Dalam persinyalan kereta api, interlocking adalah serangkaian sinyal kereta api yang berfungsi untuk mencegah konflik di percabangan atau perpotongan jalur. Di Amerika Utara, seperangkat peraga sinyal dan jalur yang saling kunci kadang-kadang secara kolektif disebut sebagai interlocking. Sistem interlocking dirancang sedemikian rupa sehingga sinyal tidak akan diubah ke aspek aman hingga rute yang terbentuk dapat dipastikan aman.
Interlocking adalah alat pengaman yang dirancang untuk mencegah kedudukan sinyal dan wesel diubah secara sembarangan. Dalam hal ini, interlocking akan mencegah sinyal untuk menampilkan jalur kereta akan bercabang ke kiri atau kanan, kecuali wesel sudah diubah dengan benar. Di Amerika Utara, pengertian resmi perkeretaapian tentang interlocking adalah: "Susunan sinyal dan peralatannya yang saling kunci atau saling bertautan sehingga pergerakannya harus terlaksana satu sama lain dalam urutan yang benar".[1]
Konfigurasi
Tuas mekanik dan diagram lintasan stasiun di ruang PPKA atau rumah sinyal
Interlocking sekurang-kurangnya terdiri dari sinyal, tetapi biasanya melibatkan peralatan tambahan seperti wesel, kancing wesel, dan penganjlok, serta alat pengaman perlintasan sebidang dan jembatan angkat. Beberapa prinsip dasar interlocking meliputi:
Sinyal tidak boleh mengizinkan konflik pergerakan dua kereta api pada waktu yang sama.
Kedudukan wesel dan alat-alat lain di jalur tersebut harus diatur dengan benar sebelum rute sudah terbentuk (sinyal mengizinkan kereta api melewati rute tersebut).
Setelah rute terbentuk dan kereta diberi sinyal "berjalan", semua wesel dan peralatan bergerak lainnya di atas rel akan terkunci pada posisinya hingga:
kereta api sudah meninggalkan rute yang dilewati, atau
sinyal "berjalan" telah diubah ke sinyal "berhenti" dalam waktu yang dirasa cukup untuk memastikan bahwa kereta api yang mendekati rute tersebut diberi kesempatan untuk berhenti sebelum melewati sinyal tersebut.
Sejarah
Sistem interlocking diperkenalkan di Britania Raya, tempat sistem ini banyak dipatenkan. Pada bulan Juni 1856, John Saxby menerima paten pertama untuk interlocking sinyal dan wesel.[2][3]:23-24 Pada tahun 1868, Saxby (dari Saxby & Farmer)[4] mendapatkan paten untuk perangkat yang kelak dikenal sebagai “preliminary latch locking” di Amerika Utara.[5][6]Preliminary latch locking menjadi sangat sukses sehingga pada tahun 1873, 13.000 tuas pengunci mekanis digunakan di London and North Western Railway.[6][7]
Percobaan pertama interlocking mekanik di Amerika Serikat dilakukan pada 1875 oleh J. M. Toucey danWilliam Buchanan di percabangan Spuyten Duyvil,New York, pada perusahaan New York Central and Hudson River Railroad (NYC&HRR).[6][7][8]Pada saat itu, Toucey adalah Inspektur Umum dan Buchanan adalah Inspektur Mesin di NYC&HRR. Toucey dan Buchanan mendirikan Toucey and Buchanan Interlocking Switch and Signal Company di Harrisburg, Pennsylvania tahun 1878. Instalasi mekanismenya pertama kali dilakukan pada wesel dan sinyal di Manhattan Elevated Railroad Company dan New York Elevated Railroad Company tahun 1877–78.[6] Bila dibandingkan dengan desainnya Saxby, mekanisme interlocking yang dikembangkan Toucey dan Buchanan lebih rumit dan kurang canggih, sehingga tidak diterapkan secara luas.[8] Union Switch & Signal membeli perusahaan keduanya tahun 1882.[8]
Seiring kemajuan teknologi, industri persinyalan kereta api berupaya menggabungkan teknologi baru ini ke dalam interlocking untuk meningkatkan kecepatan pengaturan lintas, jumlah peralatan yang dikendalikan dari satu tempat serta memperluas jangkauan pengoperasian peralatan dari satu titik kendali. Tantangan yang dihadapi industri persinyalan adalah masalah tingkat keamanan dan keandalan yang sama dengan sistem mekanik penuh. Interlockinghidropneumatik eksperimental[9] dipasang di percabangan Bound Brook, New Jersey dari Philadelphia and Reading Railroad dan Lehigh Valley Railroad pada tahun 1884.[6][7] Pada tahun 1891, terdapat 18 gardu hidropneumatik, di enam jalur kereta api, mengoperasikan total 482 tuas.[6] Instalasinya berhasil, tetapi ada kecacatan serius pada desainnya, dan sedikit penghematan tenaga kerja yang dicapai.
Penemu sistem hidropneumatik tersebut berpindah ke sistem elektro-pneumatik pada tahun 1891 dan sistem ini, yang paling dikenal dengan produsennya Union Switch & Signal Company, pertama kali dipasang di Chicago dan Northern Pacific Railroad di jembatan yang menyusuri Sungai Chicago.[7] Pada tahun 1900, 54 gardu elektropneumatik, mengendalikan total 1.864 tuas interlocking, digunakan di 13 jalur kereta api Amerika Utara. Sistem jenis ini akan tetap menjadi salah satu dari dua sistem yang terus bersaing di masa depan, meskipun sistem ini memiliki kelemahan karena memerlukan peralatan tambahan sekali pakai dan perbaikannya yang mahal.[7]
Interlocking motor listrik kemungkinan dimulai pada tahun 1894, ketika Siemens di Austria memasang interlocking sinyal dan wesel pertama di Přerov (sekarang di Republik Ceko).[10] Perangkat lainnya dalam jenis ini dipasang di Westend dekat Berlin pada tahun 1896.[11] Di Amerika Utara, instalasi pertama dari gardu interlocking menggunakan wesel elektrik dilakukan di Eau Claire, Wisconsin di Chicago, St. Paul, Minneapolis and Omaha Railway pada tahun 1901, oleh General Railway Signal (GRS, sekarang menjadi bagian dari Alstom, berkantor pusat di Levallois-Perret, dekat Paris).[7] Pada tahun 1913, sistem ini telah dipasang di 83 jalur kereta api di 35 negara bagian Amerika Serikat dan provinsi Kanada, di 440 gardu interlocking yang menjalankan 21.370 tuas.[6]
Jenis interlocking
Interlocking dapat dikategorikan menjadi mekanik, elektrik (elektromekanik atau berbasis relai), atau berbasis elektronik/komputer.
Interlocking mekanik
Perangkat locking bed di dalam Deval Tower, Des Plaines, Illinois
Pada gardu interlocking mekanik, seperangkat locking bed dipasang, berupa batang baja yang disusun rapi membentuk kisi. Tuas-tuas akan menggerakkan wesel, penganjlok, sinyal, atau perkakas lainnya yang dihubungkan dengan batang tersebut. Batang tersebut disusun sedemikian rupa sehingga jika operasi yang dikendalikan oleh satu tuas mekanik berkonflik dengan tuas lainnya, interferensi mekanik akan mengunci salah satu dari tuas yang akan digerakkan, sehingga mencegah konflik pergerakan tuas.
Pada gardu mekanik murni, tuas mekanik akan menggerakkan peralatan luar ruangan, seperti sinyal, menggunakan kawat tarik. Ukuran tuas mekanik umumnya sebahu untuk memberikan keuntungan mekanis yang besar bagi operator. Penguncian silang pada tuas dilakukan sedemikian rupa sehingga pengungkitan tambahan tidak mengalahkan penguncian.
Interlocking mekanik pertama dipasang pada tahun 1843 di Bricklayers Arms Junction, Inggris.[12]:7
Interlocking elektromekanik
Interlocking elektrik juga dapat menyertakan interlocking mekanik untuk memastikan urutan tuas yang benar, tetapi tuas tersebut jauh lebih ringkas karena tidak secara langsung mengendalikan peralatan luar ruangan. Jika tuas bebas bergerak berdasarkan locking bed, kontak pada tuas akan menggerakkan wesel dan sinyal yang dioperasikan secara elektrik atau elektropneumatik. Sebelum tuas dapat digerakkan ke posisi yang akan melepaskan tuas lainnya, petugas harus memastikan peraga luar ruangan bahwa sinyal benar-benar telah berpindah ke posisi yang diminta.
Interlocking relai
Bagian dalam relai gardu interlocking
Interlocking elektrik murni terdiri dari sirkuit listrik yang sangat rumit berupa relai dalam susunan logika relai yang memastikan kedudukan peralatan luar ruangan. Saat peralatan dioperasikan, perubahan posisinya membuka beberapa rangkaian listrik yang mengunci peralatan lain yang mungkin berlawanan dengan posisi barunya. Selain itu, rangkaian listrik lainnya ditutup saat peralatan yang dikontrolnya aman untuk dioperasikan. Peralatan untuk persinyalan kereta api cenderung mahal karena desain yang bersifat khusus dan berprinsip padagagal-aman (fail-safe).
Interlocking elektrik dapat dioperasikan secara terpusat atau setempat, dengan tuas mekanik dari sistem sebelumnya digantikan oleh tombol atau sakelar pada meja layan PPKA atau petugas rumah sinyal. Sistem ini juga telah dirancang tanpa menggunakan campur tangan manusia. Pengaturan ini disebut interlocking otomatis, dan pembentukan rutenya juga otomatis, asalkan tidak ada pergerakan yang saling bertentangan.
GRS pertama kali membuat interlocking elektrik pada 1929. Dipasang di Lincoln, Nebraska, pada Chicago, Burlington and Quincy Railroad.[12]:18
Panel kontrol untuk interlocking relai US&S
Entrance-Exit (NX) adalah merek sistem interlocking yang dijalankan oleh pengendali perjalanan kereta api terpusat (PPKP) berbasis relai generasi pertama yang diperkenalkan pada tahun 1936 oleh GRS[13] (diwakili di Eropa oleh Metropolitan-Vickers). Munculnya teknologi interlocking elekrik memungkinkan prosedur pengaturan lalu lintas kereta api yang lebih otomatis dibandingkan dengan menggunakan petugas secara manual. Sistem NX memungkinkan petugas PPKP melihat keadaan diagram lintasan stasiun dan memencet satu tombol untuk jalur sinyal masuk yang diketahui dan tombol lain untuk jalur sinyal keluar yang diinginkan. Sirkuit logika menangani semua tindakan yang diperlukan untuk mengatur sinyal dan mengarahkan wesel dengan benar; yang diperlukan untuk membentuk rute untuk kereta api. Instalasi NX pertama dilakukan pada tahun 1937 di Brunswick di Cheshire Lines, Britania Raya. Instalasi pertama di Amerika Serikat dilakukan di New York Central Railroad (NYCRR) di Girard Junction, Ohio pada tahun 1937.[12]:18 Instalasi NYCRR lainnya berada di jalur utama antara Utica, New York dan Rochester, New York, dan ini segera disusul oleh tiga instalasi di Jalur IND Fulton Street di Kereta Bawah Tanah Kota New York pada tahun 1948.[14][15]
Sistem mirip NX lainnya diterapkan oleh produsen persinyalan lainnya. Misalnya, Union Route (UR) adalah merek sistem entrance-exit yang diproduksi oleh Union Switch & Signal Co. (US&S), dan diperkenalkan pada tahun 1951.[16] Sistem mirip NX dan kontrol logika pra-Solid-State yang mahal ini lebih banyak dipasang di stasiun terminus sibuk dengan lalu lintas yang sangat padat sehingga dapat meningkatkan kapasitas dan mengurangi kebutuhan pegawai. Dalam sebuah langkah yang populer di Eropa, persinyalan untuk keseluruhan wilayah diringkas menjadi satu rumah sinyal yang sangat besar dengan meja layan di ruang petugas serta sentral telepon di lantai bawahnya yang menggabungkan logika interlocking berbasis relai vital dan logika kontrol nonvital dalam satu tempat. Skema canggih tersebut juga mencakup teknologi pengenal kereta api dan pelacakan kereta api. Sistem interlocking berbasis tuas masih tetap populer hingga tahun 1980-an ketika sistem Solid State Interlocking mulai menggantikan semua jenis gardu relai yang lebih tua
Interlocking elektronik
Interlocking elektronik berbasis komputer
Interlocking modern (yang dipasang sejak akhir 1980-an) umumnya bersifat solid state, dengan menggunakan logika perangkat lunak yang dioperasikan pada perangkat keras pengendali khusus alih-alih menggunakan sirkuit relai berkabel.[3]:84 Fakta bahwa logika diimplementasikan menggunakan perangkat lunak memudahkan dalam memodifikasi perubahan tata letak jalur dengan memprogram ulang daripada mengatur ulang kabel. Dalam banyak implementasi, logika penting ini disimpan sebagai perangkat tegar atau ROM yang tidak mudah diubah untuk mencegah modifikasi yang tidak aman dan demi memenuhi persyaratan pengujian persinyalan perkeretaapian. Seiring dengan perkembangan teknologi tampilan, diagram tata letak jalur kereta api dapat ditampilkan dalam monitor, yang memungkinkan perubahan peralatan luar ruangan direpresentasikan langsung kepada petugas rumah sinyal tanpa modifikasi perangkat keras apa pun.
Solid State Interlocking adalah merek sinyal interlocking berbasis mikroprosesor generasi pertama yang dikembangkan pada tahun 1980-an oleh British Rail, GEC-General Signal, dan Westinghouse Signals Ltd. di Britania Raya. Interlocking berbasis prosesor generasi kedua dikenal dengan istilah Computer Based Interlocking (CBI),[17] misalnya Vital Processor Interlocking (merek General Railway Signal, sekarang Alstom), MicroLok (merek Union Switch & Signal, sekarang Hitachi Rail STS), Westlock dan Westrace (merek Invensys Rail, sekarang Siemens), [Smartlock[18]] (merek dagang Alstom), dan EBI Lock (merek dagang Bombardier)
^ abcCalvert, J. B. "Toucey and Buchanan Interlocking". Railways: History, Signalling, Engineering. Diarsipkan dari versi asli tanggal 23 April 2012. Diakses tanggal 28 December 2011.Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^A system whereby compressed water and air are used to transmit action from one end of a long tube to the other end. It can be effective, but it still qualifies as a mechanical system since the pressure is pre-loaded, and requires human action of the same sort that a pure mechanical system requires.
^"Berliner Stellwerke". Diarsipkan dari versi asli tanggal 28 November 2012. Diakses tanggal 24 November 2012.Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^ abcAlstom Signaling Incorporated (2004). A Centennial: History of Alstom Signaling Inc(PDF). West Henrietta, New York: Alstom. Diarsipkan dari versi asli(PDF) tanggal 2 October 2011. Diakses tanggal 27 December 2011.Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Woolford, Paul (April 2004). Glossary of Signalling Terms(PDF) (Laporan). Railway Group Guidance Note GK/GN0802. London: Rail Safety and Standards Board. Diarsipkan dari versi asli(PDF) tanggal 8 May 2016. Diakses tanggal 20 April 2016.
^"Smartlock Interlocking". www.alstom.com. Diarsipkan dari versi asli tanggal 8 October 2017. Diakses tanggal 4 May 2018.Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
