Slik fungerer jernbanen
Jernbanens infrastruktur Banetekniske anlegg Elektrotekniske anlegg Stasjoner
Banetekniske anlegg Overbygning sikrer bæreevne og sporgeometrisk stabilitet Underbygning sikrer overbygning og fritt profil Tunneler Bruer Sporgeometri sikrer hastighetsprofil
Elektrotekniske anlegg Elektrotekniske anlegg er en fellesbetegnelse på jernbanens strømforsyning, signalanlegg og teleanlegg. - Strømforsyning gir energi til togenes framdrift. - Signalanlegg gir trafikksikker togframføring og en optimal utnyttelse av sporenes kapasitet. - Teleanlegg gir nødvendig kommunikasjon til togframføring og publikum.
Stasjoner Her utveksles informasjonen som gir sikker togframføring. På enkeltsporede baner er det som regel kryssingsspor på stasjonene.
De ulike jernbanetekniske systemer og komponenter
Sporgeometri Horisontalkurvatur - Rettlinje, overgangskurve og sirkelkurve Vertikalkurve - Stigning/fall og vertikalkurve
Jernbanens kapasitet Begrensende faktorer: Antall spor (enkeltspor, dobbeltspor, fire spor) Avstand mellom krysningsspor Strømforsyning (tilgang på energi) Kontaktledning (dimensjonerende hastighet pga krefter) Signalanlegg (togfølgetid) Overbygning (aksellast, sideforskyvningsmotstand) Bruer (metervekt) Sporgeometri (dimensjonerende hastighet pga komfort) Trafikksammensetning (blandet trafikk, persontrafikk, godstrafikk)
Rullende materiell Energiform: elektrisk/disel (diselelektrisk/diselhydraulisk) Persontog: lok + vogner, motorvognsett, krengetog Godstog: vognlast, kombinert transport (konteinere/semitrailere), systemtog (tømmer/biler)
Motorvognsett
Fordeler med elektrisk drift Høyere topphastighet Større trekkraft Bedre akselerasjon Rimeligere drift- og vedlikehold Mer miljøvennlig
Krengetog Aktiv krenging: Vognen stilles i ønsket skråstilling i kurven ved hjelp av hydrauliske sylindere. Krever et detekterings- og styringssystem hvor mye vognen skal krenge avhengig av kurvehastighet, kurveradius og overhøyde Passiv krenging: Vognkassen er opphengt som en pendel slik at den svinger ut når sentrifugalkraften blir stor nok. Krever ingen styring (annet enn sentrifugalkraften)
Strømmens vei
Strømforsyning Strømmen produseres i kraftstasjoner Transport fra kraftstasjon i et sentralnett drevet av Statnett Strømmen fordeles videre via et regionalnett til matestasjoner I matestasjoner omformes strømmen fra 25kV 50Hz til 16kV 15kV Strømmen går nå i lukket krets: Matestasjon lokomotiv returleder(skinne/returledning) - matestasjon
Kontaktledningsnettet Kontaktledningsanlegg: Alle de komponenter strømforsyningen for elektrisk banedrift består av (ledninger, master, brytere og anlegg som skal sikre at returstrømmen går der den skal) Mastesystem Mastene er av tre, stål eller betong. På mastene er det montert utliggere som kontaktledningene henger på. Kontakttråd Massiv tråd av elektrolyttkobber som lokomotivets strømavtager glir mot
Loddavspenning
Sikk-sakk
Returstrøm Returstrømmen går i skinnene eller egen ledning (returleder) Returstrømmen må ikke brytes Returstrømmen må passere skinneisolasjonen, signalstrømmen må ikke passere skinneisolasjonen. Impedanser slipper bare gjennom returstrømmen. Sugetransformatorer skal hindre at strømmen tar andre veier enn i skinnene og returledningen. Sugetrafo monteres hver 4. km
Strømavtager (pantograf)
Sugetransformator
Lavspenningsanlegg Togvarme Sporvekselvarme Stasjonsbelysning Nødbelysning i tunneler
Signalanlegg Sikringsanlegg for stasjoner, strekninger og planoverganger Automatisk togkontroll (ATC) Fjernstyring av sikringsanlegg (CTC) Hensikt: Sikre en trygg togfremføring Sørge for at togene kommer frem så raskt som mulig Sørge for at jernbanens kapasitet utnyttes maksimalt
Feil gir rødt lys Ved feil som registreres av sikringsanlegget vil berørte signaler automatisk settes i stopp (vise rødt) Sikringsanlegg kan kun vise kjør (grønt) dersom alle betingelser for sikker kjøring er oppfylt Fail-safe-prinsippet
Sporavsnitt Sporavsnitt en jernbanestrekning er delt inn i sporavsnitt. Et sporavsnitt kan være: Mellom stasjoner Spor eller deler av spor på stasjon Sporveksler Et sporavsnitt er den minste strekningen et tog kan få tillatelse til å kjøre. Et sporavsnitt har en mekanisme for å gi informasjon om hvor toget er. Et sporavsnitt kan bestå av ett eller flere sporfelt.
Linjeblokk og blokkstrekning Mellom stasjonene er sporfeltene satt sammen til en eller flere blokkstrekninger. Systemet som ivaretar sikker togfremføring på en slik strekning kalles linjeblokk. Betingelser for at en linjeblokk kan gi kjørtillatelse er: Linjeblokk må ikke være stilt fra nabostasjon Alle sporfelt på strekningen må være frie Sporveksler på linjen må ligge riktig
Blokkpost Mellom stasjoner kan det være behov for at flere tog kan kjøre samtidig. En eller flere blokkposter utstyrt med hovedsignal kan da plasseres mellom stasjonene. Blokkpostene forkorter dermed avstanden mellom signalene og man får redusert togfølgetid. Tiden et tog bruker på å kjøre over en blokkstrekning og blokkstrekningens lengde avgjør hvilken kapasitet man har på strekningen.
Sporfelt, linjeblokk og blokkpost
Stasjonens sikringsanlegg Stasjonsområdene styres av et sikringsanlegg. Et sikringsanlegg består av en rekke elementer: De ulike typer signaler Sporfelt Sporsperrer og låse- og kontrollanordninger for sporveksler Omformere til sikringsanleggets strømforsyning Relehus med tekniske installasjoner
Sporveksel En sporveksel er en mekanisk innretning som tjener til at rullende materiell kan kjøre fra et spor til et annet.
Hovedsignaler og forsignaler Hovedsignal: Innkjørssignal Utkjørssignal Blokkpostsignal Forsignal: Et forsignal varsler om hva etterfølgende hovedsignal viser Et hovedsignal har nesten alltid et forsignal Et forsignal kan være montert frittstående eller på forrige hovedsignals mast.
ATC automatisk togkontroll ATC er et system som griper aktivt inn i farlige situasjoner som kan oppstå. Toget bremses automatisk ned ved: Passering av hovedsignal som viser stopp Ved for sen nedbremsing mot et hovedsignal som viser stopp To typer ATC DATC (delvis utrustet ATC) og FATC (fullstendig utrustet ATC)
ATC-systemet ATC-systemet består av to hoveddeler: En del på lokomotivet/rullende materiell En del i infrastrukturen Rullende materiell-delen består av: sender-/mottakerantenne Datamaskin Førerpanel Infrastrukturdelen består av: Baliser festet til svillene i jernebanesporet Grensesnitt mot signalanlegget
ATC
ATC-systemets deler Baliser Når toget nærmer seg blir balisens reflektor aktivisert av kontinuerlig utsendte radiobølger fra lokomotivets antenne. Balisen svarer med en bestemt beskjed. Grensesnitt mot signalanlegget En koder er plassert i den samme elektriske kretsen som signalene. Koderen forbindes med balisen. Koderen avføler hvilken beskjed signalet gir og overfører beskjeden videre til balisen som igjen sender beskjed til lokomotivet. Beskjeden fra balisen vil deretter vises som informasjon i førerpanelet i lokomotivet/rullende materiell. Datamaskinen Behandler data fra balisene sammen med data fra lokomotivet og gir evt. beskjed om toget skal bremse og griper inn dersom lokfører ikke reagerer tidsnok.
DATC og FATC DATC kontrollerer hastighet mot signaler med restriktivt signal (dvs. signaler som gir annen beskjed enn full linjehastighet) og mot sporveksler som ligger i avvik. FATC kontrollerer i tillegg at hastigheten er som forutsatt. FATC krever flere baliser i sporet. FATC har fortrinnsvis vært benyttet ved høye hastigheter (V 130 km/h) og der togtrafikken er stor.
Fjernstyring - CTC Sikringsanleggene styres av en togleder ved at sikringsanleggene kommuniserer med en CTC-sentral. Togleder kan stille signaler for inn- og utkjøring av tog på stasjonene og programmere krysninger av tog på stasjon. CTC-systemet er et hjelpemiddel for å effektivisere togdriften - «togleders forlengede arm». CTC-systemet er i dag databserte systemer.
Fjernstyringens oppbygging Tognummersystem Automatisk togledelse Toggraf Kobling mot andre systemer Hvert tog har et tognummer som vises på CTC-systemets dataskjerm Tognummer og ruteplan danner bakgrunn for å regne ut når og hvordan togveien skal legges. CTC-systemet kan automatisere dette. Presentasjon av togforflytning i et todimensjonalt system. Systemet kan detektere konflikter ved kryssinger og eventuelle forbikjøringer som følge av forsinkelser. Likeledes kan konflikter med lange tog detekteres. CTC-systemet kan over føre informasjon om togposisjoner som benyttes til trafikkinformasjon til publikum