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. Kan även läsas i en kortvariant
med enbart förslaget från Boberg.
Det fanns dock motkrafter
både mot hyttsignalsystem och mot att köpa utomlands:
- Väg- och Vattenbyggnadsstyrelsens järnvägsinspektör Fredrikson var allmänt oförstående
till fördelen med hyttsignaler. Fredrikson var maskiningenjör och inte så väl insatt
i signaltekniken, men tog hjälp från bland andra SJ:s elektrochef Thelander, som
också var skeptisk till hyttsignalsystemet. SS betalade (efter att ha fått klartecken
från regeringen) en månadslång signalteknisk studieresa i Nordamerika för Fredrikson.
Resan tycktes dock inte helt få Fredrikson att övervinna sin tveksamhet. "Sätt signalerna
längs spåret i början och flytta sedan eventuellt in dem i förarhytterna", tyckte
Fredrikson, även om detta förslag inte återfinns i
Fredriksons rapport från resan. Bland bilagorna till Fredriksons rapport
fanns en beskrivning
av systemet från
Nils O Rönnblom på Televerket och
statistik från övervakningsorganet ICC (Insterstate Commerce Commission).
I ICC-statistiken finns en tabell 5-E som visar att hyttsignaler med ATC men utan
fasta signaler fanns på en banlängd av drygt 1400 km tillhörande tre järnvägsföretag.
660 dragfordon var utrustade. I dessa siffror ingick inte Bay Bridge, förmodligen
därför att det inte handlade om trafik över delstatsgränser och att Key System därför
föll utanför ICC kontroll.
- LM Ericssons Signalbolag ville av förklarliga skäl leverera en helhetslösning, och
hade utvecklat ett mekaniskt tågstopp. SS ville dock, med hänsyn till problem vid
is och snö, minimera antalet rörliga anordningar i spåret, och såg också stora
fördelar med hyttsignalsystemets kontinuerliga uppdatering av informationen till
föraren. Signalbolaget satte då igång att utveckla ett eget kontinuerligt system,
dock baserat på olika frekvenser i spårledningar istället för "blinkning" som man
benämnde kodningen i det amerikanska systemet.
- Statens Industrikommission som ogillade den negativa påverkan på handelsbalansen
som skulle bli följden av ett inköp från US&S.
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:
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:
- 30 % mottagardon med kablar (huvudsakligen mekaniska skador)
- 30 % otillräcklig batterispänning
- 8 % förstärkare
- 4 % pick-up justering nödvändig
- 8 % säkringar, lampor etc
- 5 % reläer
- 15 % ej identifierat
[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]
Höghastighetskontroll
Med tanke på tunnelbana 2 levererades från början av 1960-talet vagnar av typ C4. Dessa var lättare än tidigare vagnar, och kunde komma upp i oönskat hög hastighet. SS försökte hindra detta genom att på tunnelbana 2 förse förhållandevis många spårledningssträckor med "M-stämpling". Detta innebar att bättre hyttsignalbesked än M inte kunde erhållas. Den långsamma körning som blev följden var inte optimal, så istället infördes 1973 på de snabba vagnarna en "höghastighetskontroll" (även benämnd H-summer) som hindrade körning med mer än 78 km/h. Detta tas upp i en skrivelse från SL till Vägverket 1973. Vägverkets konsult Birger Lejdström (känd signalingenjör vid SJ) har på baksidan uttalat sitt gillande. [Vägverkets arkiv, 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 16 augusti 2022
