Aikaisemmkin on tekstissä puhuttu raiteen vapaanaolon ilmaisusta, jonka aikaansaamiseksi on kehitetty useitakin eri valmistajien kehittämiä järjestelmiä. Nykyisin käytetään uusasennuksissa käytännössä yksinomaan akselinlaskentaan perustuvia järjestelmiä. Toisaalta yhä edelleenkin raidevirtapiiriin perustuvia järjestelmiä on käytössä vielä vuosikymmeniä.

Raidevirtapiiri perustuu ajatukseen että sähköisesti yhtenäinen kisko katkaistaan ja eristetään määrätyin välein, jolloin muodostuu eristettyjä raideosuuksia. Huomattakoon että kisko jatkuu edelleenkin mekaanisesti yhtenäisenä eristyksistä huolimatta. Mikäli liikkuvan kaluston akseli, esimerkiksi veturin etutelin ensimmäinen pyöräkerta saapuu tällaiselle osuudelle, aiheuttaa se oikosulun kyseisen raideosuuden kahden kiskon väliin. Ajatus on tunnistaa tämä oikosulku raidereleen päästämisenä (lepovirtaperiaate, eli lepovirta lakkaa) ja toimittaa tästä ilmaisu kosketintietona eteenpäin asetinlaitteelle.

Nykyaikaisessa akselinlaskentaan perustuvassa järjestelmässä puolestaan akselinlaskentaosuuden molemmissa päissä on akseleiden määrän ja niiden liikesuunnan tunnistavat elementit eli akselinlaskijat tai  oikeammin akselinlaskentapisteet kera kiskokoskettimien t. akselinlaskenta-antureiden. Akselinlaskentapisteet kytkeytyvät paikallisella kaapeloinnilla evaluaattoriin eli laskentatietokoneeseen, joka tietää kunkin pisteen laskeman akselimäärän ja niiden suunnan. Tätä kautta on toteutettu kunkin evaluaattoriin kytketyn raideosuuden vapaanaolon valvonta. Evaluaattori kertoo asetinlaiteelle relekosketintietona tai tietokoneasetinlaitteiden tapauksessa myös datayhteydellä raideosuuden vapaanaolon valvontatiedon. Akselinlaskennan perusteista (jotka käydään tarkemmin läpi myöhempänä, seuratkaa blogia) johtuen välitetään tarvittaessa myös perustilaan asetuksen esto (RR, Reset Restriction). Tämä esto tarkoittaa sitä ettei sisäänlasketuilla akseleilla varattua osuutta voida vapauttaa ilman erikoistoimenpiteitä.

Oikein toimivaa raidevirtapiiri- ja akselinlaskentajärjestelmää verrataessa voidaan todeta että akselinlaskentaan perustuva järjestelmä on myötäsyntyisesti varmempi, koska ohjelmallisesti asetettu RR-toiminne kykenee estämään tahattomat osuuden vapautumiset. Toisaalta akselinlaskentajärjestelmä vikaantuessaan vaikkakin menee turvallisempaan suuntaan varaten (vialla) osuuksia, sisältää riskin esimerkiksi evaluaattorin hallitsemattomassa uudelleenkäynnistämisessä. Käynnistyksen jälkeen ovat kaikki evaluaattoriin kytketyt raideosuudet varautuneina, mutta RR ei ole välttämättä konfiguroitu olemaan yhdelläkään niistä päällä tässä tilanteessa, eikä osuuksilla olevien akseleiden määrästä ole järjestelmällä mitään tietoa. Tässä tilanteessa on mahdollista vapauttaa kaikki raideosuudet riippumatta siitä onko niille todellisuudessa laskettu akseleita vai ei.

Esimerkiksi osuuden laskentapiste A laskee 10 akselia osuudelle sisään. Ensimmäisen akselin laskentapulsseilla (2 pulssia, jotta saadaan selville suunta) varautuu kyseinen osuus. Kaikkien akseleiden tultua lasketuksi sisään on osuus varautunut +10 akselilla. Ensimmäisen sisäänlasketun akselin yhteydessä asetetaan RR päälle, eli tieto siitä ettei osuus ole vapautettavisssa. Tässä tilanteessa evaluaattori nollatan ja sen ohjelmisto käynnistyy uudelleen. Osuutemme on nyt varautunut, mutta akselimäärä ei ole tiedossa. Riippuen ohjelmistosta, voidaan osuus nyt vapauttaa asetinlaitteen evaluaattorille antamalla komennolla tai ennen komentoa suoritettavalla aputoiminteella, jonka avulla RR poistetaan ja tämän jälkeen annetaan vapautuskomento. Riski piilee siinä, onko vapautuskomennon antavalla kauko-ohjaajalla aktuelli tieto kyseisen osuuden todellisesta tilanteesta. Aputoiminne kohdistetaan nimenomaan niille raideosuuksille, joille halutaan vapautuskomento antaa. Sama pätee luonnollisesti myös itse vapautuskomentoon.

Vaikka akselinlaskentaan perustuva vapaanaolon valvonta on myötäsyntyisesti varmempi, on tässäkin järjestelmässä mahdollisuus fataaliin turvallisuusvikaan (WSF eli Wrong Side Failure). Esimerkkinä tällaisesta erittäin vakavasta viasta voisi olla laskentapisteen suuntaselektiivinen vika, jolloin laskentapiste ei laske akseleita kuin yhteen suuntaan. Tällöin on mahdollista todellisuudessa varata raideosuus ilman että se näkyy akselinlaskennassa tai asetinlaitteella. Tämän estämiseksi valvotaan kiskokoskettimet, eli akselinlaskentajärjestelmän kiskoon asennettavat pyöräkerran tunnistusanturit sekä niiden liityntäelektroniikka evaluaattorin toimesta. Yleisesti evaluaattorin vialliseksi havaitsema laskentapiste jättää osuuden vialla varatuksi junan perään, mutta se on vapautettavissa asetinlaitteen komennolla. On huomattava että se osuus johon viallinen akselinlaskentapiste liittyy jää varautuneeksi, eli tämän osuuden vapaanaolon valvonta ei toimi luotettavasti. Ajatus on että asetinlaitetta käyttävä kauko-ohjaaja tai junasuorittaja havahtuu tähän seikkaan ja varmistuu (yhdessä veturinkuljettajan kanssa) siitä että junayksikkö poistui kokonaisena kyseiseltä osuudelta.

Akselinlaskentajärjestelmän evaluaattorit ovat poikkeuksetta turvallisusmielessä kaksikanavaisia (2v2) ja käytettävyyden kannalta ne voidaan rakentaa myös 2v3 tai 2x2v2 periaatteella, vaikkakin nykyaikaisilla ohjelmistoilla varustettuna 2v2 rakenne takaa riittävän käytettävyyden. On nimittäin olemassa mahdollisuus ohittaa vikatilanne ohjelmallisin keinoin laajemmissa järjestelmissä. Väärin laskeva laskentapiste voidaan ohjelmallisesti ohittaa mikäli osuudet kokonaisuudessaan sen molemmin puolin toimivat oikein. Eli vialla varautunut osuus vapautuu yhdessä oikein vapautuvan osuuden kanssa. Tässä menettelyssä piilee kuitenkin riski, mikäli juna katkeaa juuri viallisella osuudella eikä junakokonaisuuden valvonta toimi.

Tuossa aikaisemmassa kirjoituksessa jo saimmekin junayksikkömme etenemään kulkutielle, ts. ohi lähtöopastimen ja veturin etutelin saapuessa opastimen takana olevalle ensimmäiselle raideosuudelle, ammattikielellä ilmaisten putosi opastin. Eli opastin asettui seis-asentoon kulkutien ensimmäisen raideosuuden varautuessa. Tämähän on yleinen käytäntö, jolla aikaansaadaan peräänajosuoja ja junayksikkömme on (ollessaan kokonaan kulkutielle johtavan opastimen takana) ammattikielellä ilmaistuna kyseisen opastimen suojaamana. Kannattaa painaa termi mieleen.

Kulktutie koostuu raiteen vapaanaolon ilmaisuosuuksista (raide- tai vaihdeosuuksista), joiden tilaa valvotaan nykytekniikassa joko raidevirtapiireillä tai akselinlaskijoilla. Mikäli kysymyksessä on raidevirtapiiri, todetaan raiteen varautuminen raidereleen päästämisenä. Kysymyksessä on siis lepovirtaperiaatteella toimiva ilmaisu. Lepovirta, jonka kulkiessa raideosuus tulkitaan vapaaksi, kulkee tässä tapauksessa raidereleen käämin kautta. Näin on ilmaisun ajateltu olevan varmempi ja käämin tai sen virtapiirin osan katkeaminen aiheuttaa kyseisen osuuden varautumisen vialla. Varautuminen vialla on tärkeä termi turvalaitetekniikassa, sillä se on ns. "fail safe" toiminne. Mikäli havaitaan vika, häiriö tai muu virhetoiminne, saatetaan järjestelmä turvallisimpaan mahdolliseen tilaan.

Akselinlaskentajärjestelmässä on raideosuuden molemmissa päissä laskentapisteet, jotka on yhdistetty evaluointitietokoneeseen eli evaluaattoriin. Evaluaattori sijaitsee asetinlaitetilassa, aivan kuten raidereleetkin. Evaluaattori antaa asetinlaitteelle raideosuuskohtaisen tilatiedon, so. vapaanaoloilmaisun sekä vikatiedon. Nykyaikaisissa tietokoneasetinlaitteissa voidaan käyttää kumpaa tahansa tekniikkaa, mutta käytettävyyden kannalta on akselinlaskentaan perustuva järjestelmä, ainakin julkisissa lähteissä olevien tietojen mukaan, noin 5 kertaa luotettavampi käyttää kuin raidevirtapiiri. Siispä se hakkaa mennen tullen raidevirtapiiritekniikan uusasennuksissa. Suomessa noudatetaan Valtion rataverkolla Ratahallintokeskuksen sekä Rautatieviraston antamia määräyksiä ja ohjeita, joista tämän blogin kannalta tärkein on Ratahallintokeskuksen julkaisema dokumentti Ratatekniset Ohjeet. Samalla kuitenkin on huomioitava että rautatie-elämää on muuallakin, ja niinpä kannattaa välillä aina katsoa mitä isoissa rautatiemaissa puuhaillaan. Tuossa pari Wikipedian artikkelia raiteen vapaanaolon valvonnasta.

http://de.wikipedia.org/wiki/Gleisfreimeldeanlage

http://en.wikipedia.org/wiki/Axle_counter

Olipa vapaanaolon valvonta toteutettu millä tekniikalla tahansa, ovat tietyt periaatteet kulkutien kannalta voimassa. Tärkein niistä on, rakenteellisesti turvallisiin järjestelmiin (eigensicheres System) kuten nyt akselinlaskenta, siirryttäessä ehkä osin historian jäänne: Kolmen peräkkäisen osuuden säännöstö. Tällä tarkoitetaan sitä että kulkutien osuuksien pitää varautua ja vapautua määrätyssä, kulkutien mukaisessa kronologisessa järjestyksessä ennenkuin kulkutie tai sen osa voidaan purkaa, so. sen kiinnitys ja lukitus purkaa.

Nyt on siis junakulkutiemme ensimmäinen osuus varautunut ja seuraava on vapaa. saamme siis kolmen osuuden säännöstöön ensimmäisen säännön:

1. Ensimmäinen osuus varautuu ollen yksin varautuneena

Junayksikön edetessä varautuu kulkutien toinen osuus, tästä tulee toinen sääntö

2. Ensimmäinen osuus on varautuneena, toinen osuus varautuu, molemmat osuudet ovat varautuneena

Junayksikkö siirtyy eteenpäin ja ensimmäinen osuus vapautuu, tästä saamme kolmannen säännön

3. Ensimmäinen osuus vapautuu toisen osuuden ollessa varautuneena

Junayksikkö siirtyy taas kappaleen matkaa eteenpäin

4. Kolmas osuus varautuu toisen osuuden ollessa varautuneena, toinen sekä kolmas osuus ovat molemmat nyt varautuneina

Junayksikön jatkaessa matkaa vapautuu toinen osuus

5. Toinen osuus vapautuu kolmannen osuuden ollessa varautuneena, kolmas osuus on yksin varautuneena

Tästä jatketaan eteenpäin kunnes kulkutien viimeinen osuus on yksin varautuneena, jolloin koko kulkutie ohiajovaroineen voidaan purkaa. Huomattakoon että pitkillä junayksiköillä ja lyhyillä osuuksilla voi tulla eteen tilanne, jossa kolme peräkkäistä osuutta on yhtäaikaa varautuneena. Tämä tilanne on huomioitava jo suunnitteluvaiheessa ja kulkutien purkamiseen nähden tarkastellaankin nimenomaan peräkkäisten raideosuuksien oikeassa järjestyksessä tapahtuvaa vapautumista.

Kolmen osuuden säännöstö tarkoittaa sitä että junayksikön taytyy liikkua kulkutiellä asetetun liikennesuunnan eli kulkutien mukaisesti. Raiteen vapaanaolon valvontaan käytetty järjestelmä ja sen kunto valvotaan kulkutielogiikkaan. Vaikka junan perään vapautunut raideosuus onkin jo käytetty, on se tästäkin syystä mukana purkulogiikassa. Ensimmäisen osuuden varautuminen kolmannen osuuden sijaan toisen osuuden ollessa varautuneena tekee purkuvian, eikä kulkutie purkaudu junan perään. Jos kulkutiellämme olisi kulkutielogiikassa ensimmäiset kolme raideosuutta koottu yhdeksi purkuosuudeksi, vaatisi se vielä tuon viidennen vaiheen jälkeen kaksi lisävaihetta, jotta ensimmäinen purkuosuus purkaisi oikein

6. Kolmannen osuuden ollessa varautuneena varautuu neljäs osuus ja molemmat osuudet ovat samanaikaisesti varautuneina

7. Kolmas osuus vapautuu ja neljäs osuus on yksin varautuneena, ensimmäinen purkuosuus toimii

Kulkutiemme tässä tapauksessa kolmesta ensimmäisestä raideosuudesta koostuva purkuosuus on siis täysin ja oikein käytetty ja junayksikkö on kokonaisuudessaan seuraavalla purkuosuudella. Ensimmäisen purkuosuuden kiinnitys puretaan, jonka jälkeen lukitus puretaan. Kulkutien purkuautomatiikka huolehtii näistä toimenpiteistä ja koska kysymyksessä ei siis ole hätävarainen toimenpide, missä kiinnitys tarvitsisi hätävaraisesti poistaa, ei 60 sekunnin purkuaikahidastusta ole. Mikäli manuaalinen purku tehdään vielä kiinnittämättömälle kulkutielle, ei tällöin myöskään 60 sekunnin purkuaikahidastusta ole. Ja huomattakoon että purkuosuus voi koostua vaikka vain yhdestä raideosuudesta tai koko kulkutie voi olla yhtä ja samaa purkuosuutta.

Tuo edellä esitetty sääntöviidakko voidaan siis supistaa siihen että purkuosuuden (joka muuten voi olla koko kulkutien mittainenkin koostuen useista raideosuuksista) raideosuuksien täytyy varautua ja vapautua järjestyksessä ja oikein ja kun viimeinen raideosuus vapautuu, käynnistyy purku. Mikäli purkuosuuden viimeinen raideosuus on ennen kulkutien päättävää turvalaite-elementtiä, kuten opastin tai päätepuskin, ei se voi niine hyvineen vapautua, sillä junayksikkömme on kulkutien päättävän seis-asennossa olevan opastimen tai päätepuskimen edessä. Viimeisen purkuosuuden kohdalla järjestely pätee muutoin, mutta kulkutien purku aloitetaan, kun kaikki kyseisen purkuosuuden raideosuudet ovat varautuneet ja vapautuneet kulkutien mukaisessa järjestyksessä oikein kulkutien viimeisen raideosuuden, so. kulkutien päättävän turvalaite-elementin edessä olevan raideosuuden, ollessa yksin varautuneena, ja tätä osuutta edeltävän raideosuuden kulkutielukitus on oikein purkautunut. Näin on siis tilanne, jos raideosuuteen ei liity muita asetinlaitteen ohjaamia lukittavia turvalaite-elementtejä. Jos raideosuuteen liittyy muita asetinlaitteen ohjaamia lukittavia turvalaite-elementtejä, täytyy kyseisen raideosuuden varautua ja vapautua sekä seuraavan raideosuuden varautua. Kun nyt edellisen osuuden kulkutielukitus purkautuu, voidaan tämän tarkasteltavan raideosuuden lukitus purkaa. Jälkimmäinen tapaus tarkoittaa yksinkertaisesti sitä että kulkutielle tehdään jatko, eli tätä kautta palvelee se yhdistettyjä kulkutiekomentoja.

Ratahallintokeskuksen julkaisemassa dokumentissa Ratatekniset Ohjeet kohdassa 6.3.5.2 on kulkutien purkulogiikka (kolmen osuuden säännöstö) kiteytetty seuraavasti. "Junakulkutien raideosuuden kulkutielukituksen on purkauduttava, kun kyseinen raideosuus ja sitä edeltävä raideosuus on varautunut ja vapautunut ja raideosuutta seuraava raideosuus on varautunut junakulkutien suuntaa vastaavassa järjestyksessä. Junakulkutien raideosuuden kulkutielukitus ei saa purkautua jos peräkkäisistä raideosuuksista ensimmäinen raideosuus vapautuu ennen jälkimmäisen raideosuuden varautumista." Voitkos sen selvemmin sanoa. Eli oleellista on kulkutien raideosuuksien varautuminen ja vapautuminen kulkutienmukaisessa järjestyksessä, vaikkahan sitten olisivat kaikki kolme tai peräti neljä raideosuutta jossain vaiheessa samanaikaisesti varautuneina. Siinäpä se on Ratateknisissä Ohjeissa koko logiikka selostettuna yksinkertaistettuna mutta toimivana.

Kulkutielogiikkaan valvotaan myös osuuden oikein tapahtuva varautuminen. Mikäli osuus varautuu vaikkapa raidereleen vialla, ei kulkutien kyseinen purkuosuuus purkaudu junan perään, vaan on se manuaalisesti purettava. Lisäksi, riippuen vapaanaoloilmaisun viasta sekä järjestelmän toteuttamistavasta, voi kyseinen osuus jäädä junan perään varatuksi. Tässä tapauksessa kuitenkin junayksikön siirtyessä kokonaisuudessaan seuraavalle purkuosuudelle, puretaan tuon edellisen osuuden kiinnitys. Näin kulkutien kyseisen purkuosuuden lukitus voidaan purkaa ilman 60 sekunnin purkuhidastusta.

Kulkutiellämme on vielä ohiajovara, joka on samalla tavalla lukittu ja kiinnitetty. Kun junayksikkö on kulkenut kulkutien loppuun ja on kulkutien päättävän opastimen edessä olevalla raideosuudella, alkaa 60 sekunnin purkuhidastus ja tämän jälkeen ohiajovaran lukitus puretaan. Jos taas ohiajovaran raideosuudelle on turvattu junakulkutie (eli edelliselle kulkutielle jatkokulkutie), purkautuu ohiajovara kun junayksikkömme on kulkenut tuon ohiajovaran raideosuuden kautta. Ohiajovaraan liittyy melkoinen liuta nyansseja, emmekä tässä yhteydessä niihin paneudu, mutta periaate on tämä.

Nykyaikaiset tietokonepohjaiset akselinlaskentajärjestelmät, joita käytetään raideosuuden vapaanaolon ilmaisuun, ovat rakenteeltaan erittäin luotettavia. Niinpä tuo mainittu kolmen osuuden säännöstö on niitä hyödynnettäessä periaatteessa jo mennen tullen vanhentunut. Toinen akselinlaskentaankin raidereleistä tuotu ominaisuus on kahdennus. Osuuden tilatieto tuodaan kahdennettua (tai jopa ns. kaksi kolmesta ) tiedonsiirtokanavaa pitkin. Kahdennettu kosketintieto katsotaan turvalliseksi niin raiderelesovellutuksissa kuin vastaavissa akselinlaskentaankin perustuvissa. Akselinlaskentajärjestelmä pitää itse lukua laskentapisteessä laskemistaan akseleista ja niiden liikesuunasta. Tämän tiedon perusteella evaluaattori kertoo asetinlaitteelle osuuden tilatiedon. Asetinlaitteen kulkutielogiikka on nykyaikaisissa tietokoneasetinlaitteissa kuitenkin rakennettu vanhan periaatteen mukaisesti, osin yhteensopivuussyistä, osin turvallisuusnäkökohtia korostaen.

Edellisessä pähkinässä ihmettelin kulkutien kiinnittämistä, joka tarkoittaa että kulkutielukituksen purkaminen ilman erikoistoimenpiteitä on estetty. Kulkutien lukitsemisella taas ymmärretään kulkutien elementtien, eritoten vaihteiden, "korvamerkitsemistä" kulkutielle, jolloin niitä ei voida lukita viholliskulkuteille.

Kun kulkutie on kiinnitetty ja valvottu vapaaksi, vapautetaan kulkutielle johtavan opastimen (lähtöopastimen) asetusosa. Tämä vapauttaminen on mahdollista vain ja ainoastaan silloin kun kulkutie on lukittu, kiinnitetty ja valvottu vapaaksi. Muistamme kuitenkin että vapaaksi valvominen tapahtuu joissain (tavalla tai toisella kaikissa) asetinlaiteohjelmistoissa jo perusehtojen tarkastamisen yhteydessä. Tämä opastimen asetusosan vapauttaminen merkitsee kahta asiaa. Ensinnäkin kulkutiekiinnitys, joka on aikaisemmin asetettu säilyy, mutta kyseinen jo kertaalleen lukittu ja kiinnitetty kulkutie kiinnitetään uudelleen. Eli lukittu kulkutie on kiinnitetty kaksinkertaisesti. Näin siksi että opastinriippuvuus on historiallisesti koettu erittäin tärkeäksi asiaksi, eikä kiinnittämistä uskalleta missään tapauksessa jättää yhden karvan varaan. Toiseksi, opastimen asetusosan vapauttaminen luonnollisesti mahdollistaa aja-käsitteen asettamisen opastimeen.

Nyt on opastimessa aja-käsite, joka on valvottu esimerkiksi opastinlampun vikaantumisen varalta. Jos tässä tilanteessa vaikka lamppu hajoaisi (sen aja-käsitteen pää- ja varalanka katkeaisi, opastinlampuissa on pääsääntöisesti varalanka), havaitsisi opastimen valvonta tämän ja asetusosa asettaisi opastimen asentoon seis. Kun opastin menee seis-asentoon, riippumatta aja-käsitteen katoamisen aiheuttajasta, puretaan opastinriippuvuuden mukainen kulkutiekiinnitys. Pähkinässämme kysymys oli tapauksesta, jossa veturin etuteli varasi opastimen takana olevan kulkutien ensimmäisen raideosuuden, ammattikielellä opastimen pudostusosuuden (Haltfall-Abschnitt). Tällöin raiteen vapaanaolon ilmaisujärjestelmä, esimerkiksi raidevirtapiiri päästättää kyseisen osuuden raidereeleen, akselinlaskentajärjestelmän laskentapiste laskee telin ensimmäisen pyöräkerran osuudelle ja välittää laskentatiedon akselinlaskennan evaluointiyksikölle, tai ETCS-veturiyksikkö lähettää GSM-R yhteydellä paikkatiedon radiosuojastuskeskukseen RBC, ja kulkutien ensimmäinen osuus varautuu. Tämä tieto luetaan asetinlaitteen ohjelmistoon ja asetusosalle annetaan komento asettaa opastin seis-asentoon. Samalla opastinriippuvuuden kulkutiekiinnitys purkautuu, mutta kulkutien turvaamisen yhteydessä asetettu kiinnitys on voimassa. Näin siksi ettei olisi mahdollista purkaa lukitusta kulkutiellä, jota on jo alettu käyttämään.  Jos näin olisi, voitaisiin onnistuneen lukituksen purkamisen jälkeen vapaana olevaa vaihdetta kääntää ja ohjata kulkutielle johtavan opastimen jo ohittanut (eli kulkutiellä oleva) junayksikkö vaikkapa "sahalle". Siinäpä sitä kahvikuppi keikkuisi iloisesti vaihteessa ja olisi kuljettajallakin ylimääräistä ohjelmaa kun jarrujohtoa kiiruusti tyhjentäisi samalla silmä kovana tarkaten päätepuskimen takaa lähestyvää lautataapelia. Mainittakoon että opastimen aja-käsitettä pidetään niin kriittisenä, että siihen valvotaan kulkutie-ehdot, so. perus-, lukitus- ja valvontaehdot. Lisäksi opastimen asetusosa (ESTW-A) valvoo itse itseään ja yhteyttä asetinlaitteeseen (ESTW-Z). Jos vaikkapa itsetesti ei mene läpi tai yhteys katkeaa, ohjaa se opastimen seis-asentoon.

Eli turvalaitetekniikan perusteiden kannalta on olemassa kaksi tärkeää ja ennenkaikkea erillistä asiaa, kulkutien kiinnittäminen ja opastinriippuvuus. Kuten edellä havaittin, kulkevat molemmat saumattomasti käsi kädessä. Ihmetyttää se että opastinriippuvuus on jäänyt alan suomalaisissa julkaisuissa (Ratahallintokeskuksen julkaisema Ratatekniset Ohjeet etunenässä) näinkin vähälle huomiolle kuin se nykyään on ja toiminta pitää päätellä tekstistä. Katsokaa ja ihmetelkää asiaa sieltä lisää. Ratahallintokeskus järjestää tosin erinomaista kurssitusta aiheeseen.

http://www.rhk.fi/tietopalvelu/rhk-akatemia/

Näillä kursseilla pyritään oppituntien ja oheismateriaalin avulla selventämään Ratateknisissä Ohjeissa esitettyjä periaatteita. Näin siksi, etteivät Ratatekniset Ohjeet ole tarkoitettu alunperinkään turvalaitetekniikan oppikirjaksi.

Bahn Praxis lehdessä on ollut opastinriippuvuudesta käytännön esimerkein valaistu erinomainen artikkeli vuonna 2001

http://www.euk-info.de/fileadmin/PDF_Archiv/BahnPraxisB/Archiv_2001/BahnPraxisB_11-2001.pdf

Ja Eisenbahnbundesamtin julkaisemaa määräystä Eisenbahn Bau- und Betriebsordnung koskevan  lukijapalautteen vuoksi oli artikkelin tietoja oikaistu vuoden 2002 puolella.

http://www.euk-info.de/fileadmin/PDF_Archiv/BahnPraxisB/Archiv_2002/BahnPraxisB_04-2002.pdf

Noita linkitettyjä artikkeleita kannattaa muuten käydä verkossa ihmettelemässä, vaikka saksaa ei paljoa osaisikaan. Kuvia ainakin on taatusti mukavampi katsella tuolta kuin Ratateknisissä Ohjeissa olevia puisevanpuoleisia raidekaavioita.

Jokatapauksessa tuoltakin asia selviää, jos joku ei sitä Ratateknisistä Ohjeista halua/osaa/viitsi päätellä. Vain lukitulle kulkutielle voidaan asettaa aja-käsite. Tuossa artikkelissa mainitaan myös opastinriippuvuuden poistamisesta, jota lähinnä vastaisi Ratahallintokeskuksen Ratateknisissä Ohjeissa maininta suojastusehtojen poistamisesta kulkutie-ehdoista kytkennällisesti kohdassa 6.3.5.1.1. Kaukaahan se on äkkiä katsoen haettu ja osaako tuotakaan äkkinäinen tuolta kaivaa? Toinen tapa selvitä tilanteesta on tietysti ajattaa junayksikkö kulkutielle ilman lähtöopastimen aja-käsitettä, ehkä tämä on yleisin ja silloinhan kulkutiellä mennään varoitettuna ja maksimissaan 50 km/h.

 

 

 

Kulkutie, tuo rautatieliikenteessä tuikitarpeellinen polku varmaan ihmetyttää monia. Rautateillä ei normaalisti liikuta minnekään ilman kulkutietä. Junaliikenteessä on junakulkutie ja ratapihoilla vaihtotöissä vaihtokulkutie, näin siis Suomessa. Kulkutiellä on aina alku ja maalipiste ja kulkutien aloittaa aina opastin, jonka antamalla aja-käsitteellä voidaan kulkutielle ajaa.

Kulkutien turvaaminen (tai kulkutien varmistaminen) voidaan junakulkutien tapauksessa karkeasti ottaen jakaa seuraaviin kuuteen vaiheeseen, joiden tuloksena meillä olisi turvattuna vaikkapa ihan oikea junakulkutie.

1. Kulkutien asettaminen: käännetään kulkutien, sivusuojien ja ohiajovaran vaihteet kulkutien mukaisiin asentoihin

2. Kulkutien lukitseminen: lukitaan yksittäin kaikki eo. vaihteet kyseiselle kulkutielle

3. Kulkutien kiinnittäminen: estetään eo. lukitusten purkaminen ilman erikoistoimenpiteitä

4. Tarkastetaan kulkutien vapaanaolo: kulkutien ja sen ohiajovaran pitää olla vapaana

5. Vapautetaan lähtöopastin: mahdollistetaan aja-käsitteen asettaminen opastimeen ja asettaa opastinriippuvuuden

6. Asetetaan opastimeen aja-käsite.

Näin siis karkealla tasolla. Kulkutie muodostuu siihen kuuluvista elementeistä kuten raideosuuksista, vaihteista, avainsalpalaitteista, opastimista, sivusuojista, ohiajovarasta ym. Kulkutietä turvattaessa käännetään ja lukitaan kaikki kulkutien vaatimat vaihteet kulkutien mukaisiin asentoihinsa ja lopulta asetetaan kulkutielle johtava opastin aja-asentoon. Katsotaanpa seuraavassa yksityiskohtaisemmin kuinka kaikki tapahtuu. Asian oppimisen tueksi kannattaa mainitujen termien selitykset tarkastaa Ratahallintokeskuksen julkaisusta Ratatekniset Ohjeet Osa 6

http://www.rhk.fi/tietopalvelu/radanpidon_ohjeet/ratatekniset_ohjeet_rato/

Tuossa se siis on, toiseen kertaan linkitettynä tässä blogissa, kaikki tarkoin vaalittu oppi ja tietämys periaatteista kuinka rautatiejärjestelmän kuuluu toimia - levitettynä kaiken kansan vapaasti ihmeteltäväksi Internetiin. Osa 6 kertoo kuinka turvalaitteiden tulee toimia. Tämä on se dokumentti jota yön pimeinä tunteina luetaan asiaan kuuluvalla hartaudella rautatieammattilaisten kammioissa.

Junakulkutiehen liittyvä kuva taas on vaikkapa tuolla, ellei halua sitä Ratateknisistä Ohjeista kaivaa

http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Fahrstrasse.png

Olettakaamme että haluaisimme tehdä junalle junakulkutien. Tällöin tarvitsemme junakulkutien alkupisteen ja maalipisteen. Tässä tapauksessa kulkutien maalipisteenä toimii maaliopastin (Zielsignal) ja alkupisteenä tietysti lähtöopastin (Startsignal). Junakulkutiehen kuuluu myös ohiajovara eli Durchrutschweg tai tuttujen kesken D-Weg sekä tietysti sivusuoja (Flankenfahrschutz).

Tietokoneasetinlaitteessa annetaan nykyisin komennot hiirellä grafiseen käyttöliittymään tai valitaan valikosta. On myös mahdollista 1980-lukulaisittain naputtaa komento komentoriville. Kulkutiekomento tietokoneasetinlaitteessa koostuu itse komento-osasta (josta selviää onko kysymyksessä vaihto- tai junakulkutie sekä käytettävä ohiajovara) Olipa komennon anto millä mallilla tahansa, on se siis ensin syötettävä käyttöliittymään ja silmämääräisesti tarkastettava. Tämän jälkeen komento vahvistetaan graafisella tai fyysisellä syöttöpainikkeella, eräänlainen "toteuta"-painike. Asetinlaite ei kuitenkaan ala sokkona komentoa toteuttamaan, vaan alkaa komennon kannalta erittäin kriittinen vaihe: Komennon tarkastus. Junakulkutiekomentomme tapauksessa ZPZ eli Zulassungsprüfung für Zugstrassen, kirjaimellisesti junakulkuteiden sallittavuuden tarkastus.

ZPZ alkaa komennon kieliopillisen mielekkyyden tarkastamisella, eli onko komento ylipäänsä järjellinen ja toteuttamiskelpoinen. Jos se on kelvolliseksi havaittu, tarkastetaan ensinnä kulkutien maalipisteen vapaanaolo. Tämä on tärkeää siksi koska maalipiste on voitava kiinnittää tälle nimenomaiselle kulkutielle, eikä millekään muulle. Kulkutien varsinaisten osien tulee olla osa vain ja ainoastaan tätä nimenomaista kulkutietä.

Kulkutien ja sen ohiajovaran vaihteet eivät saa olla lukittuina tai lukittumassa toisille kulkuteille, eikä niille saa olla asetettuna tai asettumassa estoja ja vaihteet on voitava kääntää ja lukita kulkutienmukaisiin asentoihinsa. Ajoestoja ei saa olla asetettuna millekään kulkutien elementille. Kulkutiellä tai sen ohiajovaralla oleville vaihteille ei saa olla annettuna paikallislupia. Avainsalpalaitteiden avaimet (avainluvat) ovat valvotusti paikallaan. Näiden asioiden valvonta tapahtuu koko kulkutien ja sen ohiajovaran matkalla, so. alku- ja maalipisteiden välillä ja lisäksi ohiajovaran päähän saakka. Huomattakoon ettei tässä vaiheessa, ns. perusehtojen tarkastuksessa, ole mukana raiteen vapaanaolon valvontaa. Näin siksi, että edellä esitettiin vaatimus vaihteiden kääntömahdollisudesta ja varattua vaihdetta ei voi kääntää. Kulkutiellä olevia raideosuuksia ei tässä vaiheessa valvota aina vapaaksi siksi, koska on oltava mahdollisuus ns. varatun raiteen junakulkutiehen sekä toisaalta vaihtokulkutiehen.

Ratahallintokeskus puhuu Ratateknisissä Ohjeissaan junakulkutien perusehdoista. Vaikka komennon tarkastusvaiheeseen (ZPZ) ei alkunperäisen saksalaisen määritelmän mukaan kuulukaan ohiajovaraa koskevat asiat, on ne tässä otettu esille. Etenemmehän kulkutiemme turvaamisessa Ratahallintokeskuksen dokumentaation mukaisesti. Tosin, samalla on myönnettävä että eihän se viisaus toki suinkaan asu yksistään Ratahallintokeskuksessa, Rautatievirastossa, VR-Konsernissa tai muissakaan alan suomalaisissa toimijoissa - ei sinnepäinkään. Nykyaikaisten tietokoneasetinlaitteiden (ESTW Elektronisches Stellwerk) perusohjelmistot ovat monikymmenvuotisen ja asetinlaiteperiaatteet yli satavuotisen järjestelmäkehityksen tulos ja ensinmainitut lähes täysin tuontitavaraa. Ja jos tässä Ratateknisiä Ohjeita kritisoisi, niin tuntuu kylmiltään aika vaikealta hahmottaa junakulkutien turvaamista pelkästään kohdan 6.3.5.1 mukaan. Ylläoleva kuusikohtainen (historiallinen) jaottelu varmaan auttaa Ratateknisten Ohjeiden (esittämien minimivaatimusten) sisäistämisessä, sillä joka tapauksessa tuolla tapaa junakulkutie edelleenkin turvataan (tai nykykielellä varmistetaan).

Näin siis perusehdoissa, joiden tarkastamiselle on annettu aikaa tuo Ratateknisten Ohjeiden määräämä 5 sekuntia. Lisäksi on olemassa ns. junakulkutien lukitusehdot, joiden tarkastamisen pitää alkaa välittömästi perusehtojen tarkastamisen jälkeen. Linjan liikennesuunnan (suojastuksen suuntanakin tunnettu) pitää olla käänetty ja lukittu turvattavan junakulkutien suuntaan. Junakulkutien ja sen ohiajovaran raideosuuksien on oltava valvotut vapaiksi ja junakulkutiellä sekä sen ohiajovaralla olevat raideosuudet on lukittu tälle junakulkutielle. Junakulkutien, sen ohiajovaran ja sivusuojien vaihteiden tulee olla käännetty ja lukittu kulkutien mukaisiin asentoihin ja niiden paikallislupien tulee olla estetty, samoin kuin junakulkutiellä ja ohiajovaralla olevien avainsalpalaitteiden avainluvat tulee olla estetty.

Kun lukitusehdot on täytetty, tulee valvontaehtojen vuoro. Junakulkutien, sen ja sivusuojaelementin välisen osuuden sekä ohiajovaran valvonta vapaiksi. Junakulkutien, ohiajovaran ja sivusuojien vaihteiden asennon ja lukituksen valvonta. Junakulkutiellä ja sen ohiajovaralla olevien avainsalpalaitteiden käyttöavaimet valvotusti paikoillaan. Junakulkutien aloittavan opastimen ja kulkutiellä olevien muiden samansuuntaisten opastimien on näytettävä ajon sallivaa käsitettä, ja kulkutien päättävän opastimen kuin myös sivusuojan tarjoavien sekä vastakkaisen liikennesuunnan opastimien on näytettävä seis-käsitettä. Kaikkien opastimien on näytettävä käsitteensä valvotusti.

Palataanpas nyt tuohon kuusikohtaiseen listaan uudelleen. Jos katsomme kohtaa 1, niin kulkutien ja sivusuojien asettamisella tarkoitetaan sitä että kaikki vaihteet käännetään kulkutienmukaisiin asentoihin, tällöinhän ei viholliskulkuteitä voi olla turvattuna tai turvattavana. Jos olisi jo turvattu, olisi se lukittu ja kiinnitetty ja jos olisi turvattavana, olisi joku vaihde tulossa kahden kulkutien käyttöön. Dead End.

Kohdassa 2 kulkutie (kulkutie-elementit) lukitaan tälle kulkutielle, eikä niitä voida käyttää viholliskulkuteille

Kohdassa 3 tämä kulkutie, so. sen elementit, kiinnitetään eli yksinkertaisesti kulkutien purkaminen ilman erikoistoimenpiteitä (Suomessa käytetään rekisteröitävää hätävaraista komentoa yhdistettynä 60 sekunnin aikahidastukseen komennon suorittamisessa) ole mahdollista.

Kohdassa 4 kulkutien vapaanaolo valvotaan koko matkaltaan ml. ohiajovara ja sivusuojaelementtien kulkutienpuoleiset päät joko akselinlaskentaan tai raidevirtapireihin perustuvalla raiteenvapaanaolonvalvontajärjestelmällä. Ammattipiireissä on tämä herättänyt keskustelua, sillä kulkutien lukitseminen ei onnistu kaikissa asetinlaitetyypeissä ellei kulkutietä ole valvottu vapaaksi jo kohdassa 2. Useat tietokoneasetinlaitetyypit tekevät vapaanaolonvalvonnan juuri kohdassa 1 tai viimeistään 2 - Ratateknisistä Ohjeista huolimatta. Vaihdeosuudet on jokatapauksessa valvottava vapaiksi kohdassa 1, jos vaihde halutaan kääntää. Eli perusteita olisi kulkutien valvomiseksi vapaaksi jo perusehdoissa, senkin lisäksi että varatun raiteen junakulkutien tapauksessa näin Ratateknisten Ohjeiden mukaan rivien välissä menetelläänkin.

Kohta 5 on tärkeä, sillä tässä vaiheessa aikaansaadaan opastinriippuvuus. Aikaisemminhan kulkutielukitus kiinnitettiin kohdassa 3. Nyt tämä kiinnittäminen, joka voisi laitevian vuoksi jäädä toiminnaltaan vaillinaiseksi, varmistetaan heti opastimen asetusosan vapauttamisen yhteydessä tehtävällä opastinriippuvuusperiaatteen mukaisella kulkutien kiinnittämisellä. Opastinriippuvuusperiaate tuo mukanaan sen, että kulkutie on kaksinkertaisesti kiinnitetty (on epätodennäköistä että kahteen eri kautta tapahtuvaan kulkutiekiinnitykseen tulisi samaan aikaan vika ja opastinriippuvuuden kiinnitys valvotaan opastimen asetusosassa opastimen aja-käsitteeseen), kun opastimessa on ajon salliva käsite. Perus-, lukitus- ja valvontaehdot valvotaan tähän kulkutien aloittavan opastimen pian asetettavaan aja-käsitteeseen.

Kohdassa 6 asetetaan opastimeen aja-käsite ja turvaamallemme junakulkutielle voidaan junayksiköllä ajaa ohi kulkutien aloittavan opastimen.

Jos tätä blogia joku nyt vaivautuu ylipäänsä lukemaan (parempiakin harrasteita on kuin blogien lukeminen ja varmasti parempiakin blogeja löytyy jos blogeja välttämättä haluaa lukea), voisi vielä mielessään miettiä mikä on junakulkutiemme tila, kun veturin ensimmäinen akseli on varannut opastimen takana olevan raideosuuden, eli junakulkutien ensimmäisen osuuden. Tämä ja vaikka sitä seuraavakin osuus voidaan vetokalustosta johtuen määritellä Saksassa opastimen aja-asennossa pitäväksi (Haltfall verhinderter Gleisfreimeldeabschnitt) ja määritellä vasta kulkutiemme kolmas osuus varautuessaan opastimen seis-asentoon saattavaksi osuudeksi. Suomessa ,ja tässä pähkinässämme, opastin pudotetaan, eli asetetaan seis-asentoon, heti kun kulkutien ensimmäinen osuus varautuu. Eli asetettuun pähkinään vinkkinä annan seuraavan tiedon. Ensimmäinen akseli varaa junakulkutien ensimmäisen osuuden (ensimmäinen opastimen takana oleva osuus) ja opastin siis menee seis-asentoon. Aikaisemmassa opastinriippuvuutta käsittelevässä jorinassa olikin tästä puhetta. kuinka käy kulkutielukituksen ja kiinnityksen? Ja jos jälkimmäinen on päällä, niin onko se edelleen kahdennettuna vai yksinkertaisena?

Pitipä sitten se sitten avata tällainen(kin) sivusto tai oikeammin blogi rautateiden sähköisistä turvalaitteista. Kyseisiä vempaimia kun ei edelleenkään oikein kouluissa opeteta ja jos opetettaisiinkin, niin ei suomenkielistä oppimateriaalia ole pahemmin saatavilla. Yksi erinomainen tietolähde on Ratahallintokeskuksen julkaisema Ratatekniset Ohjeet (RATO), joka löytyy sähköisenä versiona tuolta.

http://www.rhk.fi/tietopalvelu/radanpidon_ohjeet/ratatekniset_ohjeet_rato/

Ei sillä ettäkö tuossa julkaisussa kaikki maailman rautatiealan viisaus asuisi, mutta se on paras suomenkielinen alan julkaisu. Eikä kannata vähätellä sitä seikkaa että  Suomessa Valtion rataverkon turvalaitteet  rakennetaan nimenomaan  tuon dokumentin määrämällä tavalla.

Onhan noita toki muuallakin ja paljon isommissakin rautatiemaissa tehtyjä määrittelyjä, mutta perusperiaatteet ovat aina samat.

Sitten itse blogiin. Tätä ei ole tarkoitettu millään muotoa johdonmukaiseksi oppikirjaksi  turvalaitetekniikan saloihin.  Onpahan vain satunnaisia blogimerkintöjä koottu yhteen ja uskon hakurobottien toimivan suurena apuna näiden blogimerkintöjen etsimisessä.

Moni varmaan ihmettelee termiä ”opastinriippuvuus” ja mitä se tarkoittaa. Lyhyesti sanottuna opastinriippuvuudella tarkoitetaan opastimen käsitteen riippuvuutta turvatusta kulkutiestä. Kun asetinlaitteessa turvataan kulkutie ja sen perus-, lukitus- ja valvontaehdot pitävät, vapautetaan opastimen asetusosa ja opastimeen asetetaan aja-käsite. Nykyaikaisissa tietokoneasetinlaitteissa tämä tapahtuu automaattisesti. Opastimen aja-käsitteen ja kulkutien valvontaehtojen välillä vallitsee teknisin keinoin aikaansaatu riippuvuus, jonka avulla opastimen aja-käsitteeseen mainitut ehdot tulevat valvotuiksi.  Esimerkkinä vaihteiden tulee olla käännettyinä ja lukittuina kulkutien mukaisiin asentoihinsa. Tämä koskee itse kulkutievaihteita kuin myös sivusuojan ja ohiajovaran tarjoavia vaihteita. 

*Sääntö 1.

Opastimeen voidaan asettaa aja-käsite vain ja ainoastaan kun kulkutiehen liittyvät elementit (tässä tarkastelemme vain vaihteita) ovat valvotuina sekä lukittuina kulkutien mukaisissa asennoissaan

*Sääntö 2.

Opastimessa saa olla aja-käsite vain ja ainoastaan niin kauan kuin kaikki kulkutien perus-, lukitus- ja valvontaehdot pitävät. 

Ammattikielellä sanotaan opastimen aja-käsitteeseen olevan valvottu kulkutien perus-, lukitus- ja valvontaehdot. Toista kautta seis-asennossa oleva opastin on mahdollista asettaa aja-asentoon vain silloin kun kulkutie-ehdot ovat valvonnassa. Mainittakoon että kulkutien yhdenkin ehdon pettäminen toki  asettaa opastimen seis-asentoon, mutta ei poista kulkutielukituksia. Kulkutien elementit jäävät lukituksi  ja kiinnitetyksi kulkutielle.

Opastimessa oleva aja-käsite lukitsee vaihteet asianmukaisiin asentoihinsa, eli vaihteen käntäminen ei ole mahdollista. Entäpä sitten kun veturi on edennyt opastimen taakse ja opastin menee seis-asentoon? Tällöinkin on kulkutien oltava lukittuna, so. vaihteiden kääntäminen ei ole mahdollista. Tällöin kysymyksessä on jo edellämainittu kulkutielukitus, jolla mm. kaikki kulkutiellä olevat liikkuvat elementit lukitaan kulkutien edellyttämiin asentoihinsa.  Kulkutielukitukseen palaamme joskus myöhemmin.