.jpg/1280px-Castleton_East_Junction_signal_box_59_signal_(1).jpg)
Железнодорожный семафорный сигнал является одной из самых ранних форм фиксированных железнодорожных сигналов . Эта система семафоров включает сигналы, которые отображают различные показания для машинистов поездов путем изменения угла наклона поворотной «стрелы». Семафорные сигналы были запатентованы в начале 1840-х годов Джозефом Джеймсом Стивенсом и вскоре стали наиболее широко используемой формой механического сигнала. За прошедшие годы конструкции изменились, и в большинстве стран семафорные сигналы заменили цветные световые сигналы, но в некоторых они продолжают использоваться.
Первый железнодорожный семафорный сигнал был установлен Чарльзом Хаттоном Грегори на железной дороге Лондона и Кройдона (позднее Лондон-Брайтон и Южнобережная железная дорога ) в Нью-Кроссе , на юго-востоке Лондона, около 1842 года на недавно расширенном макете, также вмещавшем Юго-Восточную железную дорогу. [1] Джон Урпет Растрик утверждал, что предложил эту идею Хаттону Грегори. [2]
Семафор быстро стал использоваться в качестве стационарной ручной системы сигнализации по всей Великобритании и Северной Америке, превзойдя все другие типы сигналов в большинстве случаев применения к 1870 году. Такие сигналы, как автоматические и центральные сигналы с электрическим приводом, получили широкое распространение в США. После 1908 года с появлением моделей «B» и «S» компании Union Switch & Signal и универсальных механизмов модели 2A компании General Railway Signal Company ручные семафоры и более ранние электрические дисковые сигналы начали быстро исчезать.
Сигнальная рука британского семафора состоит из двух частей: деревянная или металлическая рука (или «лезвие» ), которая поворачивается под разными углами, и очки, удерживающие цветные линзы, которые двигаются перед лампой, чтобы обеспечить индикацию ночью. Обычно они были объединены в одну раму, хотя в некоторых типах (например, сигналы «сальто», в которых рука поворачивалась в центре), рука была отделена от очков. Рука выступает горизонтально в своем наиболее ограничивающем аспекте; другие углы указывают на менее ограничивающие аспекты. На двухпутных линиях в Великобритании сигнальные столбы обычно размещаются слева от пути и всегда с семафорными руками, обращенными влево, с очками и лампой справа от столба или куклы (но слева от столба или куклы для сигналов верхнего квадранта). Проблемы со зрением могут означать, что столб размещается справа от другой линии на двухпутных ответвлениях и на одинарных линиях, может быть размещен по обе стороны пути. Североамериканские эквиваленты семафоров обращены вправо, и, как это обычно бывает на европейском континенте, на двухпутных ветках линии вверх и вниз противоположны таковым в Великобритании.
В зависимости от положения рычага, линза соответствующего цвета освещается сзади либо масляной лампой, либо газовой лампой, либо лампой накаливания, работающей при низком напряжении (для этой цели также были испытаны белые светодиодные кластеры). Там, где требовался зеленый свет, обычно использовалась синяя линза. В сочетании с в основном желтым пламенем масляной лампы это давало зеленый цвет; было важно, чтобы полученный цвет даже не был желто-зеленым по внешнему виду, так как это можно было бы спутать с далеким сигналом «осторожно». Более поздние сигналы, использующие электрические лампы, использовали зеленые линзы. Некоторые сигналы, преобразованные в электрические лампы из масла, использовали желтоватую лампу с оригинальной синей линзой для сохранения правильного цвета или с 1996 года на Западном регионе Британских железных дорог была установлена 12-вольтовая 5-ваттная лампочка, но питаемая от 10,7 вольт для получения яркости, приближающейся к цветовой температурепламени масляного фитиля, таким образом обеспечивая правильный красный или зеленый аспект в темноте. Большинство железных дорог в Великобритании использовали семафоры нижнего квадранта, то есть, рычаг опускался от горизонтали, аспект «опасность» до «чисто» до 60° ниже горизонтали, и существовали различия во внешнем виде между основными и вспомогательными линиями или подъездными путями. На линиях некоторых компаний преобладал трехаспектный семафор, и они показывали промежуточный аспект «Осторожно» и, таким образом, имели трехлинзовое очко. В 1911 году линия Metropolitan Line была первой, кто использовал семафор верхнего квадранта, идея была заимствована из Соединенных Штатов. После национализации в 1948 году British Railways стандартизировала семафоры верхнего квадранта, и все регионы постепенно переняли этот режим, постепенно заменяя сигналы нижнего квадранта, за исключением Западного региона, который остался со своими хорошо зарекомендовавшими себя и хорошо пропорциональными семафорами нижнего квадранта, в конечном итоге, тяжелыми чугунными очками с круглыми цветными стеклами, заменив прежнюю тонкоокаймленную литую оправу очков на фигурные цветные стекла, основные рычаги были длиной 4 фута (1,2 м), а вспомогательные — 3 фута (0,91 м), а другие вспомогательные — 2 фута (0,61 м). Предыдущие 5-футовые (1,5 м) рычаги GWR, размещавшиеся выше 26 футов (7,9 м) над уровнем рельсов, были заменены на 4 фута (1,2 м). Все замены были сделаны из эмалированной стали и имели соответствующие цвета рычагов: красный с белой полосой для рычага «Стоп» и шевронный желтый рычаг с черным шевроном для рычагов «Далеко» (Внимание). Оба типа белые на обратной стороне с черной полосой или шевроном по мере необходимости. Последние «вызовные», «шунтирующие» или «предупреждающие» рычаги в Западном регионе были 2 фута (0,61 м) с красно-бело-красными горизонтальными полосами и показывали уменьшенный свет в темноте с соответствующей черной буквой, C, S или W, подсвеченной сзади в состоянии «продолжить» с зеленым светом, показываемым в этом режиме. Аспект остановки был, как правило, лунно-белым в темноте. Все они теперь удалены, но примеры можно увидеть на линиях наследия Великобритании. По состоянию на 2020 год в Западном регионе Network Rail осталось только несколько семафорных сигналов, светодиодные сигналы заменили большинство семафоров.
Материалы, которые обычно использовались для изготовления сигнальных столбов для семафорных сигналов, включали древесину, решетчатую сталь, трубчатую сталь и бетон. Южная железная дорога в Великобритании часто использовала старые рельсы для сигнальных столбов.
Немецкие семафорные домашние сигналы, которые по внешнему виду полностью отличаются от британских семафорных сигналов, включают в себя одну или две белые руки с красным контуром и небольшим круглым диском на конце, а также цветные линзы, которые отображают положение аспекта(ов) сигнала во время ночной работы, и эти руки направлены вправо от столба. Немецкие семафорные дальние сигналы состоят из одного желтого диска с черно-белым контуром и (необязательно) тонкого желтого диска в форме стрелки с черно-белым контуром. И диск, и стрелка имеют цветные линзы, чтобы помочь водителям в ночное время. Такие типы можно было увидеть в некоторых других странах, которые использовали немецкие принципы сигнализации.
Британские семафоры бывают нижнего и верхнего квадранта . В нижнем квадрантном сигнале рычаг поворачивается вниз для менее ограничительного (известного как «выкл») указания. Верхние квадрантные сигналы, как следует из названия, поворачивают рычаг вверх для «выкл».
В 1870-х годах все британские железнодорожные компании стандартизировали использование семафорных сигналов, которые тогда неизменно были все типа нижнего квадранта. [3] Начиная с 1920-х годов верхнеквадрантные семафоры почти полностью вытеснили нижнеквадрантные сигналы в Великобритании, за исключением бывших линий GWR . [4] Преимущество верхнеквадрантного сигнала заключается в том, что в случае обрыва сигнального провода или придавливания сигнальной стрелы снегом (например), гравитация будет стремиться заставить сигнал опуститься в безопасное положение «опасность». В нижнеквадрантном сигнале может произойти обратное, отправив сигнал в положение «выкл.», когда на самом деле он должен иллюстрировать «опасность». Поэтому их футляры для очков, которые находятся на противоположной стороне шпинделя, на котором вращается сигнальная стрела, должны быть достаточно тяжелыми, чтобы предотвратить это. [5]
Текущая британская практика требует, чтобы семафорные сигналы, как верхнего, так и нижнего квадрантного типа, были наклонены под углом 45 градусов от горизонтали для отображения индикации «выключено». [6]
Первые британские железнодорожные семафорные сигналы имели рычаги, которые могли работать в трех положениях в нижнем квадранте. При использовании в сочетании с системой временных интервалов горизонтальный рычаг означал «опасность», наклоненный вниз на 45 градусов означал «осторожно», а вертикальный рычаг (рычаг, скрытый внутри столба) означал «чисто». Вертикальная индикация постепенно прекратилась, поскольку система абсолютной блокировки заменила работу с временными интервалами. Great Northern Railway была первой компанией, которая ввела сигналы «кувырка», установленные вдали от столба, после аварии в январе 1876 года , когда поезд проехал мимо сигнала, дающего ложный вид «чисто», потому что сигнальный рычаг замерз в своем гнезде во время метели. [7]
Более поздним развитием стал трехпозиционный семафорный сигнал верхнего квадранта. Они работали в верхнем квадранте, чтобы отличать их от тогдашних стандартных двухпозиционных семафоров нижнего квадранта. Когда рычаг наклонен вверх на 45 градусов, это означает «осторожно», а рычаг в вертикальном положении означает «чисто». Таким образом, три указания могут быть переданы всего одним рычагом и без необходимости в отдаленном рычаге на том же посту. Ранний отказ от трехпозиционного семафорного сигнала в Великобритании позволил широко заменить двухпозиционные сигналы нижнего квадранта на двухпозиционные сигналы верхнего квадранта. [8]
Красный цвет был быстро выбран в качестве лучшего цвета для семафорных стрел, поскольку он был хорошо виден на большинстве фонов. Чтобы улучшить видимость стрелы, обычно наносится маркировка контрастного цвета, например полоса или пятно. Задняя часть стрелы обычно окрашена в белый цвет с черной маркировкой.
Если не удается избежать особенно слабого фонового контраста, можно разместить прицельную доску (обычно окрашенную в белый цвет) позади рычага, чтобы обеспечить адекватный контраст, который улучшает видимость. В качестве альтернативы часть опоры моста, удобно расположенная за сигналом, может быть окрашена в белый цвет.
С 1872 года дальние сигнальные стрелки (см. ниже) отличались вырезом в виде «рыбьего хвоста» на конце. В то время все сигнальные стрелки все еще красились в красный цвет. В 1920-х годах британские железнодорожные компании начали красить свои дальние сигнальные стрелки в желтый цвет, чтобы лучше отличать их от красных стоп-сигналов. Красные линзы в дальних сигналах были заменены на желтые в то же время. Однако практика использования красных дальних стрел сохранилась в некоторых странах.
Третий тип рычага с заостренным концом, выступающим наружу, часто используется (хотя и не в Великобритании) для обозначения того, что сигнал работает автоматически (как в системах автоматической блокировки), и во многих случаях указывает на то, что сигнал «разрешающий», и его можно проехать, если он демонстрирует наиболее ограничительную сторону, на низкой скорости.
Для большинства типов семафорных рычагов цвет света, показываемый, когда рычаг находится в положении «вкл» (наиболее ограничительное), как правило, соответствует цвету самого рычага (т. е. красный для сигнала остановки, желтый для дальнего сигнала). Когда рычаг находится в положении «выкл», отображается зеленый свет.
В разных странах мира для определенных целей использовались другие формы и цвета семафорных стрел.
Во всем мире первые семафорные сигналы управлялись рычагами, расположенными на сигналах. Некоторые ранние сигналы выступали из крыши контрольной сигнальной будки . Позже дистанционное управление осуществлялось рычагами , соединенными с сигналом одинарными проводами (Великобритания), парами проводов (континентальная Европа) или трубами, поддерживаемыми роликами (Северная Америка). Рычаги были сгруппированы вместе в здании, известном как «сигнальная будка» (Великобритания и Австралия) или «блокировочная башня» (Северная Америка). В Великобритании несколько сигнальных проводов были сгруппированы вместе, и в зонах станций обычно прокладывались под поверхностью платформы чуть выше уровня рельсов. Работа одного сигнального провода приводила к «дребезжанию» некоторых соседних проводов, и этот шум был одним из многих характерных звуков железнодорожного транспорта до постепенного внедрения цветных световых сигналов с середины 20-го века.
Семафорные сигналы также могут управляться электродвигателями, гидравлическими или пневматическими, что позволяет размещать их дальше от контрольного сигнального ящика. В некоторых случаях их можно заставить работать автоматически. Сигналы разработаны так, чтобы быть отказоустойчивыми, так что в случае отключения питания или поломки тяги рычаг под действием силы тяжести переместится в горизонтальное положение. Для семафоров нижнего квадранта это требует, чтобы футляр для очков был достаточно тяжелым, чтобы гарантировать, что рычаг поднимется, а не опустится; это одна из причин широко распространенного перехода на сигналы верхнего квадранта. (Целью балансировочного груза, часто находящегося на рычаге ниже стойки семафорного сигнала, на самом деле является обеспечение возврата сигнального провода в его нормальное положение, когда рычаг управления возвращается обратно. В противном случае, опять же, сигнал может не вернуться к опасности. Эти противовесы используются одинаково часто как на сигналах верхнего, так и на сигналах нижнего квадранта.)
В следующем разделе описываются семафорные сигналы, которые использовались и используются в системе абсолютной блочной сигнализации в Соединенном Королевстве.
Сигнал остановки — это любой сигнал, наиболее ограничивающим указанием которого является «опасность» (который требует остановки). Сигналы остановки используются для защиты перекрестков , стрелок (Северная Америка — «стрелок»), железнодорожных переездов , разводных мостов , платформ или блок-секций.
Конкретный сигнальный пост может контролировать один или несколько стоп-сигналов на каждой движущейся линии. В традиционной области с механической сигнализацией в Соединенном Королевстве наиболее распространено наличие на сигнальном посту двух стоп-сигналов, регулирующих каждую линию. Первый, до которого доходит поезд, известен как домашний сигнал . Последний стоп-сигнал, известный как стартовый или секционный сигнал , обычно располагается за стрелками и т. д. и контролирует въезд на блок-участок впереди. Расстояние между домашним и стартовым сигналами обычно довольно короткое (обычно несколько сотен ярдов) и позволяет поезду ждать, пока секция впереди него освободится, не блокируя линию на всем пути обратно к предыдущей секции.
Немецкие домашние семафорные сигналы ( Hauptformsignale ) могут отображать аспект опасности , если верхняя часть находится в положении 90 градусов (горизонтально), и могут отображать аспект продолжения , если верхняя часть находится в положении 45 градусов (диагонально). Домашние сигналы могут иметь дополнительную нижнюю часть, которая может отображать продолжение на пониженной скорости (40 км/ч); однако это не является обязательным.
В некоторых местах на одной линии может быть предоставлено более одного домашнего сигнала. Они будут идентифицированы по названиям, таким как внешний дом и внутренний дом или первый дом , второй дом и т. д.
Внешний дом обычно защищает нейтральный участок в 1 ⁄ мили (440 ярдов; 400 м) от любых стрелок или подъездных путей. Это позволяет поездам приближаться, когда станция или перекресток заблокированы другим поездом.
Сигнал предварительного старта может использоваться в месте, где желательно вывести поезд с платформы станции до того, как станет доступна секция впереди. В этом сценарии сигнал предварительного старта позволяет поезду выехать из зоны станции к сигналу предварительного старта, который контролирует въезд на секцию впереди.
Если какой-либо из сигналов после первого стоп-сигнала находится в состоянии «опасность», предыдущие сигналы также будут удерживаться в состоянии «опасность» до тех пор, пока поезд почти не остановится, чтобы указать машинисту, что следующий сигнал находится в состоянии «опасность». Это может быть обеспечено инструкцией или электрической блокировкой , которая требует обеспечения рельсовой цепи на подходе к сигналу.
В Северной Америке указанная выше терминология не использовалась, поскольку развитие североамериканской практики сигнализации отличалось от таковой в Соединенном Королевстве в конце девятнадцатого века. В Северной Америке, где термин « домашний сигнал» является общепринятым, он обычно относится к «общему» британскому определению «стоп-сигнала», а именно любого сигнала, наиболее ограничительным указанием которого является «опасность».
Сигнал, который заранее предупреждает о стоп-сигнале впереди (и который не требует остановки, когда находится в самом ограничивающем положении), называется дальним сигналом . Термин возник в Великобритании и используется во всем англоязычном мире. В некоторых регионах, особенно в Северной Америке, термины дальний сигнал и сигнал приближения оба широко используются.
Из-за большого расстояния, необходимого для остановки движущегося поезда, дальние сигналы должны быть расположены на подходе к соответствующему стоп-сигналу, по крайней мере, на тормозном пути поезда с наихудшим торможением, который будет использовать маршрут. Это особенно важно на высокоскоростных маршрутах. Одно время существовала практика учитывать расстояние видимости при размещении дальних сигналов; поэтому дальний сигнал мог быть расположен на расстоянии, меньшем, чем тормозной путь до соответствующего стоп-сигнала.
Машинист поезда, столкнувшийся с дальним сигналом в положении «осторожно», должен ожидать, что стоп-сигнал будет в положении «опасность», и должен скорректировать скорость поезда таким образом, чтобы остановить поезд до его достижения. Машинист поезда, столкнувшийся с дальним сигналом в положении «открыто», знает, что все применимые стоп-сигналы, управляемые тем же сигнальным ящиком, находятся в положении «открыто».
Это обеспечивается блокировкой; дистанционный сигнал не может перейти в положение «отключено», если все соответствующие сигналы остановки, управляемые сигнальным постом, не показывают «отключено».
В отличие от британских сигналов, все немецкие домашние сигналы имеют соответствующий дальний сигнал, и оба они управляются одним и тем же рычагом.
В Великобритании до 1920-х годов дальние сигналы были окрашены в красный цвет, а ночью загорался красный свет. Учитывая, что их значения различались, было очевидно, что неудовлетворительно иметь и домашние, и дальние сигналы одного цвета, но одной из проблем, которая задерживала изменение цвета дальних сигналов на желтый, было отсутствие подходящего желтого стекла для оправы очков. [9] Некоторые британские железнодорожные компании использовали сигнальную лампу Колиньи-Уэлча для уточнения ночных аспектов; она устанавливалась на дальние сигналы и показывала белый V в дополнение к основному красному или зеленому свету. Министерство транспорта рекомендовало изменить цвет дальних сигнальных стрелок и очков с красного на желтый в начале 1920-х годов, хотя это не было принято повсеместно в Великобритании до конца 1920-х годов. С этого времени желтый предупредительный аспект оставался британским железнодорожным стандартом.
Железные дороги Виктории в Австралии изменили только отдельные дальние сигналы, оставив комбинированные домашние и дальние сигналы, показывающие зеленый поверх красного в положении «осторожно». Железные дороги правительства Нового Южного Уэльса сохранили красный дальний сигнал везде, добавив фиксированный верхний зеленый свет, так что изолированный дальний сигнал показывал зеленый поверх красного, как комбинированный домашний и дальний сигнал в положении «осторожно». [10]
В 19 веке дальний сигнал на Викторианских железных дорогах требовал от поезда остановки при красном сигнале, а не просто осторожного движения, как сейчас. Однако, остановившись на дальнем сигнале при красном сигнале, поезд мог затем осторожно продолжить движение до домашнего сигнала, будучи готовым остановиться, не доезжая до любого препятствия между двумя сигналами. Таким образом, дальний сигнал в то время был немного похож на более поздний сигнал «внешний домашний». Такая практика на дальнем сигнале в то время могла стать фактором в железнодорожной катастрофе Sunshine в 1908 году.
Если сигналы расположены близко друг к другу, стоп-сигнал и дальний сигнал можно установить на одном столбе. Дальний сигнал всегда ниже из двух. Два сигнала «щелевые», так что дальний сигнал может быть отключен только в том случае, если стоп-сигнал отключен. Оба сигнала светятся ночью, что означает, что индикация «опасность» отображается красным цветом на желтом.
В исключительных случаях в Новом Южном Уэльсе устанавливаются домашние и дальние сигналы, управляемые из одного и того же сигнального ящика, особенно внешние домашние сигналы.
Сигналы маневрирования и вспомогательные сигналы также существуют в форме семафора, с меньшими рычагами и огнями, чем у основных сигналов. Эти сигналы также могут иметь форму диска с горизонтальной полосой, которая повернута на 45 градусов в положение «открыто».
В Северной Америке самые ранние семафоры использовались в качестве сигналов приказа поезду [11] с целью указания машинистам, следует ли им остановиться, чтобы получить телеграфный сигнал «Приказ 19» или «Приказ 31» .
Сигналы для заказа поезда обычно располагались в здании станции или сигнальной вышке, с высоким общим столбом, устанавливающим сигнальные рычаги, обращенные в противоположных направлениях. Они были дополнены автоматическими блокировочными семафорами (изобретение США), сначала пневматическими в 1880-х годах, а затем к 1890-м годам автоматические семафоры с электродвигателем были правильно восприняты как будущее и продолжались в производстве вплоть до Второй мировой войны. Хотя США изобрели и изготовили 2-рычажные нижнеквадрантные электрогазовые и 3-позиционные верхнеквадрантные электрические семафоры, с которыми экспериментировали в Великобритании (например, ECML, в London Victoria, соответственно, и в изолированных районах в других местах), они никогда не были широко приняты каким-либо образом.
Семафорные сигналы железнодорожного типа использовались для управления движением лодок или кораблей (например, на разводных мостах ), а также для управления дорожным движением (например, на железнодорожных переездах ).
Во всем мире механические сигналы постепенно заменяются цветными световыми сигналами или, в некоторых случаях, сигнальными системами, не требующими линейных сигналов (например, ERTMS ).
В Северной Америке механические сигналы почти исчезли с основных линий. По состоянию на 2024 год [обновлять]единственной значительной оставшейся установкой была установка на участках Glorieta & Raton компании BNSF Railway через Glorieta Pass в Нью-Мексико , которая используется компанией Amtrak Southwest Chief .
В Великобритании по состоянию на 2024 год семафорные сигналы [обновлять]все еще присутствуют на второстепенных маршрутах национальной сети, хотя возросшие расходы на обновление привели к более быстрым темпам снижения в последние годы. [ необходима цитата ]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ).