Hyttsignalsystem med kodade spårledningar

SS avsikt var först att på den nya tunnelbanan använda ett system med fasta blocksignaler, ungefär som i gamla tunnelbanan (Södertunneln), men kompletterat med automatiskt tågstopp. Senast 1947 hade dock intresset riktats mot ett system för kontinuerlig överföring av hastighetsbesked till hyttsignaler i tågen, kompletterat med automatiskt stopp om föraren inte bromsade i tid.

Kontinuerlig informationsöverföring

Sådana kontinuerliga system fanns i USA sedan 1920-talet. Tillsynsmyndigheten Federal Commerce Commission hade krav på att järnvägar skulle införa tågskyddssystem, och det fanns från järnvägshåll ett intresse av kontinuerlig informationsöverföring till tågen. Det fanns visserligen punktformiga system som kunde överföra olika hastighetsbesked, men på sträckor med tät trafik kunde dessa vara kapacitetshämmande eftersom ett tåg som fått restriktivt besked vid en informationspunkt (balis) måste hålla låg fart fram till nästa informationspunkt, alternativt att föraren kunde sätta hastighetsövervakningen ur spel genom en kvitteringsmanöver, vilket minskade säkerheten.

Det första kontinuerliga systemet använde polariserade spårledningsströmmar som kunde fångas upp av mottagare längst fram på loket. Systemet var komplicerat och känsligt för störningar. Omkring 1930 kom ett bättre system, som baserar sig på att spårledningsströmmen kodas. Detta innebär att strömmen brytes och slutes ett antal gånger per minut. Antalet impulser per minut utgör en kod som en mottagare på loket avkodar och översätter till ett hastighetsbesked. T ex kan man använda 75, 120 eller 180 impulser per minut. Kodade spårledningar kande nyttjas även utan hyttsignaler. Fördelen med detta är att spårledningens kod överför information som styr de fasta blocksignalerna; särskilda ledningar behövs inte. Långa spårledningar får också en säkrare funktion än vid okodad ström, men systemet är förstås mer komplicerat. För att ytterligare öka antalet möjliga informationer kan man kombinera koden med att använda två olika frekvenser, men de flesta banor klarade sig bra med tre eller fyra olika besked. Frånvaro av kod ger beskedet stopp eller mycket låg hastighet.

Bay Bridge

På lokaltrafikbanor i Nordamerika var det under 1940-talet inte vanligt med hyttsignaler eller kodade spårledningar. Ett undantag var banan på Bay Bridge mellan San Francisco och Oakland. Denna startade sin trafik 1939, och då var det tre spårtrafiksystem som använde spåren över bron. Efter några år återstod endast Key System, som var en sorts snabbspårväg eller metro.

Tågtrafiken på bron var tät och sikten ibland dålig på grund av dimma. Därför gick man redan från starten in för att använda hyttsignaler. Man hade också reläställverk med ganska hög grad av centralisering. Detta beskrivs närmare i tre artiklar, som Jon Roma haft vänligheten att skanna in:

San Francisco - Oakland Bay Bridge, Signaling and Interlocking, ur Railway Signaling mars 1939

San Francisco - Oakland Bay Bridge Interlocking Plants, ur Railway Signaling april 1939

Cab Signaling and Train Control on the San Francisco - Oakland Bay Bridge, ur Railway Signaling maj 1939


Systemvalet i Stockholm

SS bestämde sig för att satsa på ett befintligt och fungerande system. Därför skulle man köpa hela signalsystemet - ställverk, fjärrstyrning, spårledningssystem och vagnsutrustning - från den amerikanska tillverkaren Union Switch & Signal Company. Att även vagnarnas traktions- och bromsutrustning skulle köpas från USA ökade sannolikheten för att man skulle få något som fungerade tillsammans. SS signalingenjör Boberg beskrev 1947 bakgrunden till systemvalet. Kortvariant med enbart förslaget från Boberg.  

Det fanns dock motkrafter både mot hyttsignalsystem och mot att köpa utomlands:

Bilagor till Rönnbloms beskrivning:

Till slut ordnade det hela sig, och utrustningen var till trafikstarten 1950 installerad och i full funktion på sträckan Slussen - Blåsut. Längre söderut klarade man sig med körning på sikt kompletterat med enstaka fasta blocksignaler där sikten var skymd. Vid slutstationen Hökarängen fanns ett halvautomatiskt ställverk.

Hyttsignalsystemets tillämpning

Det mesta av intresse beskrivs i denna instruktion från 1956 [Riksarkivet]. Nedan återges några av figurerna i instruktionen:

 

 










Ritning V-23498 principschema vagnsutrustning

Ritning V-23499 principschema förstärkare mm

 

Hyttsignalen på bilden visar M, vilket står för mellanhastighet. Detta innebar att tåget fick köra med 50 km/h. H = hög hastighet och L låg hastighet, maximalt 15 km/h. U betyder urkopplad hyttsignal, vilket användes på sträckor utan hyttsignalsystem. Vid signalbild U övervakades att tåget inte körde mer än 50 km/h. Bilden kommer troligen från SS.

Hyttsignalbesked ges normalt endast vid körning på vänsterspår. När enkelspårsdrift används vid t ex banarbeten har det därför varit nödvändigt att koppla ur tågens hastighetsövervakning, och tillämpa reservrutiner. Ett SS-dokument från 1951 [Riksarkivet] beskriver hur tågstav kunde användas vid enkelspårsdrift, hur man skulle göra vid fel på hyttsignalsystemet eller om systemet av andra skäl måste kopplas ur. Även körning med verktåg, till exempel ballastvagnar, behandlas. Verktågens dragfordon hade inte hyttsignaler, dessutom var det ibland osäkert om de kunde förväntas kortsluta spårledningarna.

Leverantörer

Hyttsignalutrustningen liksom signalsystemet i övrigt var utvecklad av Union Switch & Signal Co. Många komponenter levererades av Svenska AB Trådlös Telegrafi SATT, ett dotterbolag till AEG.


Driftsäkerhet

1973 konstaterade SL att hyttsignalsystemet under de gångna 20 åren visat sig både trafiksäkert och driftsäkert.  Endast några få säkerhetsfarliga fel hade inträffat. Med något undantag hade man kunnat hitta orsakerna och eliminera dessa. När det gäller driftsäkerhet hade man 150 - 200 felrapporter varje år. Dessa fördelade sig på följande orsaker:

[PM från SL tekniska avdelning den 26 april 1973 med anledning av  försök med tyristorreglerade vagnar av typ C7, Vägverkets arkiv, Riksarkivet] 

Elektronisk utrustning från Ericsson

SS ville hitta en alternativ leverantör. 1957 bänkprovade man därför en ny typ av vagnutrustning tillverkad av L M Ericssons Signalbolag. Det är oklart om denna utrustning var halvledarbaserad eller elektromekanisk i likhet med US&S vagnsutrustning. Den underkändes i varje fall av SS på flera punkter. Sedan dröjde det till 1963 innan Signalbolaget offererade en ny variant. Denna var definitivt elektronisk. Transistorer användes i förstärkare, detektorsteg, hastighetsindikatorer mm. Detta såg SS som önskvärt för att få bättre funktion, ökad driftsäkerhet och lägre vikt. SS beställde nu tio vagnsutrustningar för prov. Det första exemplaret kunde börja bänktestas hos SS under hösten 1964. Samtidigt beställdes elektroniska hastighetsindikatorer.  Från 1965 provades komplett utrustning inklusive hastighetsindikator i en vagn.

Det fanns en viss liten  risk för fel som innebar att utrustningen trodde att tåget stod still trots att det rullade. Detta försökte man undvika genom att dubblera hastighetsindikatorerna, och ge blinkande hyttsignalbesked om hastighetsbeskeden från indikatorerna avvek mer än marginellt. 

Den elektroniska vagnsutrustningen innehöll fortfarande en del reläer. Dessa var av Signalbolagets välkända typ JRF

1968 provades utrustningen i en tyristorvagn. Det visade sig att störningar kunde uppstå, dock inte farliga för trafiksäkerheten. Efter ytterligare prov och modifieringar var man 1969 klar att driftsätta den nya utrustningen.

Ericsson benämnde detta tvåkodssystem (75- och 180-kod) JZG 200. Det fanns även en variant JZG 210 som arbetade med fem koder (spårledningsströmmen pulsad 75, 120, 180, 270 eller 420 gånger per minut).

SS skrivelse till Väg- och Vattenbyggnadsstyrelsen den 1 april 1966   [Riksarkivet]

Birger Lejdströms utlåtande den 19 februari 1969   [Riksarkivet]

Protokoll från sammanträde om hyttsignalutrustning av ny typ, den 27 februari 1969   [Riksarkivet]

 

Vidareutveckling

Tyristorstyrning av traktionsutrustningen på järnvägsfordon började införas omkring 1970. Vid växelströmsdrivna banor kunde tyristordriften ibland medföra störningar på signalsystemen. För den likströmsdrivna tunnelbanan bedömdes i en rapport 1974 [Vägverkets arkiv, Riksarkivet] detta inte vara någon större risk.   
 

Källor

Dokument från Väg- och Vattenbyggnadsstyrelsen och Vägverket, Riksarkivet

LM Ericsson Signalling Systems: "ATC-system JZG 200-210"

Artiklar om amerikanska hyttsignalsystem och LME system i Teknisk tidskrift 1948

Startsidan

 

Sidan uppdaterad den 29 augusti 2015