Hastighetsövervakning och automatiskt tågstopp - system som aldrig togs i bruk

• sändare som delvis styrdes av signalsäkerhetsanläggningarna
  
• överföring mellan bana och tåg. Detta skedde med mikrovågssändare och -mottagare från Almex.
  
• vagnsutrustning

Utvecklingen sköttes inom GSK, den till GS knutna organisation som tillhandahöll kommunikationsradio för hela den kommunala verksamheten i Göteborg. GSK kom till som en följd av att GS redan under 1950-talet införde kommunikationsradio för spårvägs- och busstrafiken. 

Varför man valde att utveckla i egen regi är oklart. Det fanns liknande enkla tågstoppssystem bland annat vid flera spårvägar i Tyskland, och där köpte man färdigutvecklade system. SJ var också på god väg med att införa ATC, men kanske ansågs det systemet onödigt avancerat för Angeredsbanan. Det fanns kanske också en idé om att kunna sälja systemet till andra trafikföretag. En av de som arbetade med utvecklingen ansåg, när jag frågade långt senare, att systemet var väl så bra som SJ ATC

Samma sorts sändare och mottagare från Almex hade GS sedan flera år testat i samband med två andra projekt.

Det finns oklarheter och motsägelser i de handlingar från GS som finns i Vägverkets arkiv, så beskrivningen nedan är min egen tolkning av hur systemet var tänkt att fungera.

Informationsöverföring till vagnar

Mikrovågor är elektromagnetisk strålning som har högre frekvens än radiofrekvent strålning men lägre frekvens än ljus. 300 MHz och uppåt brukar anses som mikrovåg.

Sändare och mottagare från Almex, normalt använda då för att känna av när t ex bussar passerade vissa platser längs sin linje. Bussarna hade en LCR (Location Code Reader) som sände ut en kontinuerlig bärvåg. När bussen kom i närheten av en LCT (Location Code Transmitter) modulerades bärvågen av LCT och återsändes till LCR. Bussens kommunikationsradio kunde då sända ett positionsbesked till den centrala trafikövervakningsutrustningen. På Saltsjöbanan användes systemet för att styra zoninställningen i de biljettstämplingsautomater som fanns i de nya vagnarna som kom 1976. Den automatiska zoninställningen fungerade dock så dåligt att biljettautomaterna slopades och alla kupongremsor istället stämplades av konduktören.  

Ovan syns mottagaren M ovanpå främre linjenummerskylten, styrenheten K (kontrollenhet)  i vagnen och en tryckknapp som föraren kunde använda för att koppla bort bromsfunktionen och köra vidare med högst 20 km/h. Sändaren S satt på en rörstolpe av liknande slag som användes för ljussignaler, dock var nog inga sändare placerade på samma stolpe som en signal. Samtliga sändare satt till vänster om spåret sett i körriktningen.

En principskiss som visar hur besked om tillåten hastighet ges vid fyra punkter före en signal:

Dessa fyra sändare återsände olika besked beroende på om signalen visade stopp eller kör. Detta ordnades genom att sändarna kompletterades med reläer som i sin tur styrdes av reläer i signalsäkerhetsanläggningen.

Men man tänkte sig även ytterligare informationspunkter, antagligen för att hålla vagnsutrustningen uppdaterad och säkerställa länkning mellan informationspunkterna så att ett eventuellt fel kunde upptäckas:

Varje LCT fick ström från fyra 1,5 V alkaliska torrbatterier. Reläerna i  sändare som skulle överföra signalbesked drevs med 48 V från signalsäkerhetsanläggningen. LCT bestod i övrigt av en mikrovågsmodulator och en kodgenerator.

Informationen från sändarna bestod av 12 bitar varav en paritetsbit för att i viss utsträckning kunna upptäcka förvanskningar av koden.  Frekvensen 10,265 GHz sändes från vagnen.   

Vagnsutrustning

Bakom förarplatsen fanns en mikrodator, eller som man då ibland skrev,  µdator (my-dator), tillverkad av RCA.  Datorn var byggd på integrerade kretsar av typ CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor

Styrprogrammet låg i PROM (programmerbart läsminne), dessutom fanns ett flyktigt arbetsminne (RAM; "kladdblocksminne" kallas det ganska beskrivande  i GS dokumentation),

Siffertablån visade en ensam nolla när styrenheten var i funktion. Vid för hög hastighet eller tekniskt fel visades istället ett värde mellan 1 och F (hexadecimal kod) som angav typ av avvikelse. Tablån kunde visa ytterligare tio siffror, vilket skedde när testknappen T2 trycktes in. Oklart vad som visades då, kanske de tio intressanta bitarna i koden från senast passerade sändare? Fel-etiketten tycks ha varit en pappersetikett där föraren kunde skriva av den information som vid ett fel visades i siffertablån.   

Summern (även benämnd tjutare) ljöd när hastigheten var för hög före en signal som visade stopp. Föraren hade då viss tid på sig att bromsa innan automatisk bromsning satte in. Summern tjöt också vid test med testknappen T2.  

Vid förarplatsen fanns en tryckknapp T1 som föraren kunde använda för att passera en signal i stopp. Hastigheten begränsades då till 20 km/h, men om föraren släppte knappen bromsades tåget

Tågstopp till/från T3 var en plomberad omkopplare. I läge från var tågstoppet helt bortkopplat. Detta läge var tänkt att främst användas när vagnen körde på sträcka utan tågstoppssystem. Att Angeredsbanan skulle kopplas ihop med övriga nätet och trafikeras av genomgående linjer så som skedde några år senare var inte aktuellt vid denna tid. När sammankopplingen skedde byggdes banan för övrigt ut till dubbelspår, så tågstoppet, vars enda syfte var att övervaka utfart på enkelspår, hade då i vilket fall blivit onödigt.  

På främsta hjulaxeln fanns en pulsgivare och en tachometer (hastighetsmätare), och deras värden jämfördes. Vid avvikelse utlöstes automatisk broms. Informationen från pulsgivaren användes primärt för att mäta hur långt vagnen rullat sedan passage av senaste sändare..

Översiktsritning som visar både vagnsutrustning och banutrustning 

När tåget körde för fort i förhållande till bromskurvan gav kontrollenheten bromsorder till både de elektriska och mekaniska bromssystemen. Bromskurvan var dock beräknad så att tåget skulle stoppa före signalen även om endast mekanisk broms fungerade.

Ritning koppling till  mekanisk broms och gruppering för elbroms.

Ritning manöverkretsschema elbroms

När föraren höll tryckknapp T1 nertryckt inkopplades en hastighetsvakt i TRAMIAC (styrsystemet för pådrag av drivmotorerna och för elbroms) så att hastigheten inte kunde överskrida 20 km/h.  

Banutrustning

Skissen nedan är från GS preliminära beskrivning maj 1978. Signal 118 (vid övergångsväxeln från Kortedalabanan) hade endast ett punktstopp som slog till broms ca 25 meter före signalen när denna visade stopp. Vid de övriga på skissen utsatta signalerna fanns, utöver punktstoppet, hastighetsövervakning vid tre punkter före signalen.

 Av den preliminära beskrivningen framgår läget för samtliga sändare (pil med tvåsiffrigt tal):
 

Sändare kunde ha tre olika uppgifter:

• Hastighetsövervakning före signaler
• Positionsgivning. Exempelvis var sändarna 41 - 45 positionsgivare. Antagligen var syftet att se till att tåg på väg från Angered hade fungerande tågstoppssystem när det närmade sig den första säkerhetskritiska signalen, signal 138 som reglerade utfarten på enkelspår vid Alelyckan. Informationspunkterna var länkade och vagnsutrustningden höll koll på att tåget inte körde för lång sträcka utan att få information från nästa sändare. Detta skulle eliminera riskerna med att t ex sändare eller mottagare gick sönder.    
• Test av tågstopp vid daglig översyn av vagnar. Detta gällde sändarna 128v (för vänstervagnar) och 128h (för högervagnar) i skötselhallen vid Odinsplatsen

Sändarna kunde vara kodade på tre olika sätt:

• Vanliga sändare: Fast kodad med eget sändarenummer och numret på nästa sändare. Eftersom dessa sändare, som fanns av undertyperna 1 - 3, satt på ett för varje undertyp känt standardavstånd,  behövde de inte ange avstånd till nästa sändare. Dessutom sände de signalstatus, som lästes av från reläer i signalsäkerhetsanläggningen. Om signalen inte visade kör sändes en kod som innebar att vagnens styrutrustning skulle följa bromskurvan.
• Nollsändare som positionsgivare. Fast kodad med nästa sändares nummer och avstånd till nästa sändare
• Nollsändare som både är positionsgivare och anger signalstatus: Fast kodad med nästa sändares nummer och avstånd till nästa sändare samt dessutom signalstatus avläst från reläer. Dessa sändare satt omedelbart invid en övervakad signal, och gav omedelbar broms om signalen visade stopp (punktstopp).  

Sambandet med signalsäkerhetsanläggning framgår av översiktsritning   

Nedan en senare variant på placering av sändare. Ritningen är daterad den 27 september 1978,  och nu tänkte man sig ha tågstoppsfunktion även för den korta enkelspårssträckan som vid Angereds centrum. Detta enkelspår var ett provisorium i avvaktan på att vändslingan togs i bruk. Tidigare hade man tänkt sig en tvåspårs säckstation med spårkryss.

Funktion i normalfall

När tåget närmade sig en signal med tågstoppsfunktion överförde de tre sändarna närmast före signalen information om signalens status. Om signalen visade stopp jämfördes verklig hastighet mot en hastighetskurva lagrad i vagnens styrutrustning. Denna hastighetskurva låg några km/h under den tvingande bromskurvan. Om hastigheten var för hög ljöd summern och föraren borde bromsa. Om hastigheten likväl nådde upp till bromskurvan tillsattes bromsarna. Ifall tåget passerade sändaren omedelbart invid en signal som visade stopp tillsattes bromsen direkt. Om föraren bromsade tillräckligt gavs inget särskilt besked till föraren. Det fanns överhuvudtaget ingen hyttsignalfunktion, utan tågstoppet ingrep bara när föraren inte följde beskeden från de ytttre signalerna.

Koppla förbi tågstoppet

Det fanns tre möjligheter:

• Den plomberade omkopplaren T3 som helt kopplade ur hastighetsövervakning och tågstopp

• Tryckknapp T1 som, så länge den hölls nertryckt, tillät körning med maximalt 20 km/h

• Nollställning genom att vrida fram-backomkopplaren till S och därefter tillbaka till F eller B. Därefter kunde man köra högst 300 meter utan hastighetsövervakning. Detta var nog tänkt att användas bland annat vid start från slutstation.  

Test

Jämförelse med andra liknande system

ATC vid det stora normalspåriga järnvägsnätet arbetar med avsevärt lägre frekvenser; 27 MHz sänds från lokets antenn och svaret från balisen kommer på 4,5 MHz. Signaler med denna låga frekvsens tränger problemfritt igenom snö, is mm. Avståndet mellan antenn och balis är också litet.

• Sändare - mottagare fanns redan; utvecklade för andra tillämpningar
• Sändare/transpondrar högt placerade, ingen utrustning i spåret
• Relativt stort avstånd mellan sändare och mottagare tillåts
• Länkning mellan informationspunkterna så att systemet upptäcker om en transponder slutat fungera
• Verklig hastighet jämförs med en bromskurva

Tågstoppsutrustning sätts upp och tas ned

Vägverkets synpunkter

"Almex aids Gothenburg light rail operation"

Vad som kom istället

Varför GS inte lyckades den här gången heller

Jag kan tänka mig att det fanns flera orsaker:

• Systemet utvecklades och installerades trots att det inte fanns något krav från Vägverket. Oklart om GS gjorde någon egentlig värdering av riskerna med att köra utan tågstopp
  
• Systemet, kanske framför allt Informationsöverföringen mellan sändare och vagnsutrustning, var möjligen inte tillräckligt funktionssäkert. Almex-systemet var knappast byggt för säkerhetskritiska tillämpningar. 
  
• Vägverket kopplades in i ett alltför sent skede.

Källor

Startsidan

Sidan uppdaterad den 12 juni 2019