Stručný vývoj železničnej techniky na Slovensku - železničná zabezpečovacia technika

V minulom dieli nášho seriálu sme si vysvetlili, ako je rušňovodič vlaku závislý na správnych informáciách o stave dopravnej cesty a akými technickými prostriedkami sú mu tieto informácie poskytované.

V prvých rokoch existencie železnice bola prakticky každá takáto informácia dávaná iba na základe osobného posúdenia signalizujúceho zamestnanca, bez akýchkoľvek obmedzení v závislosti od objektívne zistiteľných skutočností. Tento stav v konfrontácii s nárastom intenzity železničnej dopravy na prelome 70. a 80. rokov 19. storočia už neobstál a bolo treba hľadať spôsoby, ako dostupnými technickými prostriedkami zaručiť najvyšší možný súlad medzi informáciou o stave vlakovej cesty, dávanou rušňovodičovi návesťou, a skutočným stavom tejto vlakovej cesty. Pre tento typ železničnej techniky sa začal používať súhrnný názov „zabezpečovacia technika“.

Základom pre vznik tejto kategórie železničnej techniky sa roku 1875 stalo rozhodnutie o povinnom uzamykaní výmien, ležiacich vo vlakovej ceste tých vlakov, ktoré v stanici nezastavovali. Najjednoduchšími zabezpečovacími zariadeniami sa stali miestne uzamykané výhybkové zámky, ktoré boli vyrábané v celom rade modifikácií, neskôr však prevážili konštrukcie Möld a Götz. Dokonalejšie zariadenia tohto druhu využívali možnosť diaľkovej kontroly polohy výhybky závorníkom a neskôr i jej diaľkovej obsluhy obrubníkovým prestavníkom. Obe tieto zdokonalenia sa inštalovali od poslednej štvrtiny 19. storočia a zabezpečovali závislosť medzi polohou návestidla a výhybiek priľahlého staničného zhlavia, resp. obvodu výhybiek. Návestidlo mohlo byť postavené do polohy, umožňujúcej jazdu iba v tom prípade, ak výmeny zhlavia boli postavené do niektorej z povolených vzájomných kombinácií; postavenie návestidla do polohy povoľujúcej jazdu zas naopak znemožnilo meniť polohu skôr prestavených výmien. Závislosť bola od začiatku zabezpečovaná systémom posuvných pravítok v pravítkovej skrini stavadlového prístroja.

Výmenová zámka vo svojej najstaršej podobe

Základom ďalších železničních zabezpečovacích zariadení je tzv. Frischenovo hradlo, zriaďujúce diaľkový elektrický uzáver pák, ovládajúcich návestidlá alebo prestavujúcich výhybky, závorníky či výkoľajky. Prvým efektom uplatnenia tohto zariadenia bola náhrada časového sledu vlakov v medzistaničnom úseku sústavou priestorového oddielu. Medzistaničný úsek bol v tomto prípade rozdelený na viac častí - oddielov - krytých ramenovými návestidlami, pričom ovládacia páka návestidla, okolo ktorého prešiel vlak, bola po prestavení návestidla na "Stoj" v tejto polohe elektricky zablokovaná, čím sa súčasne uvolnil elektrický uzáver páky predchádzajúceho oddielového návestidla, ktorú bolo možné prestaviť do polohy "Voľno". Táto sústava zabezpečila, že v jednom priestorovom oddiele sa mohol nachádzať iba jeden vlak. Prvým takto blokovaným úsekom sa na Slovensku stala roku 1883 trať medzi Marcheggom a Bratislavou. Iným výsledkom využitia Frischenovho hradla sa stala možnosť podriadiť obsluhu stavadlových prístrojov, umiestnených na zhlaviach staníc v blízkosti obsluhovaných výmien a návestidiel (a nevyžadujúcich teda príliš dlhé drôtovody), rozhodnutiam prijatým v dopravnej kancelárii obsluhou tzv. riadiaceho prístroja. Prvé prístroje tohto druhu na Slovensku inštalovala StEG roku 1886 v Galante. Použila sústavu Siemens, vyžadujúcu pre každú možnú vlakovú cestu jedno hradlové zariadenie. Významnou racionalizáciou tohto systému sa roku 1891 stal riadiaci prístroj sústavy Rank, ktorý účelným zlúčením funkcie viacerých hradiel, zapájaných kontaktami pravítkového systému pod koľajovým reliéfom stanice významne redukoval počet týchto hradiel a obmedzil tak rozmery i hmotnosť riadiacich prístrojov.

Riadiaci prístroj elektromechanického zabezpečovacieho zariadenia typu Rank

Zabezpečovacie systémy s elektrickým uzáverom vlakových ciest predchádzali čoraz účinnejšie omylom pri stavaní vlakovej cesty, nedokázali však zabrániť nežiadúcemu prestaveniu výmien pod idúcim vlakom v prípade predčasného zrušenia ich elektrického uzáveru z dopravnej kancelárie. Problém bolo možné riešiť iba za predpokladu spolupráce vlaku na uzávere vlakovej cesty. Podľa anglického vzoru mali prvé takéto zariadenia - tzv. dotyčnice - mechanický charakter; neprítomnosť vozidla na prestavovanej výmene kontrolovali pred jej prestavením krátkodobým zasunutím cca 5 m dlhého oceľového profilu L uloženého paralelne s priamou opornicou do obrysu kolesa vozidla. Konečné riešenie však prinieslo využitie elektrického kontrolného zariadenia dovoľujúceho prestaviť návestidlo na "Stoj" (a teda odblokovať uzáver vlakovej cesty), až keď posledné dvojkolesie vlaku minulo návestidlo. Tomuto účelu slúžila buď izolovaná koľajnica, umiestňovaná neďaleko za návestidlom v smere jazdy vlaku (obvod jednosmerného prúdu zo zvláštnej batérie bol uzatváraný dvojkolesím vozidla, nachádzajúcim sa na izolovanej koľajnici; obvod bol usporiadaný tak, že k odblokovaniu návestidla došlo, až keď posledné dvojkolesie vlaku opustilo izolovanú koľajnicu) alebo ortuťový dotyk (využívajúci pre indikovanie prejazdu dvojkolesia priehyb koľajnice) - ten bol umiestňovaný cca 500 - 800 m za návestidlom, pretože odblokovanie návestidla spôsobilo v tomto prípade už prvé dvojkolesie vlaku.

Na popísanej úrovni ďalší vývoj zabezpečovacej techniky ustrnul až do polovice 20. storočia; určitý vývoj spočíval iba v náhrade svalovej energie při prestavovaní návestidiel či výmien elektrickou energiou (elektrodymamické staniční zabezpečovacie zariadenia) alebo energiou stlačeného vzduchu (elektropneumatické stavadlá v niektorých staniciach na Košicko-bohumínskej železnici).

Riadiaci prístroj elektrodynamického staničného zabezpečovacieho zariadenia

Radikálna modernizácia tratí I. hlavného ťahu priniesla v oblasti traťových zabezpečovacích zariadení významnú novinku: 6.11.1953 bol na trati Žilina - Varín do prevádzky uvedený prvý úsek automatického traťového zabezpečovacieho zariadenia (autoblok - zariadenie obsluhované vlakom bez účasti strážnikov oddielov), zatiaľ v jednosmernom usporiadaní. Jednosmerný autoblok vzoru ZSSR a neskôr i československého typu JAB 71 sa neskôr rozšíril na úsek Žilina - Margecany. Jeho významným zdokonalením sa v roku 1973 stal obojsmerný autoblok AB 3-73, namontovaný ešte v tom istom roku na trati Český Těšín - Žilina a rozšírený neskôr i na ďalšie trate Slovenska.

Výhybkársky prístroj elektromechanického staničného zabezpečovacieho zariadenia SH 5007

Spôsob práce zariadenia spočívajúci v prenose kódu koľajnicami bol v polovici 60-tych rokov využitý - po náležitých úpravách - na prenos návesti najbližšieho návestidla na stanovište rušňovodiča dekódovaním aktuálneho koľajového kódu snímaného zvláštnym snímačom na hnacom vozidle. Tento systém vlakového zabezpečovacieho zariadenia (LVZ - Líniový vlakový zabezpečovač) sa postupne stal nepostradateľnou súčasťou prevažnej väčšiny hnacích vozidiel ČSD.

V oblasti staničných zabezpečovacích zariadení začalo od počiatku 50-tych rokov významné miesto získavať reléové zabezpečovacie zariadenie, zdokonaľujúce staršie elektrodynamické systémy nahradením ich mechanickej pravítkovej logiky sústavou relé. Prvým zariadením tohto druhu sa na Slovensku stalo reléové zabezpečovacie zariadenie s individuálnym stavaním jednotlivých výhybiek Ericsson namontované v stanici Kráľova Lehota v roku 1951, nasledované zakrátko (1953) podobne pracujúcim zariadením zo ZSSR, inštalovaným v stanici Varín. Novou generáciou reléových prístrojov sa stali v druhej polovici 50-tych rokov reléovky tzv. cestového systému (pre postavenie vlakovej cesty stačí stlačiť tlačítko určujúce iba jej začiatok a koniec). Reléové staničné zabezpečovacie zariadenia umožňovali - okrem podstatného zvýšenia úrovne zabezpečenia prevádzky v stanici - významným spôsobom skrátiť časy obsadenia rozsiahlych staničných zhlaví pri chodoch vlakov a posunujúcich dielov stavaním následných ciest hneď po uvolnení obsadených skupín výhybiek a nie až po uvoľnení celého zhlavia. Reléové zabezpečovacie zariadenia sovietskeho pôvodu neskôr dopĺňali systémy československej výroby AŽD 71. Pre menej náročné pomery menších staníc slúžili od 80-tych rokov jednoduchšie staničné reléové zabezpečovacie zariadenia TEST (Typové Elektrické STavadlo) nahradzujúce staršie elektrodynamické zabezpečovacie zariadenia a použité na trati N. Zámky - Zvolen.

Ústredný stavadlový prístroj najstaršieho u nás obvyklého typu so zariadením pre spoluprácu s koľajovými obvodmi

Možnosť diaľkovo ovládať staničné reléové zabezpečovacie zariadenia bola na Slovensku prvýkrát použitá v rámci zvyšovania prevádzkovej výkonnosti trate Plešivec - Zvolen v 80-tych rokoch. Pre diaľkovú obsluhu zabezpečovacích zariadení výhybní na rozhraní jedno- a dvojkoľajných úsekov z priľahlých staníc tu bolo použité Telemechanizačné zariadenie duplexné (TZD 751) vyvinuté a vyrábané Závodmi priemyselnej automatizácie Čakovice. Príkladom podstatne dokonalejšieho uplatnenia tohto princípu sa stalo sovietske zariadenie NEVA-LUČ pre ústredné ovládanie staničného zabezpečovacieho zariadenia v staniciach Bratislava východ, Rača, Vajnory a odbočiek Močiar a Vinohrady, ktoré bolo uvedené do prevádzky v roku 1988.

Spoločným menovateľom novej generácie zabezpečovacích zariadení sú mikroprocesory. Zariadenia na tejto báze sú uplatnené vo viacerých staniciach na novorekonštruovanom koridore alebo na diaľkovo obsluhovaných zabezpečovacích zariadeniach ďalších modernizovaných tratí.