С развитието на железопътния транспорт и увеличаването на скоростите възниква необходимостта безопасността на движението да не зависи единствено от това дали локомотивният машинист е видял и правилно е възприел показанието на сигналите. Лошата видимост при парните локомотиви, умора, моментно разсейване или неправилна преценка могат да доведат до пропускане на предупредителен сигнал, превишаване на допустимата скорост или преминаване покрай сигнал, забраняващ движението.
Системите за влакова защита са технически средства, предназначени да намалят риска от подобни ситуации. Най-простите от тях само предават или повтарят в кабината информацията от пътните сигнали и изискват потвърждение от машиниста. По-съвършените системи следят скоростта и движението на влака и при необходимост могат автоматично да задействат спирачките. С развитието на техниката тази функция постепенно прераства от обикновено предупреждение на машиниста в непрекъснат контрол върху допустимото движение на влака.
Метална четка при съвременен локомотив
От предупреждение към контрол на движението
Първите системи решават преди всичко един основен проблем – как да бъде предупреден машинистът, ако по някаква причина не е възприел правилно пътния сигнал. Следващата стъпка е системата не само да предупреждава, но и да проверява действията му. Появяват се устройства, които изискват потвърждение при преминаване покрай ограничително показание и автоматично задействат спирачките, ако необходимата реакция не последва. С увеличаването на скоростите това вече не е достатъчно. Необходимо е да се контролира и скоростта на влака – първоначално в определени точки по железния път, а впоследствие по цялата дължина на участъка. Така постепенно се оформят системите, които днес обобщено определяме като системи за автоматична влакова защита – ATP (Automatic Train Protection).
Особено важна роля в това развитие има германската INDUSI (Induktive Zugsicherung), чиито серийни варианти се появяват през 30-те години на XX век. За разлика от непосредствения електрически контакт при Crocodile, информацията тук се предава индуктивно между пътно и локомотивно оборудване. От INDUSI впоследствие се развива PZB (Punktförmige Zugbeeinflussung). Системата и нейните разновидности получават широко разпространение и оказват значително влияние върху развитието на точковите системи за влакова защита в Европа. Поради историческото и техническото значение на INDUSI/PZB, както и наличието ѝ на някои работещи в България локомотиви и мотрисни влакове, на PZB е посветен отделен раздел.
LZB – непрекъснат контрол на движението
Следващ важен етап в развитието на системите за влакова защита е германската LZB (Linienzugbeeinflussung – линейно въздействие върху влака). Тя е разработена през 60-те години на XX век във връзка с необходимостта от безопасно движение със скорости, при които традиционното наблюдение на пътните сигнали и точковият контрол вече не са достатъчни. За разлика от PZB, при която обменът на информация се извършва само при преминаването на влака над определени точки, LZB осигурява непрекъсната двупосочна връзка между влака и пътното оборудване чрез кабел, положен в средата на междурелсието. Системата предава към локомотива разрешената скорост и разстоянието до мястото, където тя трябва да бъде достигната, а бордовото оборудване непрекъснато контролира движението и при необходимост автоматично задейства спирачките. По този начин машинистът получава информация не само за непосредствено предстоящия сигнал, а за значително по-голям участък от маршрута пред влака. LZB позволява движение със скорости над 160 km/h и в продължение на десетилетия е основна система за управление и защита на високоскоростните линии в Германия. Нейният принцип на непрекъснат контрол на разрешеното движение е важна стъпка между по-ранните точкови системи като PZB и съвременните цифрови системи от типа ETCS.
Съвременните системи
През XX век различните европейски железници разработват множество собствени системи за влакова защита. Те използват различни принципи за предаване на информация – механичен контакт, електрически контакт, индуктивни устройства, кодирани релсови вериги, бализи и радиовръзка. Резултатът е висока степен на безопасност, но и сериозен проблем: локомотив, преминаващ през няколко държави, може да се нуждае от няколко различни и несъвместими бордови системи. Именно необходимостта от общ европейски стандарт води до разработването на ETCS – European Train Control System. При него влаковата защита вече не се разглежда просто като устройство, което предупреждава машиниста при преминаване покрай определена точка. ETCS позволява на бордовото оборудване да разполага с информация за разрешеното движение, ограниченията и характеристиките на участъка и да следи дали влакът остава в безопасните граници на движение. Така развитието, започнало през XIX век с една контактна пластина между релсите и четка под локомотива, постепенно достига до съвременните цифрови системи, способни непрекъснато да контролират движението на влака. В следващите раздели са разгледани принципите на действие, развитието и приложението на АЛСН, INDUSI/PZB, ETCS и други системи за влакова защита, с отделно внимание на системите и техническите решения, използвани по българската железопътна мрежа.
Къде сме ние?
Исторически, в България първата такава система е съветската АЛСН, приложена в участъка Илиянци/Казичене - Карлово през 1972. Тя съществува, макар и неизползвана до 2008 г, когато пътното оборудване е окончателно демонтирано. През 1985 г, заедно с новата осигурителна техника в участъка София - Пловдив е въведена шведската точкова система EBICAB 700 и по-точно нейната адаптирана за България версия JZG-703. Впоследствие тази система е продължена до Стара Загора, а през 2005 г от Стара Загора до Бургас е въведена ранна версия на ETCS ниво 1, по-късно демонтирана във връзка с подновяването на линията. Към септември 2026 г единствените участъци със система за влаков контрол са Септември - Пловдив и Крумово - Свиленград, оборудвани с ETCS ниво 1.