Сигнал мяча (США, 1830) при «высоком мяче»- Британский семафорный сигнал (1940)
- Перекладина сигнала Вуда (1830)
- Сигнал вращающегося диска (1840)
- Двойной дисковый сигнал (1846)
Железнодорожный сигнал — это визуальное устройство отображения, которое передает инструкции или предупреждает об инструкциях относительно полномочий машиниста продолжать движение. [1] Машинист интерпретирует показания сигнала и действует соответственно. Обычно сигнал может информировать машиниста о скорости, с которой поезд может безопасно продолжать движение, или он может дать машинисту указание остановиться.
Первоначально сигналы отображали простые указания «стоп» или «продолжить движение». По мере увеличения плотности движения это оказалось слишком ограничивающим, и были добавлены усовершенствования. Одним из таких усовершенствований стало добавление дальних сигналов на подходе к стоп-сигналам. Дальний сигнал предупреждал машиниста о приближении к сигналу, который может потребовать остановки. Это позволило в целом увеличить скорость, поскольку машинистам больше не приходилось ехать со скоростью в пределах видимости стоп-сигнала.
В соответствии с расписанием и заказом на поезд сигналы не передавали напрямую приказы бригаде поезда. Вместо этого они направляли бригаду на получение заказов, возможно, останавливаясь для этого, если приказ того требовал.
Сигналы используются для обозначения одного или нескольких из следующих событий:
Сигналы могут быть размещены:
«Бегущие линии» обычно постоянно сигнализируются. Каждая линия двухпутной железной дороги обычно сигнализируется только в одном направлении, при этом все сигналы направлены в одном направлении на любой линии. Там, где 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, как правило, не предусмотрены для управления движением в пределах подъездных путей или парковочных зон.
Сигналы имеют аспекты и указания . Аспект — это визуальный вид сигнала; указание — это значение. [2] В американской практике указания имеют условные названия, так, например, «Medium Approach» означает «Продолжайте движение со скоростью, не превышающей среднюю; будьте готовы остановиться на следующем сигнале». [3] Разные железные дороги исторически приписывали разное значение одному и тому же аспекту, поэтому в результате слияний часто можно обнаружить, что разные подразделения современной железной дороги могут иметь разные правила, регулирующие интерпретацию аспектов сигнала. Например, аспект остановки относится к любому аспекту сигнала, который не позволяет машинисту проехать сигнал.
Сигналы управляют движением за точкой, в которой стоит сигнал, и на следующий участок пути. Они также могут передавать информацию о состоянии следующего сигнала, который должен встретиться. Иногда говорят, что сигналы «защищают» стрелки 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 «взади» и «впереди» . Когда поезд ждет у сигнала, он находится «взади» этого сигнала, а опасность, которую защищает сигнал, находится «впереди» поезда и сигнала.
В североамериканской практике необходимо различать абсолютные сигналы, которые могут отображать индикацию «Стоп» (или «Стоп и остановись»), и разрешающие сигналы, которые отображают аспект «Стоп и продолжай движение». Кроме того, разрешающий сигнал может быть обозначен как сигнал уровня , когда поезду не нужно физически останавливаться для сигнала «Стоп и продолжай движение», а только замедляться до скорости, достаточно медленной, чтобы остановиться перед любыми препятствиями. Блокировочные («управляемые») сигналы обычно являются абсолютными, в то время как автоматические сигналы (т. е. те, которые управляются только занятостью пути, а не сигнальщиком) обычно являются разрешающими. [ необходима 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 разрешающий сигнал имеет нижний набор огней, смещенный (обычно вправо) относительно верхних огней; в Виктории и Новой Зеландии абсолютный сигнал, отображающий красный или белый свет «A», также рассматривается как разрешающий сигнал. [4] Некоторые типы сигналов отображают отдельные разрешающие и абсолютные аспекты остановки. В Германии правила, которые применяются к соответствующему сигналу, обозначаются вертикальной пластиной на столбе сигнала ( Matschild ). [5]
Правила эксплуатации обычно предусматривают, что сигнал с ненормальным состоянием, например, с погасшей лампой или полностью темным сигналом, должен интерпретироваться как наиболее ограничительный аспект — как правило, «Стоп» или «Остановитесь и продолжайте движение».
Сигналы различаются как по способу отображения аспектов, так и по способу их установки по отношению к рельсу.
Самые старые формы сигнала отображают различные показания посредством физического перемещения части сигнала. Самые ранние типы включали в себя табло, которое либо поворачивалось лицом к водителю и было полностью видно водителю, либо отворачивалось так, что было практически невидимым. Эти сигналы имели две или максимум три позиции.
Семафорные сигналы были разработаны во Франции в конце 18 века [6] , прежде чем были позже приняты на железных дорогах. Первый железнодорожный семафор был установлен Чарльзом Хаттоном Грегори на железной дороге Лондона и Кройдона (позже Брайтон) в Нью-Кросс-Гейт , на юго-востоке Лондона, в 1841 году. [7] [8] По форме он был похож на оптические телеграфы , которые затем были заменены на суше электрическим телеграфом . Установка Грегори была проверена и одобрена для Министерства торговли генерал-майором Чарльзом Пэсли . Пэсли изобрел систему оптической телеграфии через семафоры в 1822 году для британских военных и, по-видимому, предложил Грегори применение семафора для железнодорожной сигнализации. [9] Впоследствии семафор был быстро принят в качестве фиксированного сигнала почти повсеместно. Иногда использовались дисковые сигналы, такие как те, что производила Hall Signal Company , [10] но семафоры можно было читать на гораздо больших расстояниях. Изобретение электрического света , который мог быть ярче масляных ламп и, следовательно, виден как ночью, так и днем, привело к развитию позиционных световых сигналов и цветных световых сигналов в начале 20-го века, [11] которые постепенно вытеснили семафоры. [12] Несколько из них остаются в современных операциях в Соединенном Королевстве. [13]
Механические сигналы могут управляться вручную, подключаться к рычагу в сигнальной коробке, электродвигателями или гидравлически. Сигналы разработаны так, чтобы быть отказоустойчивыми, так что в случае потери питания или поломки тяги рычаг под действием силы тяжести переместится в горизонтальное положение.
В США семафоры использовались в качестве сигналов приказа поезду [14] с целью указания машинистам, следует ли им остановиться для получения телеграфного приказа, а также просто как одна из форм блокировочной сигнализации.
Появление электрических лампочек, начиная с 1904 года, позволило производить цветные световые сигналы, достаточно яркие, чтобы их можно было видеть при дневном свете.
Головка сигнала — это часть цветного светового сигнала, которая отображает аспекты. Для отображения большего количества показаний один сигнал может иметь несколько головок сигнала. Некоторые системы используют одну головку в сочетании с вспомогательными огнями для изменения основного аспекта.
Цветные световые сигналы бывают двух видов. Наиболее распространенной формой является многоблочный тип с отдельными огнями и линзами для каждого цвета, как светофор . Обычно предусмотрены козырьки и щитки для защиты огней от солнечного света, который может вызывать ложные показания.
Прожекторные сигналы были наиболее часто используемым типом сигналов в США до недавнего времени. [ необходима цитата ] В них в каждой головке используется одна лампа накаливания , а для перемещения цветного очка (или «кругляшка») перед лампой используется либо релейный механизм переменного, либо постоянного тока . Таким образом, гравитация (отказоустойчивость) возвращает красный круглый значок в оптический путь лампы. По сути, этот механизм очень похож на цветной световой сигнал, который включен в электрический семафорный сигнал, за исключением того, что отсутствие рычага семафора позволяет миниатюризировать круглые значки и поместить их в защищенный от атмосферных воздействий корпус. [15] Широко используемые в США со времен Второй мировой войны , прожекторные сигналы имеют тот недостаток, что имеют движущиеся части, которые могут быть преднамеренно подделаны. 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, описанными ниже.
В последнее время вместо ламп накаливания, рефлекторов и линз стали использовать кластеры 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 диктуют, что темный сигнал должен интерпретироваться как дающий наиболее ограничительную индикацию, которую он может отображать (обычно «стоп» или «остановитесь и продолжайте движение»). Многие цветные световые системы имеют схемы для обнаружения таких неисправностей в лампах или механизме.
Габаритный световой сигнал — это сигнал, в котором значение определяется положением огней, а не их цветом. Внешний вид состоит исключительно из рисунка зажженных огней, которые все одного цвета. Во многих странах небольшие габаритные световые сигналы используются в качестве маневровых сигналов, в то время как основные сигналы имеют форму цветного света. Кроме того, многие трамвайные системы (например, метрополитен Вулверхэмптона) используют габаритные световые сигналы.
Система, объединяющая аспекты систем 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 похожа на систему позиционных огней с удаленным центральным огнем и полученными парами огней, окрашенными в соответствии с углом, который они образуют: зеленый для вертикальной пары, янтарный для правой диагональной пары и красный для горизонтальной пары. Дополнительная пара, окрашенная в «лунный белый», может быть добавлена на другой диагонали для ограничения указаний. Сигнализация скорости обозначается не дополнительными сигнальными головками, а системой белых или янтарных «орбитальных» огней, размещенных в одном из шести положений выше и ниже основной головки. Положение выше или ниже указывает на текущую скорость, в то время как положение слева направо указывает на скорость на следующем сигнале (полный, средний или медленный 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 эффекты, которые можно однозначно интерпретировать либо как предполагаемую индикацию (для основной головки), либо как более ограничительную индикацию (для орбитальных — если горит только центральная головка, индикация либо замедленная, либо ограничительная).
Цветные габаритные огни (CPL) впервые были установлены в качестве пилота на железной дороге Статен-Айленда в Нью-Йорке, в то время дочерней компании B&O; они также применялись на железной дороге Чикаго и Элтона , когда последняя находилась под контролем B&O, а также на самой B&O. С исчезновением B&O в CSX они были постепенно заменены цветными световыми сигналами NORAC.
Линейные светофоры необходимо устанавливать в непосредственной близости от пути, который они контролируют.
Когда задействован один путь, сигнал обычно устанавливается на столбе или мачте , которая выставляет рычаг или головку сигнала на некоторой высоте над путем, чтобы его было видно на расстоянии. Сигнал обычно устанавливается на стороне машиниста пути .
Когда задействовано несколько путей или когда пространство не позволяет установить столб, встречаются другие формы. На территории с двумя путями можно найти два сигнала, установленных рядом на кронштейне, который сам установлен на столбе. Левый сигнал тогда управляет левым путем, а правый сигнал - правым путем. Также может использоваться портальный или сигнальный мост . Он состоит из платформы, простирающейся над путями; сигналы устанавливаются на этой платформе над путями, которые они контролируют.
В некоторых ситуациях или местах, например, в туннелях, где недостаточно места для столба или портала, сигналы могут быть установлены на уровне земли. Такие сигналы могут быть физически меньше (называемые карликовыми сигналами ). 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 низкая скорость или аспекты шунтирования, и обычно не указывают на аспекты «движения».
Иногда сигнал может быть установлен на такой конструкции, как подпорная стенка , опора моста или опора воздушной линии электропередач .
Электрические лампы для железнодорожных сигналов часто оснащаются двойными нитями накаливания , так что если одна перегорает, другая поддерживает сигнал. Более сложная версия этого, например, в лампе SL35, реле переключения нити накаливания устанавливается последовательно с первой нитью накаливания, где если первая нить накаливания перегорает, реле отключается и зажигает вторую нить накаливания. Это реле отказа нити накаливания также активирует сигнализацию в сигнальной коробке.
Когда лампы выходят из строя, это может привести к менее ограничивающим аспектам (высокая скорость), чем когда лампы правильно горят. Это потенциально опасно.
Например, в практике Великобритании, если белый "перьевой" индикатор выходит из строя, то низкоскоростной перо в сочетании с зеленым светом, который является низкой скоростью, сам по себе становится зеленым светом, который является высокой скоростью. Реле проверки ламп будет определять снижение тока, когда в неисправном перьевом индикаторе не работают более двух ламп, и предотвращать включение зеленого цвета. Он также может отображать индикацию на панели сигнальщика.
В связи с этой возможностью большинство сигналов настроены на отказоустойчивость .
Например, мигающий аспект может использоваться для отображения менее ограничивающего сигнала. В этом случае, если реле, которое управляет миганием, выходит из строя, сигнал становится более ограничивающим. Мигающий желтый в Канаде и Соединенных Штатах является частью индикации готовности к остановке , что означает, что второй сигнал впереди — стоп . Непрерывный желтый означает готовность к остановке , что означает, что следующий сигнал впереди — стоп . [19] [20]
Первоначально сигналы контролировались рычагами, расположенными на сигналах, а позднее рычагами, сгруппированными вместе и соединенными 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 были механически заблокированы , чтобы предотвратить отображение сигнала, противоречащего выравниванию стрелочных переводов. Автоматические системы управления движением добавили рельсовые цепи для обнаружения присутствия поездов и изменения аспектов сигнала, чтобы отразить их присутствие или отсутствие.
Некоторые локомотивы оборудованы для отображения сигналов кабины . Они могут отображать индикацию сигналов с помощью шаблонов огней в кабине локомотива или в простых системах просто издавать звуковой сигнал, чтобы предупредить машиниста об ограничивающем аспекте. Иногда сигналы кабины используются сами по себе, но чаще они используются в качестве дополнения к сигналам, размещенным на линии. Сигнализация кабины особенно полезна на высокоскоростных железных дорогах . При отсутствии сигналов линии в тех местах, где в противном случае были бы сигналы, могут быть предусмотрены фиксированные маркеры, чтобы обозначить границу полномочий движения.
Обычно сигналы и другое оборудование (например, рельсовые цепи и оборудование переездов) питаются от источника низкого напряжения. Конкретное напряжение варьируется в зависимости 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 повсеместного внедрения электричества) батареи являются основным источником питания, поскольку в этом месте может быть недоступно сетевое питание. В городских застроенных районах сейчас наблюдается тенденция питать сигнальное оборудование напрямую от сети, используя батареи только в качестве резервного питания.
У нас около 40 000 сигналов по всей сети, в основном цветные световые сигналы, многие из которых используют светодиодную технологию. Также все еще есть некоторые традиционные механические семафорные сигналы.
