Počátky zabezpečovací a sdělovací techniky na železnici

Začátky traťových zabezpečovacích zařízení

Zásady které musí splňovat traťové zabezpečovací zařízení se pokusil formulovat vrchní inženýr Boda ve své knize:

„Zabezpečovacím zařízením na tratích dvoukolejných nutno tedy pouze dohonění, a na jednokolejných tratích nejen dohonění, nýbrž i setkání se vlaků opačných směrů zameziti.“

Tak v  roce 1842 byla v  Anglii zavedena jízda vlaků v  prostorových oddílech (blocích). Strážníci oddílu směli dát návěstidlo do polohy dovolující jízdu, až dostali od dalšího strážníka ve směru jízdy zprávu (odhlášku), že vlak opustiI traťový oddíl. Bezpečnost ale závisela na strážnících, jejich selhání mohlo mít za následek nehodu. Proto se později objevila traťová zabezpečovací zařízení.

První traťové zařízení, bloková soustava Cookeova, vznikla již v roce 1843. Vrchní inženýr Boda píše:

„Sir William Fothergill Cooke užil ku vzájemnému se dorozumění blokovních strážníků mezi stanicemi Norwich a Yarmouth dráhy Great Eastern Railway svůj telegraf jehlový. Za tímto účelem umístil u každého blokovního strážníka jehly magnetické, omotané drátem otáčené kolem osy a spojil dva takové sousední přístroje, blokovní odstavec omezující, vedením nadzemním, s galvanickou batterií a s přepínačem. Dle směru proudu batterie vedením kolujícího odchylovaly se jehly obou přístrojů bud‘ na pravo a neb nalevo; nekoloval-li však žádný proud, měla jehla svislou polohu. Svislou polohou jehly návěstilo se, že blokovní odstavec je volný – vyklizen, a odchýlenou jehlou, ze je obsazen. Směr odchylky jehly naznačoval zároveň směr vlaku v odstavci tom se pohybujícího.“

Pokud Vám při čtení těchto řádků zatrnulo, tak máte cit pro zabezpečovací techniku. Ano, když se přetrhlo vedení, jehla byla ve svislé poloze a oddíl se jevil, třeba i mylně, jako volný a bylo nachystáno na nehodu. Ovšem i to se časem zjistilo, jelikož další zařízení byla již provedena jinak a zásada, že při poruše musí zabezpečovací zařízení přejít do bezpečného stavu byla na světě.

Tato zařízení, podobně jako použití zvonků k zabezpečení dopravy, i když byla pokrokem, závisela na tom, zda dopravní zaměstnanec informace správně vyhodnotil. Vazba na návěsti nebo vlak nebyla.

Na Pařížské výstavě představil svůj vynález patentovaný roku 1880 Jiří Kift Winter, telegrafní inženýr při Madarasské dráze v  Indii. U blokového (oddílového) návěstidla byla přítlačná kolejnice spojená s ramenem stožáru tak, že vlak uváděl ramena do polohy „stůj“ stlačením kolejnice svými koly a rameno se mohlo uvolnit jen elektromagnetem, který dostal proud, když následující strážník oddílu obsluhou zařízení vyslal proud do vedení a potvrdil volnost tratě. Pak se dalo opět postavit návěstidlo do polohy „volno“ a zvedla se i přídržná kolejnice. To již byl značný pokrok.

V  kontinentální Evropě (jak již bylo uvedeno) bylo velkým přelomem v zabezpečovací technice vynalezení tzv. „blokovní soustavy Siemensovy“.

Budu opět doslovně citovat vrchního inženýra Bodu:

„První blokovní linie dle této soustavy byla zřízena roku 1871 a 1872 mezi Berlínem a Postupinem, v Rakousku r. 1877 mezi Vídní a Stadlavou, v Uhrách roku 1873 mezi Marcheggem a Břetislavou (Prešpurkem).“

Ne, není to překlep, skutečně je tam napsáno Břetislavou.

Autor ale poukazuje, že i tato soustava měla své slabiny, které vedly k nehodám. Zařízení však bylo později zdokonalováno.

Bez zajímavosti není, proč například se u nás neuznávala zařízení používaná v USA, například samočinná blokovací soustava Hallova zřízená na dráze Chicago and North Western. Vrchní inženýr Boda píše:

„…americkým správám železnic při zavádění samočinných blokovních zařízení jde v první řadě o to, aby uspořily blokovní strážníky, tedy o ohledy hospodářské, nikoliv však, aby dosáhly co možno nejvyššího stupně bezpečnosti dopravy vlakové. Proto nelze tamní traťová blokovní zařízení považovat za vzory, kterými by se dráhy evropské mohly říditi.“

Většina systémů ale stále umožňovala „chybu lidského činitele“, jak dnes učeně říkáme. Tehdy se konstatovalo:

„…nedoporučuje se důvěřovati jedině i/ (ve smyslu spoléhat se jedině na) bdělost, ostražitost a spolehlivost lidskou…“

A další zásada byla na světě. Lidský činitel je omylný a proto ho má technika přinejmenším kontrolovat.

Takže nezbývá, než zabezpečovací zařízení stále zlepšovat, a to se dělo a děje.

Elektrické stavění výměn

Jak již bylo uvedeno, výměny se zatím stavěly mechanicky na místě nebo pomocí pák. Jak jinak, začalo se řešit i elektrické stavění výměn i mechanických návěstidel. Podle Ing. Nagyho se první elektrický pohon výměny na světě objevil v roce 1881.

Vrchní inženýr Boda o elektrickém stavění výměn píše:

„Do r. 1894 stavěly se návěsti a výměny výhradně ručními pákovými stavidly, elektricky uzavírané a uvolňované slabými proudy galvanickými; neb indukčními. Již r. 1892 konala firma Siemens a Halske ve Vídni pokusy stavěti návěsti a výměny silnými proudy elektrickými; když se zdařily, postavila rozsáhlé zabezpečovací zařízení v nádraží přerovském na straně k Olomouci a Krakovu, později i k Vídni; podobná zařízení byla pak ještě uskutečněna i na jiných stanicích.

Této myšlenky chopily se i jiné firmy, v Čechách byla to firma Křižíkova, která konala pokusy stavěním návěstí a výměn silnými proudy elektrickými.“

Takže elektricky stavěné výměny nejsou přílišná novinka, mají za sebou přes sto let existence.

U nás většího úspěchu v elektrickém stavění výměn dosáhla firma Českomoravská Kolben – Daněk. Tato firma obdržela výnosem z roku 1927 – viz¹³ souhlas k tomu, aby vyráběla výrobky (zřejmě v licenci) firem Westinghouse Brake & Saxby Signál Co. v Londýně a The Union Switch and Signál Co. v Pittsburghu. Tak zřejmě se firmě otevřelo pole v dodávkách elektrických částí zabezpečovacích zařízení.

Podrobnosti o elektrických přestavnících jsou v literatuře¹⁴ z roku 1927.

Je zde uvedeno zajímavé řešení pro stanice, kde není elektrický proud. Cituji:

„… elektrický pohon vzdálené výměny ve stanici (se řeší) pomocí ručního generátoru. Jest to generátor na stejnosměrný proud … (napětí 11OV) … který se při přestavování výměny pohání ručně a který činí instalaci neodvislou od dodávky proudu ze sítě. Vedle generátoru jest postaven stůl s řídítky a závěrovými magnety … obdobně zařízený jako elektrické stavědlo.

Při přestavování výměny postaví se dotyčné řidítko ve směru žádáného pohybu, načež se otáčí klikou generátoru tak dlouho, až indukční zařízení ukáže, že jazyky výměny jsou úplně přeloženy a uzamčeny.“

Elektrické přestavníky ČKD měly obvykle motory jednofázové kolektorové. Kromě výměnových přestavníků se vyráběly i elektrické přestavníky návěstní pro mechanická návěstidla, jak již bylo uvedeno.

Elektrickým přestavníkem byla podle literatury¹⁵ například vybavena výměna č.3 v Praze Malešicích. Závislost na stavědle typu SA12 byla provedena mechanickým závorníkem.  Ruční klikové zařízení na výrobu proudu je na obrázku přístroje vidět vlevo pák. Na stěně je indikátor volnosti koleje. Šikmý proužek v kruhu signalizoval neobsazenou kolej, vodorovný obsazenou kolej.

Pro ovládání přestavníků byla vyvinuta relé. V prospektech firmy ČKD z roku 1928 jsou i obrázky relé se značkou ČKD. Pokud vám obrázek připomíná relé, která

po druhé světové válce vešla u nás do podvědomí jako „sovětská klasická relé“, tak se nemýlíte. Ostatně obdobná anglická relé byla též v roce 1948 dodána na stavbu spádovištního zabezpečovacího zařízení v Českých Budějovicích.

Spolupůsobení vlaku a zařízení

Prostředkem pro zjišťování volnosti koleje se začaly stávat izolované koleje. Ty se v podobné podobě používají ještě dnes. První izolovaná kolejnice byla vynalezena panem Pfeilem v roce 1895. Obecně jde o nízkonapěťové zařízení obvykle napájené suchými články. Pokud soukolí vlaku zkratovalo odizolované kolejnice (nebo odizolovanou kolejnici), přitáhlo například tak zvané hradlové relé a jeho clonka se změnila. Relé bylo později použito pro elektrické vazby v zařízení. Pro zajímavost je třeba podotknout, že izolované styky na kolejnicích T, A, Xa v podobě, jak se ještě mnohde nachází, byly zavedeny již 2.2.1930 (ovšem s odizolovanými ocelovými spojkami), viz¹⁶.

V  již citovaném firemním materiálu firmy ČKD z roku 1927 je zmínka o dalším zajímavém zařízení – samočinném zařízení na zastavování vlaků. Elektrický přestavník, podobný přestavníku návěstnímu, při poloze návěstidla „na stůj“ vztyčil páčku, která při průjezdu lokomotivy narazila na narážku na spodku Iokomotivy a uvedla do chodu průběžnou vlakovou brzdu.

Zmiňme se ještě o jedné zajímavosti. Stávalo se, že vlaky za mlhy (a v Anglii o mlhy není nouze) a špatné viditelnosti projely návěst „stůj“. Tak se objevilo krásné zařízení. Když bylo ná věstidlo „na stůj“, tak taková mechanická pacička spojená s návěstidlem položila na kolej třaskavku.

Ostatně není to zas tak dlouho, co ještě v našich Návěstních předpisech byly třaskavky, které pokládáli pochůzkáři a strážníci oddílu, uváděny jako prostředek k zastavení vlaku.

Izolované koleje, které se používaly v  zařízeních byly obvykle krátké. Zjišťovaly, že vlak vjel a izolovanou kolej opustil (například uvolnil výměny na zhlaví). Nebyl však žádný prostředek na zjištění, zda například celá staniční kolej je volná. Toto zjištění se ponechávalo na  dopravních zaměstnancích. Omyly těchto zaměstnanců při zjišťování volností kolejí vedly k častým nehodám. Tak vznikl návrh kolejového obvodu, který kontroloval delší úseky kolejí. U nás takový kolejový obvod na principu dvoufázového kolejového relé vyvinula firma ČKD již ve třicátých létech, ale nedošel rozšíření pro nepochopení z nejvyšších míst. V  citovaných prospektech firmy ČKD se najde i popis kolejových stykových transformátorů, které bylo potřeba u kolejových obvodů použít v případě, že na trati byla elektrická trakce, a oddělit tak signální proud od trakčního. Kolejová civka fázového relé se napájela střídavým proudem o napětí 6 V, místní 110 V. Zdrojem bylo vedení 500 V.

Kromě těchto zařízení se používaly i různé kolejnicové doteky, jejichž ze začátku malá spolehlivost se později vylepšovala tak, jak pouhé mechanické působení vlaku na dotek bylo nahrazováno elektomagnetickým.

Pokračuje na další straně