Tapiolan srk:n pienoisrautatiekerho

Linjasuojastuksella pyritään opastimin estämään junien joutuminen liian lähelle toisiaan. Periaate on että liikennepaikkojen (eli asemien) väli jaetaan suojastusväleihin eli suojastuslohkoihin, ja kullakin välillä voi olla kerrallaan vain yksi juna. Jos suojastusvälillä on juna -- eli suojastusväli on varattu -- palaa osuuden kummassakin päässä punainen opastin.

Jos linjasuojastusväleillä ei ole mitään yhteyttä toisiinsa saattaa ylläoleva tilanne johtaa onnettomuuteen, sillä kumpikin juna voi yhtaikaa pyrkiä keskimmäiselle osuudelle.

Siksi linjasuojastukseen on liitetty liikennöimissuunnan käsite. Jos asemien välillä olevat kaikki suojastusvälit ovat vapaat (ei junia asemien välillä) voidaan liikenteen suunta vaihtaa. Tällöin liikennesuuntaa vastaan osoittavat opastimet menevät seis-asentoon. Nyt voidaan samaan suuntaan lähettää junia peräjälkeen eikä liikennöimissuntaa voida vaihtaa ennenkuin kaikki asemien väliset suojastusvälit ovat vapaat.

Koska juna pysähtyy hitaasti on hyvä tietää etukäteen, onko seuraava opastin seis-asennossa. Siksi erityisissä linjasuojastusopastimissa on kolme lamppua ja sillä voidaan antaa aja-opaste vihreällä, aja, seur pää- tai suojastusopastin seis keltaisella ja seis-opaste punaisella lampulla.

Linjasuojastusopastin tavallaan korvaa tavallisen, eli ns. pääopastimen ja samassa mastossa olevan esiopastimen yhdistelmän. Kun opastin on lisäksi eri mallinen se kertoo kuljettajalle että tämä opastin ei ole käsin tai asetinlaitteesta ohjattu, vaan on automaattisesti toimiva.

Uudessa opastinjärjestelmässä ei linjasuojastusopastinta kuitenkaan enää ole, vaan sen korvaa uudessa järjestelmässä tavanomainen pääopastin.

Kerhoradalla suojastusväli koostuu useammasta moduulista. Suojastusvälillä oleva juna havaitaan esimerkiksi veturin moottorin resistanssin (vastuksen) avulla: Ajovirta suojastusvälille johdetaan esimerkiksi eripäin rinnan kytkettyjen diodien yli. Jos diodien läpi kulkee sähkövirtaa, syntyy diodien päiden välille jännite. Kerholla on Kauniaisten asemalla ja siihen liittyvillä osuuksilla tarkoitus kokeilla virtamuuntajia.

Tässä kuvassa näkyy suojastusvälin peruskytkentä. Paksu johto alla kuvaa asemien välistä kaapelia, jossa kulkee ajovirta ja mm. tieto liikennöimissuunnasta. Lisäksi johdossa kulkee tieto viereisen suojastusvälin tilasta, jotta suojastusopastimella voidaan antaa myös keltainen opaste. Musta neliö kuvaa suojastuslohkon "aivoja": siellä on suojastusjärjestelmän tarvitsemat junailmaisimet, releet tai mikroprosessori oheislaitteineen. Kutsutaan sitä nyt vaikka "mustaksi laatikoksi". Käytännössä mustien laatikoiden välillä tarvitaan ajovirran lisäksi viisi johdinta:

• opastinvirta,
• opastinmaa,
• suunta oikealle,
• suunta vasemmalle ja
• viereinen suojastusväli varattu

Riippuen asemien välin pituudesta voidaan mustia laatikoita ketjuttaa 25-napaisin D-liitin-kaapelein riittävä määrä.

Edellisessä kuvassa opastimille vietävät johdot ovat melko pitkiä, etenkin jos suojastusvälit ovat pitkiä.

Siksi voi olla paikallaan sijoittaa musta laatikko suojastusosuuksien rajalle, ja ohjata tästä rajan kummankin pään opastimia. Tällöin vodaan tarvita useampia johtimia mustien laatikoiden välillä, sillä seuraavan purkin luona olevaa opastinta ohjataan edellisellä laatikolla. Tässä on myös hahmoteltu moduulien välisiä RCA-johtoja.

Mikäli rata tehdään kaksiraiteiseksi, eikä radalla sallita "väärää" puolta likennöintiä, ei liikennöimissuunnan välittämistä enää tarvita.

Rantaradalla ei alunperin ollut mahdollista ajaa väärää puolta opastimin suojattuna. Kuitenkin väärää raidetta ajettaessa saatiin kaikki raiteen opastimet punaisiksi, joten tuo tieto kuitenkin tarvitaan.

Kaksiraiteisella radalla ollaan esimerkiksi yllä olevan kuvan tilanteessa. Minkä raideosuuden kannattaa olla kytkettynä kuhunkin "mustaan purkkiin" jos purkit ovatkin rajalla? Oheisessa kuvassa purkit on väritetty samalla värillä kun niihin kytketyt raideosat.

Tarkastellaanpa tilannetta jossa meillä on tavallaan turha linjasuojastus:

Tässä on kaksi asema-aluetta tai liikennepaikkaa kytketty niin että liikennepaikkojen välillä on vain yksinkertainen linjaosuus. Kuvaan on piirretty linjasuojastusopastimet ikäänkuin suojastuksen alkuopastimiksi. Jos ajatellaan tilannetta että liikennepaikalta pitäisi lähettää juna, on meidän tiedettävä että asemalla ei ole ns. viholliskulkuteitä asetettuna (viholliskulkutie on sellainen jota pitkin kulkeva juna kulkisi samaa raidetta tämän kulkutien kanssa). Lisäksi pitää tarkistaa että lähtöopastimen jälkeinen raide on vapaa ja että linja on vapaa. Jos kyseessä on linjasuojastettu rata on valvottava että seuraava suojastusväli on vapaa. Jos koko linja on yhtä suojastusväliä on junan lähettämisen kannatla tärkeää tietää linjan tila junan lähtösuunnassa. Siksi linjaosuuksien junailmaisimet kannattaa kytkeä asema-alueisiin kuten ylläolevassa kuvassa.

Ja nyt havaitaan että tähän äskeiseen tilanteeseen lisätty välisuojastuspaikka menee aika mukavasti tähän väliin

Mustien purkin olemuksesta sen verran että kaksiraiteisella radalla se siis sisältää kaksi junailmaisinta ja kaksi RCA-liitintä joiden kautta voidaan syöttää ajovirta junailmaisimien kautta suojastusvälille. Lisäksi siinä on oltava liittimet opastimien kytkemiseksi -- ja tietenkin liittimet 25-napaisen "paksun johdon" kytkemiseksi. Jos opastinjohdoista tehdään pitkät, voi musta laatikko olla keskellä suojastusaluetta, ja ajovirta voidaan syöttää kahdella RCA-Y-kaapelilla (kytketään lohkoja yhdistävien RCA-liittimien väliin.)

Jotta rata saadaan ositettua boosterialueisiin on paksusta johdosta saatava jollain konstilla DCC-syöttönavat katkaistuksi tarpen mukaan. Ehkäpä ns. sukupuolenvaihtajaa muistuttava juttu, jossa vain valitut navat on kytkettynä...

Opastinlogiikka

• Rata on vapaa seuraavalle opastimelle saakka
• Viholliskulkuteitä ei ole asetettu (toisen junan lupa kulkea oman junamme reitille tai sitä risteillen)
• Linjan liikennesuunta on oikea
• vaihtet on oikein käännettynä

Tässä ei tarkastella "keltaista opastetta" lainkaan, näin saaadaan esityksestä hieman yksinkrtaisempi. Linjan liikennesuunta voidaan määritellä kahdella langalla (turvalaitemiehet puhuu säikeistä). Jos lankoja kutsutaan vaikka "itään" ja "länteen". Valitaan vielä ns. alhaalla aktiivinen logiikka, eli mikäli signaalilanka on maadoitettu se on "tosi" tilassa tai aktiivinen. Jos linjalla on yksikin juna menossa itään on "itään-johdin maadoitettu. Mikäli linjalla kulke juna tai junia länteen, on "länteen"-johdin maadoitettu. Mikäli linja on vapaa ei kumpikaan langoista ole maadoitettu. Jos haluamme tässä tilanteessa lähettää junan länteen, katsomme ensin että ensimmäinen linjasuojastusväli on vapaa. Sitten maadoitamme länteen-johtimen. Nyt kaikki itään osoittavat opastimet menevät punaiseksi. Kun juna on ensimmäisellä suojastusvälillä, voidaan länteen-langan madoittaminen asemalta lopettaa: Lanka pysyy maadoitettuna, koska juna on linjalla. Jos haluamme lähettää toisen junan edellisen perään, sekin onnistuu heti kun ensimmäinen suojastusväli on vapaa. Mikäli vastakkaisesta suunnaasta haluttaisiin lähettää juna meille ei se onnistuisi, sillä "väärän" suunnan lanka on maadoitettuna. vasta kun kaikki junat ovat poistuneet linjalta emmekä ole lisää junia linjalle lähttämässä (maadoittaa myös suuntalangan) saa linjan toisessa päässä oleva asema maadoittaa vastakkaisen suunnan langan. Taas kaikki nyt väärään suuntaan osoittavat linjasuojastusopastimet menevät punaisiksi ja oikean suunnan opastimet vihreiksi.

Kun aseman lähtöopastin saadaan vihreäksi menevät myös ratapihan tämän pään vaihteet lukkoon.

Kun juna ohittaa lähtöopastimen tulee opastimen palata punaiseksi. Tämä tapahtuu siksi että vaihderyhmän junailmaisin havaitsee junan opastimen takana. Nyt ei kuitenkaan saa liikennesuuntaa varaava lanka vapautua. Siksi esmes releillä toimittaessa on oltava erillinen rele opastimille ja linjan varaamiselle, tai kulkutielle.

Kun juna pääsee ensimmäiselle suojastusosuudelle voi kulkutierelekin vaihtaa tilaa ja sen jälkeen linjasuojastusjärjestelmä pitää linjan liikennesuunnan valittuna. Kun juna poistuu asemaväliltä, pitää linjasuojastujärjestelmän muitsaa kumpi suunta oli viimeksi valittuna, jotta kaikki kummankin suunnan linjasuojastusopastimet eivät muutuisi vihreiksi. Siksi tarvitaan jokaiseen mustaan purkkiin muistirele, ikäänkuin vaihdemoottori joka jää viimeksi valittuun asentoonsa. Tämä muistirele valitsee kumman liikennesuuntalangan suojastusosuudelle tullut juna junailmaisimen avulla maadoittaa.

Jos kumpikin suuntalanka on vapaa ja liikennesuunta vaihdetaan, kääntyvät kaikki musitreleet.

HUOM: kaikki on vasta teoriaa, mitään käytännön kokeita ei ole vielä tehty!

Oheiset havainnekuvat esittävät kytkentöjä releillä toteutettuna. Käytännössä logiikka tehtäneen prosessoriohjattuna!