetirányítói grafikonon történt, semmiféle informatikai megoldás nem létezett. Az adatáramlás késedelmes volt. Ugyanez a helyzet jellemezte, az állomásokon szolgálatot teljesítő adatrögzítő munkáját. Ez a gyakorlatban azt jelentette, hogy az irányítónak éppen arra jutott a legkevésbé ideje, amivel elsősorban foglalkoznia kellett volna. Gyakran az események után futott az irányítás, az adatok begyűjtése nagyon időigényes munka volt. Havária esetén a más munkával leterhelt irányító nehezen volt elérhető. Az adott vonal, fővonalak esetében vonalszakasz irányítását egy személy végezte. Egy-egy terület irányítói munkáját a területi fő üzemirányító fogta össze.
Később megjelentek a korszerűbb megoldási formák a forgalomirányításban. A Központi Forgalomirányítási Rendszer (KÖFI) esetében az állomásokon általában nincs forgalmi dolgozó. A biztosítóberendezések kezelése a forgalomirányító központból történik. A hagyományos forgalomirányítással szemben a rendszer nagy előnye, hogy a vonatközlekedésről online információk nyerhetők, amelyek forrásai a biztosítóberendezések. Az online információk és az egyszemélyes kezelés hatékony irányítást és vonalszintű gondolkodást tett lehetővé. A forgalomirányító központ akár 100 km-re vagy még távolabb is lehet az adott vonaltól. A KÖFI rendszerek terjedése több kérdést is felvetett, amelyeket kezelni kellett. Az állomási személyzet hiánya miatt meg kellett oldani a várótermek üzemeltetését, utas kiszolgálási feladatok ellátását, az utas biztonságot, vagyonvédelmet. Ezen problémák többségének a kezelésére alkalmasnak bizonyultak a korszerű informatikai és technikai megoldások (4.10., 4.11. ábra)
A KÖFI rendszer struktúrája, forrás: MÁV Zrt.
4.10. ábra
A KÖFI élőben, forrás: Döbrentei Balázs
4.11. ábra
A Központi Forgalomellenőrző Rendszer (KÖFE) esetében az állomási biztosítóberendezések kezelése helyben történik, viszont a forgalomirányító egy panorámatáblán vagy monitoron látja az állomások és a vonal pillanatnyi forgalmi helyzetét a biztosítóberendezésről érkező státust jeleknek köszönhetően. Az állomások és a forgalmi vonalirányító között telefonos kapcsolat van. A közlekedő vonatok adatai alapján a rendszer automatikus út-idő diagramot állít elő, ennek köszönhetően a forgalmi vonalirányítónak lényegesen több ideje jut az irányítói munkára. 4.12., 4.13. ábra).
A KÖFE struktúrája, forrás: MÁV Zrt.
4.12. ábra
A KÖFE élőben, forrás: Döbrentei Balázs
4.13. ábra
Kisforgalmú vonalakon használják a Mellékvonali Rádiós Forgalomirányítási (MERÁFI), és a Mellékvonali Forgalomirányítási (MEFI) rendszereket. Inkább technológiának mondható, mintsem forgalomirányítási eszköznek. A MERÁFI, MEFI vonalak forgalmát a kijelölt forgalomszabályozó állomás forgalmi szolgálattevője és a vonatszemélyzet szabályozza. A kommunikációs eszköz MERÁFI esetében döntően a mozdonyrádió, míg a MEFI esetében a pályatelefon. Az így irányított vonal/vonalrész állomásain személyzet nincs. A forgalomszabályzást speciális állomási ellenőrző és vonali biztosítóberendezések segítik.
Megjegyzendő, hogy léteznek különféle vasútvállalati irányítási módok is. Ezen jegyzet csak a pályavasúti irányítással foglalkozik.

| Önellenőrző kérdések
Az önellenőrző kérdésekre adható helyes válaszokat a megadott kulcsszavak, kulcskifejezések segítik.
1. Milyen elvárások támaszthatók a biztosítóberendezésekkel szemben? (biztonság, működtetés, tájékoztatás)
2. Kulcsazonosító berendezés működése (váltózár kulcsok, vágányút, biztonság)
3. Elektromechanikus biztosítóberendezés működése (villamos,- mechanikus elemek, foglaltság vizsgálat, biztonság)
4. Dominó rendszerű biztosítóberendezések szolgáltatásai (biztonság, foglaltság vizsgálat, programozhatóság, kisállomások)
5. Az elektronikus biztosítóberendezések szolgáltatásai (biztonság, újszerű megoldás)
6. Mi a vonali biztosítóberendezések szerepe? (térköz, fedezendő pont, emberi tényezők)
7. Mi a hagyományos forgalomirányítás lényege? (vonatinformációk, adatáramlás, kommunikáció, havaria kezelés)
8. Mi a KÖFI rendszer lényege? (hatékonyság, információáramlás, személyzet)
9. Mi a KÖFE rendszer lényege? (információáramlás, személyzet, hatékonyság)
10. Mi indokolta a biztosítóberendezések megjelenését a vasúti közlekedésben? (forgalom, biztonság)

| Forrásjegyzék
Besenyei József: Biztosítóberendezések Magyarország vasúti hálózatán BGOK Budapest, 2013.
Dr. Czére Béla: A vasúti technika kézikönyve 2. Műszaki Könyvkiadó Budapest, 1979.
Dr. Katona László: Vasúti üzemirányítás, előadási ppt. Győr, 2017.
Keszmann János: Vasútüzemi ismeretek BGOK Budapest, 2015.