DAC - The Digital Automatic Coupler

Automatisk (av)koppling/växling

Grundtanken med kopplet är att ta bort tidskrävande och farligt arbete för att påbörja resan mot att göra godstransporter på järnväg konkurrenskraftiga och mer flexibla.

Genom att ta bort det manuella arbetet i samband med rangering av tågvagnar försvinner också den farliga och tunga processen att arbeta mellan vagnarna på rangerbangården. Ett arbete som idag inte är särskilt attraktivt.

Europa är en av de sista kontinenterna att byta från skruvkoppel till automatkoppel, något som varit standard i exempelvis USA sedan över 100 år tillbaka. Försök att byta ut standardkopplingen i Europa har tidigare gjorts men utan framgång.  

I kontrast till de tidigare använda automatkopplen försöker européerna att ytterligare förbättra tekniken genom att inkludera digitala anslutningar i kopplingen. Detta är nyckeln till att möjliggöra många applikationer som inte gör DAC till en fristående teknik utan till ryggraden för ”helt digitala godståg” för att uppnå den ambitiösa omvandlingen av den europeiska godstrafiken på järnväg.

Ökad säkerhet och processpålitlighet

Dagens manuella förberedelseprocesser av järnvägsgods omfattar till- och frånkoppling, anslutning av luftrör och kontroll av bromsar, tågsammansättning och signaler. Det kräver att personal går upp och ner längs hela tåglängden för att göra visuella och praktiska inspektioner, tester och kontroller av att alla funktioner är anslutna och intakta. Denna manuella hantering tar lång tid, vilket kostar pengar och minskar effektiviteten.

Introduktionen av det digitala automatiska kopplet möjliggör, som namnet antyder, digital och automatisk koppling samt digitala tester av bromsar, tågsammansättning och signaler. Automatiseringen av dessa processer minskar förberedelsetiderna vilket skapar mer kapacitet i terminalerna. Beräkningar visar att införandet av DAC, tillsammans med den nya standarden European Rail Traffic Management System, förväntas öka terminalernas effektivitet med upp till 40 % (Lipka, https://trans.info/en/dac-rail-freight-europe-385637).

Genom att ta bort det manuella arbetet i samband med rangering av tågvagnar försvinner också den farliga och tunga processen att arbeta mellan vagnarna på rangerbangården.

DAC möjliggör säkrare bromssystem och processäkerhet 

Det digitala automatkopplet gör det möjligt att använda ett elektropneumatiskt (EP) bromssystem som drastiskt förkortar tågets bromssträcka.  

Dagens standardluftbromssystem på godståg bygger på att lufttrycket överförs längs bromsröret från loket tillbaka till den sista vagnen i steg, en vagn i taget. Processen tar tid, vilket gör att bromsningen av fordonen sker vid olika tidpunkter längs tåget. Medan de främre vagnarna går sönder kan de bakre fortfarande köra i full fart. När bromsarna lossas drar den främre delen av tåget den bakre delen, som fortfarande bromsar, och orsakar påfrestningar på räls och koppel. Detta innebär en avsevärd begränsning av driften.  

Det nya EP-bromssystemet kommer att ge lokföraren omedelbar kontroll över hela tåget, vilket avsevärt förbättrar fordonets reaktionstid, eftersom det aktiverar bromsarna på alla vagnar samtidigt.  

Banar väg för intelligenta godståg

Med det digitala automatkopplet kopplas lokets elektronik och energiförsörjning samman genom hela tågets längd. Utrustat med ”elektronisk intelligens” i form av styrsystem, sensorer och ställdon kommer kopplet att kunna fungera som en viktig möjliggörare för många möjliga framtida digitaliserings- och automatiseringsfunktioner som krävs av järnvägsfraktindustrin.

Kommunikation genom hela tåget ger lokföraren kontroll både under förberedelse- och körtid, vilket både förkortar förberedelsetiderna och ger föraren information för att fatta bra beslut under körning. Tillsammans med sensorer i och utanför vagnarna kan föraren till exempel få varningar om ett hjulpar slutar rotera, vilket kan orsaka hjulplattor, eller om en tempererad vagn inte fungerar som den ska. Precis som lastbilen idag får information om luftbrist i ett av däcken eller om vagnen är ojämnt lastad, möjliggörs dessa kommunikationssystem även för järnväg med DAC.

Den fulla potentialen hos det beslutade signalsystemet, European Rail Traffic Management System (ERTMS), frigörs också med DAC. Det ger lokföraren och infrastrukturförvaltaren bättre informationsflöden så att de kan fatta mer välgrundade beslut om körning och underhåll. Detta kommer att resultera i effektivare användning av spåren, förhindra stopp i trafiken och bidra till snabbare och mer exakt underhåll av både spår och vagnar.  

Flyttbara block – ökad kapacitet på spåren

Tillsammans med ett elektroniskt tågstyrningssystem på högsta nivå möjliggör dataanslutningarna i DAC "flyttbara block".

Flyttbara block är ett signalblocksystem där längden på en "säker zon" runt varje tåg, blocken, definieras i realtid av datorer. Detta kräver noggrann information om den exakta platsen och hastigheten för alla vagnar vid varje given tidpunkt. Det inkluderar också kontinuerlig kommunikation mellan det centrala signalsystemet och tågets hyttsignalsystem.

Flyttbara block gör det möjligt för tåg att köra närmare varandra samtidigt som de erforderliga säkerhetsmarginalerna bibehålls, vilket ökar linjens totala kapacitet.

Det kan jämföras med dagens system: fast blocksignalering. Fasta block hänvisar till förinställda säkerhetszoner där ett tåg inte tillåts köra in i en sektion förrän den sektionen, och oftast även sektionen bortom den, är tom. Med låga informationsflöden om var ändvagnen befinner sig upprätthåller detta effektivt ett utrymme mellan tåg med två block. Blocken kan vara några hundra meter långa och upp till många kilometer beroende på tågfrekvens, hastighetsbegränsningar, lutningar och så vidare. Systemet är uppbyggt med signaler längs spåret, en trafikledare eller signalman som indikerar att tåget kan fortsätta eller inte.

Med ett bättre bromssystem som reagerar omedelbart och samtidigt tillsammans med det rörliga blocksystemet skulle säkerhetsavstånden kunna förkortas, och loken skulle kunna dra tyngre och längre tåg. Detta skulle öka den europeiska järnvägens produktivitet eftersom fler spår kan användas att köra på. Det innebär att ny kapacitet frigörs utan behov av ny infrastruktur.