fördelad dragkraft och fjärrstyrda lok - kth/menu/... · radiostyrd dp av typ locotrol i...

Effektiva tågsystem för godstransporter - Underlagsrapport -

- Fördelad dragkraft och fjärrstyrda lok

Rapport 0509B

Rune Bergstedt Järnvägsgruppen KTH Avd för järnvägsteknik

2004-09-08

Fjärrstyrda lok-fördelad dragkraft 2

Förord Denna rapport har utarbetats inom projektet ”Effektiva tågsystem för godstransporter” inom Järnvägsgruppen KTH. Rapporten grundar sig på litteraturstudier, underlag från konferenser, tidskriftsartiklar samt personlig kommunikation med personer verksamma med teknikutveckling inom industrin eller med tillämpade försök eller praktisk drift med radio- eller kabelstyrd fördelad dragkraft vid olika järnvägsförvaltningar. I rapporten har den amerikanska nomenklaturen använts och direkta översättningar till svenska har gjorts i brist på fastställda svenska benämningar. Exempelvis kallas rapporten ”Fördelad dragkraft” efter den engelska benämningen ”Distributed Power, DP”. Förkortningen DP amvänds i rapporten. Kabelbaserad DP förekommer hittills bara som DP integrerad med den kabelbaserade ECP-bromsen. ECP-bromsen med kommunikations- och övervakningssystem beskrivs i rapporten ”Bromssystem”. Under arbetets gång har jag fått hjälp personer verksamma inom området. De vänligt och utförligt besvarat mina frågor. Det har varit till ovärderlig hjälp och jag vill tacka dem alla. Ett särskilt tack till dr. Dave van der Meulen, Spoornet, Sydafrika, Robert Foy, GE Harris Harmon, USA samt Robert Kull; Wabtec, USA som förutom brevväxlingen ställt artiklar och föredrag från olika konferenser till mitt förfogande. Trots att DP hittills huvudsakligen används inom heavy haul trafiken för att köra längre och tyngre tåg kan DP vara till särskild nytta vid vagnslasttrafik och intermodal trafik, där rangering, tågbildning och tågombildning sker i betydligt högre grad än vid systemtågstrafiken. DP i kombination med kabelbaserad ECP-broms ger synergieffekter och öppnar vägen mot ”intelligenta godståg” med övervaknings- och fjärrsstyrningsmöjligheter i tåget. Förhoppningen är att rapporten skall visa på och väcka intresse för möjligheter som radio- eller kabelbaserad fördelad dragkraft kan erbjuda för att effektivisera den vanliga godstrafiken. Stockholm 2004-01-12 Rune Bergstedt


Sammanfattning Färrstyrda lok fördelade i godståg benämns i USA Distributed Power (DP). Rapporten beskriver amerikanska DP-system som används i Nordamerika och länder med rullande materiel av AAR-typ. För heavy haul-trafik med långa, tunga systemtåg för t ex kol och malm har DP mycket stor betydelse. Två modifierade amerikanska system finns i Europa ett i Schweiz och ett i Tyskland. Det finns två grundtyper av DP, radiostyrd respektive kabelstyrd. Den senare ingår som en integrerad del i den kabelbaserade ECP-bromsen (se rapporten Bromssystem). Det är stor skillnad på de två systemen i deras säkerhetsfunktioner och därmed i hur de kan utnyttjas. Det finns en ny variant som är en hybrid. Det är kabelbaserade DP som utökats med radiostyrning för användning även i tåg som saknar kabelsystemet. En sådana variant kan användas för att skapa interoperabilitet och underlätta övergången till kabelbaserade DP/ECP-system. Vid DP fördelas loken enskilt eller i sammanhållna grupper i tåget. Den ledande gruppen med det ledande lok går främst. Om bara en fjärrstyrd grupp finns går den mitt i eller sist. Vid flera grupper fördelas de i tåget. Fördelningen syftar dels till att minimera längskrafter men kan också bero på vad som är trafikeringstekniskt lämpligt t ex om tågen skall sammansättas av mindre tåg (combined trains) eller senare delas i block. Ett lok i varje fjärrgrupp styrs via DP-systemet. Det loket styr de övriga loken inom gruppen genom den vanliga (AAR) multipelkopplingen (MU). DP gör det möjligt att köra längre och tyngre tåg utan att dragkrafterna i tåget blir så stora att de förorsakar att koppel brister. Men det kan finnas andra begränsningar. Ett brustet koppel leder till pneumatisk nödbromsning när bromslangarna dras isär. Det ger stora längstryckkrafter vid långa, tunga tåg med konventionell P-broms och risk för urspårning. I USA har godståg alltid långsam bromstillsättning och där är det vanligt med DP i 3000 m långa tåg. I Europa används olika bromslägen och bromsgrupper med snabbare eller långsammare bromsreaktion i godståg. En snabbare bromsreaktion ger kortare bromssträcka. Det kan medge högre största tillåtna hastighet (sth) med hänsyn till försignalavstånden men den ger samtidigt högre längstryckkrafter. En långsam bromsreaktion ger lägre tryckkrafter men lång bromssträcka och kan medföra lägre sth för tåget. I Europa skall vanliga godståg kunna gå i 100 km/h. Det kan hindra att DP används i Europa för att köra långa tåg med samma hastighet som tillåts för korta tåg, i varje fall då tåget bromsas med konventionell P-broms. Tåglängden och tågvikten begränsas till det som gäller för den aktuella bromsgruppen.


I Europa finns inte någon UIC-godkänd ECP-broms. AAR ECP-bromsar har två nödbromsmetoder:

• Elektronisk nödbromsning som kan utlösas manuellt eller automatiskt då övervakningssystemet upptäcker fel, t ex avbrott på signalkommunikationen vid tågdelning. Elektronisk nödbromsning är snabb, samtidig och ger små längstryckkrafter i tåget.

• Pneumatisk nödbromsning fås när bromsledningen töms på luft. Det utgör den yttersta reserven om ett systemfel trots allt skulle uppstå på ECP-bromsen

Om ECP-bromsen anses och godkänns som ”säkerhetsrelevant” inom UIC skulle långa ECP-bromsade tåg med integrerad DP kunna tillåtas i Europa. Det Europeiska ECP-systemet FEBIS har nu sänkt ambitionsgraden till maximalt 750 m långa tåg och sth 120 km/h. Om det kommer till utförande och godkänns av UIC skulle dess integrerade DP användas till den tåglängden och hastigheten. Radiostyrd DP av typ Locotrol i kombination med UIC konventionella pneumatiska broms används i Schweiz i godståg med lok i vardera tågändan och med tåglängd 450 m. Tåget består av två lok, 40 vagnar samt ett lok. Simuleringar visade att systemet kunde användas till tåglängd 600 m i bromsläge G och till 400 m i läge P. Användningen av radiostyrd DP i vanliga godståg i Europa blir alltså inte som användningen av DP vid de långa tågen i Amerika och på andra kontinenter, men kan ända bidra till förbättringar inom den begränsade tåglängen, särskilt vid banor med stora lutningar, vid lövhalka osv. DP ger möjlighet till ytterligare synergieffekter och förbättringar (se rapporten ”Bromssystem”) genom att:

• Extra fjärrstyrda utsläppsventiler kan placeras i lok fördelade i tåget. Det snabbar upp bromsningen, förkortar bromssträckan och minskar tryckkrafterna i tåget. Vid radiostyrning fås förbättringen bara när systemet fungerar och har radioförbindelse. Metoden kan knappast anses säkerhetsrelevant och förbättringen kan inte utnyttjas för att tillåta snabbare eller längre tåg än vad den konventionella bromsen tillåter. Med kabelbaserad DP/ECP-broms behövs inte några extra utsläppsventiler

• Den elektriska (dynamiska) bromsen på lok kan fjärrstyras och kan, om loken fördelas på lämpligt sätt, användas utan att stora tryckkrafter uppstår i tåget. Det avlastar tågbromsen, minskar slitaget på och uppvärmningen av hjul och bromsblock

• Med DP kan lok som pga. olika utföranden inte kan multipelkopplas till varandra används tillsammans i tåget

• Radiostyrd DP kan förenkla tåg-(om-)bildningen vid TSC (Train Sharing and Coupling) konceptet. Vid skytteltåg med lok i vardera ändan underlättar DP byte av färdriktning. Dessa processer kan ske snabbare

• Integrerade DP/ECP-system (intelligent godståg) kan underlätta TSC i betydligt högre grad än radiobaserad DP eftersom de har automatiska processer bl a för tågbildning och bromsprov. Systemen är idag avsedda för systemtågens behov men kan vidareutvecklas för att optimalt hantera TSC. Vid tågombildning, då kompletta tåg med tillhörande lok kopplas till respektive från, kan systemen utvecklas för att lämna över informationen i sina databaser till det nya ledande


loket. Den automatiska bromsprovningen bör också kunna förenklas för att snabbt kontrollera det ombildade tåget.

DP-styrning via radio är hittills det vanligaste. Det kan användas i alla tåg utan särskilda krav på utrustning i vagnarna, men har nackdelen av risk för kortare eller längre radioavbrott. Markfasta radiorepeterstationer kan behövas beroende på radiotopografin. Trots det kan oväntade radioavbrott inträffa. Reserv- och säkerhetsfunktionen är relativt långsam. Vid kommunikationsavbrott på radioförbindelsen används huvud- (broms-) ledningen för reservförfarandet. Olika fabrikat använder något olika metoder, men de grundas på mätning av luftflödet i ledningen. Beteendet vid radioavbrott beror på om systemet i de olika fördelade loken detekterar ett luftflöde som indikerar att tåget bromsar. Om inte någon bromsning detekteras fortsätter loken körningen som tidigare i upp till en timme. Om luftflöde detekteras stängs den lokala styrningen av tågbromsen av i de fjärrstyrda loken, körläget stegas ned till 0-läge och loken blir passiva fordon i tåget. De tågbromsas på konventionellt sätt som övriga fordon från det ledande loket. Det radiobaserade DP-systemet Locotrol, från GE Harris, har fått stor spridning i världen. Det är en patenterad företagsstandard och inte interoperabelt med andra system. Olika radiofrekvenser används inom olika länder och väljs med hänsyn till lokala förhållanden. Den som köper ett system måste ansöka hos den myndighet som ansvarar för frekvenser om tillstånd och tilldelning. Kabelstyrd DP (WDP, Wirebased Distributed Power) har utvecklats som en integrerad del av den amerikanska kabelbaserade ECP-bromsen. Den har därför samma höga säkerhet som ECP-systemet. Där finns en hierarkisk indelning av olika fel som kan uppstå i systemet, beroende på allvarlighetsgrad och systemet vidtar automatiskt motåtgärder därefter. Detta beskrivs i rapporten ”Bromssystem”. Integrerade DP är ett är kostnadseffektivt tillägg om man i alla fall ämnar inför kabelbaserad ECP-broms. Den baseras på en öppen AAR standard som är tillgänglig för olika tillverkare. Därigenom skapas förutsättningar för konkurrens vid upphandlingen och systemen från olika tillverkare är garanterat interoperabla. DP är en viktig del i ”Intelligenta godståg”. Inget hindrar att WDP som är fristående från ECP-bromsen utvecklas i framtiden men kostnaden för att utrusta vagnar med kabelsystemet torde vara ett hinder om man inte avser att inom rimlig tid övergå till ECP-broms. Med DP/ECP har man grunden till ett utbyggbart system för annan automatisk övervakning och styrning i tåget.

Elektrisk bromsning av lokomotiv i kombination med DP Elektrisk motståndsbroms liksom regenerativ broms med återmatning av elektrisk energi till kontakt-ledningen medför fördelar. Tågets bromsförmåga förbättras, tågbromsen avlastas, slitage på och upphettningen av hjul och bromsblock minskas. Upphettning av hjul kan leda till sprickor och risk för urspårning. Den elektriska bromsen är snabbt reglerbar och används därför för att reglera bromsningen i pneumatiskt bromsade tåg efter det momentana behovet. Det behövs särskilt vid tåg med AAR pneumatiska broms eftersom den har lång tillsättningstid och inte kan lossas gradvis och därför inte kan regleras efter det momentana behovet.


I tåg med snabbt reglerbar ECP-broms utnyttjas istället elbromsen för full bromsning. Då kan elbromsen i ännu högre grad minska slitaget och värmeutvecklingen i hjul och bromsblock. Elektrisk bromsning används i moderna resandetåg. Vid förortståg, tunnelbanetåg osv. med korta avstånd mellan start och stopp kan energi sparas genom återvinning av rörelseenergin. I sådana tåg är ett stort antal axlar i tåget drivna, mellan 50 % och 100 % vilket möjliggör en kraftig elektrisk bromsning. I godståg är relativa antalet drivna axlar litet men elektrisk bromsning är ändå gynnsam inte minst vid långvarig bromsning i stora lutningar. Energin kan återvinnas eller kylas bort från motstånden med fläktar. Ett avgörande hinder för möjligheten att utnyttja elbromsning kan vara bromskraftens fördelning i godståg. Bromsas bara med lok som går främst i tåget uppstår tryckkrafter i tåget med nackdelar och risker enligt ovan. Genom att fördela loken i tåget (DP) löses även detta problem.


Innehållsförteckning

1 Inledning 9 1.1 Nomenklatur och benämningar 9

1.2 DP vid heavy haul 9

1.3 DP vid Train Sharing and Coupling 10

2 Fjärrstyrda lok och pålok i Sverige 11 2.1 Begrepp och bestämmelser 11

2.2 Fjärrstyrda lok i svenska tåg 12

3 Multipelkoppling av lok i USA 13 3.1 AAR standard för multipelkoppling 13

4 Bemannade lok fördelade i tåget 15

5 Styrmetoder vid DP 17 5.1 Segmentiell styrning 17

5.2 Synkron respektive oberoende styrning 18

6 DP typer och varianter 19 6.1 Radiostyrd DP 19

6.2 Radiobaserad ECP-broms med DP 19

6.3 Kabelbaserad ECP-broms med DP 20 6.3.1 Kombinerad radio-/kabelbaserad DP-styrning 21 6.3.2 Övergång till kabelbaserad DP/ECP i två steg 21 6.3.3 Fjärrstyrning kombinerad med multipelkoppling i tunga tåg 22

6.4 Fördelar med DP 22

7 Spoornet inför kabelbaserad DP/ECP 25 7.1 Ledande lok med både DP/ECP för tåg med 200 vagnar 26


7.2 Lok med bara ECP- system för tåg med 100 vagnar 26

7.3 Synkron eller asynkron DP-styrning 26

7.4 DP på elektrifierade linjer 26

8 LOCOTROL® radiostyrd DP 28 8.1 Fjärrstyrning via radio och via luftflödet i bromsledningen 29

8.2 Övervakning 30

8.3 Operationssätt 30 8.3.1 Operationsmoder för det ledande loket 30 8.3.2 Operationsmoder för de fjärrstyrda loken 30

8.4 Säkerhetsspärrar – System Interlocks 30

8.5 Radio- och kommunikationsfunktionen 31

8.6 LOCOTROL, utveckling och varianter 32

8.7 LOCOTROL-system i Europa 32

8.8 Världsrekord i med LOCOTROL 33

8.9 Tåglängdsbegränsningar i LOCOTROL 33

8.10 Ökande användning av LOCOTROL 33

9 Pålok användning och metoder 35 9.1 Nya metoder för amerikanska pålok 35

9.2 Pålok i Sverige 36

10 Användning av DP i Europa 37 10.1 Tyska försök med DP 37

10.2 DP används i Schweiz 38

Bilaga 1 Litteratur och referenser 39


1 Inledning 1.1 Nomenklatur och benämningar I rapporten beskrivs huvudsakligen den amerikanska tekniken med radio- eller kabelstyrd ”distributed power”. Denna rapport har fått namnet Fördelad dragkraft efter den amerikanska benämningen Distributed Power vanligen kallat bara DP. Förkortningen DP kommer att användas i rapporten i fortsättningen. Rapporten skulle kunna heta fjärrstyrda lok. Men fördelad dragkraft är en direkt översättning och uttrycker den primära avsikten att fördela ut lokomotivens dragkraft men också att fördela deras övriga förmågor i tåget, t. ex. lokomotivens elektriska bromsar, deras direktbromsar och extra ventiler för att styra tågbromsen och att de matar luft till bromssystemet

1.2 DP vid Heavy Haul Den konventionella användningen av fördelad dragkraft är i heavy haul trafik med långa och tunga godståg i USA, Kanada, Australien och en del andra länder. Vid DP går lokomotiven utplacerade på lämpliga ställen längs tåget för att minska längsdragkrafterna inom tåget. Förr användes ibland bemannade lok placerade längre bak i tåget. Sedan många år finns teknik så att föraren i det främre ledande loket kan radiostyra (remote control) de lok som är fördelade i tåget. Loken kan fördelas enskilt eller i sammanhållna grupper (locomotive consists) i tåget. Främst går den ledande gruppen med det ledande loket från vilket föraren kör tåget. Övriga grupper är fjärrstyrda och går fördelade i tåget. Är det två grupper i tåget går den andra gruppen vanligen i mitten eller sist i tåget. Ibland används tre eller fyra grupper i tåget fördelade med en grupp i vardera tågändan och en eller två fördelade i tågets mittre delar. Grupperna brukar bestå av två till fyra lok. Inom grupperna är loken multipelkopplade (MU) med en speciell MU-kabel och ett antal slangar enligt AAR standard. I varje bakre grupp fjärrstyrs ett lok från det ledande loket i tåget. Man skiljer alltså i regel på de två begreppen fjärrstyrning (remote control) och multippelkoppling. Man kan använda enbart fjärrstyrning men då begränsas antalet lok i tåget eftersom antalet lok som direkt kan fjärrstyras är begränsat. GE-Harris radiosystem Locotrol kan fjärrstyra fyra lok varför tåget då kan ha fem lok med det ledande. Direkt fjärrstyrning är


en metod som medger att lok blandas som annars inte kan multipelkopplas till varandra pga. olika utföranden och standard. DP har hittills mest använts i länder med amerikansk (AAR) typ av rullande materiel och i kombination med dieselelektriska lok samt med fjärrstyrning via radio. Men nu börjar DP också användas i kombination med t ex sydafrikanska och europiska lok med eldrift. Nu finns fjärrstyrning som är integrerad med den kabelbaserade ECP-bromsen och utnyttjar dess Train Line kabel och ITC (Intra Train Communication) nätverk i tåget. DP gör det möjligt att köra långa och tunga tåg utan att dragkrafterna i tåget blir så stora att de förorsakar att koppel brister och tåget delas med nödbromsning och urspårningsrisk som följd. Med DP fås också andra förbättringar som minskad bränsleförbrukning, mindre slitage och bättre bromsegenskaper. Det höjer säkerheten och ger möjligheter till större tåglängder och tågvikter. Men det finns skillnader mellan radiobaserad och kabelbaserad DP-styrning vad gäller säkerhetsrelevansen.

1.3 DP vid Train Sharing and Coupling Begreppet fjärrstyrda lok ligger nära till hands vid två applikationer som är aktuella Train Sharing and Coupling (TSC) och skytteltåg med lok i tågets båda ändar. I de fallen är det inte primärt för att bemästra längskrafterna i tåget, utan de fjärrstyrda lok är fördelade i tåget pga. trafiktekniska och hanteringsmässiga skäl. TSC (Train Sharing and Coupling) innebär att flera mindre godståg på en eller flera knutpunkter i bannätet sätts ihop till ett större tåg som körs av en förare på en bansträcka som är gemensam för de ingående deltågen. Det större tåget delas sedan upp så att de mindre tågen återbildas för att trafikera olika linjer. Genom detta sparas personal och bara ett tågläge behövs på den gemensamma bansträckan vilket ökar trafikkapaciteten på banan.


2 Fjärrstyrda lok och pålok i Sverige 2.1 Begrepp och bestämmelser Det finns ett antal bestämmelser som reglerar hur dragfordon kan och får fördelas och utnyttjas i tåg i Sverige på BV spår. De kan påverka behovet av DP och möjligheterna att utnyttja det i Sverige. Viktiga begrepp och definitioner enligt BV SÄO (säkerhetsordning)1: Tågfordon med framdrivningsutrustning kallas dragfordon. Dragfordon delas in i lok respektive motorvagnar. Dragfordon är verksamt när den egna framdrivningsutrustningen är igång. Vissa dragfordon kan multippelkopplas. Det innebär att flera dragfordon kan manövreras från en förarplats. Ett dragfordon kan alltså vara verksamt utan att vara bemannat med en förare. Koppellok är det de bakre av flera förarbemannade, dragande lok. Tågfordon som är försett med förarplats men saknar egen framdrivningsutrustning kallas manövervagn. Pålok är ett lok som inte är kopplat till tåg men som skjuter på detta från bevakad station ut på linjen. Vissa transportvillkor för dragfordon2: Verksamt lok som inte manövreras från manövervagn skall gå främst i tåg. Framförs tåg av flera verksamma lok, skall de kopplas intill varandra. Undantag: multipelkopplat lok och pålok.

Lok – verksamma eller overksamma – får inte gå intill varandra om det sammanlagda antalet lokaxlar i följd överstiger det antal som för vissa sträckor anges i linjeboken. Minst 14 vagnsaxlar skall då inkopplas så, att största antal lokaxlar i följd ej överskrids.

1 BVF 900.3 SÄO $ 1.40 2 BVF 900.3 SÄO $ 43.6


Även om medgivet antal lokaxlar i följd skulle göra det möjligt, krävs spårinnehavarens medgivande om mer än två verksamma ellok skall framföras intill varandra. Medgivandet anges i linjeboken. Bestämmelser rörande pålok3: Pålok får inte användas om det i tåget finns fordon med övergångskoppel. Pålok får inte sättas till tåg som är i rörelse. För tåg med pålok är sth (störst tillåtna hastighet) 40 km/h4 Observera att normalt i Sverige måste bemannade verksamma lok gå intill varandra i tågets främre ända, bortsett från pålok.

2.2 Fjärrstyrda lok i svenska tåg I Sverige förekommer en form av fjärrstyrning i persontåg genom ”seriell multipelstyrning” (SMS) via UIC-kabeln på en del Rc6 lok. Det innebär att ett lok kan gå i vardera ändan av ett persontåg och samtidigt vara multipelkopplade. Det används framför allt vid trafik i Mälardalen, t ex Hallsberg-Örebro-Eskilstuna-Stockholm-Uppsala. Det förenklar vändningen, inget ytterligare spår behövs för lokets rundgång och det förkortar vändtiderna. Utrustningen kan också användas för manövervagnsdrift med AFM7-vagnar. För övrigt används multipelkoppling med styrning via multipelkabel i persontåg och i godståg mellan lok och mellan lokomotorer som går kopplade intill varandra i tågets främre ända. En speciell form av fjärrstyrning är den som används vid växling med radiolok.

3 BVF 900.3 SÄO $ 39.4 4 BVF 900.3 SÄO $ 68.4c)


3 Multipelkoppling av lok i USA Begreppet multipelkoppling i USA avser vanligen bara multipelkoppling mellan lok med AAR multipel- (MU-) kabel, övrig fjärrstyrning kallas DP eller remote control. Multipelkoppling skiljer sig från fjärr- (DP-) styrningen genom att det bara går att styra lok som är direkt kopplade intill varandra med den MU-kabeln och de slangar som är nödvändiga för multipelkopplingsfunktionerna. Vid multipelkoppling av lok som går i en sammanhållen lokgrupp (locomotive consist) styrs bl a dragkraften, den direkta lokbromsen och den dynamiska bromsen i övriga lok från det ledande loket inom gruppen. Samtliga multipelkopplade lok i gruppen styrs av föraren som om de vore en enda enhet. Gemensamt utnyttjande av kompressorer och huvudbehållare i samtliga lok förbättrar tågets luftförsörjning och laddning av broms-systemet kan ske snabbare. Genom multipelkopplingen kan en förare köra flera lok i tåget och man får större dragkraft. Nackdelen är att all dragkraft är samlad till tågets främre ända. Fjärrstyrning (DP) och multipelkoppling kan användas i kombination. Det ledande (främsta) loket i den främre gruppen fjärrstyr bara ett lok i varje övrig grupp. De andra loken inom respektive grupp är multipelkopplade till det fjärrstyrda.

3.1 AAR standard för multipelkoppling Genom AAR standardisering och normer kan de flesta olika typer av amerikanska diesellok multipelkopplas med varandra vilket är en stor fördel. Systemet för körkontrollern i lokomotiven är standardiserat vilket underlättar multipelkörning och fjärrstyrning i amerikanska godståg där olika typer av lok ingår. Amerikanska diesellok har ett körhandtag med ett läge för att stoppa samtliga dieselmotorer, ett läge för idle (tomgång) samt körläge 1 – 8. För dynamisk bromsning finns ett handtag med 0-läge samt fyra bromslägen 1 – 4. Samtidig körning och dynamisk bromsning av ett lok är inte möjlig. Det hindras genom en spärr. Ett av de två handtagen måste alltid var i 0-läget (interlocking). Multippelkabeln med 27 ledare används för att överföra styrsignaler för olika funktioner hos de multipelkopplade loken som körläge (trottle), strålkastare, fram/back omkastare (reverser), kompressorer, fält- och magnetiseringslindningar på generatorer, dynamisk


bromsning, varningsklocka, sandning o s v. Det finns fyra slangar samt en multipelkabel mellan varje multipelkopplat lok. På äldre lok kan ytterligare en kabel förekomma för tryckluftstyrd sandning. De ytterligare slangarna och ledningar utöver huvudledningen (brake pipe, BP) som behövs vid multipelstyrningen är:

• MR (main reservoir) som kopplar samman samtliga loks huvudbehållare • ACT (actuating) som trycksätts för förfarandet ”bail off”, dvs. för att lossa

direktbromsen på samtliga lok • BC (brake cylinder) sätts till ett styrtryck som motsvarar den bromsverkan som

föraren önskar. Men det är inte fråga om en direkt hopkoppling av ledningen till bromscylindrarna i de olika enheterna. Det finns en speciell ventil (relay air valve) som känner av styrtrycket och omvandlar det till ett proportionellt cylindertryck anpassat för den aktuella loktypen.


4 Bemannade lok fördelade i tåget Bemannade lok fördelade längs tåget har använts utomlands när man inte haft tillgång till fjärrstyrningssystem. Spoornet i Sydafrika har tidigare använt bemannade lok som var fördelade i tåget på linjen Ermelo Richards Bay. Muntlig kommunikation via radio användes för att hålla kontakt mellan förarna. I mitten på 1980-talet byggdes denna linje om under en fyraårs-period. För att skapa tillräckliga tidsluckor för banarbetena körde man under denna tid långa sammansatta tåg (combined trains) enligt samma idé som nu laseras som TSC (Train Sharing and Coupling). För att undersöka den ultimata gränsen för ett långt konventionellt godståg provade Spoornets föregångare South African Transport Services 1989 ett koltåg bestående av 660 vagnar med tågvikten 78 000 ton på linjen Ermelo Richards Bay. Detta var ett världsrekord stod sig till år 2001 då BHP Billiton Railroad i Australien körde ett ännu längre och tyngre malmtåg, men med radiostyrd DP (se avsnitt 8.8). Vid ett annat försök på samma bana som senare utfördes av Dr Dave van der Meulen och Alan Cortie vid Spoornet kördes ett försökståg med 300 vagnar och tre manuellt körda lokgrupper där förarna ”styrdes” via talradio av nämnda personer5. Förarna lärde sig snabbt och kunde efterhand själva tillämpa tekniken. Försöket syftade till att undersöka möjligher och förutsättningar för automatiserad tågkörning kombinerad med segmentiell bromsning och körning för att minska längskrafterna i tåget. Tåget bestod av tre sektioner, vardera med en ledande grupp av lokomotiv främst.Valet av bara tre sektioner hade att göra med hur trafiken och lastningen av vagnar går till. Bromsledningen var delad så att inom vardera sektionen styrdes bromsen från det egna ledande loket. Försök gjordes att koppla samman de tre sektionerna av huvudledningen via två ABDX styrventiler vända rygg mot rygg för att få en genomgående nödbromsfunktion genom hela tåget. Men det fungerade inte som tänkt. En nödbromsning fortplantades bara som driftbromsning till övriga sektioner. Den segmentsvisa tågbromsningen fungerade enligt förväntningarna. Bromsystemets oförmåga till gradvis lossning av bromsen (bromsen var av typ AAR direct release brake) uppvägdes av förmågan att lossa bromsen segment för segment i tåget. Detta är dock i praktiken ingen ersättning för gradvis lossning av bromssystemet, eftersom det kan leda till överbelastning av den sektion som bromsas i tåget och överhettade hjul om

5 Dave van der Meulen: ”Towards the next level of train handling technology” presented at the

90th Convention, Air Brake Association, Chicago, September 1998


det används utan något system som övervakar hjultemperaturen. Dessutom var det en grov indelning i segment om 100 vagnar vardera, men den valdes med hänsyn till trafiktekniska och logistiska skäl som nämnts. Försöket visade att det möjligt att anpassa bromsningen till det behovet inom respektive sektion i långa tåg vid banor med varierande lutningsförhållanden och att man i praktiken inte behöver gå ner till den ideala längden på segmentet, en vagn Körning av långa tunga tåg i varierande lutningar kräver stor skicklighet av förarna. För att underlätta för förarna att bedöma tågets hastighetsvariationer och krafterna inom tåget är de större 25 kV elektroloken av typ 11E lok för huvudlinjen, där man normalt kör tåg med 200 vagnar, utrustade med accelerometrar graderade i kilometer per timma per minut.


5 Styrmetoder vid DP 5.1 Segmentiell styrning Med segmentiell bromsning och körning menas att olika delar av ett långt tåg var för sig kan bromsas eller utnyttja sin dragkraft för att minska de längskrafter som uppstår i mycket långa tåg på banor med stora variationer i lutningar, särskilt då det förekommer omväxlande stora lutningar och stigningar, där våglängden på banans höjdvariationer är mindre än tåglängden. Detta kan i princip ske med fjärrstyrning via DP eller kanske med någon form av automatiskt intelligent system som kan styra körning och bromsning i olika delar av tåget oberoende av varandra. Segmentiell fjärrstyrning vid DP fordrar oberoende fjärrstyrning vilket innebär att skilda lokgrupper i tåget kan köras och tågbromsas oberoende av hur andra grupper körs. I praktiken skulle isoleringen av bromsledningen i skilda sektioner med stor sannolikhet medföra säkerhetsmässiga problem och kräva undantag från gällande bestämmelser. Det skulle vara gynnsamt ur energisynpunkt om man vid elektrifierade drift kunde kombinera samtidig segmentiell körning med regenerativ bromsning. Den elektriska (dynamiska) lokbromsen kan lättare än tågbromsen styras oberoende inom tåget, om än begränsat av regler och inbyggda spärrar för hur samtidig körning och bromsning av olika lok får ske (se 8.4). Vissa delar av tåget som bromsas återmatar bromsenergin som överförs via kontaktledningen för att användas för att ge dragkraft på andra ställen i samma tåg. Idén kan dock vara svår att genomföra praktiskt, dels på grund av kontaktledningens sektionisering, dels på grund av att generativ bromsning är tekniskt komplicerad vid växelströmsdrift6 i varje fall med äldre ellok. Vid likströmsdrift kan de korta ledningssektionerna i stället vara ett problem.

6 Dave van der Meulen, Privat kommunikation, Chief Engineer (Systemic Rail Solutions),

Spoornet, South Africa


5.2 Synkron respektive oberoende styrning I praktiken förekommer det bara två varianter, antingen körs alla lok synkront (synchronous operation) dvs. lika eller kan två eller flera grupper av lok köras oberoende (independent operation) av varandra. Den främre delen körs med de vanliga förarreglagen. Den/de grupper som eventuellt körs oberoende styrs via tangentbord och bildskärm. Det kan behövas att föraren har ett biträde för att göra detta. Det finns några viktiga begrepp, bl. a. två olika begrepp ”grupp”:

• Locomotive consist eller bara consist är en sammanhållen grupp av lok som går intill varandra och är multipelkopplade till varandra. Om det är det ledande ”consist”- gruppen styrs loken från det ledande loket. Är det en fjärrstyrd ”consist”-grupp styrs de övriga multipelkopplade loken från ett lok i gruppen som fjärrstyrs via DP-systemet

• Group består av ett antal till varandra angränsande ”consists” som internt styrs synkront men styrs oberoende (independent) av övriga ”groups” i tåget

• Fence är ett logiskt ”stängsel”. Inom dess gränser kan körläget och den dynamiska bromsningen styras oberoende av det ledande loket genom ett speciellt kontrollorgan. Stängslet får bara placeras mellan consists, ej inom dem.

• Independent control tillåter från det ledande loket oberoende styrning av körläget och den dynamiska bromsen hos en eller flera ”consists”, som körs synkront internt inom sin ”group”

Vid oberoende körningen kan alltså två styrparametrar (reglage), körkontrollens läge (traction step) och den dynamiska lokbromsen (dynamic brake step) i den oberoende gruppen styras från det ledande loket oberoende av motsvarande lägen i den ledande gruppen. Men vissa kombinationer är förbjudna eftersom de kan leda till farliga dragkrafter inom tåget. Det hindras av inbyggda spärrar (se 8.4). Däremot är tågbromsen och bromsledningen gemensam för hela tåget även vid oberoende körning, till skillnad från de hypotetiska resonemangen om segmentiell kontroll ovan och försöken med bemannad segmentsvis körning och bromsning.


6 DP typer och varianter 6.1 Radiostyrd DP Det vanligaste sättet för fjärrstyrning och fjärrövervakningen av lokomotiven har hittills varit med radio. Den stora fördelen med radiostyrning är att det inte ställer några krav på kommunikationsutrustning i vagnarna. En nackdel är att radioförbindelsen kan störas och att det kan bli avbrott särskilt i svår kuperad terräng, tunnlar osv. Man måste få en radiofrekvens tilldelad av den ansvariga myndigheten. Frekvenserna varierar geografiskt mellan länder och områden. Risken för radioavbrott gör att speciella andra reservmetoder måste finnas för att i nödfall kunna fjärrstyra körkontrollen till tomgång och fjärrstyra en del andra åtgärder i loken. Som reservkommunikation använder olika fabrikat av radiostyrd DP skilda metoder för övervakning och mätning av luftflödet i huvud- (broms-) ledningen (se t. ex. lösningen vid Locotrol 8.1) Det kan uppstå både temporära och kvarstående radioavbrott. Risken för avbrott och fördröjningar gör att systemet blir inte säkerhetsrelevant i den bemärkelsen att prestandaförbättringarna vad gäller kortare bromssträcka inte kan användas för att höja hastigheten.

Locotrol är ett dominerande radiostyrsystem i USA och många andra länder. Det beskrivs i kapitel 8.

6.2 Radiobaserad ECP-broms med DP Den radiobaserade ECP-bromsen EPX och LOCOTROL tillhör samma företag. Verksamheten med vidareutvecklingen av den radiobaserade ECP-bromsen EPX ligger nere sedan några år pga. det ogynnsamma ekonomiska läget i USA och något tåg med det systemet finns inte längre i trafik. GE-HARRIS hittills inte utvecklat någon integrerad DP-styrning till sin radiostyrda ECP-broms. Vid det malmtåg med radiobaserad ECP-broms som tidigare provades vid BHP Billiton Railroad användes därför en separat DP-styrningen med LOCOTROL®.

Men den radiobaserade ECP-bromsen har kommunikationskapacitet över som är avsedd för DP-styrning och för annan övervakning och styrning. Avsikten är att integrera DP-


styrningen i det radiobaserade ECP-systemet vid en fortsatta utveckling7. Då skulle inte längre några markbaserade repetersändare behövas. Med radio på varje vagn och med det adaptiva repetitionsförfarandet och anpassas hoppavstånd om så behövs, ända ned till enstaka vagnavstånd vilket ger praktiskt taget fri sikt mellan antennerna. Genom den radiobaserad ECP-bromsens speciella kommunikationsteknik fås dessutom samma säkra (säkerhetsrelevanta) förbindelse för DP-styrningen som för ECP-bromsen.

6.3 Kabelbaserad ECP-broms med DP Det finns en öppen AAR standard för DP integrerad med den kabelbaserade ECP-bromsen, S-4250-03. Specifikationen är framtagen speciellt för det integrerade DP/ECP-systemet, men det är inget som hindrar att fristående kabelbaserade (Wired Distributed Power, WDP) system utvecklas som använder det ITC- (Intra Train Communication) nätverk som används för kommunikationen vid kabelbaserade ECP-bromsar. Den kabelbaserade ECP-bromsens har liksom den radiobaserade tillräcklig kommunikationskapacitet över för DP-styrning liksom för annan styrning och övervakning. I Wabtecs ECP-broms kallat ECP-4201 ingår ett integrerat DP-styrsystem Power Link som därmed erhålls som en kostnadseffektiv bonuseffekt till ECP-bromsen. Detta kombinerade system har bl a provats i det ECP-bromsade tåg som användes vid vid Spoornets ECP-prov i Sydafrika. Det var den första tillämpade användningen av DPC (Distributed Power Control) styrd via Train Line-kabel och integrerad i ECP-utrustningen. Dessutom är det den första användningen på en elektrifierad järnväg (25 kV växelspänning). NYAB (New York Air Brake) har också utvecklat integrerad DP/ECP. De har levererat 45 utrustningar av typ EP-60 med integrerad DP för lokomotiv avsedda för Spoornets tunga trafik med ECP-bromsade koltåg på linjen Ermelo-Richards Bay. Det finns flera fördelar med det integrerade amerikanska kabelbaserade ECP/DP-systemet:

• Det baseras på en öppen standard inom AAR.

• Det betyder att olika fabrikat av systemet skall vara interoperabla. Lok utrustade med ECP-bromsar med integrerad DP från olika tillverkare kan alltså fungera tillsammans i ett tåg.

• Det betyder också att det finns konkurrens vid upphandlingar eftersom man kan köpa produkter från alternativa tillverkare

• DP-styrningen sker via ett övervakat och säkerhetsrelevant styrsystem av samma kvalité och funktionssäkerhet som för ECP-bromsen

• Det bör betyda att de förbättrande prestanda lättare kan utnyttjas i säkerhetsrelevanta tillämpningar som rör hastighet och bromssträckor.

• DP-styrningen kan se som en kostnadseffektiv bonuseffekt om man inför ECP-bromsar. Då finns redan en systemplattform som DP-styrningen kan implementeras på.

7 R J Foy, GE-HARRIS Railway Electronics, L.L.C, Privat kommunikation


Nackdelar är att denna DP-styrning bara fungerar i godståg som är utrustade med den styrkabel, Train Line-kabel, som ECP-bromsen använder för att överföra data och styrsignaler. En annan nackdel är att man måste utrusta loken med ECP-bromsens styrsystem eftersom DP-styrningen är en integrerad del i den, om man inte senare avser att övergå till ECP-bromsar. Det finns dock möjlighet att fristående kabelbaserad DP kan komma att utvecklas enligt samma AAR norm (se ovan). Men om ECP-broms skall införas så är den integrerade DP-styrning kostnadseffektiv lösning som har hög säkerhetsrelevans. Men DP-styrning kan alltså inte användas i tåg med konventionell broms som ju saknar Train Line-kabel. Detta kan vara en nackdel under en längre konverteringsperiod när båda typer av tåg, lok och vagnar existerar och används i trafiken. Det kabelbaserade integrerade DP-systemet har ECP-systemets höga säkerhet i händelse av kommunikationsavbrott. Principen är att vid kommunikationsavbrott stoppas tåget (se rapporten Bromssystem), till skillnad mot radiobaserad DP, se 6.1 samt 8.1.

6.3.1 Kombinerad radio-/kabelbaserad DP-styrning Det finns ingen öppen standard för radiostyrningen dessa system. Wabtec har på senare tid utvecklat en DP-styrning som kan fungera både som radiobaserad DP och som kabelbaserad DP/ECP8. Den baseras på en standard som tillhör Wabtec. Men när Wabtec offererar systemet ingår protokollet. Köparen tillåts sedan att använda det i fortsättningen för att få konkurrens vid upphandling.. Systemet fungerar bara i endera moden samtidigt. GE Harris Harmon9 har också utvecklat ett radiosystem som fungerar tillsammans med NYAB ECP/DP-styrning. Därmed kan dessa två DP-system användas såväl med radio i vanliga tåg som med kabelbaserad kommunikation i ECP-utrustade tåg. Beroende på operationsmod måste två olika säkerhetsförfarande användas. Vid radio används övervakning av luftflödet i bromsledningen som reservförfarande om radioförbindelsen förloras, se 6.1 och 8.1. Det gäller både Locotrol och Wabtecs system, men de skiljer sig åt i mättekniken. Vid kabelbaserad DP används ECP-systemets säkerhetsmetoder och då stoppas tåget vid allvarliga fel som kommunikationsavbrott, se 6.3.

6.3.2 Övergång till kabelbaserad DP/ECP i två steg Ett sätt att förenkla övergången till EC-broms med integrerad DP-styrning och fördela övergångskostnaden över längre tid är att göra övergången i två steg:

1. I första steget installeras ECP/DP-styrutrustningen på lok. På godsvagnar installeras till en början bara Train Line-kabeln. Dessutom anskaffas en speciell EOT-enhet som kan styras både via radio och Train Line-kabel och som medför

8 Robert Kull, Wabtec, Privat kommunikation 9 R J Foy, GE-HARRIS Railway Electronics, L.L.C, Privat kommunikation


förbättrade bromsegenskaper genom att den tillför en extra utsläppsventil i tågets bromsledning (Wabtec TrainLink-ES, se rapporten Bromssystem).

2. I ett andra steg görs den slutliga konverteringen. Då införs den övriga utrustningen på godsvagnarna som ingår i ECP-bromsen.

Med denna metod kan man efter steg 1 använda den kabelbaserade DP-styrningen och TrainLink-ECP som förbättrar tågbromsen. Detta förutsätter att alla vagnar i tåget har den genomgående TrainLine-kabeln. Efter steg 2 fås riktig ECP-bromsförmåga. För tåg med icke utrustade vagnar används radioalternativet. Wabtec har levererat sådan kombinerad radio-/kabelbaserad DP integrerad med ECP-broms för ellok till Queensland Rail i Australien. Det är avsett att användas för ett tvåstegs övergångsförfarande enligt ovan (se rapporten Bromssystem).

6.3.3 Fjärrstyrning kombinerad med multipelkoppling i tunga tåg

I regel fjärrstyrs bara ett lok inom varje sammanhållen grupp (locomotive consist) i tåget. Övriga lok i respektive grupp är multipelkopplade. Detta gäller både vid LOCOTROL och vid kabelbaserad DP/ECPbroms. Vid LOCOTROL är det dock möjligt att direkt fjärrstyra varje lok men då begränsas antalet lok i tåget. LOCOTROL kan fjärrstyra upp till fyra lok (eller fyra grupper av lok som är multipelkopplade inom gruppen). Behövs fler lok i tåget måste man alltså utnyttja multipelkoppling mellan lok som är kopplade intill varandra. Med LOCOTROL övervakas och presenteras status bara på de lok som är direkt anslutna via LOCOTROL inte på de övriga inom lokgrupperna som styrs via multipelkabeln.

6.4 Fördelar med DP Fördelarna med DP, som i första hand gäller vid långa och tunga tåg, är:

• Minskade dragkrafter inom tåget ger mindre risk att koppel brister

• Minskade dragkrafter medger att man kan köra längre och tyngre tåg med mindre skador på koppel och fordon

• Minskade spårkrafter ger mindre skador på spåret och lägre underhållskostnader

• Genom att långa tåg inte dras inåt i kurvor, som då alla lok är i tågets framända, fås mindre kurvmotstånd och lägre energi-/bränsleförbrukning (ca 5 % beroende på lutningar och tågförhållanden vid Locotrol enligt GE Harris)

• Man kan via DP styra olika loktyper i tåget som inte kan multipelkopplas till varandra

• Det är lätt att tillföra respektive ta bort lok från ett tåg där dragkraftsbehovet varierar, t ex vid långa transporter med mycket olika stigningsförhållanden


• DP förbättrar den konventionella P-bromsen genom extra utsläppsventiler i fjärrstyrda.lok i tågen. Det ger kortare bromssträcka än enbart konventionell broms och minskar längstryckkrafterna

• Lokens fördelning längs tåget minskar längskrafterna vid dynamisk bromsning med loken och möjliggör högt utnyttjande av dynamisk bromsning

• Den dynamiska bromsen är simultan och samtidig längs tåget vilket också minskar längskrafterna

• Bromsenergin avges via elmotorerna i generatormod till luftkylda elektriska motstånd och ger inget nämnvärt mekaniskt slitage på den dynamiska bromsen

• Den dynamiska bromsen avlastar den vanliga tågbromsen vilket leder till mindre uppvärmning av och mindre slitage på hjul och bromsblock

• De förbättrade bromsegenskaperna ökar möjligheten att köra längre tåg och minskar urspårningsrisken

• DP (styrsystemet) kan fås som en bonuseffekt till gynnsamt pris om man inför ECP-broms

• Möjliggör fjärrstyrning av lok i modulära tåg vid TSC (Train Sharing and Coupling, dvs. ett tåg sammansatt av ett antal mindre kompletta tåg med egna lok som snabbt kan bildas och lösas upp vid olika knutpunkter)

DP har hittills använts inom heavy haul trafik där man har särskilt stor nytta av ovanstående egenskaper. Med DP i kombination med konventionell pneumatisk broms av AAR typ fås en kortare bromssträcka men ändå inte alls så stor förbättring som med ECP-broms (se nedan). Spoornet har gjort jämförande prov med olika bromssystem med koltåg på linjen Ermelo-Richards Bay. Följande bromssträckor behövdes för att från 45 km/h (28 miles/h) bromsa tåget till stillastående i en utförslutning på 15,2 ‰ 10:

• Med konventionell pneumatisk broms 1402 m (4600 fot) 100 %

• Med konventionell broms plus DP med trainline kabel 914 m (3000 fot) 65 %

• Med Wabtec kabelbaserade ECP-broms 457 m (1500 fot) 32 % Med DP och extra utsläppsventiler får man i detta fall alltså ca 2/3 så lång bromssträcka som med konventionell broms. Med ECP-broms får man ytterligare en halvering till ca 1/3 av den ursprungliga bromssträckan.

Det skall påpekas att det var svårt att göra jämförelser i utförslutning. Problemet var att med den konventionella bromsen uppnå och hålla den önskade utgångshastigheten med tåget vid den punkt där bromsningen skulle påbörjas. Hastigheten blir blev mellan 20 och 30 miles/timma.

Den sista punkten i listan tar upp möjligheten att använda DP för effektivisering av vanlig godstrafik med lätta och korta tåg som används i Sverige och Europa. Vid TSC

10 Dave van der Meulen: “Evaluation of Wireline ECP Braking and DP on the Ermelo-Richards

Bay Coal Export Line”, Presented at 92nd Annual Convention, Air brake Association, Chicago, September 2000


blir det i regel ett antal enskilda lok som är fördelade i tåget och inte multipelkopplade lokgrupper. Vid TSC med DP finns inte ”det intelligenta godstågets” automatik som möjliggör snabb automatisk tågbildning, beräkning av bromstal och uppgifter om tåget och inget automatiserat bromsprov. Det ”nya” loket vid tillkoppling av ett nytt ”del”-tåg måste länkas in i det stora tågets radio- och datorsystemen genom en procedur för att kunna delta i kommunikationen. På motsvarande sätt måste länkningen göras om då ett av de ingående mindre ”del”-tåg kopplas från.


7 Spoornet inför kabelbaserad DP/ECP

När nu Spoornet som den första järnvägen i världen beslutat att helt övergår till ECP-broms i koltrafiken väljer man ECP-broms med integrerad DP-styrning via Train Line- kabel. Men väljer inte varianten med kombinerad radiostyrning av DP. Det rör sig om ca 200 lok, varav ca 110 st skall kunna vara ledande lok och ca 6700 kolvagnar som skall byggas om. I trafiken på huvudlinjen används två typer av ellok:

• Ellok typ 7E1/3 med 6 axlar och lokvikt 138 ton

• Ellok typ 11E, med 6 axlar och lokvikt 185 ton Bortsett från försökståget med ECP-utrustningen sker trafiken än så länge med konventionellt bromsade tåg och utan DP. På huvudlinjen Ermelo – Vryheid – Richards Bay, där man kör långa tåg med 200 vagnar, går därför samtliga lok i tågets framända. Det är antingen 5 eller 6 stycken ellok av typ E71/3 eller 4 st ellok av typ E11. Dessa båda loktyper kan inte köras tillsammans med konventionell multipelkoppling. När man infört DP kan man köra båda loktyperna tillsammans i tåg med gemensam fjärrstyrning men i logiskt skilda grupper i tåget. Normalt avser man då att ha två lokgrupper i tåget med en grupp i vardera tågändan11. Vid underhållsarbeten på banan behöver man använda den äldre linjesträckningen med 15,2 ‰ stigning även för de lastade tågen. Då måste ytterligare en grupp om 6 diesellok användas i tågen. Om detta är planerat redan före tågets avgång från Ermelo placeras de elektriska lokgrupperna med en grupp i täten och en mitt i tåget varefter gruppen med diselloken kopplas in i tågets bakre del på bansträckor där det behövs. Om det inte är planerat före avgång går alltså en grupp med ellok i bakre delen. Då avser man att dela tåget och koppla in dieselloksgruppen i mitten av tåget.

11 Dave van der Meulen:"Integrated ECP Braking Plus Distributed Power: From business Case

To Strategic Context", Presented at the South African society for Railway Engineering, 21 November 2002


7.1 Ledande lok med både DP/ECP för tåg med 200 vagnar

Spoornet avser att utrusta samtliga lok ellok av typ E11 men bara en del ellok typ E71/3 för att vara ledande lok i tåg med ECP broms och DP-styrförmåga (ca 110 lok). Övriga lok som inte blir utrustade för att vara ledande lok (främsta lok) i tåg utrustas med train line kabel för genomföring så att de kan fungera som bakomvarande aktiva lok i lokgrupperna12.

7.2 Lok med bara ECP- system för tåg med 100 vagnar

På matarbanor med 3 kV likströmsdrift (loktyp 10E) eller med diesellok typ 34 eller 37, där man kör tåg med 100 vagnar, planerar Spoornet att bara använda lok kopplade i tågets främre del och inför därför inte DP på dessa. Elloken typ 10E utrustas enbart med ECP-broms. De diesellok som man avser använda för påskjutning utrustas däremot med både ECP-broms och DP-styrning medan övriga diesellok utrustas enbart med ECP-bromsar. De senare loktyperna används i regel multipelkopplade i grupper om fyra eller flera lok. Det betyder att ungefär 50 % av loken kommer att vara utrustade med ECP-bromsar men inte med DP-system13.

7.3 Synkron eller asynkron DP-styrning Normalt används synkron körning vid DP, dvs. samtliga lok i de olika fysiska lokgrupper tillhör en gemensam logisk grupp varigenom de körs likadant med en gemensam styrorder från de vanliga styrreglagen. Alternativt kan i vissa situationer en individuell och oberoende (asynkron) körning av främre och bakre lokgrupp vara tänkbar för att erhålla vissa fördelar. Ett sådant fall skulle kunna vara då ett långt och tungt tåg körs över omväxlande stora stigningar och utförslutningar (segmentiell körning se 5.1). Men DP styrsystem tillåter inte (inbyggda spärrar finns) att främre delen av tåget utnyttjar dragkraften samtidigt som bakre delen bromsas dynamiskt (jämför spärrarna vid Locotrols system 8.4). Det skulle kunna medföra att koppel dras av och tåget delas..

Vid oberoende (asynkron) körning av de olika lokgrupperna används de vanliga reglagen på konventionellt sätt för den främre logiska huvudgruppen. medan den andra delen (eller möjligen övriga delar om det är flera) än så länge styrs via paneler, tangenter, bildskärm och menyer etc. med ”datorkommandon”.

7.4 DP på elektrifierade linjer Spoornet har positiva erfarenheter av DP använd tillsammans med elektriska lok. 12 Dave van der Meulen: “Developing Business Cases For Integrated ECP Braking Plus

Distributed Power”, Presented at the 94th Convention, Air Brake Association, Chicago, September 2002

13 Dave van der Meulen: “Strategies for freight train integrated ECP braking plus distributed power”, Presented at World Congress on Railway Research, Köln, November 2001


Ett problem vid de långa tåg med 200 vagnar på linjen Ermelo-Richards Bay (med 25 kV, 50 Hz) är att det stora avståndet mellan lokgrupperna och därmed svårt för föraren att avgöra när han skall koppla ner drivmotorströmmen för att bakre lokgrupper skall passera isolationsgap på kontaktledningen. Det finns magneter inlagda i spåret mellan rälerna som automatiskt kopplar ner motorströmmen före respektive kopplar upp igen efter passage av ett isolationsgap i kontaktledningen. Trots det är det inte lämpligt att passera ett isolationsgap och samtidigt ta ut hög effekt i motorerna och inte heller att utnyttja kraftig dynamisk bromsning. Båda fallen ger upphov till kraftiga ryck i tåget14. Därför försöker lokförarna själva parera genom att åtminstone minska körströmmen vid aktuella platser. Det har förekommit att de bakre loken inte har kopplat upp motorströmmen igen efter att ha passerat magneterna vid dylika isolationsgap. Ofta kopplar de upp igen när nästa isolationsgap passerats. Om inte full dragkraft från samtliga lok erfordras innan dess behöver detta inte innebära något stort problem15. Det fanns farhågor om att man skulle få problem eftersom de elektriska lok ansågs ha större benägenhet än diesellok att vid åskväder utlösa säkringar och annat som behöver återställas manuellt vilket är besvärligt och tidskrävande när det är 2,5 km mellan föraren och den bakre lokgruppen. Men dessa problem är trots allt relativt sällsynta.

14 Dave van der Meulen, Privat kommunikation, Chief Engineer (Systemic Rail Solutions),

Spoornet, South Africa 15 Dave van der Meulen: “Progress with Evaluation of Cable-based ECP Braking and

Distributed Power”, Presented at the 7th International Heavy Haul Conference, Brisbane, June 2001


8 LOCOTROL® radiostyrd DP Ett mycket spritt och dominerande radiostyrsystem för DP som förekommer i praktiskt taget alla världsdelar är LOCOTROL® från företaget GE Harris Harmon Railway Technology, GE Transportation Systems Global Signaling. GE-Harris äger också det kommunikations-protokoll som används. System utgör alltså ingen öppen standard, tillgänglig för andra tillverkare, utan en patentskyddad produkt. Genom att systemet är spritt över Nordamerika och i andra delar av världen har det bildat en form av industristandard vid många järnvägar. LOCOTROL-systemet beskrivs närmare nedan. Figur 4-1 visar det grundläggande konceptet. LOCOTROL kan användas för att från det ledande masterloket fjärrstyra upp till fyra lok i tåget. Vart och ett av de fyra loken kan sin tur leda en grupp (consist) som är multipelkopplad.

Figur 4-1 LOCOTROL. Drag- och tryckkrafterna i kopplen respektive luftförsörjningen (bilden från GE-Harris Harmon)


8.1 Fjärrstyrning via radio och via luftflödet i bromsledningen

Styrkommandon och övervakningssignaler överförs via radio, vanligen inom radiofrekvensområdena VHF eller UHF. Beroende på den lokala terrängen, tunnlar och andra förhållanden som påverkar radioöverföringen kan LOCOTROL behöva markfasta repetersändare längs banan för att säkerställa radioförbindelsen. Så länge kommunikationen fungerar fortsätter de fjärrstyrda loken enligt de kommando de tidigare erhållit. Om ett avbrott på förbindelsen varat i 45 sekunder (eller annan tid som bestämts av kunden) fortsätter de fjärrstyrda loken som tidigare, förutsatt att inga ändringar kan detekteras i broms- (huvud-) ledningen, i 60 minuter (eller annan tid som kunden bestämmer). Efter 60 minuter stängs bromsventilerna av i de fjärrstyrda loken (loken blir passiva deltagare i tågbromssystemet) och körläget stegas ned till 0-läge (idle – tomgång). Loken är utrustade med flödesdetektorer i huvudledningen. Om loken efter 45 sekunders upptäcker ett luftflöde, som indikerar ett ”pneumatiskt bromskommando” – en trycksänkning, initierar de fjärrstyrda loken en kontroll av radioförbindelsen med det ledande loket. Om inget svar erhålles gör de följande:

1. Om de är i något körläge stegas detta ner till 0 (idle), om de däremot är i dynamiskt bromsläge bibehålls det

2. Bromsventilen stängs av (loken deltar inte i styrningen av tågbromsen) Föraren har alltså möjlighet att avbryta traktionen. Den dynamiska bromsen bibehåller inställd dynamisk bromsning av säkerhetsskäl, för att tåget skall ha tillräcklig bromskraft vid utförslutningar. Observera att reservmetoden med ”kommunikation” via luftflödet inte fungerar i ECP-bromsade tåg. Där är det ett annat mönster på flödet eftersom ledningen i normalfallet bara används för att mata luft. Vid kombinerad DP/ECP broms är datakommunikationen funktionssäkrare och kontinuerligt övervakad (se 6.3). Bland de olika proven som skall utföras ingår ett för att säkerställa att bromsledningen är intakt genom hela tåget (brake pipe continuity test) efter att en länkningsprocedur genomförts som initierar radiokommunikationen och gör det möjligt för alla lok att lyssna och tala med ledarloket. Brake pipe continuity test omfattar följande kontroller:

• Verifierar att alla länkade lok i radiosystemet verkligen tillhör det aktuella tåget

• Verifierar att detektorerna för luftflödet fungera i samtliga lok

• Fastlägger den inbördes ordningsföjden mellan lokomotiven

• Förbereder systemet för att användas för körning Vid länkningsproceduren anges de olika lokens 4-siffriga id-nummer och riktningen till de fjärrstyrda loken i förhällande till det ledande loket. Ett lok i taget länkas.


8.2 Övervakning Föraren har ett antal bildfönster att välja på för att se resultaten av övervakningen, dels en sammanfattande, dels olika som går in i detalj. Vid larm används larmlampor, blinkande symboler på skärmar och dessutom akustiska varningsljud.

8.3 Operationssätt Det ledande loket kan radiostyra de övriga synkront, dvs. alla lok körs som det ledande, eller oberoende, de främre loken körs då med vanliga reglage och de bakre oberoende loken styrs med kommandon via knapptryckning och displayer. Det finns ett antal operationsmoder. Dessa kan indelas i två grupper, operationsmoder för det ledande loket, och operationsmoder för de fjärrstyrda loken.

8.3.1 Operationsmoder för det ledande loket Tomgång – Idle Mode är den första moden efter provet av bromsledningen. I huvudsak innebär det att lok i läge idle lyder bromssignaler men inte order om körning och dynamisk bromsning. Körning – Run Mode. I detta läge deltar alla aktiva lok i körning, dynamisk bromsning och övriga bromsfunktioner. Så snart det ledande loket kommit i detta läge kan föraren dela in övriga lok i två körkontrollgrupper (throttle control groups), den främre respektive bakre. Den främre körs via främre lokets vanliga reglage den bakre via knappar på dataskärm på en panel. Styrning från kontrolltorn (Tower Control Mode) ingår normalt inte i LOCOTROL men kan fås som en extra option. Det fordrar att tåget först står stilla och bromsat innan det kan länkas till tornet. Det gäller samma då det skall tas tillbaka av föraren. Hastigheten är begränsad till 12 miles/h (19,3 km/h). Lågfartsmod (Slow Speed Control Mode) ingår normalt inte i LOCOTROL men kan fås som en extra option. Hastighetsområdet är 0,3 – 9,98 miles/h ( 0,5 – 16 km/h) och kan ställas in i steg om 0,02 miles/h (0,03 km/h).

8.3.2 Operationsmoder för de fjärrstyrda loken Förutom den normala moden finns ett antal moder där olika funktioner kan stängas av.

8.4 Säkerhetsspärrar – System Interlocks Det finns ett antal inbyggda spärrar som skall förhindra onormala eller felaktiga och farliga funktioner. T ex om lok har fel körriktning relativt det ledande, eller om körläget inte skulle överensstämma med det ledande lokets. Ett speciellt fall är vid oberoende körning (independent operation). Då gäller vid körriktning framåt:


• Den oberoende gruppen kan köras (traktion) när den ledande gruppen bromsar med den dynamiska bromsen

• Den ledande gruppen kan inte köras samtidigt som den oberoende bromsar med den dynamiska bromsen

När tågets körriktning är bakåt gäller:

• Den oberoende gruppen kan inte köras (traktion) när den ledande gruppen bromsar med den dynamiska bromsen

• Den ledande gruppen kan köras samtidigt som den oberoende bromsar med den dynamiska bromsen

Dessa låsningskombinationer skall förhindra att stora och farliga dragkrafter uppstår i tåget. För bromssystemet finns också ett antal säkerhetsspärrar (air brake interlocks), t ex skydd mot:

• Att tågbromsen lossas oavsiktligt (Undesired Brake release). En liten tryckstegring i bromsledningen på den amerikanska direktlossande pneumatiska bromsen, utlöser reaktionen att bromsen lossar helt. Dessutom kan en tryckstöt någonstans i bromsledningen utlösa ”Quick Release”- funktionen som snabbt sprider sig från vagn till vagn i tåget (se rapporten Bromssystem, bilaga 2, sidan 5). Om ett signifikant fel upptäcks i ledningstrycket vid något lok i tåget utlöses därför nödbromsning.

• Kontroll vid laddning/lossning av bromssystemet (Brake Pipe Charging Control). Denna funktion berör föregående punkt. Om bromsventilen (den som styr ledningstrycket, motsvarande förarventilen) på något fjärrstyrt lok har varit bortkopplad (cut-out) och skall koppas in igen kan det bara ske om följande villkor är uppfyllda 1. Att föraren ger ett kommando om det samt 2. Att föraren lossar tågbromsen samt 3. Att det aktuella loket känner en tryckstegring i huvudledningen

Om ett lok märker en ”straffbromsning” (penalty brake application) utlöst av något övervakningssystem, t ex vid överskriden tillåten hastighet, kopplas lokets bromsventil ur och en nödbromsning initieras.

8.5 Radio- och kommunikationsfunktionen Vanligen sker radiokommunikationen inom VHF eller UHF området. Kund och säljare försöker väja en optimal och lämplig frekvens för det aktuella området med hänsyn till vilka frekvenser man kan få tilldelade av myndigheten som sköter frekvensärenden och med hänsyn till lokala radiostörförhållanden.

Det fordras tillstånd och det är kunden som skall söka licens för detta. Datakommunikationen överförs genom FSK (frequency-shift-keying) modulation. Dvs. binära signal överförs så att hög respektive låg amplitud (binär 1 eller 0) överförs som


var sin frekvens. Signalen har bandbredd 3 kHz och frekvenserna är 1300 Hz respektive 2100 Hz. Det finns anordningar för paritetskontroll och feldetektering vid dataöverföringen som ger mycket liten risk för oupptäckta överföringsfel.

8.6 LOCOTROL, utveckling och varianter Det första systemet utvecklades 1965. Elektronikdelen var uppbyggd av diskreta komponenter för att styra reläer och magnetventiler. Den var inbyggd i en egen stor amerikansk täckt boggivagn (boxcar).

PÅ 1980-talet kom versionen LOCOTROL II: den var uppbyggd av mikrodatorer och styrningen skedde genom mjukvaruprogram. På 1990 talet har tre varianter kommit fram. Först kom den tredje generationens LOCTROL III, uppbyggd med mer avancerade mikrodatorer, elektronik och förbättrade automatiska funktioner.

Nästa variant var LOCOTROL LSI. LSI står för Locomotive System Integration. Det är en AAR standard för utrustningar som installeras på lokomotiv. I slutet av 1980 talet och under 1990 talet har system för elektronisk styrning och kontroll av tryckluftbromsarna på loken kommit fram. Föraren styr bromsen med en styrspak som genererar elektriska signaler som i sin tur styr den pneumatiska bromsen. Genom uppbyggnaden med elektronik, logikkretsar och mikrodatorer är det lättare att koppla samman systemen och att implementera logiska villkor och övervakning. Det räcker med låga spänningar och strömstyrkor för att utbyta datameddelanden och styrsignaler.

LOCOTROL EB är anpassad till nya lok med Electronic Air Brake Control (EB). Genom standardisering kan alla nordamerikanska lok fungera tillsammans i multipelkoppling och i fjärrstyrning oavsett LOCOTROL-variant, förutsatt att kunden inte beställt ett speciellt avvikande utförande.

8.7 LOCOTROL-system i Europa LOCOTROL används numera på två ställen i Europa. Det är två olika varianter:

• SBB i Schweiz används en variant LOCOTROL MVB

• DB Cargo AG i Tyskland finns en annan variant LOCOTROL III UIC Den schweiziska varianten är anpassad till MVB (Multifunction Vehicle Bus). Se rapporten Intelligenta informationssystem, avsnittet om kommunikationssystem för tåg, om en ny europeisk standard, Train Communication Network, TNC. TNC består av två undersystem:

• WTB (Wired Train Bus) för kommunikationen mellan fordonen inom tåget och

• MVB som används för att koppla samman datorer, elektronik etc. inom ett fordon


Totalt finns det ca 90 LOCOTROL system i Europa. De är inte kompatibla med andra system. Vid SBB i Schweiz används den fördelade dragkraften (DB) i godstågstrafik genom Alperna för att slippa använda pålok. Genom att man använder DB kan regenerativ elektrisk lokbromsning användas i högre utsträckning vilket ger energibesparing och minskat bromsslitage. Lutningar på 27 ‰ förekommer. Systemet underlättar TSC och man kan köra längre tåg. Tåget har följande sammansättning räknat framifrån: Två lok, 40 vagnar och sist ett lok.

8.8 Världsrekord i med LOCOTROL BHP Billiton Railroad i Australien, som tidigare gjorde försök med den radiobaserade ECP-bromsen, använder DP-styrning med LOCOTROL i sina tunga malmtåg som normalt består av fyra lok och 224 vagnar. Den 21 juni 2001 sattes de ett nytt världsrekord. Då kördes ett tåg med DP styrsystem av typ LOCOTROL III, bestående av 8 lok och 682 vagnar, med tågvikten 99 732,1 ton och tåglängden 7353 meter. Nettolasten var 82 262,5 ton järnmalm som transporterades en sträcka av 275 km.

8.9 Tåglängdsbegränsningar i LOCOTROL Som framgått ovan kör man mycket långa och tunga godståg med LOCOTROL i USA, Kanada, Australien osv. Tåglängder på ca 3000 m är vanligt. Trots att LOCOTROL förbättrar bromsegenskaperna, förkortar bromssträckor och minskar längskrafterna inom tåget kan inte LOCOTROL användas för att höja tåghastigheten eller förkorta signalavståndet. Anledningen är att ”värsta fallet” nödbromsning kan när som helst oväntat utlösas och då gäller ursprungliga prestanda. I Europa med UIC-broms och annan typ av vagnar och koppel blir tåglängden kortare. Vid DB har LOCOTROL använts i tåg med tåglängd 450 m och med ett lok i vardera ändan på tåget. Simuleringar visade att tåg med LOCOTROL kunde användas i tåglängder upp till 600 m i bromsläge G och till 400 m i läge P utan att oacceptabla längskrafter uppstod.

8.10 Ökande användning av LOCOTROL Figur 4-2 (bilden från GE Harris Harmon) visar antalet LOCOTROL-system i bruk 1997 och 2003. Antalet har totalt ökat med 300 %. Systemet har införts i Brazilien, Mexico och Europa som inte hade några system tidigare. Vid Burlington Northern Santa Fee har användningen ökat med faktorn 7.


Figur 4-2 Antal LOCOTROL-system i bruk 1997 och 2003.


9 Pålok användning och metoder

9.1 Nya metoder för amerikanska pålok Wabtec i USA har utvecklat en anordning för fjärrstyrd bromsning av tillfälligt påskjutande lokomotiv. Fjärrstyrningen av bromsen sker via en anordning Wabtec utvecklat, ”HelperLink” från tåget. Wabtec har också utvecklat anordningen ”On the Fly” för att föraren på påskjutande lok skall kunna koppla loss loken från tåget under rörelse när påskjutningen skall avbrytas. I USA där man använder automatkoppel är de påskjutande lok, helper locomotive eller pusher locomotive alltid kopplade till tåget. Bromsledningen i tåget avslutas i EOT (End OF Train enheten) som bl a övervakar och rapporterar ledningstrycket i tågslutet till främre loket vanligen via radio. Det påskjutande loket är alltså i detta fall inte anslutet till tågets bromsledning. EOT-enheten sänder via radio uppgift om bromsledningens tryck till Wabtecs anordning ”HelperLink Control Unit” ombord på de påskjutande loken. Därigenom styrs bromsarna på de påskjutande loken som om de vore direkt kopplade till bromsledningen på den sista vagnen16. Eftersom loken är hopkopplade under påskjutningen måste de kunna kopplas isär då påskjutningen skall upphöra. Genom Wabtecs anordning ”On-the-Fly” kan föraren på de påskjutande loken koppla loss dessa under det tåget är i rörelse. Det sker genom en relativt enkel pneumatisk lyftanordning för knucklekopplets låsregel som styrs via de påskjutande lokens multippelkopplings-kabel (MU cable)17.

16 James Zemyan, Wabtec, Privat kommunikation 17 Wabtec, Informationsbrochyr: HELPERLINK™, “On the Fly” Uncoupling System


9.2 Pålok i Sverige I Sverige används begreppet pålok för lokomotiv som inte är kopplat till tåget men skjuter på detta från en bevakad station ut på linjen (se bestämmelser för pålok 2.1). Pålok används vid behov t ex på grund av linjens lutningsförhållanden, lövhalka på höstarna o s v. (BV SÄO §1:23 och §39). Påskjutningssträckan kan vara på del av en stationssträcka till en viss punkt där påskjutningen avbryts varefter påloket återgår som vut (vagnuttagning) till stationen där påskjutningen påbörjades. Påskjutningen kan också vara på en hel stationssträcka. till nästa station. För tåg med pålok är största tillåtna hastighet (sth) 40 km/h. (BV SÄO §68:4 punkt c) Genom systemet med sidobuffertar är det möjligt att skjuta på utan att påloket är kopplat till tåget. Påloket får inte tappa kontakten med tåget (så att buffertarna inte har kontakt). Då finns risk för att påloket kan köra på tåget om det försöker inhämta avståndet. Tåget kan ha tappat fart i stigningar eller att föraren sänkt hastigheten av någon anledning så att hastighetsskillnaden mellan tåg och pålok ökats. Tappas kontakten måste påloket allts avbryta påskjutningen. Om UIC automatkoppel av den ryska grundtypen Willisen SA-3 eller det nyutvecklade kopplet C-Akv från SAB WABCO införs bör det fortfarande vara möjligt för påloket att skjuta på utan att loket är kopplat till tåget. Dessa koppel har ett ”skjutsläge” där det går att trycka med kopplet utan att hopkoppling sker (se rapporten Automatkoppel). Å andra sidan finns det goda möjligheter att i automatkopplen införa automatisk (fjärrstyrd) avkoppling. Att fjärrstyra ett koppel på det egna påloket bör vara enkelt och kunna införas utan att det ”intelligenta godstågets” styr- och övervakningssystem behövs. Med det skulle man vinna att man inte riskerar att tappa kontakten mellan påloket och tåget. Om det skulle hända får påloket, enligt bestämmelserna, inte på nytt gå emot tåget när det är i rörelse. Kopplet C-AKv har dessutom inbyggd överföring av huvudledning och eventuella el-/signalledningar varför möjlighet kan finnas att i ett framtida ”Intelligent godståg” ansluta påloket till tågets bromssystem (tågbromsen). Jämför med de motsvarande amerikanska anordningarna för pålok ”Helper Link” och ”On the Fly” (se 9.1).


10 Användning av DP i Europa Kan DP användas i Europa för att köra längre godståg än 750 m och i högre hastighet än 120 km/h? Radiostyrd DP har lägre säkerhet och är mindre säkerhetsrelevant än FEBIS-systemet. FEBIS-projektet tvingas nu till begränsningar, högst 750 m tåglängd och högsta tillåtna hastighet 120 km/h. Som framgått tidigare (se 6.1) kan radiobaserad DP inte användas inom UIC för att höja den gräns för tåglängd och största tillåtna hastighet som gäller för det pneumatiskt bromsade tåget utan DP. DP bidra med kortare bromssträckor, lägre tryckkrafter och de andra fördelarna DP ger. DP kan bidra till att effektivisera den vanliga godstrafiken genom att öka flexibiliteten på följande sätt:

• Möjliggör hopkoppling av mindre modulära tåg till ett större som körs av en förare från det främsta loket på en gemensam bansträcka, varefter det delas upp i de mindre tågen som grenas ut mot sina destinationer enlig Train Sharing and Coupling (TSC) konceptet – minskad kostnad för rangering och växling

• Godståg med ett lok i vardera tågändan möjliggör skytteltrafik med snabba vändningar i ändpunkterna och snabba byten av tågets färdriktning t ex vid byte till annan järnvägslinje i en knutpunkt

• Om ändå dragkraftsbehovet kräver mer än ett lok får man sådana fördelar som nämnts vid DP för långa och tung tåg genom att fördela dragkraften i tåget i stället för att ha båda loken i tågets framända.

• Personalbesparing – en förare på den för tågen gemensamma sträckan

• Bara ett tågläge behövs på den gemensamma sträckan

10.1 Tyska försök med DP I Tyskland har DP för några år sedan gjort försök med DP18. Syftet var att förbättra effektivitet och kostnader vid allmän godstrafik genom att utnyttja DP. Man ville bl a uppnå de fördelar som nämnts i avsnittet 10 och pekade på DP som en viktig förutsättning för Train Sharing and Coupling (TSC) konceptet.

18 Hoerl, Pohl, Witthuhn, DB AG: Multiple Radio Remote Control of Locomotives in Train Sets at

Deutsche Bahn AG, WCRR, Köln 25-29/11 2001


Men DB AG ville också använda DP för att köra långa godståg i bromsgrupp ”P” samt att köra tunga tåg (kol, järn, stålprodukter). Anmärkning: Mot bakgrund av vad som sagts i 1.2.8 om att DP rimligen inte kan anses som säkerhetsrelevant torde det inte vara acceptabelt att köra lång tåg (längre än vad det konventionella P-bromsen själv medger) i läge P och heller inte möjligt att köra tyngre tåg. För försöken utrustades två dieselelektriska lok klass 232 med DP-styrning typ LOCOTROL III från GE-HARRIS. DP systemet tillåter upp till fem lokgrupper. Sändar/mottagaren använder två kanaler. Det är därför möjligt att automatiskt byta kanal vid fel. Slavlokomotivens radioutrustning fungerar också som repeatersändare för alla meddelanden från masterlokomotivet. För försöksperioden har man fått tilldelat frekvensen 419,73 Hz. Maximal uteffekt är 0,5 W. Det finns två antenner på loken för att öka tillförlitligheten i radiokommunikationen. Efter olika prov i testrigg och i tåg fick man godkännande i slutet av år 2000. Därefter påbörjades försök med gruståg i kommersiell trafik på linjen Eilenburg-Ost/Zella-Melis. DB har också gjort preliminära studier för att utrusta elektriska lok med DP.

10.2 DP används i Schweiz SBB använder som beskrivits en speciell LOCOTROL-variant i godstrafik genom Alperna, se 8.7.


Bilaga 1

Litteratur och referenser Allmänt om järnvägssystem, tågfordon, bromssystem, koppel, stabilitets- och urspårningsproblem Evert Andersson, Mats Berg: Järnvägssystem och spårfordon, del 1 och 2, KTH Järnvägsteknik

AAR kabel- och radiobaserade ECP-bromssystem Fred Carlson, Privat kommunikation, Transportation technology Center, Inc. (TTCI) Pueblo Colorado, USA

Brian Smith, Fred Carlson: Electronically Controlled Pneumatic (ECP) Brake Systems, WCRR, Köln, 25-29/11 2002

International Railway Journal, August 2001: Rail Operators and Wagon Owners Benefit From ECP Fred Carlson: Railways Start to Realize Benefits of ECP Technology, International Railway Journal June 2002, sid 19-20

PROGRESSIVE RAILROADING, November 1998, sid 31-37

Mikel Popke: Braking through: ECP slowly gains ground, Progressive Railroading, November 1998 p 34

International Railway Journal, August 2001: Rail Operators and Wagon Owners Benefit From ECP

AAR kabelbaserade ECP-broms AAR Manual of Standards and Recommended Practices. ELECTRONICALLY CONTROLLED PNEUMATIC (ECP) CABLE-BASED BRAKE SYSTEM–PERFORMANCE REQUIREMENTS, Standard S-4200 Wabtec hemsida: http://www.wabtec.com Wabtec, broschyr: ECP-4200 Electronically Controlled Pneumatic Brake System, 2 sidor. New York Air Brake (NYAB), hemsida: http://www.nyab.com/ Zeftron Inc, Montgomery, Illinois, USA, Hemsida: http://www.zeftron.com Robert Kull, Wabtec, Privat kommunikation James Zemyan, Wabtec: Privat kommunikation


Bryan McLaughlin, New York Air Brake: Privat kommunikation Marshall Beck, New York Air Brake: Privat kommunikation

AAR radiobaserade ECP-broms och radiobaserade DP R J Foy, GE-HARRIS Railway Electronics, GE Transportation Systems Global Signaling LLC, Privat kommunikation Mike Darby, Vice-President Railways, BHP Billiton Iron Ore, Privat kommunikation AAR SPECIFIKATION (DRAFT) S-4300 PERFORMANCE REQUIREMENT FOR ELECTRONICALLY CONTROLLED PNEUMATIC (ECP) RADIO_BASED FREIGHT BRAKE SYSTEM (UTKAST) Tony Lynch, BHP Iron Ore and David Peltz, GE-Harris Railway Electronics: IMPLEMENTING ELECTRONICALLY CONTROLLED PNEUMATIC BRAKING SYSTEMS, 26 pages

Alternativa kabel- eller radiobaserade system för bättre fjärrstyrnings- och bromsegenskaper inom AAR Robert Kull, Wabtec: New Train Braking Systems for Train Handling Improvement, Paper presented to: Association of American Railroads 2000 Damage Prevention & Freight Claim Annual Session–Portland Oregon July 20, 2000

Wabtec, Informationsbroschyr: HELPERLINK™, “On the Fly” Uncoupling System Robert Kull, Wabtec, Privat kommunikation James Zemyan, Wabtec: Privat kommunikation

Europeiska datorstyrda pneumatiska bromssystem och ”Intelligenta godståg” Om EBAS Egbert Sonder:Elektrische/elektronische Brems-Abfrage und Steuerung für Güterzüge, ZEVrail Glasers Annalen 119 (1995) Nr. 11/12 November/Dezember, sid 505-512 Stefan Witte: CAN in Güterzügen Feldbus-Technik, artikel på Internet http:://www.elektroniknet.de/topics/automatisieren/fachthemen/artikel/1998/98016.htm

Om FEBIS/EFIS Frank Minde, Stefan Witte: FEBIS: Kommunikationsbasierte elektronisch gesteurte bromse, EisenbahnTechnisches Rundschau, Mai 2001 Frank Minde, Dario Barberis, Alain Bonnet: FEBIS: Communikation-based electronically controlled brake, WCRR, Köln 25-29/11 2001 Stefan Witte: FEBIS System Aspects, WCRR, Köln 25-29/11 2001


Roberto Tione, Private communication SAB WABCO

Fördelad dragkraft – Distributed Power, DP och pålok AAR Manual of Standards and Recommended Practices Brakes and Brake Equipment: Specification S-4250-03, PERFORMANCE REQUIREMENTS FOR ITC CONTROLLED CABLE-BASED DISTRIBUTED POWER SYSTEMS Adopted: May 1, 2003 GE Harris Harmon Railway Technology, GE Transportation Systems Global Signaling, LLC: LOCOTROL® Distributed Power, Informationsskrift 29 sidor GE Harris Harmon Railway Technology, GE Transportation Systems Global Signaling LLC: LOCOTROL® Distributed Power, Informationsbroschyr, 2 sidor Hoerl, Pohl, Witthuhn, DB AG: Multiple Radio Remote Control of Locomotives in Train Sets at Deutsche Bahn AG, WCRR, Köln 25-29/11 2001 Pulse Electronics (ett företag inom Westinghouse Air Brake Company); Broschyr: HELPERLINK™ ”On the Fly” Uncoupling system, 3 sidor R J Foy, GE-HARRIS Railway Electronics, GE Transportation Systems Global Signaling LLC, Privat kommunikation Robert Kull, Wabtec, Privat kommunikation James Zemyan, Wabtec: Privat kommunikation

Försök med och införande av kabelstyrd DP/ECP-broms samt utvecklingsstrategier för lönsam tung godstrafik Dave van der Meulen, Chief Engineer (Systemic Rail Solutions), Spoornet, South Africa: Privat kommunikation Dave van der Meulen: ”Towards the next level of train handling technology” presented at the 90th Convention, Air Brake Association, Chicago, September 1998 Dave van der Meulen: “Evaluation of Wireline ECP Braking and DP on the Ermelo-Richards Bay Coal Export Line”, Presented at 92nd Annual Convention, Air brake Association, Chicago, September 2000 Dave van der Meulen: “Progress with Evaluation of Cable-based ECP Braking and Distributed Power”, Presented at the 7th International Heavy Haul Conference, Brisbane, June 2001 Dave van der Meulen: “Strategies for freight train integrated ECP braking plus distributed power”, Presented at World Congress on Railway Research, Köln, November 2001 Dave van der Meulen: “Developing Business Cases for Integrated ECP Braking plus Distributed Power”, Presented at the 94th Convention, Air Brake Association, Chicago, September 2002 Dave van der Meulen:"Integrated ECP Braking Plus Distributed Power: From business Case to Strategic Context", Presented at the South African society for Railway Engineering, 21 November 2002


Dave van der Meulen: “Why heavy haul? Learning from the cost effectiveness of heavy axle loads in South Africa”, ERRI, UIC & UNIFE Heavy Haul: The solution for Europe´s future? Paris 11& 12 March 2003 Dave van der Meulen: “Globalisation and Open Architecture for Railways: A Role For Integrated ECP Braking Plus Distributed Power”, Presented at World Congress on Railway Research, Edinburgh, 28/9 –1/10 2003

Om ”Intelligenta godståg” och INTELFRET INTELFRET, Intelligent Freight Train, Final Report For Publication, ERRI 31/1 2000 Marc Guigon, SNCF: Intelligent Freight Train, WCRR, Köln 25-29/11 2001

Trafikering med Train Sharing and Coupling, blocktåg och modulära tåg Markus Bürkl, DB AG: Modular Freight Train System, WCRR, Köln 25-29/11 2001 Heinz Weinmann, Deutsche Bahn AG: New procedures of coupling and splitting-up trains, WCRR, Köln 25-29/11 2001 Marc Guigon, SNCF: Intelligent Freight Train, WCRR, Köln 25-29/11 2001

System för intern och extern kommunikation i tåg EU PROJEKT: ROSIN, Railway Open System Interconnection Network: WEB TECHNOLOGY FOR RAILWAYS (information på Internet) EU PROJEKT: MORANE, Mobile Radio for Railway Networks in Europe (information på Internet)

fördelad dragkraft och fjärrstyrda lok - kth/menu/... · radiostyrd dp av typ locotrol i...

Documents