Συστήματα ασφαλείας σιδηροδρόμων: Πώς λειτουργούν και τι προλαβαίνουν

Είναι δυνατόν εν έτει 2023 να αφήνουμε εκατοντάδες ανθρώπινες ζωές στα χέρια ενός ανθρώπου, χωρίς να του δίνουμε τα κατάλληλα συστήματα ασφαλείας για να τον βοηθήσουν, να προλάβουν το ανθρώπινο λάθος, να αποτρέψουν το δυστύχημα;

Συστήματα ασφαλείας, βέβαια, υπάρχουν πολλά. Κάποια, λένε, τα’ χουμε προμηθευτεί κι εμείς, αλλά δεν τα’ χουμε θέσει σε λειτουργία, τουλάχιστον σε όλο το δίκτυο. Ποια είναι, όμως, αυτά τα συστήματα; Πώς λειτουργούν; Από πότε χρησιμοποιούνται και ποιοι τα έκαναν τμήμα της σιδηροδρομικής τους πραγματικότητας;

Υπάρχουν περισσότερα από 30 συστήματα ασφάλειας στους σιδηρόδρομους. Κάποια έχουν ελάχιστες διαφορές μεταξύ τους, διότι απλά έχουν αναπτυχθεί από άλλες εταιρείες και σε άλλες χώρες, ώστε να καλύπτουν κάθε πιθανότητα να πάει κάτι στραβά.

Στόχος, φυσικά, δεν είναι να κάνουμε λεπτομερή καταγραφή όλων των συστημάτων ασφαλείας σιδηροδρόμων. Ούτε να παραθέσουμε τεχνικές λεπτομέρειες που κουράζουν και, στην ουσία, δεν πληροφορούν. Εστιάζουμε στα οκτώ πιο διαδεδομένα συστήματα ασφαλείας, που χρησιμοποιούνται από τους πιο σύγχρονους σιδηρόδρομους του πλανήτη, για να δείξουμε ότι η τεχνολογία και η τεχνογνωσία υπάρχει από παλιά. Αυτό που χρειάζεται είναι συναίσθηση του πόσο απαραίτητες είναι, για να καταστήσουν το τρένο το πιο ασφαλές μέσο μεταφοράς παγκοσμίως.

Communications-based train control (CBTC)

Όπως αναφέρει και το όνομά του, είναι το σύστημα ελέγχου των τρένων με βάση τις τηλεπικοινωνίες. Χρησιμοποιείται σε σιδηροδρόμους και μετρό δέκα διαφορετικών, από της ΗΠΑ ως τη Σιγκαπούρη και το Χογκ Κογκ μέχρι την Κοπεγχάγη της Δανίας.
Η βασική λογική του συστήματος αυτού είναι να καταγράφει ανά δευτερόλεπτο πού ακριβώς βρίσκεται κάθε τρένο, με προηγμένα συστήματα τηλεπικοινωνιών (GPS), αλλά και να ανιχνεύει οποιοδήποτε εμπόδιο υπάρχει στη σιδηροδρομική γραμμή σε μήκος τέτοιο, που να επιτρέπει στο τρένο να σταματήσει με ασφάλεια χωρίς να συγκρουστεί.

Για τρένα που κινούνται π.χ. με 160 χλμ./ώρα, οι ρυθμίσεις επιτρέπουν στο σύστημα την ανίχνευση αντικειμένων που βρίσκονται ως και 2-2,5 χλμ. μπροστά από τη γραμμή. Σε περίπτωση που ανιχνευθεί κάτι υπάρχει μια ηχητική ένδειξη για τρία δευτερόλεπτα κι αν ο μηχανοδηγός δεν αντιδράσει σ’ αυτό το διάστημα ενεργοποιείται το σύστημα αυτόματης πέδησης (φρενάρισμα).

Automatic train control (ATC)

Το συγκεκριμένο είναι από τα πιο παλιά συστήματα ασφαλείας που έχουν εφαρμοστεί σε σιδηροδρόμους. Η πρώτη εφαρμογή του έγινε το 1906 στη Βρετανία. Από τότε, βέβαια, έχουν επέλθει πολλές βελτιώσεις με τη βοήθεια της τεχνολογίας.
Η λογική του συγκεκριμένου συστήματος είναι να ελέγχει την ταχύτητα των συρμών, ώστε αυτοί να κινούνται ανεξέλεγκτα. Εφαρμόζεται, δηλαδή, ένας «κόφτης» ταχύτητας, που επηρεάζεται από διάφορες παραμέτρους, όπως η παλαιότητα του συρμού, ο αριθμός των βαγονιών και κυρίως η μορφή της γραμμής (αν είναι ευθεία, αν υπάρχουν στροφές ή ανηφόρες κτλ.). Με αυτό το σύστημα ασφαλείας έχει περιοριστεί στο ελάχιστο ο κίνδυνος εκτροχιασμού ενός τρένου λόγω υπερβολικής ταχύτητας.

RS4 Codici

Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται κυρίως στους ιταλικούς σιδηρόδρομους (ανάλογης λογικής είναι και το KLUB-U, το κύριο σύστημα ασφαλείας της Ρωσίας). Λειτουργεί παράλληλα με το BACC (Blocco Automatico a Correnti Codificate), το οποίο είναι εγκατεστημένο στις ράγες.

Στο πρώτο βαγόνι κάθε αμαξοστοιχίας τοποθετούνται πηνία δέκτη (Receiver coils),τα οποία συνεχώς λαμβάνουν ηλεκτρικά σήματα (εναλασσόμενου ρεύματος) από το σύστημα BACC. Η συχνότητα διαμόρφωσης ουσιαστικά καθορίζει και την πορεία του τρένου. Αν η συχνότητα είναι 270/λεπτό, τότε το τρένο προχωράει χωρίς περιορισμούς. Σε συχνότητα 180/λεπτό ξεκινούν αυτόματες διαδικασίες ελάττωσης ταχύτητας. Σε 120/λεπτό δίνεται η δυνατότητα στον μηχανοδηγό να επιλέξει ανάμεσα σε τρεις διαφορετικές ταχύτητες (30 χλμ., 60 χλμ. ή 100 χλμ. ανάλογα με την πορεία του τρένου). Στα 75/λεπτό υπάρχει πλήρης ακινητοποίηση της αμαξοστοιχίας, όπως και αν για οποιοδήποτε λόγο χαθεί το σήμα.

EDICAB

Το συγκεκριμένο σύστημα χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγο στις χώρες της σκανδιναβικής χερσονήσου (Νορβηγία, Σουηία, αλλά και Φινλανδία), στην Ιβηρική (Πορτογαλία, Ισπανία), αλλά και στη γειτονική Βουλγαρία.

Σε αυτό το σύστημα οι αναμεταδότες δεν βρίσκονται στο τρένο, αλλά είναι τοποθετημένοι στις ράγες, ανά τακτά διαστήματα. Η αμαξοστοιχία είναι αυτή που εκπέμπει το σήμα και ο δέκτης είναι οι κατά τόπους αναμεταδότες. Μ’ αυτό τον τρόπο ελέγχεται ανά λίγα δευτερόλεπτα η ακριβής ταχύτητα του τρένου, οπότε μπορεί να γίνει παρέμβαση είτε από τον μηχανοδηγό, είτε από τον σταθμάρχη όταν παρατηρείται αναντιστοιχία της ταχύτητας με τους περιορισμούς που ισχύουν στην περιοχή. Οι αναμεταδότες επικοινωνούν και μεταξύ τους, οπότε αν κάποιο αντικείμενο (π.χ. ένας κορμός δέντρου) βρεθεί πάνω στις ράγες, τότε η επικοινωνία μεταξύ των αναμεταδοτών διακόπτεται και αμέσως στέλνεται σήμα ότι υπάρχει πρόβλημα.

Automatic Warning System (AWS)

Το συγκεκριμένο σύστημα χρησιμοποιήθηκε από τις αρχές της δεκαετίας του 1950 στη Βρετανία και το υιοθέτησαν οι σιδηροδρομικές εταιρείες σε άλλες χώρες, κυρίως στη Γαλλία και το Βέλγιο. Στηρίζεται στην ανίχνευση σημάτων μέσω μαγνητικών πεδίων και την ενημέρωση του μηχανοδηγού με ηχητικά μηνύματα, ακριβώς για να μηδενιστεί η πιθανότητα να μην αντιληφθεί οπτικά ένα σήμα.

Στην αρχή το σύστημα προειδοποιούσε ηχητικά για τους φωτεινούς σηματοδότες που είχε μπροστά στην πορεία του το τρένο. Υπήρχε, φυσικά, διαφορετικό ηχητικό σήμα για κάθε χρώμα του σηματοδότη. Αργότερα σ’ αυτό το σύστημα προστέθηκαν και ηχητικά σήματα για μείωση ταχύτητας στο επιτρεπτό όριο, για έναν προσωρινό ή έκτακτο περιορισμό ταχύτητας ή για την ειδοποίηση του μηχανοδηγού για τις αυτόματες μπάρες στις διαβάσεις, όταν η γραμμή του τρένου διασταυρώνεται με δρόμους, κυρίως επαρχιακούς.

Transmission Voie-Machine (TVM)

Το συγκεκριμένο είναι το πρώτο σύστημα που εφαρμόστηκε στο σύστημα των γαλλικών σιδηροδρόμων υψηλής ταχύτητας (TGV) ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του 1970. Η πρώτη έκδοση ήταν το TVM-300 και ακολούθησε το TVM-430, το οποίο εφαρμοζόταν σε τρένα που μπορούσαν να φτάσουν μέχρι και σ’ αυτές τις υπερβολικές ταχύτητες.

Η λογική του συστήματος είναι να μετατρέπει όλα τα οπτικά σήματα που υπάρχουν στη γραμμή σε ηχητικά. Το TVM μπορεί να ανιχνεύσει έναν φωτεινό σηματοδότη ως και 5 χλμ. πριν το τρένο φτάσει σε αυτόν και να ενημερώσει τον μηχανοδηγό. Όπως διαπίστωσαν εξαρχής όσοι προσπάθησαν να κουμαντάρουν τέτοιες αμαξοστοιχίες υψηλής ταχύτητας, το ανθρώπινο μάτι είτε δεν μπορεί να δει καθαρά το χρώμα του σηματοδότη (πόσο μάλλον να διαβάσει μια πινακίδα), οπότε θα υπάρχει πάντα η αμφιβολία αν επιτρέπεται η πρόσβαση ή όχι.

Μέρος του συγκεκριμένου συστήματος είναι και ο αυτόματος έλεγχος της ταχύτητας της αμαξοστοιχίας ανάλογα με τη μορφολογία του εδάφους και τις στροφές. Ο μηχανοδηγός δεν έχει άλλη δουλειά από τον έλεγχο της ταχύτητας, τον οποίο καθορίζει το σύστημα. Μόνο σε περίπτωση ανάγκης κι αφού πρώτα πάρει την άδεια του σταθμάρχη μπορεί να πάρει χειροκίνητα τον έλεγχο του τρένου, αλλά σ’ αυτή την περίπτωση σημαίνει γενικός συναγερμός σε όλα τα τρένα που βρίσκονται σε απόσταση κάποιων χιλιομέτρων (ακόμα κι αν κινούνται σε διαφορετική γραμμή ή κατεύθυνση) και η μέγιστη ταχύτητα που μπορεί να αναπτύξει ο μηχανοδηγός είναι τα 60 χλμ./ώρα. Εννοείται ότι το ταξίδι συνεχίζεται μόνο μέχρι τον επόμενο σταθμό.

Liniový Systém (LS)

Το συγκεκριμένο σύστημα χρησιμοποιήθηκε πρώτα στους σιδηροδρόμους της ενωμένης Τσεχοσλοβακίας (και βεβαίως συνεχίζει να χρησιμοποιείται μετά το βελούδινο διαζύγιο των δύο χωρών το 1993), όμως γρήγορα μεταφέρθηκε και σε άλλες χώρες, κυρίως στο εκτεταμένο γερμανικό δίκτυο, όπου κατά κύριο λόγο ο κάθε συρμός έχει έναν μόνο μηχανοδηγό.

Η λογική του συστήματος αυτού δεν είναι να ελέγχει ούτε το τρένο, ούτε τη διαδρομή, αλλά την κατάσταση του μηχανοδηγού. Η ακριβής μετάφραση είναι «διαρκές σήμα» και περιγράφει ακριβώς αυτό που συμβαίνει σε κάθε διαδρομή. Ανά τακτά χρονικά διαστήματα (τις περισσότερες φορές κάθε 30 δευτερόλεπτα) ο μηχανοδηγός καλείται να πατάει ένα συγκεκριμένο πεντάλ, ώστε να πληροφορεί τον σταθμάρχη ότι είναι καλά στην υγεία του. Αυτό το σύστημα μπορεί να φαίνεται ιδιαίτερα βαρετό, όμως στην ουσία εξασφαλίζει την άμεση επικοινωνία μεταξύ του μηχανοδηγού και του πύργου ελέγχου (κατά τόπους σταθμαρχεία δεν υπάρχουν ειδικά στη Γερμανία, παρά ένας ενιαίος πύργος ελέγχου με δεκάδες σταθμάρχες-υπεύθυνος για συγκεκριμένη δέσμη γραμμών).

Σε περίπτωση που για οποιοδήποτε λόγο δεν πατηθεί το πεντάλ ανά 30 δευτερόλεπτα, ηχεί μια σειρήνα επί πέντε δευτερόλεπτα στο κουβούκλιο του μηχανοδηγού. Αν και πάλι δεν υπάρξει αντίδραση, ο συρμός ακινητοποιείται στη στιγμή, όπως και όλα τα άλλα τρένα που βρίσκονται στην ίδια γραμμή. Αυτομάτως, επίσης, ειδοποιείται η αστυνομική δύναμη του πλησιέστερου σταθμού και το πλησιέστερο ασθενοφόρο, ώστε να σπεύσουν στο σημείο που θα ακινητοποιηθεί το τρένο.

Train automatic stopping controller (TASC)

Η Ιαπωνία, από τις πρωτοπόρες χώρες στην ανάπτυξη των σιδηροδρόμων και ειδικά αυτών με υψηλή ταχύτητα, εφάρμοσε και για πρώτη φορά στα μέσα της δεκαετίας του 1950 το σύστημα ασφαλούς στάσης στους κατά τόπους σταθμούς. Το συγκεκριμένο σύστημα επιτρέπει στο τρένο να σταματήσει αυτόματα σ’ έναν σταθμό, χωρίς την παρέμβαση ανθρώπινου χεριού.

Η διαδικασία πέδησης είναι σταδιακή και αρχίζει να εφαρμόζεται μέσω ειδικών μαγνητικών σημάτων που εκπέμπονται από πομπούς τοποθετημένους σε σημεία πριν το σταθμό (το πρώτο σε απόσταση περίπου 6 χλμ. και μετά σταδιακά στα 4 χμ., στα 2,5 χλμ., στα 1,2 χλμ. και στα 500 μέτρα). Η ταχύτητα του τρένου μειώνεται αυτόματα και στο τέλος όταν αυτό φτάνει στο σταθμό σταματάει ακριβώς εκεί που βρίσκεται η ράμπα για την επιβίβαση και την αποβίβαση του κόσμου.

Εννοείται ότι αν στον σταθμό ανιχνευθεί είτε κάποιο αντικείμενο, είτε (ακόμα χειρότερα) άλλος συρμός που έχει καθυστερήσει, ήδη από την απόσταση των 6 χλμ. δίνεται σήμα πλήρους ακινητοποίησης του τρένου. Σύμφωνα με τον αλγόριθμο, τρένα που κινούνται ακόμα και με ιλιγγιώδεις ταχύτητες 350 χλμ.-400 χλμ. την ώρα ακινητοποιούνται πλήρως σε απόσταση μεγαλύτερη του χιλιομέτρου από τον σταθμό.