Beveiliging van treinverkeer

Er staan in het totaal dertig treinen op de baan. Als die allemaal tegelijkertijd zouden gaan rijden is de puinhoop meteen compleet. Om dit tegen te gaan is een aantal beveiligingsmaatregelen nodig.
1. voorkomen, dat treinen achter op elkaar in rijden ( z.g. blok-systeem).
2. voorrang van kruisende treinen regelen.
3. volgorde bepalen van het gebruik van stationssporen.
4. volgorde bepalen van het uitrijden uit het station.
5. Treinlengte detectie.
In het baanplan zijn vier circels (lussen) verwerkt, die elkaar nergens kruisen. In principe hoeft er per lus niets anders beveiligd te worden dan punt 1; het bloksysteem.
Een vijfde lus is door de andere lussen heengevlochten, loopt deels ondergronds.
Alle lussen hebben hun eigen rijrichting.
Op de ene lus rijden treinen met de klok mee, op een andere lus tegen de klok in. Door het baanplan-ontwerp is het mogelijk dat treinen via een drie-sporig midden-station van lus kunnen wisselen. Hiermee kan ook "voor het oog" de rijrichting van een trein worden omgekeerd. In principe zouden alle sporen in tweerichtingverkeer kunnen worden gebruikt.
Om de beveiliging beheersbaar te houden is er voor gekozen de lussen zelf eenrichtingverkeer te houden en een aantal stationssporen uitsluitend in één richting te gebruiken. Die richting wordt bepaald door de lus waar dat spoor deel van uit maakt. Deze keuze heeft tot gevolg dat op een aantal plaatsen de wisselstand 'vast' moet liggen (niet electrisch bediend) om te voorkomen dat een trein per ongeluk toch 'tegen het verkeer in' gaat rijden.

Basis-principe

De basis van de beveiliging berust op het 'weten' welke trein zich waar op het emplacement ophoudt. Dit gebeurt met behulp van twee soorten detectoren.
Iedere locomotief heeft een sleepcontact waarmee een tuimelschakelaar die in de rails is opgenomen wordt bediend. Als de loc voorbij is valt de tuimelaar terug in de nul-stand.
Bij iedere trein hangt onder de laatste wagon aan de linkerzijde een magneet. Op de baan zijn aan de linkerzijde van het spoor contacten geplaatst, die stroom doorlaten wanneer de magneet er langs komt.
Beide typen contacten laten kort stroom door (z.g. puls-schakeling). Als een magneet of sleepcontact tot stilstand komt op de schakelaar dan duurt deze puls ongewenst lang. Daarom wordt er een pulsbegrenzer toegepast, die de puls na ca. 1 seconde afkapt.

Blok-systeem.

Iedere lus is onderverdeeld in een aantal blokken; rondlopend sluit het eerste blok achter het laatste blok aan. Een lus telt minimaal één blok meer dan het maximum aantal treinen dat in de lus kan rijden.
De locomotieven schakelen met de puls een stuk spoor direct achter de loc stroomloos, waardoor een opvolgende trein dat stuk niet kan passeren. Het voorgaande blok was al eerder stroomloos gezet, dus een eventuele opvolgtrein staat daar stil. Als de laatste wagon ongeveer langs hetzelfde punt komt als de locomotief schakelt het magneetcontact de stroom van het opvolgblok weer in. Op de baan wordt het zichtbaar gemaakt met seinen. Rood: vervolgspoor bezet; Groen: vervolgspoor vrij.

We maken dit syteem even visueel
Een blok: het stuk spoor tussen twee stop-secties in plus de voorafgaande stop-sectie.
In de tekeningen is de stop-sectie gemarkeerd in dezelfde kleur als het signaal dat er op volgt. Op de baan zelf is (uiteraard) alleen het seinlicht zichtbaar.
Als er geen trein aanwezig is in een blok staat het licht dat aan het eind van de stopsectie van het blok is geplaatst op groen. De trein die hier van rechts aan komt rijden kan het blok inrijden. De stopsectie krijgt gewoon stroom.

Zodra de loc het punt achter het sein voorbij is dat op de tekening met een rode rechtopstaande streep is gemarkeerd schakelt het sein op rood; wordt de bijbehorende stopsectie stroomloos geschakeld. Het komt er op neer dat hiermee de melding "blok bezet" wordt gegeven. Op diezelfde manier kan ook voor stations-sporen de bezet-melding geregeld worden.

De trein rijdt verder en wordt gevolgd door een tweede trein, die voor het rode licht zal stoppen. De eerste trein rijdt verder; de locomotief schakelt de toegang tot het tweede blok uit.

Een stukje verder passeert de laatste wagen van de eerste trein het punt dat op de tekening met een groene rechtopstaande streep is gemarkeerd. Daardoor schakelt de stroom op de stopsectie van het voorgaande blok in; wordt het licht op groen gezet. De "blok bezet" melding is nu opgeheven en de tweede trein mag het blok binnenrijden.

Omdat het de stop-sectie van het blok waar zojuist de eerste trein is binnengereden nog steeds stroomloos staat kan de opvolgende trein nooit zo dichtbij komen dat een kop-staart-botsing kan ontstaan. De volgende tekeningen laten het verdere verloop zien.






Daarmee is meteen duidelijk gemaakt, dat een trein die langer is dan een blok-sectie geen enkel probleem oplevert voor de beveiliging op het punt van kop-staart-aanrijdingen. Bij het grootbedrijf wordt overigens een aangepast systeem toegepast, waarmee wordt geregeld, dat treinen onderling op een grotere afstand van elkaar worden gehouden.
↑ ↑ ↑ ↑ ↑

Treinlengte-detectie

De detectie gebeurt met behulp van een z.g. foto-transistor en een infra-rood LED, waarvan de lichtstraal voor het oog niet zichtbaar is en die dus onopvallend kan worden geplaatst. De LED wordt aan de zijkant van de baan geplaatst en het licht wordt aan de andere kant van het spoor opgevangen door een fotogevoelig plaatje. Zodra er een trein de lichtstraal onderbreekt wordt dit doorgegeven aan een electronische schakeling.
De LED schijnt onder een hoek van 45° schuin over het spoor. Die hoek is nodig om te voorkomen dat de (grote) openingen tussen wagons van een trein de onderbreking van de lichtstraal opheffen.
Het is vooral van belang deze controle uit te voeren bij de wissels die het inrijden van een station regelen. Een trein die langer is dan het spoor waar hij wordt geparkeerd kan andere treinen blokkeren bij het binnenrijden op andere stations-sporen. Op dat moment moet de te lange trein voorrang krijgen bij het uitrijden van het station.
De combinatie van drie dingen bepaalt of een trein deze voorrang afdwingt.
- bezetmelding van een stations-spoor (werkt zoals het blok-systeem)
- wisselstanden bij de inrijd-zijde van het station wijzen allemaal naar datzelfde spoor.
- de wissels aan de inrijd-zijde zijn niet vrij (de treinlengte is langer dan het stations-spoor)
↑ ↑ ↑ ↑ ↑