Slezské tramvaje: historické zabezpečení jednokolejných úseků

Síť tramvají v katovické aglomeraci, zvané dříve GOP (Górnośląski Okręg Przemysłowy), dnes spíše GZM (Górnośląsko-Zagłębiowska Metropolia), není kilometricky zvlášť rozsáhlá (178 km, kupříkladu Praha má 148 km) ale řídce roztahaná přes mnoho municipalit, přičemž jízda mezi nejzazšími konečnými zabere asi tři hodiny.

Přiložené archivní snímky z let 2013 a 2015 jen zčásti ilustrují specifického ducha zastaralé, tehdy zanedbané a místy rozpadající se infrastruktury, když jsme stihli až závěr série rušení tratí. Některé jsou v pěkném schématu kolejové sítě [5], mapě [9] i méně podrobném linkovém vedení [6] ještě zahrnuty, maximální rozsah sítě je naznačen schématem [7]. Celková modernizace království Konstalů však jen mírně zasáhla endemické systémy zabezpečení jednokolejek, takže se článek zaměří na ně. Jiné informace a zajímavosti naleznete v materiálech odkazovaných v sekci Súvisiace odkazy. 

Zabrze: dvojička obousměrných Konstalů 111N s původními skládacími dveřmi (dlouhodobě sháním foto interiéru!), 28. 12. 2015 © Tomáš Pokorný

V síti Slezských tramvají (Tramwaje Ślaskie) najdou pochopitelně využití metody zabezpečení jednokolejných úseků, nevyžadující žádný technický prostředek. V případě krátkých a přehledných jednokolejek postačí vizuální kontrola řidičem, někde nejspíš došlo i na využívání žezla (tokenu): pro daný úsek jedinečného určeného předmětu, jenž si řidiči předávali a jehož fyzické držení opravňovalo k jízdě jednokolejkou. Navzdory hrozbě tragických srážek při selhání lidského faktoru je dodnes časté prosté vyznačení časů křižování v jízdním řádu, týká se například úseku Guido – Makoszowy nebo trati Bȩdzin – Czeladź.

Ručně ovládaná světelná signalizace je tak stará, že se ani pořádně neví, jak stará je, [2] nejistě uvádí s otazníkem rok 1908. Při obou koncích jednokolejného úseku jsou na dobře viditelných místech mezi trolejemi zavěšeny jednoduché žárovkové lampičky v ochranné klícce, zapojené sériově – tudíž svítí buď obě, nebo žádná. S ohledem na bezpečný stav v případě poruchy kterékoli žárovky je stanoveno, že rozsvícený úsek znamená volný a zhasnutý obsazený.

Zabrze: lampička ruční signalizace návěstí volnou jednokolejku, 27. 12. 2015 © Tomáš Pokorný

Žárovky ovládají řidiči prostřednictvím přepínačů zapojených ve schématu schodišťového vypínače: přepnutí kteréhokoli z nich vede na změnu stavu svícení žárovek. Přepínač na každé straně propojí jeden konec žárovek buďto s trolejí či uzemněním, a pokud jsou přepnuty navzájem opačně, žárovky svítí (proud jde z troleje na jedné straně úseku přes žárovky do země na straně druhé). Na každé straně úseku může být přepínačů i více, ty další překříží logiku těch předchozích vůči troleji respektive uzemnění – schémata viz stránka [1], jež je součástí starších předpisů [8].

Přepínače jsou sice dvoustavové, ale ctyřpolohové a přepínají se otočením ctyřhranu o 90° doprava. Umístěny jsou nejčastěji na sloupech trakčního vedení buď v přiléhající zastávce co nejblíže předním dveřím, nebo u zvláštního bodu zastavení s malým peronkem pro řidiče. V každém přepínači je navíc kontrolní žárovka sériově zapojená s ostatními.

Celé elektromechanické zařízení je pragmaticky napájené napětím 660 V přímo z troleje, což klade vyšší nároky na izolaci vodičů a přepínačů, ale znamená nezávislost na jiných zdrojích napájení. Žárovky budou na nižší napětí s ohledem na sériové zapojení (nejčastěji po šesti).

Zabrze: přepínač ruční signalizace s trojúhelníkem značícím ne-přednost, 27. 12. 2015 © Tomáš Pokorný

Řidič musí nejprve zkontrolovat, že je úsek rozsvícený (případně počkat, až bude), zhasnout si ho pro sebe a po projetí ho zas uvolnit rozsvícením. Je na místě ptát se, co když dvě tramvaje z opačných směrů přijedou k jednokolejce ve stejný okamžik a oba naráz se pokusí zhasnout (programátoři tomu říkají “race condition”). Díky zapojení ve schodišťovém schématu v tom případě dojde ke dvojité změně stavu, takže se žárovky hned znovu rozsvítí, řídiči nemají úspěšně zhasnuto a nemohou jet. Aby tam nestáli do soudného dne (“deadlock”), smí řidič z té strany, kde je přepínač označen barevným čtvercem, po několika sekundách zhasnout znovu a pokračovat v jízdě, zatímco trojúhelník přikazuje dále s přepínačem nemanipulovat, dokud nepřijede tramvaj z protisměru.

Nabízí se otázka, zda si řidiči mohli “předávat” zhasnutý úsek nějakým domluveným gestem, aniž by ho jeden musel rozsvěcet a druhý vzápětí hned zhasínat. Tato protipředpisová praktika bývala asi častá, ale nejspíše byla vymýcena.

Na videu [3] je kamerou na hlavě řidiče krásně zachycena obsluha jednotlivých úseků na jednokolejné trati s výhybnami. V čase 20:28 zastaví ve výhybně, kde se zrovna nekřižuje. Musí na určeném místě ale vystoupit, rozsvítit si za sebou právě projetý úsek a zhasnout následující. V čase 13:25 v jiné výhybně nejdříve vyčká na křižování, pak rozsvítí projetý úsek a po rozsvícení následujícího druhým řidičem si ho hned zhasne pro sebe. Zhasínání nejen kontrolních žárovek v přepínačích, ale i lampiček v trolejích, je lépe vidět na sérii nočních videí[4] z linky 9, například v čase 9:55.

Další predpisová ustanovení se týkají už jen zjištění poruchových stavů a reakcí na ně.

Bytom Zamłynie: setkání Konstalů 105Na u trolejového kontaktu ovládání prudové výhybky, 28. 12. 2015 © Libor Peltan

Aby řídiči nemuseli neustále vybíhat z tramvaje se ctyřhranem v ruce, byly později vyvinuty a v síti Slezských tramvají rozšířeny dva jiné systémy zabezpečení, které se navzájem liší prakticky jen způsobem detekce přítomnosti tramvaje, zatímco signalizace se chová stejně, pročež si popíšeme nejprve ji.

Už se používala světelná návěstidla s červeným a zeleným světlem, přičemž často mohly barvy svítit naráz, vzácněji i obě červená světla v kombinaci se zelenou. V 90. letech se kvůli interferenci se silničními semafory přešlo na pražcová (szczelinowa = štěrbinová) návěstidla: vodorovná štěrbina místo červené a svislá místo zelené.

Nachází-li se tramvaj v jednokolejném úseku, svítí z obou stran jedna z vodorovných. Aby měl řidič jistotu, že byl detekován a vodorovná z druhé strany svítí, byly při obou koncích jednokolejky opět zavěšeny ty prastaré lampičky, sériově zapojené s pražcovými návěstmi. Jejich význam je tu tedy zcela opačný: svítí při obsazeném úseku.

Mysłowice dworzec: modernizované Lohner E1 a Konstal 105Na na konečné různých linek, 28. 12. 2015 © Tomáš Pokorný

Problém “race condition” je řešen zjištěním přítomnosti tramvaje dalším okruhem už ve vjezdovém úseku, vždy zhruba 60 m před zjednokolejňovací výhybkou. Samotné přiblížení k jednokolejce tím rozsvěcí (druhou) vodorovnou v opačném směru. Její úspěšné rozsvícení potvrzuje svislá na straně detekované tramvaje.

Aby se tramvaje z obou stran stojící ve vjezdových úsecích vzájemně neblokovaly (“deadlock”), je příslušná vodorovná v přednostním směru předsunuta už před vjezdovy úsek. V případě zcela simultánní jízdy tak řidič v tomto směru má zakazující návěst za zády a může projet jako první, kdežto pokud protijedoucí tramvaj přijela jako první, postojí si chvilku před vjezdovým úsekem a zbytek času v něm, což není problém.

Zatímco na první pohled stačí sledovat intuitivní logiku (vodorovná vždy stůj, samotná svislá: volno pro vjezd do jednokolejky), řidiči stejně musejí rozumět výše popsané logice a sledovat pořadí rozsvěcení návěstí kvůli zjištění případných poruch, jejichž projevy se mohou lišit v závislosti na způsobu detekce tramvají.

Bytom: dnes už zdvojkolejněná páteřní trať byla vybavena ližinovou signalizací, což prozrazuje trojice trolejových vodičů, 1. 2. 2013 © Libor Peltan

Ližinová (ślizgowa) signalizace byla označena návěstní tabulkou S. V celé délce detekujícího úseku byl podél napájecí troleje natažen druhý rovnoběžný vodič, na nějž byly přímo napojeny žárovky příslušných signálů. Pantograf tramvaje oba vodiče propojil a tím do svítilen přivedl napětí z troleje. Pochopitelně to bylo řešení drahé s ohledem na spotřebu mědi, a s velkým potenciálem poruch jak na straně pantografu, tak trolejí, které musely vést po celé délce přesně vedle sebe.

Reléová (przekażnikowa) signalizace, označená tabulkou W, používá bodové trolejové detekční smyčky (sanki), kdy průjezd pantografu daným místem vyšle krátký elektrický signál. Jednoduchá logika bistabilnich relé pak zajistí udržení stavu a signalizaci toho, že tramvaj do úseku vjela a ještě ho neopustila.

Chebzie: Konstaly 105Na pod cedulkou W značící reléové zabezpečení, 28. 12. 2015 © Libor Peltan

Podle [2] byla reléová signalizace zavedena už ve dvacátých(!) letech 20. století (možná však s jinou než výše popsanou signalizací), ale ukázala se nespolehlivá: mimojiné ztrácela informaci o obsazení úseku při krátkém výpadku napětí. Každopádně od ní bylo brzy upuštěno. Mohla ji nahrazovat i ližinová signalizace, která se objevila už před Druhou světovou válkou. Vylepšená reléovka se montovala od 60. let. Díky tomu byla  v oblasti Sosnowce do let 90. eliminována ruční signalizace, která naproti tomu v okolí uzlu Chebzie či v Zabrze vesele přežívá dodnes: při rekonstrukci úseků je jednoduše rekonstruována i ona. Ližinová signalizace postupně podlehla přestavbám na reléovku, poslední dva úseky v Bytomi však skončily zdvojkolejněním. Princip ližinové detekce se dodnes používá na dvou specifických místech ve vozovnách.

Moderní instalace reléové signalizace odpovídají původnímu designu, jen dílčí technické celky jsou nové, kupříkladu detekční smyčky v trolejích subtilnější než někdejší mohutné “sáňky”. Lepší pražcové návěsti (bez současného rozsvěcení “stůj” a “volno”) a modernější metody zjištění přítomnosti tramvaje (indukční smyčky) se v síti Slezských tramvají kupodivu používají jen ve spojení se silniční světelnou signalizací v místech křížení ulice s tramvají, či rovnou průjezdu tramvaje křižovatkou. Se zabezpečením jednokolejných úseků však nemají nic společného až do té míry, že je-li jednokolejný úsek v křižovatce, jsou v něm zřízeny oba nezávislé a nepropojené systémy návěstí a řidič tramvaje musí sledovat (a dodržovat) oba naráz.

[1] https://www.wpk.katowice.pl/old/gt/przepisy/instrukcja-ruch/zalaczniki/5.htm

[2] https://wpk.katowice.pl/old/kmtm/bg-www/sygnaliz.htm

[3] https://www.youtube.com/watch?v=JBt5vRu8WaM

[4] https://www.youtube.com/watch?v=HXB7cRAT1SY

[5] https://www.tram-silesia.pl/www/wp-content/uploads/2013/01/Schemat-linii-tramwajowych.pdf

[6] https://phototrans.pl/20,451,0,Schemat_sieci_tramwajowej_GOP.html

[7] https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/Tramwaje_w_KG_1975.png

[8] https://www.wpk.katowice.pl/old/gt/przepisy/instrukcja-ruch/index.htm

[9] https://www.wpk.katowice.pl/rozklady/archiwalne/kzkgop2001/rozklady/mapa.jpg