Den låga friktionen mellan stålhjul och räls ger järnvägen låg energiförbrukning. Samtidigt blir bromssträckorna långa. Tåget hinner sällan stanna om ett hinder dyker upp. Det krävs ett system som ger garanti för att vägen är fri. Redan vid de första svenska järnvägarna på 1850-talet reglerade man därför i tidtabellen var tågen skulle mötas. Att mötena skedde på rätt station kontrollerades av såväl tågpersonal som av tjänstgörande stationschef. Sådana system med dubbla barriärer som skydd mot farliga situationer är vanliga inom järnvägen.
De svenska järnvägarna var redan från början utrustade med elektrisk telegraf. Därmed var det möjligt att kommunicera mellan stationerna för att exempelvis flytta tågmöten i samband med förseningar. På 1860-talet ökades säkerheten ytterligare genom att tåganmälan för varje tåg utväxlades på telegraflinjen mellan intilliggande stationer.
Vid stationerna finns växlar, som kan orsaka urspåring om växeltungorna inte ligger i rätt läge. Det finns också andra risker vid stationerna. Exempelvis kan vagnar ha blivit kvarglömda på huvudspåret. Redan från början fanns därför signaler vid stationerna. Det var semaforer eller skivsignaler. Signalerna var emellertid inte beroende av växlarnas lägen. Normalt visades stoppsignal. När ett tåg väntades, placerades en stationskarl vid stationsinfarten. Efter kontroll av växellägen och hinderfrihet kunde signalkarlen visa körsignal.
I Storbritannien införde man redan i mitten av 1800-talet förregling, ett beroende mellan växlar och signaler. Därmed hindras felaktiga manövrer. Signalen kan visa kör endast om växlarna ligger rätt, och så länge körsignal visas förblir växlarna låsta.
Förregling började införas i Sverige på 1890-talet. Därmed minskade personalbehovet, och tågen kunde köra snabbare med ökad säkerhet. I viss utsträckning ordnade man också signalsäkerhetsanläggningar där växlar kunde läggas om från ett centralt ställverk. Sådana investeringar gjordes i första hand på de små linjestationerna vid banor med stark trafik. Därmed kunde tågmöten snabbas upp. Signal- och ställverksanordningar kom från Tyskland, men snart började tillverkning även i Sverige. Mekaniska ledningar satte växlar och signaler i förbindelse med ställverket. Ett mekaniskt förreglingsregister i ställverksapparaten säkerställde sambandet mellan växel- och signallägen.
Mekaniska ledningar tar plats och kan lätt ställa till problem vid snö och kyla. Växlar som ligger långt från ställverket blir tungmanövrerade. En alternativ lösning var att manövrera växlar och signaler elektriskt. De första elektriska signalsäkerhetsanläggningarna i Sverige kom på 1910-talet. Även här importerades tekniken från Tyskland. Förreglingslogiken i ställverken realiserades fortfarande på mekanisk väg, men kompletterades med elektriska kontakter och låsanordningar på manöverställarna.
Under första världskriget började L.M. Ericsson tillverka materiel för elektriska signalsäkerhetsanläggningar. Bakgrunden var befarade problem med importen från Tyskland, som dock fortsatte utan större svårigheter. Ericsson började snart exportera signalteknisk utrustning till järnvägar runt om i världen, och förblev länge den främste leverantören till de svenska järnvägsföretagen.
Många bangårdar fick flera ställverk. Detta berodde bland annat på, att ställverksvakten måste kunna observera spåren, för att förvissa sig om att inga järnvägsfordon stod i vägen innan körsignal visades. Denna manuella hinderfrihetskontroll kunde undvikas genom att använda spårledningar, som innebär att en elektrisk strömkrets genom rälerna kortsluts via hjulaxlarna på lok eller vagnar som finns på sträckan. Spårreläet faller då, och hindrar att körsignal visas. Omkring 1920 började man använda spårledningar i Sverige. Spårledningarna fungerar enligt den så kallade fail safe-principen –ett fel kan medföra obefogad stoppsignal, men det är ingen risk, att körsignal visas om spåret inte är fritt. Denna princip är vägledande för all konstruktion av säkerhetssystem för spårtrafik.
Under 1920-talet vändes uppmärksamheten mot USA och Storbritannien. Inflytandet från Tyskland minskade. Spårledningar och ljussignaler började införas i större skala. I Malmö installerades ett ställverk av brittisk tillverkning. Det blev då möjligt att från en plats styra och övervaka både tåg- och växlingsrörelser på hela centralstationen och dess tillfarter. Det mekaniska förreglingsregistret i ställverket blev dock komplicerat. En enklare och mer flexibel lösning var, att implementera förreglingslogiken enbart med elektriska anordningar. Förreglingen och operatörsgränssnittet var dock fortfarande förenade i en robust ställverksapparat med elektriskt låsta ställarhandtag. Det första ställverket av denna typ togs i bruk 1926 – flera år innan motsvarande utveckling i Storbritannien var klar. Den signaltekniska industrin i Sverige började nå världsklass!
Plankorsningar mellan väg och järnväg blev med ökad biltrafik ett allt större problem. Automatiska ljud- och ljussignalanläggningar gav säkerhet vid obevakade övergångar. I vissa fall kunde järnvägen också få tillstånd att ersätta manuella bommar eller grindar med automatiska signaler.
Säkerheten mot kollision på linjen baseras på att banan delas in i blocksträckor, och att varje sträcka där det finns ett tåg skyddas med stoppsignaler. Blockering och frigivning av blocksträckorna kan regleras med tåganmälan mellan stationerna. Genom linjeblockering kan man hindra att en blocksträcka friges av misstag, eller att körsignal visas trots att sträckan är blockerad. Om linjeblockeringen är automatisk, kan man också uppnå en personalminskning, och blocksträckorna kan förkortas, vilket ökar linjens kapacitet. Roslagsbanan började under 1920-talet införa automatisk linjeblockering. Vid statens järnvägar blev systemet infört i stor skala först under 1930-talet.
Med ställverk utan mekanisk förregling var det närliggande att utföra säkerhetslogiken med reläer. Operatörsgränssnittet kunde då implementeras genom en separat liten manövertavla, placerad på lämplig plats. Sådana reläställverk kom i bruk under 1930-talet. Det skulle dock dröja flera decennier innan tekniken var mogen för att bygga riktigt stora anläggningar med reläer.
På 1940-talet hade spårledningarna blivit en grundläggande del av järnvägens säkerhetssystem. Spårledningarna var basen för stationernas signalsäkerhetsanläggningar, den automatiska linjeblockeringen och vägskyddsanläggningarna. Det visade sig dessvärre att jordmagnetiska störningar kunde orsaka för säkerheten farliga effekter, främst under perioder med mycket solfläcksaktivitet.
I USA hade signaltekniken utvecklats kraftigt under första halvan av 1900-talet. Inom SJ signalväsende höjdes allt fler röster för att de svenska järnvägarna i stor utsträckning borde antaga amerikanska lösningar. Detta var dock inte oomstritt. Denna konflikt, tillsammans med osäkerheten kring spårledningarna, gjorde att utvecklingen stannade upp. SJ avbröt redan påbörjade signaltekniska anläggningsarbeten.
Stockholm Spårvägar tog i bruk den nya tunnelbanan från 1950 och framåt. Där valde man att köpa in ett komplett amerikanskt system, med reläställverk och spårledningar av för Sverige ny typ.
Statens Järnvägar och den svenska signalindustrin valde dock att utveckla egna lösningar, som till stor del baserades på beprövad teknik. Under 1950-talet kom så installationerna igång av förbättrade typer av reläställverk, automatisk linjeblockering och vägskydd. Arbetena underlättades av att SJ infört en industriell organisation där stora delar av anläggningarna förmonterades på verkstad, och installation och provning på plats gjordes enligt standardiserade rutiner.
Det blev under 1950-talet allt svårare att bemanna mötesstationer i obygden. Personalens löner ökade också, liksom trafiken på de stora banorna. Lösningen blev att fjärrmanövrera linjestationernas signalsäkerhetsanläggningar. De små stationerna avbemannades. Med central övervakning och styrning kunde trafikflödet optimeras. Sådan fjärrstyrning började användas i USA under 1920-talet, och i Sverige kom den första installationen vid Saltsjöbanan på 1930-talet. Nu utvecklade Ericssons signalbolag ett förbättrat system, som vid SJ infördes under benämningen fjärrblockering, vilket står för fjärrstyrning + automatisk linjeblockering.
Det blev allt svårare för järnvägen att få tag på folk till de dåligt betalda jobben som vägvakter. Under 1950-talet började man därför att i stor skala ersätta manuella grindar och bommar med automatiska anläggningar. .
På 1960-talet började man använda elektronik i stället för reläbaserade lösningar. I första hand gällde det ej säkerhetskritiska system. Elektronisk fjärrstyrning av ställverk snabbade upp informationsöverföringen till och från trafikledningscentralen. Datorer gav ytterligare möjligheter. 1978 var tiden mogen för att ta i bruk världens första datorbaserade förregling. Den nya anläggningen omfattade delar av järnvägssystemet i Göteborgsområdet.
Datorställverk har sedan blivit allt vanligare. Nya och snabbare konstruktioner har lancerats. Reläställverken har dock större möjligheter till säker parallell bearbetning, och är därmed snabbare. De har också god driftsäkerhet. Därför installeras fortfarande båda typerna av ställverk.
Ställverk och linjeblockering gör att signalbeskeden blir pålitliga. För att uppnå hög säkerhet i hela systemet krävs även att lokföraren uppfattar och reagerar korrekt på signalbeskeden. Information måste då överföras från banan till tåget. Automatisk bromsning skall sättas in om föraren inte minskar hastigheten tillräckligt efter att ha mottagit ett restriktivt signalbesked. Detta brukar i Sverige kallas ATC – Automatic Train Control. Ett sådant system används sedan 1950 vid Stockholms tunnelbanor. Vid den ”stora” järnvägen dröjde det till 1980-talet innan ATC infördes i större skala. Först ville man bygga bort andra och allvarligare säkerhetsbrister.
För att minska underhållskostnaderna bör spårledningar och fasta signaler så långt möjligt elimineras. Detta uppnås med radioblocksystemet som sedan 1995 används på några av Trafikverkets linjer. Det svenska radioblocket kommer dock inte att byggas ut. Nu införs istället ett för hela Europa standardiserat system, ETCS – European Train Control System, som kommer att underlätta gränsöverskridande tågtrafik. Förhoppningsvis kan ETCS på sikt också öka valfriheten för järnvägsföretagen genom att teknisk utrustning från olika tillverkare kan samverka enligt standardiserade gränssnitt.
Sidan uppdaterad den 9 juli 2011