Severoamerické železniční signály - North American railroad signals
Severoamerické železniční signály obecně spadají do kategorie vícehlavých elektricky osvětlených jednotek zobrazujících signalizaci na základě rychlosti nebo slabé trasy. Signály mohou být typu světlometů , barevných světel , pozičních světel nebo barevných pozičních světel , z nichž každý zobrazuje různé aspekty, které informují lokomotivního inženýra o podmínkách na trati, aby mohl mít svůj vlak pod kontrolou a mohl zastavit jakákoli překážka nebo nebezpečný stav.
V Severní Americe neexistuje žádný národní standard ani systém pro železniční signalizaci. Jednotlivé železniční korporace mohou svobodně navrhovat vlastní signalizační systémy, pokud budou dodržovat některé základní regulované bezpečnostní požadavky. Vzhledem k vlně fúzí, ke kterým došlo od 60. let 20. století, není neobvyklé vidět jedinou železnici provozující mnoho různých typů signalizace zděděných od předchůdců železnic. Tato rozmanitost se může pohybovat od jednoduchých rozdílů hardwaru až po zcela odlišná pravidla a aspekty. I když v železnici došlo v nedávné době k určité standardizaci hardwaru a pravidel, rozmanitost zůstává normou.
Tento článek vysvětlí některé aspekty, které se obvykle nacházejí v severoamerické železniční signalizaci. Techničtější pohled na to, jak signály skutečně fungují, najdete v severoamerické železniční signalizaci .
Signalizační systémy
V Severní Americe existují dva hlavní typy systémů signalizačních aspektů, rychlostní signalizace a slabá signalizace trasy . Rychlostní signalizace přenáší informace o tom, jak rychle může vlak jet v nadcházejícím úseku trati; signalizace slabé trasy přenáší informace týkající se trasy, kterou vlak projede křižovatkou, a je na inženýrovi, aby podle toho řídil rychlost vlaku. Signalizace slabé trasy se používá s výrazem „Slabá“, protože v systému mohou být použity některé aspekty rychlostních signálů a také proto, že přesné informace o trase nejsou obvykle přenášeny, ale pouze skutečnost, že se jedná o odlišnou nebo přímou trasu, z nichž každá má předvídatelný rozsah známých rychlosti.
Železnice na východě USA obvykle provozovaly rychlostní signalizaci, zatímco železnice na západě používaly signalizaci trasy, přičemž došlo k určitému míchání systémů na středozápadě a jihu. To bylo způsobeno nižší hustotou vlaku na západě v kombinaci s obecně jednodušším rozložením tratí. V průběhu času železnice signalizující trasu začlenily segmenty signalizace rychlosti sloučením a také do svých systémů přijaly aspekty založené na rychlosti. Z pěti hlavních Class 1 železnic ve Spojených státech , CSX využívá rychlosti signalizace, Union Pacific a BNSF použití rychlost zvýšenou signalizaci trasy a Norfolk Southern využívá kombinaci rychlosti a způsobu signalizace založenou na původního majitele linky. Dojíždějící železnice a Amtrak používají rychlostní signalizaci tam, kde vlastní nebo udržují koleje, na kterých běží. Kanadské železnice všechny používají silný systém rychlostní signalizace v Kanadě, ale mají některé segmenty signalizace trasy na tratích, které získali ve Spojených státech.
Běžné signalizační postupy
Typy signálů
Severoamerické signály jsou obvykle tří typů.
- Absolutní - Absolutní signály jsou obvykle spojeny s blokováním ovládaným operátorem bloku nebo vlakovým dispečerem . Jejich nejvíce omezujícím aspektem je „Zastavit“ a vlaky je nemohou na zastávce projet, pokud nezískají zvláštní oprávnění. Absolutní signály budou standardně zobrazeny jako Stop, pokud nejsou výslovně vymazány kontrolním orgánem. Ve starší praxi je více signálních hlav na stožáru přímo nad sebou a pod sebou.
- Automatické - Automatické signály jsou řízeny logikou propojenou prostřednictvím elektrických kolejových obvodů, které automaticky zjišťují přítomnost vlaků nebo překážek. Automatické signály jsou tolerantní, přičemž jejich nejvíce omezujícím aspektem je jedna z odrůd „Omezený postup“. Vlaky mohou projít automatickým signálem zobrazujícím „Omezený postup“ bez jakéhokoli vnějšího povolení. Automatické signály jsou typicky rozpoznávány tím, že mají připevněnou poznávací značku a ve starší praxi mají více signálních hlav odsazených jeden od druhého na stožáru (tj. Na opačných stranách stožáru).
- Poloautomatické- Poloautomatické signály jsou ty, které obvykle fungují jako automatický signál, ale lze je nastavit tak, aby zobrazovaly absolutní aspekt „Stop“. Poloautomatické signály nemají registrační značku, ale mohou zobrazovat explicitní signál typu „Omezený postup“.
Jiné typy návěstidel mohou zahrnovat návěstidla vlakového řádu, návěstidla ručního bloku nebo návěstidla řídící speciální bezpečnostní zařízení, jako jsou posuvné ploty , nepřekládané vlečky , silniční přechody atd. Ty jsou mnohem méně běžné než tři standardní typy.
Rozložení
Severoamerické signály se obecně řídí společným uspořádáním. Vysoký signál se skládá z jedné až tři hlavy namontovány zhruba ve vertikálním zásobníku, každá hlava schopen zobrazovat jeden až čtyři různé aspekty. Automatické signály jsou označeny poznávací značkou, zatímco absolutní signály nikoli. Aspekt signálu je založen na kombinaci aspektů, které každá jednotlivá hlava zobrazuje. Pokud má signál více hlav, aspekty se čtou shora dolů a jsou popsány jako „X nad Y nad Z.“
Trpasličí signály jsou menší signály používané v oblastech s nízkou rychlostí nebo v omezeném prostoru. Většina systémů signalizačních aspektů má paralelní sadu aspektů pro použití s trpasličími signály, které se liší od aspektů používaných ve vysokých signálech. Trpasličí signály mohou mít více hlav stejně jako vysoký signál, ale někdy trpasličí signály používají takzvané "virtuální hlavy", aby ušetřily místo a náklady. To je místo, kde trpasličí signál zobrazuje více lamp na to, co by obvykle byla jedna signální hlava, což vytváří efekt více signálních hlav. Například hromada trpasličích lamp v pořadí Žlutá/Červená/Zelená může zobrazovat obyčejnou žlutou, červenou a zelenou, stejně jako žlutou nad zelenou a červenou nad zelenou.
Za signální hlavou je umístěna tmavá podložka nebo cíl , což pomáhá zlepšit viditelnost signálu při jasném okolním osvětlení. Cílová provedení se liší, ale obvykle jsou kulatá nebo oválná, v závislosti na rozmístění signálních světel. Pro každý typ signálu obvykle existuje řada cílových rozměrů, které si může jednotlivá železniční společnost zvolit. Jelikož signály trpaslíků nejsou navrženy tak, aby byly vidět na velké vzdálenosti, nejsou obecně vybaveny cíli.
Montáž
Signály se nejčastěji montují na traťové stožáry vysoké asi 3,7 m až 4,6 m, aby je mohly umístit do oční linky inženýra. Signály mohou být také namontovány na signální můstky nebo konzolové stožáry přes několik stop. Signální mosty a stožáry obvykle poskytují alespoň 20 stop (6,1 m) vůle nad horní částí kolejnice. Konzoly stožáry jsou uspořádány s více signály jsou namontovány na stejné stožáry, které řídí dvě sousední koleje. Konzola stožáry bývají nejvyšším typem signálu, který umožňuje vlakové čete vidět signál přes vlak na mezilehlé trati. Signály v elektrifikovaném území lze montovat na konstrukci trolejového vedení a signály na obousměrných vedeních lze montovat zády k sobě na stejné montážní zařízení.
Prior k 1985, signály byly vyžadovány předpisem být namontován nad a napravo od trati oni řídili. Toto upevnění bylo navrženo tak, aby umožnilo inženýrovi sledovat signál při jízdě parní nebo naftové lokomotivy s dlouhým nosem, který omezoval výhled doleva. Ve většině situací, zejména tam, kde byl implementován obousměrný běh, bylo nutné signály umístit nad kolejiště nebo na konzolové stožáry, aby bylo možné toto umístění pravé ruky. Jak se design lokomotivy změnil, aby umožňoval dobrou viditelnost na obou stranách trati, byly změněny předpisy, které umožňují železnicím přejít na obousměrné signály typu stožáru, a to pouze pomocí signálních mostů ve zvláštních situacích zahrnujících více kolejí nebo omezený výhled.
Trpasličí signály jsou obvykle namontovány na zemi v oblastech pohybů nízkou rychlostí nebo omezených vůlí. Trpasličí signály mohou být pro lepší viditelnost někdy namontovány výše na malý stožár nebo jinou konstrukci. Ty mohou být známé jako „vysokí trpaslíci“ nebo „signál klacku“, ale vysoká montáž nemění aplikace nižší rychlosti trpasličího signálu.
Signální barvy a žárovky
Elektrické návěstní svítilny jsou obvykle s nízkou spotřebou energie (35 watt) žárovkami vyjetí z nízkonapěťového stejnosměrného proudu nebo, více nedávno, vysoký výkon LED polí. Žárovkové signály používají kombinaci dubletových čoček k směrovému zaměření malého výkonu na dlouhý dosah (3500 stop za denního světla). Nové LED diody mohou buď použít nezaostřené pole, nebo fungovat jako náhrada za tradiční objektiv. Americké signální čočky mají standardní průměr 21,27 cm (8,375 palce). Severoamerické signály používají standardní sadu barev, definovanou v říjnu 1905 a která se stala běžnou pro jiné způsoby dopravy, jak je uvedeno na straně 384 signálního slovníku Simmons-Boardman 1911.
- Zelená - Slouží k označení „vymazat“ nebo pokračovat.
- Žlutá - Slouží k upozornění inženýra na blížící se zastavení nebo snížení rychlosti pro obsazený „blok“ dopředu. Používá se také pro pohyby nízkou rychlostí.
- Červená - Používá se k označení úplného zastavení nebo jiných omezujících podmínek nebo se používá jako kontrolka „zástupného symbolu“ (pokud je tato část signálu nepoužitá, ale pro potvrzení posádce, že signál funguje, aby nevyžadoval hádání zbytku kombinace v případě poruchy světla).
- Modrá - Když je na sloupku signální panenky, označuje mezilehlou stopu mezi signálem a stopou, na kterou se signál vztahuje, nebo označení veškerého vybavení v úseku dráhy za modrým signálem se absolutně nesmí přesouvat, jako jsou muži pracovat pod, na nebo v uvedeném zařízení.
- Fialová - zastaralá. Zhruba do roku 1940 se v některých yardech a vykolejení používaly jako indikaci „Stop“ spíše fialové čočky než červené . V roce 1952 mezistátní obchodní komise rozhodla, že fialová by se v USA za tímto účelem již neměla používat.
- Lunar White - Modře filtrované světlo, které eliminuje všechny stopy žluté barvy používané k označení omezeného postupu.
- Lemon Yellow (oficiální název AAR) - Používá se v pozičních světelných systémech jako univerzální barva s vysokou viditelností, největší průnik mlhy.
- (Obyčejné) Bílé - obyčejné žhavé bílé světlo. Používá se v světelných signálech trpasličích pozic s matnými čočkami.
Jednotlivé signální hlavy mohou být nastaveny tak, aby blikaly barvou a vytvářely tak jiný aspekt signálu. Signály ve Spojených státech obvykle blikají pouze jednou hlavou najednou, zatímco signály v Kanadě mohou blikat dvěma hlavami najednou; blikající světla jsou obecně méně omezující než stálá světla.
Několik systémů rychlé přepravy využívá pouze dvě barvy signálních lamp (měsíční bílá pro postup a červená pro úplné zastavení); příklady zahrnují Baltimore Metro SubwayLink , na metro Washington a PATCO Speedline .
Rychlosti
Signální pravidla a aspekty využívají několik předdefinovaných rychlostí. Tyto rychlosti se používají také v signalizaci typu Slabá cesta.
- Normální rychlost - Normální rychlost pro železniční trať, také známá jako Maximální autorizovaná rychlost (MAS).
- Omezená rychlost - rychlost nižší než normální rychlost, která byla používána od čtyřicátých let pro použití s výhybkami s vyšší rychlostí (přepínače). Tato rychlost je definována jednotlivými železnicemi a pohybuje se od 40 mil za hodinu (64 km/h) do 60 mil za hodinu (97 km/h).
- Střední rychlost - Původní koncept pro standardní „sníženou“ rychlost běžně nastavenou na 30 mil za hodinu (48 km/h) a může dosahovat až 40 mil za hodinu (64 km/h). Toto je typická rychlost pro rozbíhavé pohyby prostřednictvím blokování a také rychlostní vlaky jsou omezeny na blížící se signály typu Stop nebo Restricted Proceed.
- Nízká rychlost - 15 mil za hodinu (24 km/h), zatímco v mezích blokování a 20 mph, pokud není v mezích blokování. To se používá pro vlaky, které vyjednávají složité kolejiště na stavědlech.
- Omezená rychlost - Používá se pro vlaky vjíždějící nebo provozované na území bez znaménka nebo při vstupu do kolejového okruhu bez napětí. Regulační definice ne více než 20 mil za hodinu (32 km/h) mimo blokovací limity, 15 mph v rámci blokovacích limitů. Vlaky provozované omezenou rychlostí musí být schopny zastavit do polovičního vidění bez jakékoli překážky a musí dávat pozor na zlomené kolejnice.
Odolnost proti chybám
Aspekty signálu jsou navrženy tak, aby zahrnovaly určitý stupeň odolnosti proti chybám . Aspekty jsou často navrženy tak, že vadná nebo zakrytá lampa způsobí, že výsledný aspekt bude restriktivnější než ten zamýšlený. Provozní pravidla ( GCOR , NORAC nebo CROR ) vyžadují, aby temné nebo zakryté signální hlavy byly považovány za zobrazující jejich nejvíce omezující aspekt (tj. Zastavení), ale návrh aspektu odolného vůči chybám může pomoci inženýrovi provést bezpečnější postup před selháním signál se projeví. I když ne všechny aspekty jsou odolné vůči chybám, zelenou lampu na nejvyšší hlavě používá pouze nejméně omezující aspekt signálu „Vymazat“, takže neexistuje žádný případ, kdy by porucha mohla omylem zobrazit jasný aspekt.
Tam, kde signální aspekt obsahuje blikající lampu, je tato blikačka vždy použita na méně omezující signály. To má zabránit zaseknutému blikajícímu relé v neúmyslném vylepšení signálu.
Některá signalizační logika zahrnuje „vypálení žárovky“ (porucha žárovky) nebo jinou detekci poruchy, aby se v případě poruchy pokusila zobrazit nejvíce omezující aspekt. Tato funkce však není vyžadována ani všeobecně přijímána.
Typy signálů
Semaforové signály
Semaforové signály byly poprvé vyvinuty v Anglii v roce 1841. Některé americké železnice je začaly instalovat počátkem 60. let 19. století a semafory postupně vytlačily jiné typy signálů. Společnost Union Switch & Signal (US&S) představila elektropneumatickou konstrukci v roce 1881. To bylo spolehlivější než dříve, čistě mechanické verze a začalo je používat více železnic. V té době však byly podstatně dražší než signály Hall disc, neboli „banjo“ .
Na konci 19. století, zvláště když se vlaky staly delšími a rychlejšími a železniční tratě se staly více přetíženými, byl signál banjo považován za jedinou a koncovou vadu: viditelnost. Vnitřní disk byl v mlhavém počasí a když se na skleněném panelu držel sníh, špatně vidět. Dřívější typy elektro-pneumatických semaforů vyráběných společností US&S zaznamenaly do roku 1880 určitou omezenou aplikaci jako signály automatického bloku. Potřeba udržovat tlak vzduchu v dlouhých pneumatických řadách nakonec vedla železnice k přerušení jejich rozšířeného používání jako automatických blokových signálů. Tyto typy však viděly dlouhou službu v blokovacích závodech. Rané semafory také měly omezený dosah s ručním drátovým provozem a špatnou spolehlivostí za špatného počasí. Některé železnice tedy nadále používaly diskové signály tam, kde byla potřeba automatická operace blokového signálu mezi ručními blokovými stanicemi, jak potvrdily dobové knihy pravidel až do 20. let 20. století a dále.
Na začátku 90. let 19. století začalo více železnic instalovat semaforové signály ovládané elektromotorem, které byly viditelné na vzdálenosti tisíců stop během dne a za nepříznivých povětrnostních podmínek. V roce 1893 debutoval vysokonapěťový semafor s automatickým blokováním elektrického motoru. V roce 1898 se objevil semafor US&S Style „B“, první úspěšný nízko napěťový, zcela uzavřený mechanismus elektromotoru. Bylo to revoluční, vylepšení všech dřívějších návrhů semaforů, přičemž poslední takový příklad byl vyřazen z provozu v roce 2009 na bývalé řadě Siskiyou SP, nyní CORPS.
Motorem ovládané severoamerické semafory používané od příchodu blokového systému kolejových obvodů v roce 1872 poskytovaly formu automatizace vyhledávané železnicemi za účelem snížení nákladů na pracovní sílu a zlepšení spolehlivosti oproti ručně ovládaným systémům jako ve Velké Británii, Německu a jinde. Trpasličí signály byly zpracovávány mechanicky, pneumaticky, aby poskytovaly signály omezujícího typu, stejně jako signály stožáru v blokovacích zařízeních, ale motorizovaní trpaslíci byli běžnější po vývoji signálu Modelu 2A v roce 1908. Již v roce 1915 technologický tlak -takový intelektuální obři jako AH Rudd z Pensylvánie RR a jeho koncept rychlostní signalizace kombinovaný s jeho vývojem signálu pozičního světla a souběžných barevných světelných signálů využívajících kombinaci dubletových čoček Williama Churchilla z praktického hlediska učinil semafor technicky zastaralým.
Signály semaforu byly v Severní Americe téměř úplně nahrazeny světelnými signály, ale obsahují několik důležitých designových prvků. Drtivá většina signálů typu semaforů používaných v Severní Americe a jediný typ, který přežil v provozu od roku 2009, jsou tři polohy, odrůda horního kvadrantu. Ti z odrůdy nižšího kvadrantu by nejčastěji měli dvě polohy, ale tři rondely, přičemž dvě jsou restriktivnější barvy. Tento design 60-75 stupňů nižšího kvadrantu, tři otvory clony semaforové podívané byl známý jako „Continuous Light Spectacle“ a předcházel patentované Loree-Patenall, třípolohové horní kvadrantové podívané z roku 1902. Záměrem bylo snížit pravděpodobnost poruchy nebo sněhové srážky způsobují, že signál stoupá jen částečně k horizontále, ale stále zobrazuje nejpřísnější barevné indikace noci. Barevné obrazy těchto signálů to potvrzují, protože „červeno-červeno-zelená“ domova a „žluto-žlutá-zelená“ vzdálených ramen byly univerzální pro semafory LQ 60 a 75 stupňů (B&M, Central Vermont). Nebyly použity žádné tři barevné signály 60 nebo 75 stupňů. „Standardní“ 90stupňová 3poziční podívaná v dolním kvadrantu viděla omezené použití (poslední byly použity v terminálech Memphis, Tenn. A St. Louis, Mo., Terminals) jako podívaná Lorre-Patenall UQ poskytovala výrazně větší vizuální dosah.
Čepelní část semaforu měla několik konstrukcí, z nichž každá měla jiný význam: - Ty se čtvercovým koncem jsou „absolutními“ signály a obecně přinutí vlaky zastavit, když jsou v nejvíce omezující poloze. - Ti se špičatým koncem jsou „tolerantní“ signály a umožňují vlaku pokračovat podstatně nižší rychlostí, než aby museli úplně zastavit. - Semafory s koncem „rybího ocasu“ (tj. Konec s V zářezem) jsou „vzdálené“ signály, které sdělují inženýrovi, jaký je aspekt dalšího signálu (jako varování). Barva semaforu také často odpovídá výše uvedeným kategoriím, přičemž absolutní signály mají typicky bílý pruh na červeném ostří a ostatní mají černý pruh (nejčastěji opakující tvar konce čepele) buď čtvercového, nebo 60 stupňového, byly standardem RSA.
V červenci 2014 existují asi dvě desítky aktivních semaforů na několika segmentech bývalého AT&SF, nyní trati BNSF Railway přes Glorietta Pass, Las Vegas a nahoru přes Wagon Mound v Novém Mexiku.
Signály světlometů
Patentování kombinace „Doublet-Lens“ z roku 1911 na dlouhý dosah (2500 stop za denního světla) dr. William Churchill ve výzkumném zařízení společnosti Corning Glass v Corningu v New Yorku naznačilo, že vláda signálu semaforu při používání železnice se rychle blíží konec. V roce 1916 tato optická kombinace a ohlašující prodejní reakce přiměly vedení Hall Signal Company k realizaci právě představeného a nejpokročilejšího mechanismu semaforu typu „L“ (úplně posledního vyrobeného jakoukoli americkou signální společností), byl skutečně zastaralý. Toto zařízení se dvěma čočkami bylo vyvinuto Dr. Williamem Churchillem z Cornellovy univerzity , zatímco on pracoval v Corning Glass Works . Dokončil vývoj barevných standardů pro železniční sklo, které si Corning nechal patentovat 10. října 1905. Okamžitě byly dány k použití jako denní světelné signály s krátkým dosahem a tunelové elektrické žárovky. Poté obrátil svou pozornost na signály denního světla středního a dlouhého dosahu pomocí stejných žárovek s výrazně vylepšenou optikou: kombinace „Doublet-Lens“.
Hallova reakce na tuto (pro ně) strašnou situaci byla koupě patentů podaných v roce 1918 od jednoho pana Blakea pro jeho signál „Searchlight“. Signál světlometu byl ve skutečnosti aktualizovanou a modernizovanou variací starého signálu uzavřeného disku Hall . Blake udělal to, že využil standardní železniční třípolohové polarizované lamelové relé , přidal miniaturní podívanou a Pyrex, rondoly z borosilikátového skla s nízkou expanzí a spojil je s velmi účinným eliptickým reflektorem a systémem optických čoček s velmi velkým 10-1/ Vnější čočka se stupňovitým průměrem 2. Tento revoluční vývoj poskytl signál s viditelnou indikací více než míli od signálu za bílého dne, kdy byl signál umístěn na tečné trati. Počáteční barevné světelné signály byly viditelné jen asi na polovinu této vzdálenosti (2 500 stop) při použití přibližně stejné spotřeby proudu, což byl hlavní problém v „Území primární baterie“. V roce 1925 vývoj „vysoce přenosných barev“ železničního skla od Dr. Gage a Corning Glass zlepšil tuto omezenou vzdálenost na přijatelně konkurenceschopných 3500 stop na tečné trati.
Když byly v roce 1920 představeny nové signály Hall Searchlight, zaznamenaná odezva mnoha inženýrů byla klasická: „Vzali starý‚ Hall Banjo Signal ‘, vzkřísili ho z hrobu a rozsvítili!“ Ve Velké Británii se původní elektromechanické signály světlometů skládaly z žárovky s nízkým příkonem namontované za semaforovou podívanou bez čepele za cílem. Signál světlometu Union Switch and Signal Company všudypřítomný ve Spojených státech má vnitřní kabel se systémem závaží pro mechanické zarovnání signálu do červené polohy v případě selhání systému.
Použití signálu světlometu se rozšířilo především kvůli jejich relativně nízké údržbě, vysoké viditelnosti, nízké spotřebě energie a po roce 1932 pomocí složeného objektivu se 4 wattovou, 3 voltovou žárovkou, která na území s signalizací napájenou bateriemi fungovala docela dobře. Významná byla také jediná čočka, která udávala indikace v blokovacích signálech více hlav na pevném místě s ohledem na stožár a další signální hlavy, což neplatí pro barevné světelné signály pro více čoček. Časem náklady na výrazně dražší relé signálu světlometu začaly převyšovat úspory z jeho kompaktní velikosti a jediné žárovky ve srovnání s jednoduchým barevným světelným signálem s více čočkami. Do konce 80. let 20. století světlomet ztratil svou pozici nejpopulárnějšího signálního stylu v Severní Americe.
K překonání problémů spojených s pohyblivými částmi byly vyvinuty nové signály v pevné fázi s jedním objektivem. První takový produkt, uváděný na trh v roce 1968 jako „Unilens“ společností Safetran Systems , využívá vláknovou optiku k soustředění výstupu až čtyř světelných zdrojů za jedinou čočku. Avšak kromě signálů s nízkou rychlostí vyžadujících viditelnost pouze na krátkou vzdálenost nebyly tyto signály zcela úspěšné a většina z nich je nyní po relativně krátkém pracovním životě odstraněna ze služby hlavní řady. Schopen čtyř aspektů, většina příkladů měla dvě světelné jednotky současně světle červené, aby poskytovaly nejpřísnější indikaci větší vizuální dosah, než jaký byl získán s použitím jediné lampové jednotky.
Nejnovější technologie signálu s jedním objektivem a více aspekty zahrnuje použití více barev světelných diod namontovaných společně ve společné rovině k produkci více barev z jedné clony. Zatímco nyní je standardní barevný světelný signál v Británii, nebyl mimo Spojené království široce přijat
Signály světlometů jsou obvykle namontovány s velkým kruhovým pozadím, přičemž jedna nebo dvě železnice dávají přednost malému cíli, jako je New York Central, který začíná v polovině pozdních padesátých let pod Perlmanovou správou.
Trojúhelníkové barevné světelné signály
Trojúhelníkově uspořádané barevné světelné signály se skládají ze shluku tří objímek barevných lamp uprostřed velkého kruhového terče. Byly jedním z prvních široce používaného typu vysoce intenzivního barevného světelného signálu, zejména přijatého železnicemi New York Central a Seaboard Coast Line a později používány výhradně Conrail a New Jersey Transit .
Původní konstrukce typu „G“ General Railway Signal (GRS) sestávala z litinové krabice obsahující tři jednotky dubletových čoček v trojúhelníkovém uspořádání. Modely US&S „TR“ a „TP“ používaly tři menší připojená pouzdra jednotlivých lamp se společným pozadím. Dlouho zaniklá společnost Chicago Signal Company měla verzi, která používala standardní 5-3/8 "čočky s přepínacími lampami (často vyráběné společností Macbeth) namísto jinak standardního inverzně konvexního a stupňovitého typu čoček, který se nachází ve standardním vnitřním dubletovém provedení. byl později aktualizován na jedinou jednotku podobnou modelu GRS. Protože se modulární barevné světelné signály rozšířily, byly vedle konfigurací svislých typů obvykle nabízeny konfigurace cílového typu. Trojúhelníkový barevný světelný signál byl zvláště užitečný ve fyzicky omezených a stísněných oblastech.
Svislé barevné světelné signály
Svislé barevné světelné signály jsou druhým hlavním vzorem barevných světelných signálů a dnes představují nejoblíbenější formu signálu v Severní Americe, která nahrazuje světlomet. Tyto signály se funkčně neliší od barevného signálu trojúhelníkového typu, ale vykazují značně pozměněný vizuální vzhled.
Pokračující problémy se spolehlivými světelnými zdroji s dlouhým dosahem z jediné optické barevné čočky a zaostřené žárovky omezily první použití barevných světelných signálů na denní venkovní aplikace s krátkým dosahem nebo tunely a další podzemní nebo nízkorychlostní komplexy. Projekt 1911 New York Penn Station byl jedním z příkladů tohoto typu barevného světelného signálu s vnější barevnou optickou čočkou 8 3/8 ", z nichž některé jsou od roku 2011 stále v provozu.
Vývoj dubletové čočky společnosti Churchill ve společnosti Corning Glass Works umožnil, aby byl elektrický zdroj světla účinnější než u předchozích návrhů barevných světelných signálů během dne. Existují dva hlavní typy případů: jediný případ, kdy byly dvě nebo více lamp obsaženy v jednom pouzdru, a modulární světlo, kde každá lampa byla nezávislou jednotkou, kterou lze uspořádat do signálu libovolné konfigurace, včetně trojúhelníkového . US&S má oblíbený typ s jedním pouzdrem se styly R/R-2, P-2/5 a N, zatímco GRS nabízel svůj trojúhelníkově uspořádaný typ G, přičemž podobnou verzi poskytuje společnost Chicago Signal Company. Dnešní Safetrans Triangular je kopií GRS typu G, ale s vertikálně uspořádanými dvojitými dveřmi.
Signály jako model N/N-2 lze také namontovat přímo na zem jako trpasličí signál bez podpory. Nejpozoruhodnějším uživatelem tohoto typu signálu byly Chesapeake a Ohio , ale jednotky se nacházely na železnicích po celé zemi.
Postupem času se modulární světelný signál díky své nízké ceně a univerzálnosti stal standardem v Severní Americe. Prvním modulárním systémem byl GRS typu „D“, který byl poprvé uveden na trh v roce 1922, a který přijala jižní železnice spolu s mnoha dalšími: D&RG atd. Jednotky GRS používaly menší „pozadí“ než srovnatelná vertikála US&S, možná poněkud kompromitující viditelnost rozsahu. Dnes je nejoblíbenějším typem nového signálu v Severní Americe modulární konstrukce vyráběná společností Safetran, protože je nejlevnější, přičemž ji téměř výhradně instalují všechny čtyři hlavní železnice třídy 1. Dnes GRS i Safetran prodávají modulární systémy pro vysoké a trpasličí signály, zatímco US&S používá jednotný modulární design „R-2“ pro vysoké a Style N-2 pro trpaslíky.
Modulární barevná světla umožňují veškerou úsporu nákladů spojenou s barevnými světly, ale také usnadňují železnicím ukládat signály a provádět úpravy blokování. Místo nutnosti objednávání vlastních hlav je možné nové moduly odebírat ze skladu pro vytváření nových signálů nebo úpravu stávajících hlav.
Díky jednoduchému držáku lze s těmito standardizovanými součástmi vytvořit i trojúhelníkové barevné světlomety.
Další všudypřítomnou vlastností moderních modulárních barevných světelných signálů je sluneční clona po celé délce, která zlepšuje viditelnost za jasného slunečného počasí. Tento odstín byl poprvé vyvinut společností Union Pacific, aby zabránil hromadění sněhu na jednom odstínu, aby zakryl signální čočku nad ním. Kvůli podobnosti stínu se stejnojmennou postavou z populární filmové franšízy Hvězdné války dali signálům tohoto typu někteří železniční nadšenci přezdívku Darth Vader .
Poziční světelné signály
Poziční světelné signály používají k simulaci poloh horního kvadrantového semaforu řady žárovek o průměru 13,65 cm. Poziční světla vyvinul AH Rudd, dozorce signalizace Pennsylvánské železnice (PRR). Byly zavedeny v roce 1915 jako náhrada za semaforové signály na hlavní trati mezi Paoli a Philadelphií jako snaha omezit údržbu vyžadovanou signály semaforu a také problémy s viditelností způsobené novým projektem elektrifikace nad hlavou. Původní systém používal řady čtyř světel. Systém byl později redukován na použití řad tří lamp obklopujících společné centrum. Tím se snížil efekt „plachty“ u mimořádně velkého a náhrobního tvaru pozadí čtyřsvětelné varianty. Původní instalace využívala žárovky umístěné před volně stojící podložkou z černého plechu, ale krátce poté bylo nové kruhové pozadí připevněno k tehdy zmenšenému zařízení se 3 lampami na řadu a přímo k podložce na rámci označovaném jako pavouk."
Každá jednotka pozičních světel je vybavena 12voltovou, 6 žárovkovou svíčkou namontovanou před parabolickým zrcátkem, která zvyšuje intenzitu relativně slabé žárovky. Aby se zabránilo fantomovým náznakům, využívá konstrukce speciální obrácenou torickou čočku (tj. Jednu čirou Fresnelovu čočku upevněnou po stranách směrem ven) s částí čočkových čoček natřenou černou barvou. Bylo zvoleno světle žluté tónované kuželové sklo s matnou špičkou, protože tato barva byla na základě empirických studií v Corningu v té době stanovena jako nejvyšší viditelnost za podmínek mlhy.
Standardní vysoké poziční světlo se skládá ze dvou hlav; spodní hlava může zůstat tmavá, pokud to není potřeba. Kromě vysokých pozičních světelných signálů vyvinul PRR trpasličí poziční světlo, stejně jako u mnoha železnic jsou tyto trpasličí signály také označovány jako „hrnec“, tradice přenesená z otáčivého „signálu typu hrnce“ z 19. století. Čtyři obyčejné bílé žárovky jsou schopny zobrazit čtyři aspekty nízké rychlosti, každou se dvěma lampami. V roce 1930 podnítily blízké vzdálenosti komplexu příměstské stanice Philadelphia vývoj polohy podstavce, která se skládala ze dvou pozičních signálů trpaslíka ve společné lité podložce.
Poziční světla typu PRR byla použita v celém rozsáhlém systému PRR i v Long Island Rail Road (LIRR), dceřiné společnosti PRR, a Norfolk a Western , který byl z jedné třetiny vlastněn PRR. Společnost US&S byla jediným dodavatelem klasického zařízení pro poziční světlo, protože továrna tohoto výrobce byla dříve umístěna na čtyřkolejné hlavní trati PRR ve Swissvale, Pa.
V roce 1954 PRR experimentoval s instalací červených čoček v horizontální poloze horní hlavy, aby pomohl zvýšit viditelnost absolutních signálů Stop na blokování Overbrook na dálku. Pod Penn Central a později Conrail se stalo standardní praxí přidat tyto červené čočky do vysokých pozičních světel a dokonce i do některých podstavcových signálů. Norfolk a western upravili své signály tak, aby používaly červené a zelené čočky v horní poloze hlavy Stop a Clear a žluté čočky všude jinde. V 80. letech minulého století Amtrak upravil většinu svých dřívějších pozičních světel PRR tak, aby ve všech polohách obou hlav používaly barvy barevného ekvivalentu. Interně se označují jako poziční barevná světla , nesmí být zaměňována s níže popsanými barevnými pozičními světly, která jsou sice funkčně podobná, ale konstrukčně se značně liší.
Nová obrysová světla typu PRR byla nadále instalována až do 80. let minulého století na bývalé systémy Conrail . Dnes je většina starých pozičních světel PRR pomalu nahrazována moderními barevnými světly, ale Amtrak, SEPTA a LIRR pokračují v instalaci nových pozičních světel (Amtrak je barevná odrůda). US&S již nevyrábí polohové světelné zařízení, ale aktualizované modely od Safetranu jsou nadále k dispozici.
Barevné poziční světlo
Signál barevného pozičního světla (CPL) vyvinul Frank Patenal, dozorce signalizace železnice v Baltimoru a Ohiu (B&O), kolem roku 1918. Vyvinul také proprietární systém aspektů signálu, který nahradil dřívější standardní signalizační systém AH Rudd, ARA ( Pak na bázi PRR). Systém CPL byl jedinečný v tom, že se jednalo o koncepčně originální design namísto aktualizace stávajícího systému. Systém CPL zahrnuje několik konstrukčních principů, které jsou jinak jedinečné pro severoamerickou signalizaci. Nejvýznamnější vlastností je použití červené barvy pouze v případě absolutního zastavení nebo omezené rychlosti. Dalších 11 standardních možných kombinací nezobrazuje červený aspekt.
CPL se skládá z centrálního polohového cíle s až čtyřmi páry jednotek dubletových čoček po obvodu disku na pozadí. Jednotky čoček jsou rozmístěny v osách 45 stupňů pomocí poloh: zelená |, žlutá /, červená-a lunární bílá \ pro omezení, které jsou také přítomny v některých instalacích. Hlavní hlava je obklopena až 6 značkami v polohách 12:00, 2:30, 4:30, 6:00, 8:30 a 10:30 hodin. Funkcí hlavní hlavy byly informace o obsazení bloku, přičemž zelená představovala dva nebo více jasných bloků, žlutý jeden jasný blok a červená/lunární bílá představovaly omezující indikaci, což znamenalo, že strojníkovi bylo povoleno vstoupit do vlaku do obsazeného bloku. Jednotlivé obrysové žárovky poskytují informace o rychlosti, 12 hodin je normální rychlost, 6 je střední rychlost (omezená rychlost, pokud bliká), 10 je normální až střední (omezená, pokud bliká), 2 je normální až pomalá, 8 je střední až střední, 4 jsou střední až pomalé a žádné rozsvícené značky nejsou pomalé.
Tato CPL byla poprvé nasazena na Staten Island Railroad (dceřiná společnost B&O) ve 20. letech 20. století a krátce poté nasazena v celém systému. Části Chicaga a Altonské železnice obdržely CPL později, když B&O získalo kontrolu nad touto linkou. V osmdesátých letech instalovaly jak Amtrakova Chicago Union Station, tak Metra 's Chicago Northwestern Station trpasličí CPL, aby nahradily dřívější signály v těchto terminálech.
Od roku 2008 a stejně jako u všech amerických železnic CSX pomalu nahrazuje všechny zbývající CPL ve svém systému současnými svislými barevnými světelnými LED signály. Signály na staré Altonské železnici byly také téměř úplně nahrazeny, stejně jako mnoho trpaslíků CPL na dvou chicagských terminálech. Jedinou výjimkou je Staten Island Railroad, která nedávno aktualizovala svůj signalizační systém o nové CPL pomocí moderního vybavení pozičních světel Safetran.
Zastaralé mechanické a elektrické signály
Rané mechanické signály
První signály používané na americké železnici byl systém vlajek používaných na Newcastle a Frenchtown silnice a železniční silnice v roce 1830. Železnice pak vyvinula účinnější systém skládající se z dřevěných kuliček, natřených červenou, bílou nebo černou barvou, a zvedala nahoru nebo dolů tyč na lano-kladkový systém. Počáteční použití těchto signálů bylo pouze pro indikaci včasného stavu vlaků, nikoli pro ovládání pohybu vlaků. Dřevěné koule byly často konfigurovány s lucernami pro noční použití. Míčové signály byly poprvé použity k přímému pohybu vlaku v roce 1852 na železnici v New Yorku a New Havenu . Mezi další mechanické signály používané v průběhu 19. století patří:
- Disk o délce 4 m (1,2 m), natřený červeně a upevněný na otočném sloupu; když bylo postaveno čelem k blížícímu se vlaku, ukazovalo na „zastavení“.
- Otočná deska, nazývaná „smashboard“, kterou lze ovládat tak, aby se houpala do polohy přes dráhu.
- Čtení železnice používají lopatková signály jsou uloženy na dřevěných věží. Malované desky (lopatky) různých barev byly přesunuty do polohy, aby znamenaly nebezpečí (zastavení), opatrnost a bezpečnost (pokračování). Lopatky byly v noci osvětleny lucernami.
Signál dřevěné koule 
Instalace smashboardu na přístup k houpačce 
Lopatkový signál namontovaný na věži
Signály Hallova disku
Hallův diskový signál (také nazývaný signál „banjo“) byl prvním elektricky ovládaným signálem, který byl široce přijat americkými železnicemi. Thomas Hall si nechal patentovat design diskového signálu v roce 1867.
V dřevěném pouzdru ve tvaru banja byla umístěna velká železná obruč z drátu s červeným hedvábím nataženým a přilepeným přes něj. Opačný konec měl mnohem menší obruč, ve které byl zajištěn velmi tenký kotouč z barevného skla. Celá tato sestava železného drátu byla otočena uvnitř elektromagnetu na takzvané armatuře „Z“, která byla navinuta měděným magnetickým drátem. Když byla cívka pod napětím, drátěné obruče byly přesunuty pryč od velkého skleněného otvoru v přední části dřevěného pouzdra „banjo“, které odhalilo jeho bíle natřené vnitřnosti. Barevný skleněný kotouč se zároveň vzdaloval od čiré primitivní Fresnelovy čočky v horní části pouzdra, která byla na zadní straně pouzdra zálohována petrolejovou lampou . Diskový signál byl poprvé uveden do provozu v roce 1870 na newyorské a new Havenské železnici ve Stamfordu v Connecticutu pomocí aktivačního zařízení s kolejovým šlapáním, protože revoluční dráhový obvod vyvinul až v roce 1872 Dr. William Robinson .
Společnost Hall Signal Company instalovala diskové signály jako součást automatických blokových signálních systémů, zpočátku využívala obvody linkového drátu, vedené na sloupech podél kolejí a připojující zařízení pro šlapání stopy. Jeden z prvních takových systémů byl instalován v roce 1871 na východní železnici (později Boston & Maine ). Do roku 1896 bylo v provozu asi 1 500 diskových signálů.
Celokovový US&S Enclosed Disc Signal byl představen v roce 1896 a měl jednu verzi, která používala jak červený, tak zelený banner (stejně jako obě barevná skla), která byla mechanicky uspořádána tak, aby došlo k výměně bannerů a skleněných rondelů místa v signálním pouzdru jako požadovaná indikace.
Existující mechanické a elektrické signály
Existují příklady různých mechanických a elektrických signálů v několika železničních muzeích a ve sbírkách velmi málo železničních nadšenců. Patří sem signály vyrobené společnostmi US&S, GRS, Hall a dokonce i Federal Signal Company. Varianta trpasličího signálu „Pozice barevného světla“ (nebo „PCL“, jak se v té době uvádělo), představená společností Hall Company v roce 1924, patří mezi nejvzácnější a vyhledávané sběrateli, stejně jako extrémně vzácné mechanické trpasličí semafory společnost T. George Stiles. Tyto signály byly instalovány na počátku 20. století železnicí New Haven a použity do 80. let minulého století.
Společné třídy pravidel signálu
Většina severoamerických železnic má mezi 10 a 20 samostatnými pravidly signálu, z nichž každé je často reprezentováno více aspekty. Všechna tato komplikovaná pravidla se však točí kolem jednoduchého předpokladu informování lokomotivních techniků o tom, jak mají provozovat svůj vlak v současném místě a co mají očekávat na dalším místě návěstidla. Odtud lze velkou sadu pravidel a aspektů rozdělit na malý počet tříd, které jsou společné všem severoamerickým signalizačním systémům.
- Automatické blokování - Aspekty bloků sdělují základní informace o obsazenosti koleje a radí strojníkovi (provozovateli), která ze základních pravidel návěstidel (společných všem železnicím) má dodržovat při provozu svého vlaku v kterémkoli bodě železniční trati . Mezi ně patří Clear (ARA Rule 281, see Figure), Advance Approach and Approach (Rule 285), které instruují inženýra „neočekávejte žádné zastavení“, „očekávejte zastavení při druhém signálu“ a „očekávejte zastavení při dalším signálu“. Advance approach se používá pouze v situaci s krátkými návěstními bloky, aby byla zajištěna dostatečná brzdná vzdálenost vlaků. Toto jsou nejběžnější aspekty signálu v Severní Americe a jsou to jediné aspekty, které většina automatických blokových signálů potřebuje k zobrazení.
- Přibližování rychlostí - Když je třeba vlaku sdělit, aby zpomalil kvůli dynamickým podmínkám, použije se aspekt „Rychlost přiblížení“. Ty informují inženýra, aby dalším signálem zpomalil na předepsanou rychlost. Nejčastějším důvodem je to, že vlak má při dalším blokování projít odlišnou nebo jinou než normální rychlostí. Signály tohoto typu zahrnují přibližovací médium (pravidlo ARA 282, viz obrázek), omezený přístup, přibližovací postup (pravidlo 285) a rozbíhající se přístup. Tyto signály jsou obvykle zobrazeny na vzdáleném signálu do blokovacího zařízení, ale někdy mohou být použity s krátkými signálovými bloky místo Advance Approach.
- Diverge to Clear - Tato třída se objevuje pouze na absolutních návěstidlech a informuje strojníka, že vlak pojede odlišnou trasu a nemusí očekávat zastávku u dalšího návěstidla. Při signalizaci rychlosti je inženýr informován o rychlosti, kterou vlak potřebuje projet trasu, při signalizaci slabé trasy je strojník právě informován o odlišné trase. Signály v této třídě zahrnují střední jasnost (pravidlo ARA 283, viz obrázek), pomalé vymazání (pravidlo 287), omezené jasné a rozbíhavé jasné.
- Diverge to Stop - Stejné jako výše, pouze vlak může očekávat zastavení na návěstidle po blokování. Mezi tyto signály patří střední přístup (pravidlo ARA 286, viz obrázek), pomalý přístup (pravidlo 288) a odlišný přístup.
- Kombinované signály - kombinují funkce signálu „Diverge to“ se signálem „Approach Speed“ a vyskytují se v oblastech složité práce na dráze, kde mezi jedním blokováním a druhým nejsou žádné mezilehlé signály. Ve Spojených státech se v knihách pravidel někdy vyskytuje jen několik kombinovaných signálů, jako je Medium Approach Medium, Medium Approach Slow a Diverging Approach Medium/Slow, a v praxi se často nepoužívají. Kanadský standardní soubor pravidel obsahuje pravidla signálu a aspekty pro každou možnou kombinaci.
- Signál omezené rychlosti - Tato třída signálů je zobrazena pro vlaky pohybující se do bloku, kde byl kolejový obvod bez napětí nebo neexistuje. „Posunutý“ kolejový obvod indikuje, že je blok obsazen jiným vlakem nebo vagónem, nebo je problém, jako je rozbitá kolej nebo zatopená kolej. Není -li trať chráněna kolejovými obvody, musí se předpokládat, že je obsazena. Jak naznačuje název, tento signál vyžaduje, aby se vlaky pohybovaly omezenou rychlostí, konkrétně se schopností zastavit před překážkou. Omezené rychlostní signály mohou mít mnoho podob, včetně omezeného a omezeného postupu (pravidlo ARA 290, viz obrázek), kde vlaky musí jednoduše projet signálem s omezenou rychlostí a také zastavit a pokračovat (pravidlo 291), kde musí vlak před pokračováním zcela zastavit při omezené rychlosti. Stop and Proceed upadl v nemilost u většiny nákladních železnic kvůli úspoře paliva a času, když vlaky nedojdou k úplnému zastavení. Tuto třídu aspektů lze zobrazit téměř na všech železnicích v Severní Americe.
- Stop signál - stop signály jsou zobrazeny na absolutních signálech, ve skutečnosti je schopnost zobrazit absolutní stop součástí definice tohoto typu signálu. Zastavení je nejdůležitějším signálem, protože projetí signálu na zastávce představuje vážné riziko nehody. Inženýři, kteří se dopustí porušení signálu Stop, mají automaticky pozastavenou federální certifikaci a jsou často vyhozeni. Signály zastavení lze předávat pouze se zvláštním svolením řídicího orgánu.
- Signalizační signály v kabině - Pokud je signalizace v kabině používána bez pevných traťových automatických signálů, jsou u absolutních signálů vyžadovány speciální aspekty signálu. Patří mezi ně jakýsi signál absolutního bloku „Super Clear“, který umožňuje přechod k dalšímu blokování pevným signálem, a také signál „Cab Speed“, který informuje inženýra, aby postupoval ve směru signálů kabiny.
Vzdálené (přibližovací) signály
Vzdálený signál může být buď automatický signál před blokováním, nebo samotný blokovací signál, když jsou blokování zády k sobě. Vzdálené signály obvykle zobrazují více aspektů než typický blokový nebo blokovací signál, aby varovaly vlaky před odlišnými pohyby při dalším blokování, ale toto není vždy případ, kdy nejsou k dispozici žádné rozbíhající se cesty.
Vzdálené signály jsou často označovány jako přibližovací signály jako signální blok, než je blokování známé jako přibližovací blok. Když vlak vstoupí do přibližovacího bloku, jakákoli trasa seřazená v blokování se uzamkne na místě, dokud nebude spuštěn časovač, který zabrání směrování konfliktního pohybu, aniž by blížícímu se vlaku poskytl dostatečný čas na zastavení.
V následku 1996 Silver Spring kolize se Federální správa železnic ve znění pozdějších předpisů své předpisy pro push-pull železniční provoz, aby se zabránilo lokomotiva inženýry z zapomínají, že se blíží signál k zastavení po provedení jiná stanice. Výsledné „zpoždění v blokovém pravidle“ vyžaduje, aby všechny vzdálené signály umístěné na území, kde vlaky push-pull fungují bez signálů kabiny , byly označeny štítkem „D“. Štítek má inženýrům připomenout, že jsou vázáni omezením rychlosti 40 mil za hodinu (64 km/h), a musí se přiblížit k zabezpečovacímu signálu připravenému k zastavení, kdykoli zastaví stanici nebo rychlost vlaku klesne pod 10 mil za hodinu (16 km/h) v přibližovacím bloku. Omezení platí, dokud není blokovací signál jasně viditelný a nezobrazuje se „pokračovat“.
Reference
- Armstrong, John (1957). „Vše o signálech.“ Série dvou článků. Trains Magazine , červen a červenec 1957.
- „Kanadská provozní pravidla železnice - Aspekty signálu CROR.“ 2010-02-01.
- Pennsylvania železnice (1964). „Pravidla pro přepravu.“ 1964-08-25.
- Pennsylvania železnice (1968). „Pravidla pro přepravu.“ 1968-04-28