Asemien junanlähettäjistä kohti keskitettyä kauko-ohjausta — Suomen ensimmäinen kauko-ohjattu rataosa käyttöön 60 vuotta sitten

Julkaistu 16.4.2022

Ensimmäiset rautateiden kauko-ohjausjärjestelmät otettiin käyttöön Yhdysvalloissa jo vuonna 1927, mutta Suomessa ensimmäisen rataosan kauko-ohjaus tuli käyttöön Mikkelin ja Pieksämäen välille vuonna 1962. Tämä artikkeli kertoo kauko-ohjausjärjestelmien kehityksestä ja erityisesti Mikkelin ja Pieksämäen välisen vanhan kauko-ohjausjärjestelmän toiminnasta.

Sisältö:
Kauko-ohjausjärjestelmien kehittyminen muualla maailmassa
Kauko-ohjauksen ensiaskeleet Suomessa
Ensimmäinen kauko-ohjattu rata Suomessa
Kauko-ohjauksen rakentaminen Suomessa

Jo höyryveturiaikaan junan kuljettamiseen riitti kaksi henkilöä, mutta junien turvallisen kulun varmistaminen sitoi asemille merkittävän määrän henkilökuntaa. Jotta junat voivat ajaa riittävän tiheästi, piti asemien välimatkat olla sopivan lyhyitä. Junanlähettäjät sopivat asemilla junakohtauksista ja junien lähettämisestä eteenpäin viereisten asemien junanlähettäjän kanssa ja varmistivat, että junat saapuivat linjaosuuksilta kokonaisina. Junanlähettäjän lisäksi vähänkin isommilla asemilla työskenteli myös vaihdemiehiä, jotka käänsivät vaihteita junanlähettäjän ohjeiden mukaisesti.

Sähkö- ja erityisesti reletekniikan myötä rautateille saatiin turvallisuutta ja junaliikenteen sujuvuutta parantavia keksintöjä. Junanlähettäjä saattoi nyt kääntää aseman vaihteita suoraan painamalla asetinlaitetaulun painikkeita kulkutien turvaamiseksi, jonka jälkeen järjestelmä käänsi vaihteet automaattisesti oikeaan asentoon, minkä jälkeen sähkötoimiseen valo-opastimeen syttyi ajon salliva opaste. Junien liikkuminen ja raiteiden varattuna tai vapaana oleminen nähtiin asetinlaitteen ilmaisintaulussa eristettyjen raideosuuksien raidevirtapiirien ja myöhemmin akselinlaskennan avulla. Linjasuojastuksen avulla voitiin puolestaan varmistaa, että linjalta saapunut juna on tullut kokonaisena ja linjalle junien lähettäminen vastakkaisista suunnista oli teknisesti estetty. Linjasuojastus myös mahdollisti junien lähettämisen linjalle samaan suuntaan jo ennen kuin juna oli seuraavalla asemalla, kun asemaväli jaettiin suojastusopastimien avulla useampaan suojaväliin.

Nämä tekniset kehitysaskeleet antoivat mahdollisuuden myös siihen, ettei junanlähettäjiä välttämättä tarvittukaan enää asemilla, vaan samoja tehtäviä voitaisiin hoitaa keskitetysti siten, että erityisessä kauko-ohjauskeskuksessa yksi henkilö kykenee hoitamaan tekniikan avulla useamman aseman ja niiden välisen liikenteen samanaikaisesti. Kauko-ohjauskeskuksesta oli mahdollista suorittaa etänä samat toiminnot kuin käyttämällä asemalla olevaa asetinlaitetta paikallisesti.

Suomessa ensimmäinen kauko-ohjattu rataosa Mikkelistä Pieksämäelle otettiin käyttöön 16.4.1962.

Kauko-ohjausjärjestelmien kehittyminen muualla maailmassa

Tähän koottu kauko-ohjausjärjestelmien kehityksen yleistä historiaa. Historia ei ole missään määrin kattava esimerkiksi eri maiden osalta, vaan kuvaa enemmänkin tekniikan kehittymistä, käyttöönottojen laajentumista sekä eri toimittajien askeleita kehitystyössä. Euroopassa kaksi merkittävää toimijaa ovat olleet saksalainen Siemens & Halske sekä ruotsalainen L. M. Ericsson. Molemmat ovat rakentaneet kauko-ohjausjärjestelmiä eri maihin Europpassa, mutta myös Euroopan ulkopuolella. Siemens & Halske toimii yhä rautateiden turvalaitetekniikan parissa, mutta käyttää lyhyempää nimeä Siemens. L. M. Ericssonin turvalaitteisiin liittyvät osat ovat siirtyneet Bombardierille ja edelleen yritysostojen kautta Alstomille.

Yhdysvallat, 1927

Rautatieliikenteen kauko-ohjaus sai alkunsa Yhdysvalloissa vuonna 1927. Tällöin 65 kilometriä pitkä ja suurimmaksi osaksi yksiraiteinen New York Central Railroadin rautatie Stanleyn ja Berwickin välillä Ohiossa varustettiin järjestelmällä, jolla koko rataosan liikennettä voitiin hoitaa keskitetysti Fostoriasta, rataosan yhdeltä väliasemalta. Linjaosuudet oli suojastettu molempiin suuntiin ja asemien välit jaettu useampaan suojaväliin. Yksiraiteisella rataosuudella oli yhdeksän kauko-ohjattua junakohtauspaikkaa ja kaksiraiteisella radalla kaksi kauko-ohjattua puolenvaihtopaikkaa.

Järjestelmä ei tarjonnut kauko-ohjaajalle kovin kattavaa näkymää junien etenemisestä, vaan ainoastaan kohtauspaikkojen tulovaihteilla oli raideosuuden varautumisen ilmaisin. Muuten liikennetilannetta ylläpidettiin siirtämällä junan numeron ja kulkusuunnan sisältäviä fyysisiä "nuppineuloja" taulussa käsin. Ilmaisin- ja ohjaustaulun lisäksi järjestelmään kuului myös junien kulun paperille rekisteröivä piirturi.

Järjestelmän toimitti reletekniikkaa hyödyntäen yhdysvaltalainen yritys General Railway Signal Company, joka käytti tästä tuotemerkkinään nimitystä Centralized Traffic Control, keskitetty liikenteenohjaus. Tämä termi ja sen lyhenne CTC ovat edelleen käytössä tarkoittaen juuri tämänkaltaista toteutusta, jossa useiden asemien liikennettä voidaan kauko-ohjata keskitetysti yhdestä paikasta. GRS on nykyään osa Alstomia.

Yhdysvallat, 1928

Vuoden 1927 järjestelmästä paranneltu versio otettiin käyttöön vuonna 1928 Pere Marquette Railwaylla 32 kilometriä pitkällä yksiraiteisella osuudella Mount Morris–Bridgeport. Ennen kauko-ohjausjärjestelmän rakentamista oli vertailtu toisena vaihtoehtona kaksoisraiteen rakentamista samalle välille, mutta kauko-ohjausjärjestelmän toteuttaminen tuli lähes viisi kertaa halvemmaksi, ja sillä katsottiin saatavan riittävä kapasiteettihyöty pitkäksi aikaa. Järjestelmä olisi myöhemmin tarvittaessa laajennettavissa myös ohjaamaan toista linjaraidetta, mikäli sille tulisi tarve. Vuoden 1927 järjestelmään verrattuna uutta järjestelmää oli kehitetty siten, että ilmaisintaululle saatiin automaattisesti kaikkien raideosuuksien ilmaisut, jolloin junien liikkumista radalla oli huomattavasti aiempaa helpompi seurata.

Englanti, 1932

Eurooppaan kauko-ohjaus saapui vuonna 1932. Joskin tässä vaiheessa vielä pienimuotoisemmin, sillä kyse oli vain Lontoon metron uuden Stanmoren pääteaseman kauko-ohjauksesta. Seitsemän kilometrin pituista kaksiraideosuutta kauko-ohjattiin Wembleyn asemalta. Järjestelmän toimittivat yhteistyössä englantilainen Westinghouse sekä yhdysvaltalainen Union Switch & Signal Company. Vaikka GRS ja US&S tekivät yhdysvalloissa yhteistyötä, GRS haastoi US&S:n oikeuteen tämän toimituksen osalta patenttiloukkauksesta, mutta lopulta katsottiin, että loukatuksi väitetty patentti ei ollut riittävän yksiselitteinen eikä varsinaisesti liittynyt kauko-ohjauksen toimintaan.

Ranska, 1933

Euroopan mantereelle ensimmäinen kauko-ohjausjärjestelmä rakennettiin Ranskaan vuonna 1933, jolloin Pariisin ja Le Havren välisellä radalla kolmiraiteinen asemaväli Houilles–Sartrouville otettiin kauko-ohjauksen piiriin, jolloin kummankin aseman miehitys voitiin lopettaa. Asemien välillä oli myös käytössä linjasuojastus. Järjestelmän tekniikka tuotiin Yhdysvalloista. Kauko-ohjauskeskuksesta kulki asemille parikaapeli, jossa komennot oli koodattu 14 impulssin sarjoihin, joista jokainen impulssi saattoi olla joko lyhyt tai pitkä välitettävästä komennosta riippuen.

Ruotsi, 1930-luku

Myös Ruotsissa kiinnostus kauko-ohjaukseen alkoi kasvaa pian sen jälkeen, kun Lontoon metroon oli saatu kauko-ohjattua rataa. Alkuperäinen ajatus oli hankkia Ruotsin valtionrautateille (SJ) yhdysvaltalaista tekniikkaa sekä osaamista ruotsalaiselta Signalbolagetilta että englantilaiselta Westinghouselta. Ensimmäistä rakennuskohdetta suunniteltiin Malmön ja Trelleborgin välille, mutta tämä ratkaisu osoittautui kuitenkin kalliiksi. Tämän seurauksena SJ:n opastinpäällikkö Ture Hård yhdessä Signalbolagetin kanssa kehitti oman ruotsalaisen variaation, jonka nimeksi tuli CTL, central tågledning, keskitetty junaohjaus.

Signalbolaget oli päätynyt ruotsalaisen L. M. Ericssonin omistukseen jo vuonna 1929, mutta turvalaitetekniikkaan liittyvässä toiminnassa käytettiin usein Signalbolagetin nimeä. Välttääkseen patenttiloukkaukset hyödynsi tämä järjestelmä reletekniikan sijaan puhelintekniikassa käytettyjä kiertovalitsimia.

Valtionrautateiden kauko-ohjaushanke ei vielä tässä kohden edennyt, mutta sen sijaan yksityisomisteinen Saltsjöbanan, jonka rata kulki Tukholman Slussenin aseman ja Saltsjöbadenin välillä, pyysi Signalbolagetilta tarjousta kauko-ohjausjärjestelmästä. Tarjous CTL-järjestelmästä saatiin helmikuussa 1935. Kun yksityiskohdista päästiin yhteisymmärrykseen, rakennustyöt alkoivat vuonna 1936. Vuoden 1937 viimeisenä päivänä järjestelmän ensimmäinen lyhyt kokonaisuus saatiin käyttöön sisältäen mm. linjasuojastuksen Tukholman ja Henriksdalin välillä sekä Henriksdalenin turvalaitoksen. Uusi kauko-ohjauskeskus Neglingessä otettiin käyttöön vuonna 1938 ja samana vuonna koko rataosan kauko-ohjaus valmistui. Sitä kuitenkin laajennettiin vielä seuraavina vuosina kattamaan mm. lisää linjasuojastusta, turvalaitoksia ja tasoristeyslaitoksia. Rakennettu järjestelmä oli käytössä vuoteen 1966 saakka, jolloin se korvattiin elektronisella kauko-ohjauksella.

Ruotsi, 1951

Kun Ruotsin valtionrautateiden suunnitelma Malmön ja Trelleborgin välisen radan kauko-ohjauksesta ei 1930-luvulla toteutunut, alkoi aika ajaa ohi jo CTL-järjestelmästä. Valtiolliset rautatiet Ruotsissa, Tanskassa ja Norjassa alkoivat yhdessä suunnitella relepohjaista kauko-ohjausjärjestelmää. SJ halusi kokeilla uutta järjestelmää, ja vuonna 1949 hanketta alettiin viedä eteenpäin. Signalbolagetin (L. M. Ericssonin) valmistama laite otettiin käyttöön vuoden 1951 kesällä Ruotsissa Gilserudin asemalla, josta rata haarautui tuolloin kohti Jösseforsia ja Norjan rajaa. Kauko-ohjaus hoidettiin muutaman kilometrin päästä Arvikan asemalta. Toteutus oli vielä kokoluokaltaan pieni, mutta pohjusti saman tekniikan käyttämistä paljon laajemmissa hankkeissa piakkoin.

Järjestelmää oli teknisesti kehitetty merkittävästi 1930-luvun toteutuksesta. Järjestelmän tiedonvälitys perustui nyt tasavirtaimpulsseihin. Yksi komento koostui neljästä kuuden pulssin kokonaisuudesta. Kaksi ensimmäistä kuuden pulssin ryhmää valitsi 100 voltin jännitteellä halutun aseman ja loput kaksitoista pulssia valitsivat komennon 24 voltin jännitteellä. Pulssien taajuus oli 10 Hz.

Saksa, 1951

Myös Saksassa kehitys oli kulkenut eteenpäin kauko-ohjausjärjestelmien osalta siten, että ensimmäinen kauko-ohjattu rataosa Bebra–Cornberg saatiin kokonaisuudessaan käyttöön lokakuussa 1951. Toisen maailmansodan jälkeen tästä pohjois-eteläsuuntaan kulkevasta radasta oli tullut erittäin tärkeä yhteys pohjoisessa Hannoverin ja etelässä Frankfurtin ja Würzburgin välillä. Kauko-ohjattu rata oli kaksiraiteinen, mutta radan jyrkkä pystyprofiili teki siitä hankalan liikennöidä. Hitaasti kulkevat tavarajunat vaikeuttivat myös nopeaa matkustajaliikennettä. Ennen kauko-ohjauksen ja suojastuksen käyttöönottoa tällä 12 kilometriä pitkällä radalla oli liikenteen hoitamiseksi miehitettyjä puolenvaihtopaikkoja ja liikennöinti ilman kauko-ohjausta sitoi jopa 11 henkilöä liikenteenohjaukseen Bebran asemaa lukuun ottamatta.

Kun Siemens & Halsken rakentama kauko-ohjaus otettiin käyttöön yhdessä molempiin suuntiin toimivan linjasuojastuksen kanssa, Cornbergin junanlähettäjä pystyi hoitamaan yksin koko tämän välin liikenteenohjauksen. Kauko-ohjatulla osuudella ei ollut varsinaisia väliliikennepaikkoja ratapihoineen, vaan ainoastaan kolme puolenvaihtopaikkaa.

Mosambik, 1951

Siemens & Halske rakensi nykyiseen Mosambikiin 88 kilometriä pitkälle osuudelle Lourenço-Marques (nykyään Maputo) – Ressano Garcia kauko-ohjausjärjestelmän, joka valmistui vuonna 1951. Toimitus koostui asetinlaitteista, itsetoimisesta linjasuojastuksesta sekä kiertovalitsintekniikkaan pohjautuneesta kauko-ohjausjärjestelmästä. Huomionarvoista tässä on, että samana vuonna Siemensin kotimaassa Saksassa oli käytössä ainoastaan 12 kilometriä pitkä kauko-ohjattu osuus. Toki alla kuvattu seuraava merkittävä hanke Saksassa oli jo pitkällä, mutta ei kuitenkaan vielä käytössä.

Saksa, 1952

Merkittävä kauko-ohjausjärjestelmän käyttöönotto tapahtui Saksassa lokakuussa 1952. Tällöin Nürnbergin ja Regensburgin välinen 100 kilometriä pitkä kaksiraiteinen osuus tuli kauko-ohjauksen piiriin. Siemens & Halsken toteuttaman järjestelmän piirissä oli 19 asemaa. Käyttöönottohetkellä kauko-ohjattavia vaihteita oli yhteensä 52, opastimia 206, liikennepaikkojen raideosuuksia 248 sekä linjan raideosuuksia 95 kappaletta. Ohjattavia elementtejä oli kokonaisuudessaan 408 kappaletta, ja näistä muodostui 987 komentoa sekä 1620 ilmaisua.

Järjestelmässä oli myös junanumeron ilmaisu, jota varten oli ilmaisintaulussa yhteensä 87 junanumerokenttää. Relepohjainen junanumerojärjestelmä näin laajalla kauko-ohjausalueella edellytti huomattavan määrän releitä pelkästään junanumeroiden ohjaamiseen. Asemien asetinlaitteet olivat Siemensin valmistamia DrI-tyyppisiä releasetinlaitteita. Toteutustapana kauko-ohjauksessa oli relepohjainen tekniikka, joka hyödynsi kuitenkin kiertovalitsimia. Järjestelmä oli käytössä hyvin pitkään, aina loppuvuoteen 2005 saakka.

Ruotsi, 1955

Ruotsin valtionrautatiet halusi päästä eteenpäin rataosien kauko-ohjauksessa sen jälkeen, kun Gilserudin vaihteen kauko-ohjaus oli otettu käyttöön vuonna 1951 ja L.M. Ericsonnin kehittämä uusi teknikka osoittautui hyvin toimivaksi. Kauko-ohjatun alueen laajentamiseen tarjoutui hyvä mahdollisuus, kun ruuhkaisella Ånge–Bräcke-rataosalla tarvittiin kaksi uutta kohtauspaikkaa, jotta yksiraiteisella 31 kilometriä pitkällä rataosalla voitaisiin ajaa halutut n. 50–60 junaa päivässä. Uusille kohtauspaikoille olisi pitänyt rakentaa asema- ja asuinrakennukset, jolloin päädyttiinkin rakentamaan kauko-ohjaus.

L. M. Ericssonin toimittama järjestelmä saatiin käyttöön kesäkuussa 1955. Kauko-ohjatulla radalla oli linjasuojastus, mutta asemien välillä ei ollut suojastusopastimia, vaan asemien välillä pystyi kulkemaan kerrallaan vain yksi juna. Radan alkuperäinen ilmaisintaulu ja ohjausnäppäimistö ovat esillä Gävlen rautatiemuseossa.

Saksa, 1956

Erikoisempi kauko-ohjausjärjestelmä otettiin Saksassa käyttöön lokakuussa 1956 Malsfeldin ja Treysan välillä. Hombergin asemalla oli kauko-ohjauskeskus, josta kauko-ohjattiin Hombergin lisäksi neljää muuta rataosan aseman ratapihaa. Itse kauko-ohjausyhteys kauko-ohjauskeskuksista asemien asetinlaitteille kulki parikaapelissa, mutta sen sijaan opasteet junille välitettiin radioyhteydellä. Rataosalla ei ollut lainkaan näkyviä opastimia, vaan neljä höyryveturia tavarajunia varten ja seitsemän kiskobussia oli varusteltu erityisellä laitteistolla, joka vastaanotti, kuittasi ja esitti kauko-ohjauksen lähettämät tiedot. Ohjaamon laitteessa näkyi seuraavan pää- ja/tai esiopastimen opaste junan lähestyessä sitä. Radalla oli fyysisesti ainoastaan merkki, johon kuljettajan tuli pysähtyä seis-opasteen vuoksi tai esiopastimen sijaintia osoittava merkki.

Siemens & Halsken toimittamassa järjestelmässä oli releasetinlaitteiden lisäksi yksi 50 watin lähetin 170 MHz taajuusalueella. Liikkuvan kaluston radiolähettimen teho oli 20 wattia. Junan tunnisteen sekä opastinilmaisun sisältävä radiolähete oli koodattu siten, että se koostui neljästä 300–3000 Hz välillä olevasta äänisignaalista, jonka liikkuvan kaluston vastaanotin dekoodasi näyttölaitteelle. Tiedossa ei ole, kuinka pitkään tämä järjestelmä oli käytössä. Rataosuus ei ole enää käytössä, vaan se on purettu.

Jugoslavia, 1957

Jugoslavian rautatiet päätti modernisoida rautateitään ja tilasi L. M. Ericssonilta vuonna 1957 hyvin tiheästi liikennöidylle yksiraiteiselle noin 100 kilometriä pitkälle rataosuudelle Doboj–Zenica uudet releasetinlaitteet sekä kauko-ohjausjärjestelmän. Osuudella oli kaksitoista asemaa, joista jokaisella kolme tai neljä raidetta. Järjestelmä rakennettiin niin, että neljää suurinta asemaa voitiin tarvittaessa ohjata myös paikallisesti, mutta normaalitilanteessa kaikkia asemia kauko-ohjattiin kuitenkin Dobojiin sijoitetusta kauko-ohjauskeskukseta. Käyttöönotto oli suunniteltu tapahtuvan kolmessa vaiheessa niin, että hanke valmistuu kokonaisuudessaan vuonna 1960.

Kauko-ohjauskeskus Dobojissa. Toteutus on tyypillinen L. M. Ericssonin järjestelmä, jossa kauko-ohjausjärjestelmä koostuu isosta kaarevasta ilmaisintaulusta ja pienestä numeronäppäimistöstä, josta järjestelmää ohjataan. (L. M. Ericsson Review)

Numeronäppäimistöllä annetut komennot koostuivat L. M. Ericssonin ohjausjärjestelmässä yksinkertaisimmillaan neljästä numerosta. Ensimmäiset kaksi numeroa määrittelivät liikennepaikan ja kaksi seuraavaa varsinaisen komennon. Esimerkiksi kulkutiekomennoissa eri suunnat osoitettiin siten, että viimeinen numero oli joko parillinen tai pariton. Tällöin liikennepaikalle numero 19 tulokulkutien koodi pääraiteelle saattoi olla esimerkiksi etelästä pohjoiseen 1911 ja vastaava lähtökulkutie 1921. Vastaavasti pohjoisesta etelään tulokulkutie 1912 ja lähtökulkutie 1922. Pidemmillä komennoilla voitiin ohjata monimutkaisempia toimintoja.

Saksa, 1957

Vuonna 1957 otettiin Frankfurt am Mainissa Saksassa käyttöön Euroopan suurin Siemens & Halsken toimittama DrS-asetinlaite. Siinä oli junanumeroihin perustuva junakulkutieautomatiikka sekä liitynnät itsetoimiseen linjasuojastukseen ja läheisiin asetinlaitteisiin, joita kauko-ohjattiin samasta ilmaisintaulusta.

Tanska, 1957

Tanskassa oli aloitettu vuonna 1952 liikenteenohjauksen modernisointihanke Fynin saarella välillä Nyborg–Frederica. Lähtötilanteessa asemien ja vartioitujen tasoristeyksien hoitaminen edellytti 33 henkilön työtä. Rataosan suojastus oli käsitoiminen.

Vuonna 1953 päätettiin, että asemien kauko-ohjaus keskitettäisiin yhteen paikkaan. Kauko-ohjauskeskus rakennettaisiin Odenseen. Kauko-ohjauskeskuksen käyttöönotto tapahtuisi kahdessa osassa siten, että yhteensä ohjattavaksi tulisi 13 asemaa ja noin 77 automaattista linjasuojastusosuutta. Sopimus tehtiin L M. Ericssonin kanssa vuonna 1954, ja järjestelmä saatiin valmiiksi heinäkuussa vuonna 1957.

Järjestelmässä ei aluksi välitetty mahdollisesti vaarallisia komentoja, mutta järjestelmä todettiin kuitenkin niin toimintavarmaksi, että estosta luovuttiin. Yhden komennon välittäminen kesti 1750 millisekuntia ja ilmaisun välittäminen 1330 millisekuntia. Järjestelmä pyrki tunnistamaan virhetilanteita ja mahdollisia välitysvirheitä siten, että välitystapahtuman yhteydessä asema varmistaa, että sen saamassa neljässä impulssiryhmässä jokaisessa niistä on täsmälleen yksi käänteinen impulssi ja yksi impulsseista on pitkä.

Ruotsi, 1958

Samaan aikaan, kun Ruotsissa SJ teki yhteistyötä L. M. Ericssonin kanssa, oli myös yksityinen Trafikaktiebolaget Grängesberg-Oxelösunds järnvägar (TGOJ) hyvin kiinnostunut oman 300 kilometriä pitkän ratansa kauko-ohjaamisesta. Tutustumismatkoja oli tehty niin Yhdysvaltoihin kuin Saksaan katsomaan jo rakennettuja järjestelmiä. Vuonna 1954 TGOJ päätti tilata Siemensiltä Ludvika–Oxelösund-radalle samankaltaisen järjestelmän kuin Siemens oli toteuttanut kahta vuotta aiemmin Nürnbergin ja Regensburgin välille.

Tekniikka ehti kuitenkin tässä välissä kehittyä siten, että Siemens oli saanut vuonna 1953 ensimmäiset DrS2-releasetinlaitteet käyttöön, ja näillä asetinlaitteilla myös TGOJ:n rata tultaisiin varustamaan. Myöskään kauko-ohjaustekniikka ei enää perustunut kiertovalitsimiin, vaan kokonaisuudessaan relepohjaisesti ohjattuun impulssikoodiin. Tekniikka oli kauko-ohjauksen toteuttamisen osalta samaa, mitä Suomeen rakennettiin Mikkelin ja Pieksämäen välille muutamaa vuotta myöhemmin.

Ensimmäinen 85 kilometriä pitkä osuus Skogstorp–Nyköping S valmistui kesäkuun ensimmäinen päivä vuonna 1958. Kokonaisuudessaan rata saatiin kauko-ohjauksen piiriin vuonna 1963, jolloin 300 kilometriä pitkällä radalla oli yhteensä 36 asetinlaitetta. Osuus oli tuolloin Euroopan pisin kauko-ohjattu rataosuus.

TGOJ:n kauko-ohjauskeskus vuonna 1958. Järjestelmää ohjattiin suoraan käyttämällä ilmaisintaulun alareunassa olevia painikkeita. https://digitaltmuseum.se/021018195865

Vuonna 1958 myös Ruotsin Valtionrautatiet otti kesäkuun ensimmäisenä päivänä käyttöön Kiiruna–Björnfjell-radan kauko-ohjauksen. Rataosa on 130 kilometriä pitkä, jolla oli alkuhetkellä käytössä 12 kauko-ohjattua liikennepaikkaa, joista jokaisella oli vähintään kolme raidetta. L. M. Ericssonin laitteistolla varustettu kauko-ohjauskeskus sijoitettiin Kiirunan uuteen ohjauskeskukseen. Vuoteen 1961 mennessä kauko-ohjattua osuutta oli jatkettu etelään jo Jällivaaraan saakka, jolloin kauko-ohjattuja liikennepaikkoja oli 22 ja kauko-ohjattua rataa 229 kilometriä.

Kiirunan alueen kauko-ohjaustaulu on museoituna Ängelholmin rautatiemuseossa. https://digitaltmuseum.se/021027852569 Järnvägsmuseet CC BY

L. M. Ericsson oli toimittanut näihin aikoihin järjestelmiään Ruotsin lisäksi jo Tanskaan, Norjaan, Puolaan, Jugoslaviaan ja Intiaan.

Pakistan, 1959

L. M. Ericsson voitti vuonna 1959 kansainvälisen tarjouskilpailun releasetinlaitteiden ja kauko-ohjausjärjestelmän toimittamisesta Pakistaniin. Asetinlaitteet hankittiin pääkaupungin Karachin kahdelle suurelle asemalle ja kauko-ohjaus 20 kilometriä pitkälle kaksoisraideosuudelle Karachin ja Landhin välille. Hankinta sisälsi sekä järjestelmän toimituksen että asennuksen. Kauko-ohjausjärjestelmä ohjasi kaksiraiteisen radan liikennettä, jonka molemmilla raiteilla voitiin liikennöidä kumpaankin suuntaan. Järjestelmän laajuus oli noin 150 kauko-ohjattavaa sähkökääntöistä vaihdetta. Vuonna 1959 julkaistun artikkelin mukaan järjestelmän oli määrä valmistua kahden vuoden kuluessa.

Portugali, 1959

L. M. Ericsson sai toimeksiannon Portugaliin vuonna 1959. Tavaraliikenteelle tärkeä noin 70 kilometriä pitkä osuus Setil–Vendas Novas sisälsi yksitoista asemaa. Jokaisella asemalla on kaksi raidetta, mutta rakennettu järjestelmä oli sikäli erikoinen, että vaihteet eivät kuitenkaan olleet kauko-ohjattuja. Junat ohjattiin kummastakin suunnasta saavuttaessa aina kulkusuuntaan nähden vasemmanpuoleiselle raiteelle. Asemista lisäksi vain kahdella oli normaali yleisen verkon sähkönsyöttö, ja muille asemille laitteiston virta saatiin akuista. Virran säästämiseksi opastimet olivat normaalitilanteessa sammuksissa ja syttyivät vasta junan saapuessa opastimen raideosuudelle. Toimituksen oli määrä valmistua vuoden 1960 aikana ja käyttöönotto tapahtua helmikuussa 1961.

Etelä-Afrikka, 1961

Siemens jatkoi kauko-ohjausjärjestelmien rakentamista Afrikassa. Vuonna 1961 otettiin Etelä-Afrikassa käyttöön rataosan Kamfersdam–Postmasburg kauko-ohjausjärjestelmä. Se oli tuolloin laajin Siemensin toteuttama järjestelmä, joka sisälsi peräti 1200 komento ja 4400 ilmaisua. Tämä noin 200 kilometriä pitkä rataosuus toimi tällä järjestelmällä aina lokakuuhun 2012 saakka, jolloin vanha järjestelmä korvautui uudella.

Ruotsi, 1961

Ruotsin Valtionrautateiden vuonna 1955 käyttöönottama kauko-ohjaus rataosalle Ånge–Bräcke sai jatkoa vuonna 1961, kun kauko-ohjattava alue laajeni merkittävästi. Aluetta laajennettiin Ångesta etelään kaksiraiteiselle noin 60 kilometriä pitkälle osuudelle. Lisäksi saatiin käyttöön vuoden alussa 135 kilometriä pitkä osuus Alby–Bispgården ja saman vuoden aikana vielä Bispgården–Mellansel.

Uusi kauko-ohjauskeskus oli suunniteltu siten, että sieltä ohjattaisiin lopulta 358 kilometriä pitkä osuus Ljusdal–Mellansel, joka olisi valmistuessaan Euroopan pisin kauko-ohjattu rataosuus. Ruuhkaisimpana aikana liikennettä ohjaamassa oli kolme henkilöä. Kaksi heistä teki varsinaisia ohjauskomentoja järjestelmällä ja kolmas avusti heitä ja hoiti esimerkiksi puhelut. Kokonaisuus oli rakennettu niin, että yksi henkilö pystyi hiljaisempina aikoina hoitamaan yksin koko alueen. Järjestelmän valmistuminen vähensi 70 henkilöä liikenteenohjaustehtävistä.

Ången laajennettu kauko-ohjauskeskus. Rakenne on tyypillinen L. M. Ericssonille ja hyvin samankaltainen kuin ylempänä olevissa kuvissa olevat ohjauskeskukset Jugoslaviassa tai Kiirunassa. (L. M. Ericsson Review)

Espanja, 1962

L. M. Ericsson sai vuonna 1962 tilauksen kauko-ohjausjärjestelmän toimittamisesta Espanjaan. Kyseessä oli noin 33 kilometriä pitkä yksiraiteinen rataosa Valencian ja Sagunton välillä. Ericssonin espanjalainen osa Compañia Ericsson vastasi seitsemän aseman asetinlaitteiden ja linjasuojastuksen toteuttamisesta ja L. M. Ericsson kauko-ohjauksen toteuttamisesta. Vuonna 1962 arvioitu valmistumisaika hankkeelle oli vuosi 1963. Tämän projektin aikana Espanjasta oli tulossa yhdestoista maa, johon L. M. Ericsson oli toimittanut kauko-ohjausjärjestelmiä, joten samalla periaatteella rakennettuja järjestelmiä oli käytössä jo 1960-luvun alkupuolella hyvin monessa maassa.

1960-luvun loppu

Puolijohteiden ja digitaalielektroniikan kehittyminen johti 1960-luvun puolen välin jälkeen siihen, että kauko-ohjausjärjestelmiä voitiin toteuttaa elektronisesti hyödyntämällä digitaalielektroniikkaa ja reletekniikasta voitiin alkaa vähitellen luopua. Ruotsissa ensimmäiset elektroniset toteutukset otettiin käyttöön vuonna 1966. Isossa-Britanniassa oli tosin jo vuonna 1959 toteutettu transistoripohjainen järjestelmä, joka kykeni välittämään jopa 500 komentoa sekunnissa.

Kauko-ohjauksen ensiaskeleet Suomessa

Mikäli Suomea verrataan esimerkiksi Ruotsiin tai Saksaan, alkoi kauko-ohjausjärjestelmien kehittyminen meillä huomattavasti myöhemmin. Tähän on saattanut vaikuttaa se, että Suomessa ei ollut omaa alan toimijaa kuten Ruotsissa ja Saksassa. Suomen ensimmäinen releasetinlaite rakennettiin Leppävaaraan. Ruotsalaisen L. M. Ericssonin toimittama hyvin yksinkertainen asetinlaite saatiin käyttöön vuonna 1952.

Leppävaaran asetinlaitteen käyttöönoton jälkeen kehitys alkoi kuitenkin myös Suomessa kiihtyä, sillä jo 1955 otettiin käyttöön Vuolingon releasetinlaite, jota voitiin kauko-ohjata Mikkelin asemalta. Järjestelmän toimitti saksalainen Siemens & Halske. Mikkelin junanlähettäjän toimistossa oli käytännössä samanlainen asetinlaitteen ilmaisintaulu kuin Vuolingossa, ja tähän Mikkelin ilmaisintauluun saatiin kauko-ohjauksen välityksellä ilmaisut Vuolingosta sekä komennot lähetettiin Vuolingon asetinlaitteelle.

Vuolingon kauko-ohjaamiseen käytetty ilmaisintaulu Mikkelin junanlähettäjän työhuoneessa. https://finna.fi/Record/musketti_rautatie.M014:VR1:6988 Olavi Karanko CC BY-NC-SA 4.0

Kauko-ohjauksesta saadut kokemukset olivat hyviä. Tämän seurauksena kesällä 1956 pyydettiin sekä Siemens & Halskelta että toiselta ulkomaiselta toimijalta (luultavimmin L. M. Ericsson) suunnitelmat ja laskelmat kauko-ohjauksen toteuttamisesta vilkkaimmille väleille Kouvola–Pieksämäki ja Tampere–Haapamäki–Seinäjoki.

Saadun selvityksen perusteella Savon radalla voitiin releasetinlaitteiden, linjasuojastuksen ja kauko-ohjauksen avulla vähentää jopa 115 henkilöä. Joulukuussa 1958 tilaus tehtiin ensiksi Mikkelin ja Pieksämäen välille ja seuraavan vuonna Kouvolan ja Mikkelin välille.

Kuitenkin jo ennen kauko-ohjauksen ja siihen sisältyvien asetinlaitteiden tilaamista oli Siemensiltä hankittu releasetinlaitteet aiemmin valmistuneen Vuolingon lisäksi myös Kantalaan ja Kalvitsaan. Nämä releasetinlaitteet otettiin käyttöön vuonna 1956 siten, että niitä voitiin myöhemmin laajentaa ja liittää kauko-ohjaukseen.

Tilatussa järjestelmäkokonaisuudessa sekä asetinlaitteiden että kauko-ohjausjärjestelmän toiminta perustui kokonaisuudessaan reletekniikkaan. Järjestelmän hankintahinta asetinlaitteet sisältäen oli kokonaisuudessaan noin miljardi silloista markkaa, mikä vastaa noin 24,5 miljoonaa euroa nykyrahassa.

Ensimmäinen kauko-ohjattu rata Suomessa

Mikkelin ja Pieksämäen välistä tuli Suomen ensimmäinen kauko-ohjattu rataosuus. Kauko-ohjaus otettiin käyttöön 16. huhtikuuta 1962. Samana vuonna Valtionrautatiet vietti 100-vuotisjuhlia, joten kauko-ohjauksen käyttöönotto oli samalla merkittävä juhlavuoden tapahtuma. Käyttöönottoa seuraamaan oli kutsuttu niin lehdistöä kuin Rautatiehallituksen edustajia. Rautatiehallituksen pääjohtaja Erkki Aalto lähetti ensimmäisen junan kauko-ohjatulla radalla matkaan aamukymmeneltä. Kutsuvieraat pääsivät tutustumaan pian tämän jälkeen kauko-ohjatun rataosan toimintaan tilaisuutta varten ajetulla erikoisjunalla.

Mikkelin ja Pieksämäen välinen rataosuus on yksiraiteinen ja 70 kilometriä pitkä. Valmistumishetkellä väliliikennepaikkoja oli seitsemän kappaletta. Pitkäaho oli tuolloin vain varmistuslukolla varustettu linjavaihde. Kohtauspaikaksi se rakennettiin vasta vuonna 1964. Loukolammen ratapiha puolestaan purettiin 1970-luvun lopulla, kunnes se rakennettiin jälleen uudelleen kohtauspaikaksi perusparannuksen yhteydessä 2001.

Mikkelin ratapiha ei ollut kauko-ohjauksen piirissä, ja siellä säilyi kampiasetinlaite niin pitkään kuin tämä järjestelmä oli käytössä. Mikkelin liittämisestä järjestelmään oli 1970-luvulla suunnitelmia, mutta ne eivät koskaan toteutuneet. Myöskään Pieksämäen asemalla ei ollut tähän järjestelmään kytkettyjä raiteita.

Kauko-ohjattu rata v. 1962–2001. Pitkäaho otettiin käyttöön kohtauspaikkana vasta vuonna 1964 ja Loukolampi purettiin 1970-luvun lopulla.

Asemien välille oli rakennettu linjalle suojastusosuudet siten, että suojavälien pituudet olivat noin 2–3,5 kilometriä. Junakohtauspaikat olivat 4–11 kilometrin päässä toisistaan. Järjestelmän myötä liikenteenhoito oli huomattavan tehokasta ja ratakapasiteettia saatiin merkittävästi lisää ruuhkaiselle rataosalle, kun junia voitiin ajaa aiempaa lyhyemmillä väleillä peräkkäin.

Suojastusvälit ja niiden pituudet alkuperäisessä tilanteessa. Liikennepaikkojen tulo-opastimia ja esiopastimia ei ole piirretty kuvaan. Tulo-opastimet sijaitsevat samassa kohdassa kuin liikennepaikalta poistuttaessa oleva ensimmäinen linjan aloittava suojastusopastin. Pitkäahossa on tässä alkuperäisessä tilanteessa ainoastaan linjavaihde, jota suojataan suojastusopastimin.

Mikäli asemat olivat lähekkäin, kuten tässä Kantala ja Loukolampi, ei niiden välissä ollut linjalla varsinaisia suojastusopastimia, ainoastaan liikennepaikalta lähdettäessä linjaosuuden aloittava suojastusopastin. Pitkäahon linjavaihde sijaitsi Kalvitsan ja Haukivuoren välissä alun perin suojastusopastimien välissä ilman pääopastimia.

Kun Pitkäaho rakennettiin myöhemmin kohtauspaikaksi, muodostui Kalvitsan ja Pitkäahon välistä vastaavasti niin lyhyt, että liikennepaikkojen välillä ei ollut useampaa suojaväliä. Loukolammen ratapihan purkamisen jälkeen samoille kohdille tuli pelkkä suojastusopastinpari Kantalan ja Lamminmäen väliselle linjaosuudelle.

Rakentaminen

Kauko-ohjausjärjestelmän rakentamistyöt aloitettiin vuonna 1960. Liikennepaikkojen releasetinlaitteiden rakentaminen alkoi Pieksämäen suunnasta kesällä 1961 asema kerrallaan kohti Mikkeliä. Suurin osa liikennepaikoista saatiin valmiiksi vuoden 1961 aikana. Kokonaisuudessaan järjestelmä oli valmis käyttöönotettavaksi huhtikuun 16. päivä vuonna 1962.

Reletelineet oli koottu Saksassa valmiiksi niin, että Suomessa reletiloissa riitti lähinnä tehdä telineiden väliset johdotukset, kytkeä ulkolaitteiden kaapelit telineisiin sekä rakentaa virransyöttö laitteille. Asennus- ja rakennustöistä vastasivat suomalaiset. Myös esimerkiksi opastimet valmistettiin kokonaan Suomessa.

Pieksämäen kauko-ohjauskeskuksen reletelineitä asennettiin paikoilleen. Suojamuoveja ei ole vielä poistettu kaikista telineistä. https://finna.fi/Record/musketti_rautatie.M014:VR1:6982 Olavi Karanko CC BY-NC-SA 4.0

Pieksämäellä ei ollut aluksi varsinaista kauko-ohjauskeskusta, vaan kauko-ohjaajan työpiste ja reletila rakennettiin aseman vieressä olleeseen asuinrakennukseen. Sieltä järjestelmä siirrettiin lähes kokonaisena 1970-luvulla valmistuneeseen kauko-ohjaustorniin.

Rakenne ja toiminta

Kauko-ohjaajan työpiste oli rakennettu siten, että yksi henkilö pystyy ohjaamaan koko rataosan liikenteen. Ilmaisintaulu esitti kaikkien asetinlaitteiden ilmaisut ja työpöydän yhteydessä olleella ns. tastatuurilla annettiin komennot. Ainoastaan yksittäisen vaihteen kääntäminen tai junalaji-ilmaisun poistaminen linjaosuudelta edellyttivät, että kauko-ohjaajan piti siirtyä ilmaisintaulun luokse painamaan painikkeita.

Kauko-ohjaajan alkuperäinen työpiste Pieksämäellä. Pöydän vasemmassa reunassa on puhelin, keskellä kauko-ohjauksen ns. tastatuuri komentojen antamiseksi, oikealla junapiirturi ja pöydän takana koko rataosan ilmaisintaulu. Kuva on tavallaan lavastettu ennen kauko-ohjauksen käyttöönottoa, sillä kaikkien asemien ilmaisut osoittavat niiden olevan vielä erilliskäytössä. (Rautatiehallitus 1962)

Työpisteen toteutus on huomattavan erilainen kuin muut Siemensin mm. Saksaan, Ruotsiin ja Afrikkaan toimittamat saman aikakauden järjestelmät. Niissä perusideana on ollut iso kaarevaksi rakennettu ilmaisintaulu, josta myös annettiin kaikki komennot. Työskentely tapahtui siis suoraan ilmaisintaulun edessä. Pieksämäelle tehty työpiste muistutti enemmän L. M. Ericssonin kaltaista järjestelyä erillisellä ohjauspöydällä ja tastatuurilla kuitenkin sillä pienellä erolla, että komentoja ei annettu numeronäppäimistön avulla. Suomalaisen toteutuksen taustalla saattoi olla Pieksämäen ahdas tila sekä lyhyehkö rataosa, jonka ohjaamiseen riittää yksi henkilö.

Yllä olevassa kuvassa oikealla näkyvä junapiirturi piirsi hitaasti liikkuvalle paperille junien liikkeet siten, että raideosuuksien varautuessa paperiin tuli raideosuuden kohdalle jälki. Junien ja paperin liikkuessa tästä muodostui periaatteessa toteutunutta liikennettä kuvaava graafinen aikataulu, johon kauko-ohjaaja täydensi junien liikkeet viivoiksi sekä teki myös muut liikenteenohjaukseen liittyvät merkinnät. Vastaavasti myös esimerkiksi kulkutien hätävarainen purku rekisteröityi piirturiin.

Komentojen antaminen

Kauko-ohjaaja ohjasi liikennettä kauko-ohjausjärjestelmän painikkeistolla, joka oli sijoitettu työpöydän keskelle. Tästä käytettiin saksankielistä termistä Tastatur, näppäimistö, tulevaa nimikettä tastatuuri. Tastatuurista valittiin kerrallaan yksi asema, jolle komentoja haluttiin antaa. Tämän jälkeen tastatuuri alkoi esittää valitun paikan ilmaisuja ja annetut komennot välitettiin asemalle releasetinlaitteen toteuttavaksi.

Tastatuuri alkuperäisen piirroksen mukaisessa ulkoasussa, jossa mm. Pitkäahon liikennepaikkaa ei vielä ole rakennettu, joten liikennepaikan valintapainikkeessa ei ole sen lyhennettä. Avaa isompi kuva tästä.

Lähes jokainen annettava komento edellyttää kahden painikkeen painamista samanaikaisesti, jolloin yksittäisen painikkeen vahinkopainallus ei saa aikaan lähetettävää komentoa. Alla on esitelty tyypillisimpien komentojen antamista.

Liikennepaikan valinta

Ohjattava liikennepaikka valitaan painamalla vasemmasta yläkulmasta samanaikaisesti liikennepaikan painiketta sekä samalla rivillä olevaa kanavaryhmän painiketta, johon liikennepaikka kuuluu. Kirkas merkkivalo palaa sen liikennepaikan kohdalla, joka on valittuna.

Tämän jälkeen oikeassa alakulmassa olevat raideviivat alkavat esittää valitun liikennepaikan raiteiden tilaa. Ensinnäkin jokaisen raiteen yläpuolella oleva neliönmuotoinen ilmaisin syttyy niille raiteille, jotka kyseisellä liikennepaikalla ovat olemassa. Nyt valitulla liikennepaikalla on läpimenevän raiteen lisäksi kaksi sivuraidetta pääraiteen alapuolella, mutta tällä liikennepaikalla ei ole pääraiteen yläpuolella olevaa raidetta, joten sen neliöilmaisin on pimeänä. Punaiset ilmaisut osoittavat varattua raideosuutta ja valkoinen ilmaisu vapaana olevalle raideosuudelle tehtyä kulkutietä. Nuolet osoittavat linjasuojastuksen suunnan asemien välillä. Opastimien ilmaisut eivät näy kuin ilmaisintaulussa.

Valittuna oleva asema näkyy myös ilmaisintaulussa siten, että valittuna olevan aseman lyhenteessä palaa valo.

Kulkuteiden tekeminen

Kulkutiet tehdään painamalla samanaikaisesti raiteen keskellä olevaa valkoista painiketta ja lähtökulkutien tapauksessa etelän tai pohjoisen suunnan painiketta linjalle ja tulokulkutien tapauksessa valkopunaista painiketta. Varmistumassa oleva kulkutie näkyy vilkkuvana raideviivana siten, että lähtökulkutiellä on nopeampi vilkku kuin tulokulkutiellä.

Ennakkovarmistuslaite

Ennakkovarmistuslaitetta käyttämällä kauko-ohjaaja voi syöttää jokaiselle liikennepaikalle kolme komentoa muistiin ja järjestelmä toteuttaa ne heti, kun turvalaitejärjestelmä mahdollistaa komennon suorittamisen.

Alla olevassa esimerkissä on junakohtaustilanne, jossa oikealta saapuvalle junalle on tehty jo tulokulkutie kakkosraiteelle. Tämän jälkeen ennakkovarmistuslaitteelle syötettävien kulkuteiden tekeminen aloitetaan painamalla samanaikaisesti EV- ja EV.Ohj-painikkeita, jolloin ennakkovarmistuslaitteen kirkas merkkilamppu syttyy sen merkiksi, että annettavat komennot menevät muistiin sen sijaan, että ne suoritettaisiin heti.

Ensiksi tehdään normaalilla kulkutiekomennolla vasemmalta saapuvalle junalle tulokulkutie, jolloin a1-ilmaisin syttyy alimmalle riville osoittamaan, että se on ensimmäisenä toteutuva komento. Tämän jälkeen tehdään ykkösraiteelta lähtökulkutie pohjoiseen, jonka merkiksi syttyy toiselle riville kulkutien tunnus o. Kolmantena komentona tehdään lähtökulkutie sivuraiteelta etelään, jonka merkkinä ylimmälle riville syttyy lähtökulkutien tunnus f.

Kun komennot on syötetty, ennakkovarmistuslaite aktivoidaan painamalla samanaikaisesti EV- ja Ohj-painikkeita, jolloin myös ennakkovarmistuslaitteen vihreä valo syttyy sen merkiksi, että laite on aktiivinen ja komennot voivat toteutua.

Nyt kun ensimmäinen juna saapuu sivuraiteelle, ennakkovarmistuslaite pääsee toteuttamaan heti sen jälkeen kaksi ensimmäistä komentoa, eli tekee tulo- ja lähtökulkutien liikennepaikan läpi kulkevalle junalle pääraiteen kautta. Kun läpimenevä on mennyt, toteutuu viimeinen komento, joka tekee lähtökulkutien sivuraiteella odottavalle junalle. Näin koko junakohtaus tapahtuu automaattisesti ja järjestelmä huolehtii kaikkien kulkuteiden muodostamisesta ilman ylimääräisiä viiveitä, vaikka kauko-ohjaaja keskittyisi sillä hetkellä johonkin muuhun asiaan.

Komentoja on mahdollista lisätä muistiin sitä mukaa lisää, kun edelliset komennot on suoritettu. Ennakkovarmistuslaite mahdollistaa kuitenkin vain kahden raiteen hyödyntämisen. Jos liikennepaikalla on yli kaksi junakulkutieraidetta, täytyy kolmannesta raiteesta eteenpäin komennot tehdä aina käsin.

Kauko-ohjaus- ja paikalliskäyttö

Jokainen liikennepaikka voidaan antaa erikseen myös paikallisesti ohjattavaksi. Väritön KO-ilmaisu palaa kauko-ohjauksen merkkinä. Liikennepaikalle voidaan antaa erilliskäyttölupa painamalla EK-painiketta ja Ohj-painiketta samanaikaisesti, jolloin KO-ilmaisin sammuu ja EK-ilmaisimeen syttyy keltainen vilkkuva valo, kunnes liikennepaikka on ottanut erilliskäyttöluvan vastaan, jolloin ilmaisu muuttuu kiinteäksi. Erilliskäytössä olevalta asemalta saadaan kaikki ilmaisut, mutta sinne ei voi lähettää komentoja. Liikennepaikka palautuu kauko-ohjaukseen, kun erilliskäyttö päätetään liikennepaikan asetinlaitteelta.

Kulkutien purkaminen tai opastimen asettaminen seis

Kulkutie voidaan hätävaraisesti purkaa painamalla samanaikaisesti HP-painiketta sekä liikennepaikan sen puolen punavalkoista painiketta, jonka lähtö- tai tulokulkutie halutaan purkaa. Opastin asetetaan seis-asentoon painamalla vastaavasti Seis-painiketta ja haluttua punavalkoista painiketta. Tähän ei tarvita raide- tai opastinkohtaisia painikkeita, koska liikennepaikan yhdessä päässä voi olla kerrallaan vain yksi tulo- tai lähtökulkutie.

Muut toiminnot

Muiden painikkeiden avulla voidaan mm. asettaa opastimet toimimaan joko päivä- tai yöjännitteellä, hallinnoida välitysmekanismin vikatilanteita, kytkeä vaihdelämmitys päälle tai pois, antaa vaihteiden paikalliskääntölupa, tehdä opastinpuhelimeen kutsu tai pyytää liikennepaikkaa välittämään kaikki ilmaisut uudelleen. Yöjännitteen kytkeminen päälle sytytti samalla myös ratapihan vaihteisiin valot. Opastinpuhelinkutsu liikennepaikalle sai liikennepaikalla olevan äänitorven hälyttämään noin kuuden sekunnin ajaksi, jolloin esimerkiksi paikallisluvilla liikennepaikalla toiminut henkilöstö kuuli kutsun.

Ilmaisintaulu

Kauko-ohjaajan työpisteen edessä oli suuri ilmaisintaulu, josta näkyi koko kauko-ohjattava rataosuus. Ilmaisintaulussa näkyivät kaikkien vaihteiden asennot, varautuneet raideosuudet, tehdyt kulkutiet, asemien mahdolliset vikailmaisut, junalaji-ilmaisut jne. Näitä esitellään tarkemmin alla.

Koko kauko-ohjattavan radan ilmaisintaulu. Mikkelin ja Pieksämäen ratapihoilta ei saada ilmaisuita ja näiden ratapihojen reunojen raiteita on vain piirretty havainnollistamaan raiteistoa. Avaa isompi versio tästä.

Liikennepaikan yleisnäkymä

Kultakin liikennepaikalta näytetään kaikki junakulkutieraiteet sekä niiden raideosuuksien vapaanaolotieto. Tastatuurista aktiiviseksi valitun liikennepaikan lyhenne palaa valaistuna muiden lyhenteiden ollessa pimeänä. Linjan suojastuksen suunta on ilmaistu linjan suuntanuolilla ja vastaavasti asemalla olevien raiteden kohdalla on nuolet, jotka osoittavat, kumpaan suuntaan juna on kulkemassa.

Opastimet ja vaihteet

Jokaisen sähkökääntöisen vaihteen suunta esitetään ilmaisintaulussa. Vapaana olevan vaihteen voi myös kääntää yksittäin painamalla alareunan vaihteiden ryhmäpainiketta ja halutun vaihteen sinistä vaihdepainiketta, jolloin vaihteen ilmaisu alkaa vilkkua, kääntöpyyntö välitetään asetinlaitteelle ja vaihteen käännyttyä asetinlaite lähettää ilmaisun takaisin vaihteen uudesta asennosta. Vaihteen ollessa lukittuna kulkutielle väritön lukitusilmaisin palaa vaihteen vieressä.

Liikennepaikan tulo-opastimissa palaa opasteesta riippuen aina vihreä tai punainen ilmaisu. Lähtöopastimissa palaa vihreä ilmaisu opastimen ollessa ajon sallivassa asennossa, mutta opastimen näyttäessä seis-opastetta on ilmaisu pimeä.

Linjan suojastusopastimista ei saada muita ilmaisuita kuin yleinen lamppuvikailmaisu koko liikennepaikkaväliltä linjan suojastusuuntailmaisimien yhteyteen. Poikkeuksena ensimmäinen suojastusopastin Mikkelin ja Pieksämäen suunnista, joiden opaste näkyi ilmaisintaulussa.

Kulkutieraiteet

Kulkutieraiteilla esitetään junalaji-ilmaisun lisäksi vastaavat tiedot kuin tastatuurissa. Varattu raide näkyy punaisena ja raide, jolle on tehty kulkutie näkyy värittömällä ilmaisulla. Suuntanuolet auttavat kauko-ohjaajaa hahmottamaan, kumpaan suuntaan esimerkiksi sivuraiteelle pysähtynyt juna on matkalla.

Junanumeroiden esittäminen ei ollut mahdollista, mutta sekä linjalla että liikennepaikan raiteilla näkyi junalajin ilmaisu, mikäli se oli asetettu. Ilmaisuja on kolme: P tarkoittaa pikajunaa, H henkilöjunaa ja T tavarajunaa. Kun junalaji-ilmaisu asetetaan liikennepaikalta lähtevälle junalle, se seuraa junan kulkua automaattisesti. Ilmaisu voitiin asettaa valmiiksi myös Mikkelistä tai Pieksämäeltä lähtevälle junalle, jolloin se alkoi liikkua junan mukana, kun juna saapui kauko-ohjauksen alueelle.

Laskurit

Laskurit osoittavat liikennepaikan vaihteiden aukiajon ja hätävaraisesti purettujen kulkuteiden määrän. Nämä tulee kirjata ylös junapäiväkirjaan.

Tässä järjestelmässä hätävaraisesti puretut kulkutiet rekisteröitiin laskuriin kuitenkin vain, mikäli purettiin kulkutie siinä päässä ratapihaa, jossa oli samanaikaisesti linjan ensimmäinen suojaväli tai tulo-opastimen ja tulovaihteen väli varattuna. Mikäli esimerkiksi tulokulkutie purettiin siis hyvissä ajoin, ei laskuri rekisteröinyt tapahtumaa, koska toimintoa ei tuossa tilanteessa katsottu mitenkään vaaralliseksi, jotta siitä pitäisi tehdä junapäiväkirjaan erillinen kirjaus.

Aseman viat ja tila

Kultakin asemalta saatiin tilaan liittyviä ilmaisuja. Nämä sisältävät esimerkiksi tiedon, onko asema erilliskäytössä vai kauko-ohjauksessa, opastimien kirkkaustiedon (päivä- vai yöasento), onko vaihteenlämmitys kytketty päälle, toimiiko virransyöttö normaalisti vai onko asema varavoiman varassa. Jos asemalle oli annettu vaihteiden paikalliskääntölupa, myös sen ilmaisu palaa ilmaisintaulussa.

Opastinvioista saatiin pelkästään yleinen ilmaisu, jonka seurauksena kaikki liikennepaikan opastinilmaisut alkoivat vilkkua. Vikaantunut opastin oli mahdollista kuitenkin päätellä tekemällä ja purkamalla eri kulkuteitä ja näin selvittää, milloin vikailmaisu poistuu, kun vikaantuneen lampun ei enää kuulu palaa. Paikallisesta asetinlaitetaulusta nähdään viallinen opastin suoraan, mutta kauko-ohjaukseen näin yksityiskohtaista tietoa ei välitetty.

Jokaisen aseman kohdalla näkyy myös ennakkovarmistuslaitteen kyseisellä liikennepaikalla muistissa olevat kulkutiekomennot. Koska lähtökulkutiet Palosuolta Mikkeliin ja Lamminmäeltä Pieksämäelle edellyttivat sopimista aina Mikkelin ja Pieksämäen junanlähettäjien kanssa, oli näissä muistiin asetetuissa komennoissa muista poiketen punainen ilmaisu.

Vaihteen kääntö, junalaji-ilmaisut ja opastinkutsuilmaisut

Vaihteiden kääntämiseksi vaihteen oman painikkeen lisäksi piti painaa jotakin kolmesta ilmaisintaulun alareunaan sijoitetusta vaihteen ryhmäpainikkeesta samanaikaisesti. Yksittäin tapahtuva vaihteen kääntäminen ei siis ollut tastatuurista mahdollista, vaan se piti aina suorittaa siirtymällä ilmaisintaulun painikkeiden luokse.

Junalaji-ilmaisut sytytettiin painamalla tastatuurista ensiksi haluttua junalajia, jonka jälkeen junalaji-ilmaisu syttyi halutulle raiteelle painamalla samanaikaisesti tastatuurin J.Laji-painiketta sekä liikennepaikan raidepainiketta. Ilmaisu voitiin sammuttaa vastaavalla tavalla painamalla junalajin sammutuspainiketta JlS sekä raiteen painiketta samanaikasesti.

Linjaosuuksien junalaji-ilmaisua ei ole mahdollista muuttaa, mutta ilmaisun voi tarvittaessa kuitenkin sammuttaa, mikäli ilmaisun siirtyminen raideosuudelta toiselle häiriintyi esimerkiksi eristysvian vuoksi. Tällöin ilmaisintaulusta voitiin painaa samanaikaisesti junalajin sammutuspainiketta sekä linjan ilmaisun kohdalla olevaa junalajipainiketta.

Komentojen ja ilmaisujen välitys

Komentojen ja ilmaisujen välitys voisi toimia siten, että esimerkiksi jokaiselle ilmaisulle ja komennolle olisi oma säie kauko-ohjauskaapelissa aseman ja kauko-ohjauskeskuksen välillä. Kun näitä olisi kuitenkin koko järjestelmässä yhteensä yli tuhat, vaatisi se hyvin monisäikeisen kaapelin käyttämistä ja toteutuksessa olisi myös muita haasteita. Kaapelointi on yksi kalleimmista kokonaisuuksista, joten tällainen menetelmä ei tule kyseeseen.

Tässä Siemensin toteutuksessa tiedonsiirto oli toteutettu siten, että jokainen komento ja ilmaisu koodattiin sarjaksi impulsseja, joita kauko-ohjauskeskus ja liikennepaikat lähettivät keskenään. Järjestelmän tyyppinimi on IR-16, ja sen viisipulssinen versio esiintyy nimellä IR 32/60.

Impulssit tuotettiin induktiivisesti siten, että 60 voltin tasajännite päästettiin muuntajan käämille joko plus- tai miinussuunnassa riippuen siitä, haluttiinko lähettää plus- vai miinusimpulssi. Käytännössä nämä siis vastaisivat binäärimaailman ykköstä ja nollaa, mutta koska välityksessä ei käytetä erillistä kellosignaalia, pitää kumpikin impulssi tunnistaa, jolloin ei voida hyödyntää vain positiivista ja nollan voltin tilaa.

Muuntajan ensiökäämiin kulkeva tasajännite saa sen magneettivuon muuttumaan, jolloin toisiokäämille muodostuu hetkellinen positiivinen tai negatiivinen impulssi tasajännitteen suunnasta riippuen. Tasajännite ei muuta magneettivuota, joten toisiokäämin ulostulo menee nollaan hyvin pian tasajännitteen kytkemisen jälkeen. Tasajännitteen katkeaminen ensiökäämillä saa jälleen magneettivuon muuttumaan, jolloin toisiokäämille muodostuu induktiivisesti vastakkaissuuntainen lyhyt impulssi. Nämä pulssit voidaan viedä toisiokäämiltä säiepariin, joka välittää ne vastaanottajalle, jonka herkkä vastaanottorele kytkee ensin esimerkiksi ensimmäisen impulssin saapuessa pluskoskettimen ja vastakkaissuuntaisen impulssin saapuessa miinuskoskettimen, ja näistä voidaan tunnistaa, lähetettiinkö alun perin plus- vai miinusimpulssi ja kuinka pitkä lähetetty impulssi oli.

Yksittäinen lähetettävä positiivinen tai negatiivinen impulssi muuntuu välityksessä siis aina vastakkaissuuntaisten impulssien pariksi. Jos lähetetään impulssit + + - +, niin välitysjohtimeen muodostuu neljä impulssiparia, yhteensä kahdeksan impulssia: + -, + -, - + ja + -. Vastaanottopäässä relekytkentä tunnistaa nämä impulssiparit ja muuntaa ne takaisin jälleen neljäksi yksittäiseksi impulssiksi, joihin reagoidaan halutulla tavalla.

Kun alla olevassa tekstissä puhutaan impulssista, niin sillä tarkoitetaan tässä siis aina yksittäistä lähetettävää tai vastaanotettavaa impulssia riippumatta siitä, että impulssi on kauko-ohjauksen säieparissa kahtena vastakkaissuuntaisena impulssina signaalin kulkiessa lähettäjältä vastaanottajalle.

Muuntajan kytkentä sekä esimerkki, miten muuntajalle tuotava tasajännite Up saa aikaan toisiokäämiin vastakkaissuuntaiset jänniteimpulssit Us, kun jännite kytkeytyy ja katkeaa. (Signal und Draht)

Välitysjohtimeen lähetettävä komento koostuu aina kuudestatoista lähetettävästä impulssista, eli välitysjohtimeen muodostuu kuusitoista impulssiparia. Ennen kunkin impulssin merkitystä on tässä kohden kuitenkin tarkasteltava vielä sitä, miten asemat oli kytketty kauko-ohjauskeskukseen. Sen sijaan, että kauko-ohjauskeskus ja asemat olisivat olleet kiinni kaikki samassa välitysjohtimessa, oli yhteydet jaettu kolmeen kanavaan.

Kauko-ohjauskanavat. Kanavat 1-5 olivat Kouvolan ja Mikkelin välisen kauko-ohjauksen käytössä.

Jako kanaviin tarkoitti sitä, että yksi kanava oli jaettu aina kauko-ohjauskeskuksen ja kolmen aseman kesken. Esimerkiksi kaikki Hiirolaan menevät komennot olivat havaittavissa myös Mikkelissä ja Palosuolla, mutta ei kanavaan 7 tai 8 kuuluneilla asemilla. Näin esimerkiksi Kalvitsan ja Lamminmäen ilmaisuja oli mahdollista välittää kauko-ohjaukseen samanaikaisesti, mikä lyhentää välitykseen kuluvaa aikaa, jos välitettävää tietoa on paljon, kun järjestelmän ei tarvitse odottaa niin pitkään välitysjohdon vapautumista.

Komentojen muodostaminen välitysjohtimeen

Seuraavaksi käydään läpi vaiheittain, miten lähettävä komento muodostui ja välitettiin kauko-ohjauskeskuksesta asemalle. Yhdessä välitystapahtumassa on kuusi vaihetta.

Yksittäinen komennon lähetystapahtuma. Lähettävä osapuoli on merkitty vihreällä.

Johdonvaraus

Välitysjohtimeen voi lähettää kerrallaan vain yksi taho. Tämän vuoksi pitää varmistaa, ettei päällekkäisiä lähetyksiä pääse syntymään. Kun lähetys on alkanut, kaikki vastaanottajat estävät lähetyksen välitysjohtimeen, kunnes selviää, kenen kanssa kauko-ohjauskeskus haluaa kommunikoida ja vain tämä vastaanottaja saa pitää lähettimensä aktiivisena.

On kuitenkin mahdollista, että kahden lähettimen lähetys alkaisi täsmälleen samalla hetkellä, jolloin kaksi lähetintä voisi yrittää lähettää välitysjohtimeen tietoa samaan aikaan, jolloin niiden impulssit menisivät päällekkäin. Tämän estämiseksi jokainen lähetys alkaa ns. johdonvarauksella.

Johdonvarauksessa lähettäjä lähettää kaksi positiivista impulssia niin, että lähetys koostuu kolmesta osasta: ensimmäinen positiivinen impulssi, tauko ja toinen positiivinen impulssi. Jokaisen osan kesto voi olla lyhyt tai pitkä, jolloin näistä muodostuu yhteensä kahdeksan erilaista kombinaatiota.

Mikäli lähettämistä yrittävä lähetin havaitsee, että joko jommankumman impulssiparin keskellä tai tauon aikana se vastaanottaa välitysjohtimesta impulsseja, jokin toinen lähetin on aktiivisena ja lähetin estää oman lähetyksensä.

Johdonvarauksen kokonaiskesto määrittelee suoraan lähettäjän prioriteetin. Mikäli lähettimen kombinaatio on lyhyt–lyhyt–lyhyt, on sillä kaikista suurin prioriteetti. Tämä on aina kauko-ohjauskeskuksella, jotta sen komennot saavat etusijan esimerkiksi asemien lähettämiin ilmaisuihin nähden. Jos kolmen pulssin sarjat ovat yhteensä yhtä pitkät, esim. lyhyt–pitkä–lyhyt tai lyhyt–lyhyt–pitkä, joutuu se lähettäjä estämään lähetyksensä, jolla on samanpituisten osien jälkeen ensimmäisenä pidempi osa (joko lähetys tai tauko). Äskeisessä esimerkissä kun ensimmäinen lähettäjä pitää pitkän tauon, havaitsee se sen aikana toisen lähettäjän toisen positiivisen impulssin, ja vain lyhyen impulssin lähettänyt lähetin saa jatkaa, kun taas pitkän tauon pitänyt lähettäjä joutuu estämään lähetyksensä ja voi yrittää johdonvarausta uudelleen välitysjohtimen vapauduttua. Kaikki komennot ja ilmaisut pysyvät tallessa niin pitkään, kunnes ne on saatu välitettyä.

Johdonvarauksen eri yhdistelmät. Alimman rivin yhdistelmällä on suurin prioriteetti ja ylimmällä pienin.

Jos lähettäjiä on yli kahdeksan, joudutaan samaa kombinaatiota käyttämään useammassa lähettimessä, mutta tällöin päällekkäinen lähetys estettiin muuttamalla viivettä, kuinka pitkään lähetin pysyy estettynä välitysjohtimen vapautumisen jälkeen.

Asemakutsu

Kun lähetin on saanut välitysjohtimen varattua, seuraavaksi se valitsee neljällä impulssilla, mille asemalle komento lähetetään. Käytettävissä on siis kuusitoista eri asemayhdistelmää. Asemakutsut ovat kanavakohtaisia eli jokaisella kanavalla on käytettävissä kuusitoista asematunnusta.

Alkuperäisen termistön asema on tässä kuitenkin hieman harhaanjohtava sanavalinta, sillä kuten alempaa selviää, niin myös komento koodataan neljällä impulssilla, jolloin niitäkin saadaan vain kuusitoista erilaista. Aseman koosta riippuen komentoja tarvitaan kuitenkin n. 25–35 kappaletta, jolloin komentojen välittämiseen yhden liikennepaikan releasetinlaitteelle voidaan tarvita kolmekin asematunnusta. Tällöin asemakutsu tosiasiallisesti valitsee, mikä kuudentoista komennon vastaanottamiseen tarkoitettu relekokonaisuus aktivoituu ja pitää tietää, mitkä asematunnukset ovat milläkin asemalla käytössä. Yksi asematunnus on fyysisesti kokonaisuudessaan aina samalla asemalla, eikä sen kuuttatoista komentoa voida jakaa eri liikennepaikkojen kesken. Yhdessä kanavassa voitiin välittää siis yhteensä 16 * 16 komentoa = 256 komentoa.

Samasta järjestelmästä on myös versio, jossa sekä asemakutsu että komento koostuvat viidestä impulssista, jolloin yhteen kanavaan saadaan 32 asemakutsua, joista kukin voi välittää 32 komentoa, eli yhteensä kanava voi välittää 32 * 32 komentoa = 1024 komentoa. TGOJ:n järjestelmä perustui viiden impulssin käyttämiseen ja tätä käytettiin Suomessakin myöhemmissä toteutuksissa.

Asemakutsun toisto

Asemakutsun toistossa asemakutsun saanut asema lähettää asemakutsunsa takaisin kauko-ohjauskeskukseen osoittaakseen, että asemakutsu on vastaanotettu. Mikäli kauko-ohjauskeskus vastaanottaa neljän impulssin sarjan takaisin oikein, siirtyy välitys seuraavaksi varsinaiseen komentoon.

Komento

Asemakutsun tavoin on myös komento koodattu neljällä impulssilla. Kuvitteellisessa esimerkissä on esimerkiksi Palosuon komennot voitu määritellä niin, että sillä on käytössä kanavalta kuusi asematunnukset 2 ja 3. Tällöin tulokulkutie Mikkelistä raiteelle yksi voisi esimerkiksi olla asematunnuksen 2 komento 5 ja vastaavasti lähtökulkutie raiteelta kaksi Mikkelin suuntaan asematunnuksen 3 komento 11.

Jotta oikea komento saadaan välitettyä oikealle asemalle, kauko-ohjausjärjestelmän pitää tietää, mille kanavalle sen tulee lähettää ensiksi oikea asematunnus ja sen jälkeen haluttu komento.

Kuittaus

Komennon vastaanottamisen jälkeen asema kuittaa vastaanottaneensa komennon pelkällä yhdellä positiivisella impulssilla. Vastaanotettua komentoa ei siis lähetetä enää takaisin esimerkiksi asemakutsun toiston tavoin, jonka jälkeen kauko-ohjauskeskus vahvistaisi vielä vastaanotetun komennon oikeellisuuden. Varsinaista virheentarkistusta ei komennon vastaanottamiselle näin ollen siis ole.

Kaikkien komentojen turvallisuus varmistetaan kuitenkin asetinlaitteella, eikä se anna suorittaa komentoa, joka ei sillä hetkellä ole mahdollinen. Näin esimerkiksi vastakkaisia kulkuteitä ei ole mahdollista muodostaa, vaikka kauko-ohjausjärjestelmä sellaiset komennot lähettäisi tai välitetty komento olisi vastaanotettu väärin. Kauko-ohjauksen lähettämät komennot oli yhdistetty asetinlaitteeseen siten, että saapuva komento sai samat painikereleet vetämään kuin vastaava toiminto tehtäisiin painamalla asetinlaitetaulun painikkeita. Sillä ei siis ollut asetinlaitteen näkökulmasta eroa, käytettiinkö komennon antamiseen asetinlaitteen painikkeita vai kauko-ohjausjärjestelmää. Tosin kauko-ohjausjärjestelmän lähettämien komentojen toteutuminen oli estetty silloin, kun asetinlaite oli paikalliskäytössä tai vaihteille oli annettu paikalliskääntöluvat.

Kuitenkin vaihteen hätävarainen kääntäminen, jonka voi tehdä myös vaihteen ollessa varattu, voisi johtaa toteutuessaan vaihteen kääntymiseen junan alla. Koska komento oli tältä osin vaarallinen, ei tätä komentoa voinut antaa lainkaan kauko-ohjausjärjestelmän kautta, jolloin myöskään mikään virheellisesti välittynyt komento ei voinut tätä pahimmillaan junan suistumiseen johtavaa toimintoa aiheuttaa.

Kuittauksen jälkeen kauko-ohjausjärjestelmä voi lähettää lisää komentoja, mikäli sillä on niitä lähetettävänä samalle asematunnukselle. Jos komentoja ei ole enempää, niin seuraavaksi tapahtuu välitysjohtimen vapautus.

Vapautus

Kun komento tai komennot on välitetty, kauko-ohjauskeskus lähettää pitkän miinusimpulssin. Se on muita miinusimpulsseja pidempi ja johtaa kaikilla liikennepaikoilla siihen, että niiden lähetysesto poistuu, jolloin seuraava lähetin voi tehdä uuden välitysjohtimen varauksen. Mikäli kauko-ohjauskeskus havaitsee virhetilanteita lähetyksen tai vastaanoton aikana, se voi milloin hyvänsä lähettää tämän pitkän impulssin, mikä pakottaa kaikki asemat tällöin lopettamaan lähettämisen ja aloittamaan sen uudelleen alusta.

Yhden komennon välitys kokonaisuudessaan kestää n. 1,2 sekuntia.

Ilmaisujen välitys

Ilmaisujen lähettäminen toimii täysin vastaavalla periaatteella, mutta roolit ovat päinvastaiset. Komennon sijaan välitetään ilmaisun koodi. Kun asema lähettää itse oman asematunnuksensa, se tietää, ettei kyseessä ole sille tarkoitettu komento, vaan kauko-ohjauskeskus vastaanottaa sen ilmaisuna.

Vastaavalla tavalla kuin komentojen osalta on myös ilmaisujen määrä niin suuri, että liikennepaikka tarvitsee kaikkien ilmaisuiden välittämiseen useamman asematunnuksen. Ratapihan laajuudesta riippuen ilmaisuita on n. 60–100 kappaletta. Tämän vuoksi kuusitoista asematunnusta riittää yleensä enintään kolmen liikennepaikan ohjaamiseen ja ilmaisujen välittämiseen.

Kauko-ohjauskeskuksen lähettämillä komennoilla on aina etusija ilmaisuihin verrattuna. Tämä toteutuu suoraan välitysjohtimen johdonvarauksen kautta, koska kauko-ohjauskeskuksella on lyhin varausimpulssisarja, jolloin se saa aina etusijan, kun kanava vapautuu.

Ilmaisuja välitetään vain silloin, kun jokin ilmaisu muuttuu. Koska siirrettävissä olevien ilmaisujen määrä on rajallinen, on tiettyjä ilmaisuja yhdistetty. Esimerkiksi lähtöopastimista ei välitetty erikseen tietoa, mikä opastimista E, F tai G näytti ajonsallivaa opastetta, vaan pelkästään tiedon siitä, että pohjoiseen paloi joltakin raiteelta vihreä opaste. Koska tiedetään, että tämä tilanne on mahdollinen vain, kun vaihteet ovat kääntyneet oikein, kauko-ohjauksen ilmaisintauluun saadaan ajon salliva opaste oikeaan lähtöopastimeen yhdistämällä tähän vaihteiden asentotiedot.

Mikäli on aiheellista epäillä, että ilmaisut eivät vastaa todellisuutta, kauko-ohjauskeskus voi pyytää asemaa välittämään kaikki sen ilmaisut uudelleen. Kaikkien ilmaisujen välittäminen yhdeltä liikennepaikalta kestää ilmaisujen määrästä riippuen 30–60 sekuntia.

Komentojen ja ilmaisujen muuntaminen äänitaajuusalueelle välitysjohtimeen

Edellä kuvattu toimintatapa tarkoittaisi sitä, että Pieksämäeltä lähtisi kolmen kauko-ohjauskanavan välitysjohtimet kolmena kauko-ohjauskaapelin parina. Kuitenkin kaapelissa tarvittavien säikeiden määrän minimoimiseksi signaaleille tehtiin kauimmaisten asemien kohdalla kanavien 6 ja 7 osalta muunnos, jonka avulla ne saatiin välitettyä yhdessä säieparissa.

Välitysjohtimen impulssit muunnettiin kaukokirjoittimissakin käytettyyn tapaan, jossa 300 Hz–3400 Hz äänitaajuusalueelle saatiin mahdutettua 120 Hz välein yhteensä 24 kanavaa tiedonsiirtoon. Impulssit muunnettiin amplitudimodulaation avulla tähän WT-välitysmuotoon ja voitiin siirtää yhdessä säieparissa. Äänitaajuusalueelle koodattu signaali olisi voitu siirtää yhtä hyvin myös puhelin- tai radioverkon kautta. Valittu koodausmenetelmä mahdollisti enintään 50 Baudin tiedonsiirtonopeuden, mutta tämä nopeus riitti tähän tarkoitukseen hyvin, koska releketjuilla toteutettu mekanismi ei tätä suurempiin nopeuksiin edes pystynyt.

Lähetteen asemilla käsittelevät WT-laitteet oli sijoitettu Hiirolaan ja Haukivuorelle, missä signaali muunnettiin takaisin alkuperäiseen muotoon ja voitiin välittää alkuperäisessä muodossa myös välityskanavan kahdelle muulle asemalle sekä vastaavasti asemilta tulevat impulssit takaisin kauko-ohjaukseen siten että muunnos ei vaikuttanut järjestelmän toimintaan muuten millään tavoin. Yksi kauko-ohjauskanava edellytti aina neljää WT-kanavaa, joista kaksi kuljetti negatiivisten ja positiivisten impulssien äänikoodausta asemille päin ja toiset kaksi vastaavia koodauksia kauko-ohjauskeskukseen päin.

Vaikka järjestelmä oli muuten puhtaasti reletoiminen, tähän AM-modulaatiomuunnokseen käytettiin elektroniputkia. Kouvolan ja Mikkelin välisessä toteutuksessa hyödynnettiin transistoritekniikalla toteutettua FM-modulaatiota muuten samalla periaatteella. Kouvolan ja Mikkelin välillä viisi välitysjohdinparia voitiin korvata tällä menetelmällä yhteen säiepariin syötetyllä äänitaajuuskoodatulla lähetteellä, josta oli käytössä 20 WT-kanavaa.

Miltä se kuulosti?

Voit kuunnella oheisen ääninäytteen. Se on äänitetty Kouvolan ja Mikkelin väliltä Varpasen relehuoneessa. Varpasen kanssa samaan kauko-ohjauskanavaan kuuluivat myös Kinnin ja Mäntyharjun liikennepaikat.

Äänitys: Niklas Savinsaari

Äänitteellä kauko-ohjauksesta annetaan kuusi komentoa: tulokulkutie Kinniin, lähtökulkutie Kinnistä, tulokulkutie Varpaseen, lähtökulkutie Varpasesta sekä vielä tulo- ja lähtökulkutiet Mäntyharjulle. Kulkutiekomentojen antamisen jälkeen välitetään asetinlaitteilta vastaavat ilmaisut takaisin kauko-ohjaukseen. Koska äänitys on tehty asetinlaitteen relehuoneessa, kuuluu siinä kauko-ohjauksen releistön lisäksi siis myös Varpasen DrS-asetinlaitteen releiden ääniä.

Toisen kulkutiekomennon, eli Kinnin lähtökulkutien, yhteydessä kuuluu suojastuksen linjasuunnan kääntyminen tukireleen voimakkaampana äänenä. Samaan aikaan, kun kauko-ohjauskomentoja välitetään, niin lähtökulkutien yhteydessä liikennepaikkojen välisessä suojastuskaapelissa kulkee suunnankääntöpyyntö, joka vaihtaa suunnan Kinnistä kohti Varpasta. Tämä tapahtuu hyvin nopeasti ja on kuultavissa lähes heti komennon päätyttyä.

Kolmannen ja neljännen komennon saapuessa, jolloin tehdään siis tulo- ja lähtökulkutiet Varpaseen, kuuluu samaan aikaan Varpasen releasetinlaitteen releiden äänet kulkuteiden muodostuessa, jonka aikana mm. useampi tukirele vaihtaa asentoaan ja opastinreleet vetävät.

Komentojen jälkeen kuuluu ilmaisuiden välittämiseen liittyneet vaiheet. Mikäli komennot tai ilmaisut koskevat kanavan jompaa kumpaa muuta liikennepaikkaa, kuuluu äänitteessä vain välitysjohdosta saapuvat impulssit, mutta ei muita releääniä. Varpasta koskevat komennot ja ilmaisut erottaa selkeästi siitä, että niiden aikana kuuluu myös liikennepaikan releiden toiminta. Vikatilanteissa pelkästään jo ääntä kuuntelemalla saattoi selvitä, minkälaisesta viasta oli kyse ja miten se voidaan korjata.

Tällä YouTube-videolla voit kuulla, miltä välityskanavan releäänet kuulostivat, kun pikajuna ohittaa Kirjokiven asemaa syksyllä 2001 vanhan kauko-ohjausjärjestelmän ollessa vielä viimeisiä viikkoja käytössä.

Purkaminen

1960-luvulla rakennettu kauko-ohjausjärjestelmä alkoi olla käyttöikänsä päässä 1990-luvun lopulla. Samaan aikaan suunnitteilla oli myös Savon radan perusparannus sekä JKV:n rakentaminen. Nämä kaikki yhdessä johtivat siihen, että Kouvolan ja Pieksämäen välille rakennettiin kokonaisuudessaan uudet tietokonepohjaiset asetinlaitteet ja kauko-ohjaus, jotka otettiin käyttöön vuoden 2001 lopulla. Uuden järjestelmän toimitti Alcatel, jonka toiminnot ovat nykyään osa Thalesia.

2000-luvulle tultaessa ei nähty enää tarvetta yhtä monelle junakohtauspaikalle ja tästä syystä liikennepaikkojen väleiksi tasattiin n. 10-15 kilometriä. Ensimmäistä kertaa Suomessa lakkautettiin merkittävä määrä kauko-ohjattuja liikennepaikkoja. Mikkelin ja Pieksämäen väliltä lakkautettiin Palosuon, Pitkäahon, Kantalan ja Lamminmäen liikennepaikat. Samassa yhteydessä Loukolammen kohtauspaikka rakennettiin uudelleen.

Vuonna 2001 käyttöönotettu kauko-ohjausjärjestelmä korvattiin vuonna 2020 jo rataosan kolmannella kauko-ohjausjärjestelmällä, kun rataosa liitettiin Kouvolan KAKO-kauko-ohjausjärjestelmään. Asetinlaitteet pysyivät tässä muutoksessa ennallaan. Rataosan kauko-ohjaus palasi tavallaan takaisin juurilleen, sillä nykyinen kauko-ohjausjärjestelmä on jälleen Siemensin toimittama.

Raiderele ry on museoinut alkuperäiseen järjestelmään liittyviä laitteita sekä tallentanut dokumentaatiota. Savon radan museossa Pieksämäellä on esillä yhdistyksen toteuttama kauko-ohjaajan työpiste ja sen alkuperäiset laitteet. Näytteillä oleva ilmaisintaulu on suora eikä kolmesta osasta koostuva kuten alkuperäisessä kuvassa. Tämä ero johtuu siitä, että kauko-ohjausjärjestelmän siirtyessä Pieksämäen uuteen kauko-ohjauskeskukseen taulu suoristettiin, jotta useamman henkilön oli helpompi nähdä sen samanaikaisesti.

Kauko-ohjaajan työpiste museoituna Savon radan museossa. Teemu Sirkiä

Voi ajatella, että pieni ripaus tätä järjestelmää elää vielä Luumäen ja Lappeenrannan välillä, missä releasetinlaitteet ja linjasuojastus on toteutettu samalla tavalla kuin Mikkelin ja Pieksämäen välillä aikoinaan. Tosin sinne on kuitenkin tehty asetinlaitteisiin JKV:n vaatimat lisäykset. Alkuperäinen relevälitteinen kauko-ohjaus on myös korvattu elektronisella 2000-luvulla. Tämäkään turvalaitejärjestelmä ei ole enää pitkään käytössä, vaan korvautuu uudella kokonaan tietokonepohjaisella järjestelmällä syksyn 2022 aikana. DrS-asetinlaitteita on toki rataverkolla käytössä edelleen noin 60 kappaletta.

Kauko-ohjauksen rakentaminen Suomessa

Kauko-ohjausjärjestelmien rakentaminen Suomeen on ollut useita vuosikymmeniä kestänyt projekti, jonka aikana on useammalla rataosalla tällä hetkellä käytössä jo toinen tai kolmaskin järjestelmä. Alla on lyhyt katsaus kauko-ohjausjärjestelmien rakentumisesta Suomen rataverkolle.

Kouvola-Mikkeli, 1963

Heti seuraavana vuonna Mikkelin ja Pieksämäen välisen kauko-ohjauksen vaalmistumisen jälkeen eli vuonna 1963 otettiin käyttöön Kouvolan ja Mikkelin välinen kauko-ohjaus. Sen kauko-ohjaus hoidettiin Kouvolasta. Tälle välille rakennettiin 15 kauko-ohjattua liikennepaikkaa.

Luumäki-Lappeenranta, 1965

Seuraava laajennus tapahtui vuonna 1965, jolloin Kouvolan kauko-ohjauskeskukseen tuotiin Luumäen ja Lappeenrannan välille rakennettu kauko-ohjaus. Kauko-ohjattua rataa oli tuolloin yhteensä 211 ratakilometriä.

Parkanon ja Joensuun radat, 1973-1974

Sen jälkeen kauko-ohjausjärjestelmien rakentamisessa oli useamman vuoden tauko, kunnes vuosina 1973-1974 valmistui kaksi uutta rataosuutta: Parikkala–Joensuu ja Lielahti–Seinäjoki. Näiden kauko-ohjauskeskukset rakennettiin Joensuuhun ja Parkanoon. Ilmaisintaulut olivat yhä samankaltaisia kuin Savon radalla, mutta Parkanon radalla komennot annettiin numeronäppäimistön avulla ja Joensuun radallakin viimeistään siirryttäessä elektroniseen järjestelmään. Savon rataan verrattuna linjaosuuksia ei ollut jaettu useampaan suojaväliin, vaan liikennepaikkojen välillä pystyi liikennöimään vain yksi juna kerrallaan. Merkittävä ero oli myös, että linjaosuuksilla käytettiin raidevirtapiirien sijaan nyt ensimmäisen kerran akselinlaskentaa tässä laajuudessa.

Parikkalan ja Joensuun välinen kauko-ohjaus toteutettiin alun perin samankaltaisella toteutustavalla kuin Savon rata, mutta käytössä oli viiden impulssin versio. Se kuitenkin korvattiin jo sähköistystöiden yhteydessä 1980-luvun lopussa Siemensin elektronisella ZUS6023K-järjestelmällä hyödyntäen kuitenkin asemien alkuperäisiä relekauko-ohjauksen komennon- ja ilmaisunvälitysreleistöjä.

Parkanon radan kauko-ohjausjärjestelmän perustana oli releiden sijaan pieniin rengassydämiin pohjautuva transfluksoritekniikka, jossa kuitenkin käytettiin osin myös releitä. Toteutustapa on aikakauden erikoisuus ajalta, jolloin reletekniikka alkoi olla jo vanhentunutta, mutta toisaalta kokonaisvaltainen siirtyminen mikropiiripohjaisiin toteutuksiin ei ollut vielä tapahtunut. Parkanon radalla ei myöskään ollut kaapelointia asemien välillä, vaan kaikki komennot ja ilmaisut välitettiin radiolinkin avulla.

Helsingin suurasetinlaite, 1976

Helsingin keskusasetinlaitteen yhteyteen rakennettiin vuonna 1976 Helsinki–Martinlaakso-radan kauko-ohjaus. Kauko-ohjaus ja siihen liittynyt iso ilmaisintaulu laajeni vielä ennen HELKA-järjestelmän käyttöönottoa niin, että kauko-ohjausalue oli päärataa Korson asetinlaitteeseen saakka ja rantarataa Huopalahden asetinlaitteeseen saakka. Kuitenkin Pitäjänmäeltä sekä Keravan ratapihan eteläosasta saatiin ilmaisuja kauko-ohjaukseen, vaikka kumpaankaan asetinlaitteeseen ei siis voitu lähettää komentoja kauko-ohjauksesta. Kauko-ohjaus oli Siemensin toteuttama puolielektroninen DUS502-järjestelmä.

Savon rataa pohjoiseen ja Seinäjoelta Ouluun, 1983–1986

Pieksämäeltä pohjoiseen rakennettiin kauko-ohjaus Kuopioon saakka vuonna 1983. Seinäjoelta Kokkolaan kauko-ohjaus valmistui vuonna 1984 ja edelleen Kokkolasta Ylivieskaan saakka vuonna 1985. Ylivieskan ja Oulun väli saatiin kauko-ohjaukseen vuonna 1986.

Näistä järjestelmistä suurin osa ollut Siemensin toimittamia. L. M. Ericssonin järjestelmiä oli myös käytössä osuudella (Seinäjoki)–(Ylivieska) ja Pieksämäeltä pohjoiseen. L. M. Ericssonin järjestelmissä ohjaustapana oli numeronäppäimistö, jonka avulla komennot annettiin.

Kohti tietokonepohjaisia kauko-ohjausjärjestelmiä 1990- ja 2000-luvulla

Kauko-ohjauksien ensimmäinen sukupolvi oli tähän mennessä valmistunut. Seuraavaksi alettiin rakentamaan tietokonepohjaisia kauko-ohjausjärjestelmiä, joissa voitiin hyödyntää yhä enemmän automaattisia toimintoja kuten esimerkiksi junanumeroon perustuvaa reittiautomatiikkaa, joka kykenee hoitamaan liikenteen normaalitilanteessa junaliikennettä hyvinkin pitkälle automaattisesti kauko-ohjaajan lähinnä seuratessa liikennetilannetta.

Järjestelmistä ensimmäisenä valmistui Siemensin Tampereelle toimittama TAIKA-järjestelmä, joka otettiin käyttöön vuonna 1994, ja se valmistui kokonaisuudessaan vuonna 2001. TAIKA sisälsi myös sähköradan kaukokäytön.

Helsingistä Riihimäelle ja Turkuun valmistui HELKA-kauko-ohjausjärjestelmä vuosien 1994 ja 1997 välillä. Tämä järjestelmä oli rakennettu yhteistyössä VR:n ja ABB:n kanssa. Seuraava isompi kokonaisuus ja modernisointihanke oli Pohjois-Suomen kauko-ohjauksien uudistaminen. Mipron toimittama järjestelmä otettiin käyttöön vuosien 2003 ja 2007 välillä ja kattaa 1200 ratakilometriä.

Viimeisimpiä valmistuneita kokonaisuuksia olivat Turku–Uusikaupunki ja Hyvinkää–Karjaa yhdessä loppujen JKV-rakennushankkeiden kanssa vuonna 2009. Asetinlaitteet ja kauko-ohjauksen toimitti Mipro. Merkittävin ilman keskitettyä kauko-ohjausta oleva rataosa on Kouvolan ja Kotkan/Haminan välinen rata, mutta rataosan turvalaitteiden uusinta on käynnissä, jonka yhteydessä se saadaan myös keskitetyn kauko-ohjauksen piiriin vuonna 2023.

Kauko-ohjausjärjestelmät nykypäivänä

Nykypäivän kauko-ohjausjärjestelmät hoitavat yhä laajempia kokonaisuuksia niiden keskittyessä neljään ohjauskeskukseen Helsingissä, Tampereella, Kouvolassa ja Oulussa. Vanhat kauko-ohjausjärjestelmät joitakin ihan yksittäisiä osuuksia lukuun ottamatta on jo purettu ja modernisoitu. Yksi tällainen erikoisuus on esimerkiksi Juurikorven kauko-ohjaus Inkeroisten asemalta, joka on edelleen miehitetty.

Etelä-Suomen alueen ESKO-kauko-ohjausjärjestelmä otettiin käyttöön vaiheittain 2009–2011. Tampereen alueen TAKO-järjestelmä otettiin käyttöön 2015–2019. Kouvolan alueen KAKO-järjestelmän ensimmäinen käyttöönotto oli vuonna 2019 ja järjestelmän pitäisi valmistua kokonaisuudessaan vuonna 2023. Oulun alueen uuden POKA-kauko-ohjausjärjestelmän ensimmäinen osa pitäisi olla käytössä vielä vuoden 2022 aikana. POKA korvaa Mipron aiemmin toimittaman tietokonepohjaisen kauko-ohjausjärjestelmän.

Näistä ESKO, KAKO ja POKA ovat Siemensin toimittamia ja TAKO on Mipron toimittama järjestelmä.

Lähteet

Internet-sivustot

Centralized traffic control
https://en.wikipedia.org/wiki/­Centralized_traffic_control

CTC vid TGOJ
http://web.archive.org/web/20141230054727/­http://web.comhem.se/akka/tgojctc.htm

Fjärrblockering Ånge–Bräcke 1955
https://ekeving.se/ctc/ange1955/index.html

Fjärrblockeringscentralen i Ånge
https://ekeving.se/ctc/AngeFjbc/index.html

Fjärrstyrning av signalsäkerhetsanläggningar
https://www.ekeving.se/ctc/index.html

Gilserud CTC
https://ekeving.se/ctc/Gilserud/index.html

Nord-Süd-Strecke (Gleiswechselbetrieb: km 166,63 – km 179,0)
https://www.werra-meissner-bahnen.de/inhalt/eisenbahnen/3600-00-gleiswechselbetrieb.html

Parkanon radan kauko-ohjauksen historiaa
http://web.archive.org/web/20140911181716/­http://efiab.sr2.fi/parkanon_kauko.html

Saltsjöbanan — fjärrstyrning av signalsäkerhetsanläggningar
https://ekeving.se/b/sb/fjarr.html

Streckenstellwerk Nürnberg
http://www.stellwerke.de/bilder/nn_s.html

Painetut lähteet

Ericsson C.T.C for Spanish Railways. L. M. Ericsson Review, 1962

C.T.C. for Jugoslavian Railways. L. M. Ericsson Review, 1957

L. M. Ericsson C.T.C. in Operation North of Artic Circle. L. M. Ericsson Review, 1958

L. M. Ericsson delivers C.T.C to Pakistan. L. M. Ericsson Review, 1959

L. M. Ericsson to Undertake First C.T.C. Installation in Portugal. L. M. Ericsson Review, 1959

Pere Marquette Installs Centralized Control Signal System. Railway Signalling Vol. 21, No. 10, 1928

R. Axelsson: Byggnadsdokumentation: fjärr blockeringscentralen i Skogstop. 2005

I. Boberg: Keyset-operated C.T.C System. L. M. Ericsson Review, 1958

H. Küfner: 25 Jahre Fernsteuerung der Signalanlagen auf der Strecke Nürnberg-Regensburg. Signal und Draht 1-2/1978

M. Lemonnier: Première application en France de la commande centralisée des aiguilles et des signaux. Revue générale des chemins de fer No. 6 / 1933

S. Lundgren: Longest C.T.C Line in Europe. L. M. Ericsson Review, 1961

P. Pentikäinen: Savon Rautatie. 2014

J. Pitkänen: Meidinger IT-ajassa. 2007

J. Pitkänen: Semafori & Telegrafi. 2002

J. Pitkänen: Tsaarin ajasta EU-kauteen — rautateiden tele- ja sähkötekniikkaa vuodesta 1860. 2001

Rautatiehallitus: Valtionrautatiet 1937–1962

Rautatiehallitus: Valtionrautatiet 1962–1987

Rautatiehallitus: Pieksämäen–Mikkelin rataosan kauko-ohjauskeskuksen käyttöohjeet, N:o Tlj 1002. 1962

H. Sasse: Ferngesteuerte Signalanlagen. Signal und Draht, 2/1960

B.J. Schwendt: N. Y. C First to Install Complete Train Dispatching System. Railway Signalling Vol. 20, No. 9, 1927

E. Sockel: Das Streckenfunkstellwerk der Strecke Malsfeld-Treysa. Signal und Draht 10/1955

W. Staab: Rail Automation — Siemens und die Eisenbahnsignaltechnik. 2003

Valtionrautatiet: Mikkeli–Pieksämäki, yleispiirustus, 863 S. 1961

Valtionrautatiet: Pieksämäki–Mikkeli, kauko-ohjauskeskuksen ohjaustaulun selityspiirustus, 4106 Ohj. 1962

Valtionrautatiet: Pieksämäki, kauko-ohjauskeskuksen painikkeiden käyttötaulukko, 4107 Ohj. 1962

Valtionrautatiet: Pieksämäki–Mikkeli, kauko-ohjauskeskuksen ilmaisintaulu, 4108 Ohj. 1962

W. Wessel Hansen: C.T.C. on the Danish State Railways. L. M. Ericsson Review, 1957

Teksti ja piirrokset: Teemu Sirkiä

Kiitos artikkelin avustamisessa ja lisätiedoissa: Panu Breilin, Pekka Puhakka, Niklas Savinsaari ja Tero Sorsimo