Сигнал мяча (США, 1830 г.) при «высоком мяче»- Британский семафорный сигнал (1940 г.)
- Сигнал перекладины Вуда (1830 г.)
- Сигнал вращающегося диска (1840 г.)
- Двойной дисковый сигнал (1846 г.)
Железнодорожный сигнал — это устройство визуального отображения, которое передает инструкции или предупреждает об инструкциях относительно полномочий водителя продолжать движение. [1] Водитель интерпретирует показания сигнала и действует соответствующим образом. Обычно сигнал может информировать машиниста о скорости, с которой поезд может безопасно двигаться, или может дать указание машинисту остановиться.
Первоначально сигналы отображали простые указания остановки или продолжения движения. Поскольку плотность трафика увеличилась, это оказалось слишком ограничивающим фактором, и были добавлены уточнения. Одним из таких усовершенствований стало добавление дальних сигналов при заходе на посадку к стоп-сигналам. Удаленный сигнал предупредил водителя, что он приближается к сигналу, который может потребовать остановки. Это позволило в целом увеличить скорость, поскольку машинистам поездов больше не нужно было двигаться со скоростью, находящейся в пределах видимости стоп-сигнала.
При работе с расписанием и приказом поезда сигналы не передавали приказы непосредственно поездной бригаде. Вместо этого они приказали экипажу выполнять приказы, возможно, остановившись для этого, если приказ того оправдывал.
Сигналы используются для обозначения одного или нескольких из следующих действий:
Сигналы можно размещать:
Обычно сигнал о «бегущих линиях» подается постоянно. На каждой линии двухпутной железной дороги обычно сигнализируется только в одном направлении, при этом все сигналы на каждой линии обращены в одном направлении. Если установлена двунаправленная сигнализация , сигналы направлены в обоих направлениях на обоих путях (иногда это называется «реверсивной работой», когда линии обычно не используются для двунаправленной работы). Сигналы для контроля движения внутри подъездных путей или дворовых территорий обычно не предусматриваются .
Сигналы имеют аспекты и признаки . Аспект – внешний вид сигнала; указание есть смысл . [2] В американской практике указатели имеют условные названия, так, например, «Средний подход» означает «Двигайтесь не выше средней скорости; будьте готовы остановиться при следующем сигнале». [3] Исторически разные железные дороги придавали разное значение одному и тому же аспекту, поэтому в результате слияний часто обнаруживается, что разные подразделения современной железной дороги могут иметь разные правила, регулирующие интерпретацию аспектов сигналов. Например, аспект остановки относится к любому аспекту сигнала, который не позволяет водителю передавать сигнал.
Сигналы управляют движением мимо точки, в которой находится сигнал, к следующему участку пути. Они также могут передавать информацию о состоянии следующего встреченного сигнала. Иногда говорят, что сигналы «защищают» точки или стрелки, участок пути и т. д., перед которыми они находятся. Термин «впереди» может сбивать с толку, поэтому официальная практика Великобритании заключается в использовании терминов позади и перед . Когда поезд ожидает сигнала, он находится «за» этим сигналом, а опасность, защищаемая сигналом, находится «впереди» поезда и сигнала.
В практике Северной Америки необходимо проводить различие между абсолютными сигналами, которые могут отображать индикацию «Стоп» (или «Остановиться и остановиться»), и разрешающими сигналами, которые отображают аспект «Стоп и продолжить». Кроме того, разрешающий сигнал может быть помечен как сигнал уклона , когда поезду не нужно физически останавливаться для сигнала «Стоп и продолжить движение», а только замедляться до скорости, достаточно медленной, чтобы остановиться, не доезжая до каких-либо препятствий. Сигналы блокировки («контролируемые») обычно являются абсолютными, тогда как автоматические сигналы (т. е. те, которые контролируются только за счет занятости пути, а не сигнальщиком) обычно являются разрешающими. [ нужна цитата ]
Водителям необходимо знать, какие сигналы являются автоматическими. Например, в современной британской практике автоматические сигналы имеют белую прямоугольную пластину с черной горизонтальной линией поперек нее. В практике США разрешающий сигнал обычно обозначается наличием номерного знака. В австралийских штатах Новый Южный Уэльс, Виктория и Южная Австралия, а также в Новой Зеландии в разрешительном сигнале нижний набор огней смещен (обычно вправо) от верхних огней; в Виктории и Новой Зеландии абсолютный сигнал, отображающий красный или белый свет буквы «А», также рассматривается как разрешающий сигнал. [4] Некоторые типы сигналов отображают отдельные аспекты разрешающего и абсолютного останова. В Германии правила, применимые к соответствующему сигналу, обозначены вертикальной табличкой на сигнальном столбе ( Matschild ). [5]
В правилах эксплуатации обычно указывается, что аномальный сигнал, например сигнал с погасшей лампой или полностью темный сигнал, должен интерпретироваться как наиболее ограничительный аспект - обычно «Стоп» или «Стоп и продолжай движение».
Сигналы различаются как по способу отображения аспектов, так и по способу их установки относительно дорожки.
Самые старые формы сигналов отображают различные показания в виде физически перемещаемой части сигнала. Самые ранние типы представляли собой доску, которая либо была повернута лицом вверх и полностью видна водителю, либо повернута в сторону, чтобы быть практически невидимой. Эти сигналы имели две или максимум три позиции.
Семафорные сигналы были разработаны во Франции в конце 18 века [6] , а затем были приняты на железных дорогах. Первый железнодорожный семафор был установлен Чарльзом Хаттоном Грегори на Лондонско-Кройдонской железной дороге (позже Брайтон) у Нью-Кросс-Гейт , на юго-востоке Лондона, в 1841 году. [7] [8] По форме он был похож на оптические телеграфы, которые затем заменялись. на суше по электрическому телеграфу . Установка Грегори была проверена и одобрена Советом по торговле генерал-майором Чарльзом Пэсли . Пэсли изобрел систему оптической телеграфии с помощью семафоров в 1822 году для британской армии и, по-видимому, предложил Грегори применить семафор в железнодорожной сигнализации. [9] Впоследствии семафор был быстро принят в качестве фиксированного сигнала почти повсеместно. Иногда использовались дисковые сигналы, например, производимые компанией Hall Signal Company , [10] , но семафоры можно было читать на гораздо больших расстояниях. Изобретение электрического света , который можно было сделать ярче, чем масляные лампы и, следовательно, видимым как ночью, так и днем, привело в начале 20-го века к разработке позиционных световых сигналов и цветных световых сигналов, [11] которые постепенно смещенные семафоры. [12] Некоторые из них продолжают вести современные операции в Соединенном Королевстве. [13]
Механические сигналы могут управляться вручную, подсоединяться к рычагу в сигнальной коробке, с помощью электродвигателей или гидравлически. Сигналы спроектированы так, чтобы быть безопасными , поэтому в случае потери питания или поломки рычажного механизма рычаг под действием силы тяжести переместится в горизонтальное положение.
В США семафоры использовались в качестве сигналов приказа поезду [14] с целью указать инженерам, следует ли им остановиться, чтобы получить телеграфированный приказ, а также просто как одна из форм сигнализации о блокировке.
Начиная с 1904 года , появление электрических лампочек позволило производить цветные световые сигналы, которые были достаточно яркими, чтобы их можно было увидеть при дневном свете.
Сигнальная головка — это часть цветного светового сигнала, которая отображает аспекты. Для отображения большего количества показаний один сигнал может иметь несколько сигнальных головок. В некоторых системах использовалась одна головка в сочетании со вспомогательными огнями для изменения основного вида.
Цветные световые сигналы бывают двух видов. Наиболее распространенной формой является многоблочный тип с отдельными огнями и линзами для каждого цвета, как у светофора . Обычно предусмотрены колпаки и экраны для защиты света от солнечного света, который может вызвать ложные показания.
До недавнего времени сигналы прожекторов были наиболее часто используемым типом сигналов в США. [ нужна цитация ] В них в каждой головке используется одна лампа накаливания , а для перемещения цветных очков (или «круглых очков») перед лампой используется релейный механизм переменного или постоянного тока. Таким образом, сила тяжести (отказоустойчивость) возвращает красный круг на оптический путь лампы. По сути, этот механизм очень похож на цветной световой сигнал, который включен в сигнал семафора с электрическим управлением, за исключением того, что отсутствие рычага семафора позволяет миниатюризировать медали и поместить их в защищенный от атмосферных воздействий корпус. [15] Широко используемые в США со времен Второй мировой войны , сигналы прожекторов имеют тот недостаток, что имеют движущиеся части, которые могут быть намеренно повреждены. Это привело к тому, что они стали менее распространенными в течение последних пятнадцати-двадцати лет, когда вандализм начал делать их уязвимыми для ложных показаний.
Однако в некоторых других странах, например, на итальянских железных дорогах ( FS ), как указано в Regolamento Segnali, они по-прежнему являются стандартным цветным световым сигналом, хотя и с новыми установками, как описано ниже.
Совсем недавно вместо ламп накаливания, отражателей и линз стали использовать группы светодиодов . Они потребляют меньше энергии и имеют предполагаемый срок службы десять лет, но на самом деле это может быть не так. [16] [17]
Правила эксплуатации обычно требуют, чтобы темный сигнал интерпретировался как дающий наиболее ограничительную индикацию, которую он может отображать (обычно «остановись» или «остановись и продолжай»). Многие системы цветного освещения имеют схемы для обнаружения таких неисправностей ламп или механизмов.
Позиционный световой сигнал - это сигнал, значение которого определяет положение огней, а не их цвет. Аспект состоит исключительно из узора освещенных огней, которые все одного цвета. Во многих странах в качестве маневровых сигналов используются малые позиционные световые сигналы, а основные сигналы имеют цветную световую форму. Кроме того, многие трамвайные системы (например, метро Вулвергемптона) используют позиционные световые сигналы.
Система, сочетающая аспекты системы цвета и положения, была разработана на железной дороге Балтимора и Огайо (B&O) в 1920 году и запатентована Л. Ф. Лори и Ф. П. Патеналлом. Она аналогична системе позиционных огней, в которой центральный фонарь удален, а полученные пары огней окрашены в соответствии с углом, который они образуют: зеленый для вертикальной пары, желтый для правой диагональной пары и красный для горизонтальной пары. Дополнительная пара цвета «лунный белый» может быть добавлена на другой диагонали для ограничения показаний. Сигнализация скорости обозначается не дополнительными сигнальными головками, а системой белых или янтарных «орбитальных» огней, размещаемых в одном из шести положений над и под основной головкой. Позиция выше или ниже указывает текущую скорость, а позиция слева направо указывает скорость при следующем сигнале (полная, средняя или медленная в обоих случаях). Карликовые сигналы имеют те же аспекты, что и полноразмерные сигналы. Одним из преимуществ, заявленных для системы, является то, что перегоревшие лампочки создают аспекты, которые можно однозначно интерпретировать либо как предполагаемую индикацию (для основной головки), либо как более ограничительную индикацию (для орбиталей - если горит только центральная головка). , индикация либо медленная, либо ограничивающая).
Цветные габаритные огни (CPL) были впервые установлены на пилотной железной дороге Стейтен-Айленда в Нью-Йорке, которая в то время была дочерней компанией B&O; они также применялись к железной дороге Чикаго и Олтона, когда последняя находилась под контролем B&O, а также к самой B&O. С исчезновением B&O в CSX они были постепенно заменены цветными световыми сигналами NORAC.
Линейные сигналы необходимо устанавливать вблизи пути, которым они управляют.
Когда речь идет об одном пути, сигнал обычно устанавливается на столбе или мачте , на которой рычаг или сигнальная головка находятся на некоторой высоте над путем, чтобы его было видно на расстоянии. Сигнал обычно размещается на стороне пути машиниста .
Когда задействовано несколько дорожек или когда пространство не позволяет установить столбы, используются другие формы. На двухпутной территории можно найти два сигнала, установленных рядом на кронштейне, который в свою очередь закреплен на столбе. Левый сигнал затем управляет левой дорожкой, а правый сигнал - правой дорожкой. Также можно использовать портал или сигнальный мост . Он состоит из платформы, находящейся над путями; сигналы устанавливаются на этой платформе над путями, которыми они управляют.
В некоторых ситуациях или местах, например в туннелях, где недостаточно места для столба или портала, сигналы можно устанавливать на уровне земли. Такие сигналы могут быть физически меньшими (так называемые карликовые сигналы ). Системы скоростного транспорта обычно используют только карликовые сигналы из-за ограниченного пространства. Во многих системах карликовые сигналы используются только для отображения «ограничительных» аспектов, таких как аспекты низкой скорости или шунтирования, и обычно не указывают на «работающие» аспекты.
Иногда сигнал может быть установлен на такой конструкции, как подпорная стена , опора моста или опора воздушной электрификации .
Электрические лампы для железнодорожных сигналов часто оснащаются двойной нитью накаливания , поэтому, если одна перегорает, другая поддерживает световой сигнал. В более сложной версии, например, в лампе SL35, реле переключения нити накаливания установлено последовательно с первой нитью, и если первая нить перегорает, реле падает и зажигает вторую нить. Это реле отказа накала также активирует сигнал тревоги в сигнальном блоке.
Выход из строя ламп может привести к менее строгим ограничениям (высокая скорость), чем при правильном освещении ламп. Это потенциально опасно.
Например, в практике Великобритании, если белый индикатор «перья» выходит из строя, перо низкой скорости в сочетании с зеленым светом, что соответствует низкой скорости, само по себе становится зеленым светом, что соответствует высокой скорости. Реле проверки ламп обнаружит снижение тока, когда более двух ламп не работают в неисправном перьевом индикаторе, и предотвратит появление зеленого цвета. Он также может отображать индикацию на панели сигнальщика.
Благодаря этой возможности большинство сигналов настроены как отказоустойчивые .
Например, мигающий аспект можно использовать для отображения менее ограничивающего сигнала. В этом случае при выходе из строя реле, управляющего миганием, сигнал становится более ограничивающим. Мигающий желтый цвет в Канаде и США, по крайней мере, на верхней или средней головке, если горит более одного огня, означает, что движение разрешено для остановки (или, альтернативно, предварительное заход на посадку), что означает ожидание, что следующий сигнал будет ясным, но не один после. Сплошной желтый цвет означает, что можно остановиться (или, альтернативно, приблизиться), что означает ожидание следующего сигнала остановки. [19] [20]
Первоначально сигналы контролировались с помощью рычагов, расположенных рядом с сигналами, а затем с помощью рычагов, сгруппированных вместе и соединенных с сигналом с помощью тросов или труб, поддерживаемых роликами (США). Часто эти рычаги размещались в специальном здании, известном как сигнальная будка (Великобритания) или блокировочная башня (США), и в конечном итоге они механически блокировались , чтобы предотвратить отображение сигнала, противоречащего совмещению точек переключения. В автоматические системы управления движением добавлены рельсовые цепи для обнаружения присутствия поездов и изменения параметров сигналов, чтобы отразить их присутствие или отсутствие.
Некоторые локомотивы оборудованы для отображения сигналов кабины . Они могут отображать индикацию сигналов посредством световых сигналов в кабине локомотива или, в простых системах, просто издавать звуковой сигнал, чтобы предупредить машиниста об ограничительных аспектах. Иногда сигналы кабины используются сами по себе, но чаще всего они используются в качестве дополнения к сигналам, размещенным у линии. Сигнализация в кабине особенно полезна на высокоскоростных железных дорогах . При отсутствии сигналов у линии в тех местах, где в противном случае существовали бы сигналы, могут быть предусмотрены фиксированные маркеры для обозначения границ разрешенного движения.
Обычно сигналы и другое оборудование (например, рельсовые цепи и оборудование железнодорожных переездов) питаются от источника низкого напряжения. Конкретное напряжение зависит от страны и используемого оборудования. Причина этого в том, что низкое напряжение позволяет легко работать от аккумуляторных батарей, и действительно, в некоторых частях мира (а ранее и во многих других местах, до широкого распространения электричества) батареи являются основным источником энергии, поскольку электроэнергия от сети может быть недоступен в этом месте. В городских населенных пунктах сейчас наблюдается тенденция питать сигнальное оборудование напрямую от электросети, используя только аккумуляторы в качестве резерва.
Во всей сети имеется около 40 000 сигналов, в основном цветные световые сигналы, многие из которых используют светодиодную технологию.
Еще существуют традиционные механические семафорные сигналы.
