Staniční zabezpečovací zařízení

Staniční zabezpečovací zařízení, označované také jako stavědlo,^[1] je železniční zabezpečovací zařízení, které zabezpečuje jízdy vlaků a posunových dílů v dopravnách s kolejovým rozvětvením, například ve stanicích či odbočkách.^[2] Základním úkolem těchto zařízení je bezpečné vyřešení závislostí mezi polohami výhybek a návěstí pro současně zakázané jízdní cesty, v neposlední řadě také předání informace o povolení jízdy strojvedoucímu.^[3] Protože chyba v řízení provozu může vést ke značným škodám, ale i k ohrožení zdraví a života osob, konstruují se taková zařízení tak, aby se případná závada projevila bezpečným směrem.^[4]

Za vývojem staničních zabezpečovacích zařízení stálo především vyřešení vztahu mezi polohou výhybek a návěstidel pro současně zakázané vlakové cesty, další úlohou byla možnost dát strojvedoucímu návěst povolující jízdu. V ranné fázi provozu na železnici byly jednotlivé prvky (výhybky, návěstidla) obsluhovány železničními zaměstnanci přímo na místě, což vyžadovalo jejich pohyb po celé stanici.^[5]

Postupně bylo zaváděno centrální stavění, které umožňovalo obsluhu prvků v kolejišti z jednoho místa ve stanici. To vedlo ke vzniku centrálních mechanických stavědel s logickými závislostmi pomocí mechanických registrů. Prvky v kolejišti byly ovládány mechanicky, ruční síla obsluhujících pracovníků byla přenášena pomocí táhel, drátovodů, lanek či řetězů, informace byly strojvedoucím předávány pomocí mechanických návěstidel.^[5] Mezi mechanická zabezpečovací zařízení patří také ústřední zámek.^[6] Zřejmě největší mechanické stavědlo bylo v provozu v letech 1900 až 1933 v Paříži, bylo v něm na délce 33 m umístěno 200 stavěcích pák.^[7]

Železniční společnosti hledaly cesty, jak odstranit fyzicky náročné přestavování výměn pomocí ručních pák. Jedním z řešení bylo zavádění hydraulického stavění výměn, které probíhalo v 70. a 80. letech 19. století, ale k velkému rozšíření těchto systémů nedošlo. Větší oblibě se těšila elektropneumatická stavědla, kde byly výhybky přestavovány pomocí stlačeného vzduchu. Prvním dodavatelem byla od roku 1883 americká firma Westinghouse a k jejich největšímu rozšíření došlo v USA a ve Velké Británii. K jejich rozšíření došlo i v kontinentální Evropě, často na spádovištích, např. v Českých Budějovicích.^[8]

Centrální mechanická stavědla se ukázala jako obtížně použitelná pro velké stanice. Tento problém se podařilo vyřešit pomocí hradlové vložky, kterou vynalezl v 2. polovině 19. století Carl Ludwig Frischen. Ta umožnila elektricky propojit několik mechanických stavědel (umístěných zpravidla u každého zhlaví stanice, tj. dvě u jednoduchých stanic). Tak vznikla elektromechanická zabezpečovací zařízení, která zpočátku zachovala mechanický přenos síly k prvkům v kolejišti.^[5]

První elektromechanické zařízení bylo dáno do provozu v roce 1871. Pro detekci projetí určitého místa ve stanici se pak začaly používat rtuťové nebo mechanické kolejnicové doteky a izolované kolejnice. Výhodou elektromechanického stavědla přitom je, že nepotřebuje externí zdroj elektrické energie pro svůj provoz, neboť střídavý proud pro hradlové závěry se získává otáčením kliky induktoru.^[9]

Na základě patentu Američana Williama Robinsona z roku 1872 začaly být zaváděny kolejové obvody, které umožňovaly detekovat obsazenost koleje železničními vozidly.^[10] Na konci 19. století začaly být zaváděny elektromotorické přestavníky výhybek (první pokusy s jejich zaváděním probíhaly v roce 1887 v USA a Francii),^[7] na počátku 20. století se objevila první světelná návěstidla. Tyto vynálezy byly použity při zavádění elektrodynamických stavědel^[5] (starší a jednodušší zařízení byla nazývána též elektrická stavědla),^[8] kde jsou závislosti řešeny kombinací mechanických a elektrických principů, ovládání venkovních prvků již bylo ve velké míře řešeno elektricky.^[5]

Vůbec první elektrodynamické stavědlo bylo aktivováno již v roce 1889 v dopravně East Norwood (stát Ohio), kde se křížily tratě Baltimore and Ohio Southwestern Railroad a Cincinnati Northern Railroad.^[11] Pravděpodobně první elektrické stavědlo na území pozdějšího Česka bylo aktivováno firmou Siemens & Halske 17. září 1894 v Přerově.^[8]

Dalším vývojovým krokem byla reléová stavědla, první takové zařízení uvedla do provozu firma Brake & Saxby Co. Ltd v roce 1927 v Anglii.^[12] První reléové zařízení v USA bylo dáno do provozu v únoru 1929 v nebraském Lincolnu na trati společnosti Chicago, Burlington and Quincy Railroad. První reléové stavědlo s cestovým systémem kde se pomocí tlačítek volil začátek a konec vlakové cesty, bylo aktivováno v anglické stanici Brunswick v únoru 1937. Jednalo se o zařízení označované jako NX, což byla zkratka z eNtranceeXit, čili vjezd-odjezd.^[11] V Československu bylo první takové staniční zabezpečovací zařízení aktivováno v roce 1950 ve stanici Chrast u Chrudimi. Jednalo se o zařízení firmy Ericsson,^[5] která své první reléové stavědlo nasadila ve Švédsku v roce 1934.^[12] U těchto zařízení byly již všechny závislosti elektrické, rovněž venkovní prvky se ovládají výhradně elektricky.^[5] Další inovací pak bylo ovládací a indikační pult složený z kostek stejné velikosti, první takové zařízení instalovala firma Siemens v roce 1942 ve stanici Birkenwerder.^[12] V Československu se pak začala uplatňovat zařízení dodávaná ze Sověstského svazu (tzv. vzor SSSR) s individuálním stavěním výměn, první byla instalována v roce 1953 ve stanicích Velim, Pečky a Varín.^[13]

V případě velkých stanic by bylo ovládání pomocí tlačítek na pultu s reliéfem kolejiště příliš složité a nepřehledné, navíc by byl ovládací panel příliš velký. Jednou z cest, jak tento problém vyřešit, bylo zavedené číslicové volby. Na takovém zařízení výpravčí místo obsluhy tlačítek zadal číselný kód daného bodu v reliéfu kolejiště. V Československu bylo zařízení s číslicovou volbou poprvé použito v České Třebové.^[14]

S rozvojem výpočetní techniky začala být reléová stavědla vybavována počítačovou zadávací úrovní se zachováním reléové prováděcí části. První takové zařízení v Československu bylo nasazeno v roce v roce 1991 v Dřísech. Podobná stavědla, pro kombinaci reléové a elektronické techniky označovaná jako hybridní, byla od poloviny 90. let 20. století nasazována ve větší míře ve stanicích na tehdy modernizovaném českém I. koridoru.^[15]

Další vývoj směřoval k náhradě elektromechanických relé elektronickými prvky, což vedlo k nasazení výpočetní techniky, která zajišťuje bezpečné rozhodovací úlohy. V těchto systémech označovaných jako elektronická stavědla jsou jízdy vlaků zabezpečovány v na sobě nezávislých paralelních větvích, kdy jakákoliv porucha jedné z větví nesmí způsobit nebezpečný stav.^[16]

První elektronické stavědlo bylo nasazeno firmou Ericsson v roce 1978 v Göteborgu,^[16] prvním skutečně elektronickým stavědlem v Česku bylo zařízení SZZK-98 firmy Starmon, které bylo aktivováno 21. prosince 1996 ve Slatiňanech.^[15][17]

I u elektronických stavědel se pro ovládání venkovních prvků zpočátku používala relé, ale i ta byla postupně nahrazena elektronickými prvky. V českém prostředí jsou stavědla zcela bez relé označována jako digitální stavědla. První takové zařízení na síti SŽDC bylo aktivováno v říjnu 2006 ve stanici Hluboká nad Vltavou.^[18]

• Obrázky, zvuky či videa k tématu staniční zabezpečovací zařízení na Wikimedia Commons