Signál železničního semaforu - Railway semaphore signal
.jpg)
Signál železničního semaforu je jednou z prvních forem pevných železničních signálů . Tento systém semaforu zahrnuje signály, které strojvedoucím zobrazují jejich různé indikace změnou úhlu sklonu otočného „ramene“. Signály semaforu byly patentovány počátkem 40. let 19. století Josephem Jamesem Stevensem a brzy se staly nejpoužívanější formou mechanického signálu. Návrhy se během uplynulých let změnily a signály barevného světla ve většině zemí nahradily signály semaforů, ale v některých zůstávají v provozu.
Původy
První železniční semafor signál byl postaven Charles Hutton Gregory na londýnské a Croydon železnice (později London Brighton a jižní pobřeží železnice ) v New Cross , jihovýchodní Londýn, asi 1842 na nově rozšířené rozložení také ubytovat jihovýchodní železnici. John Urpeth Rastrick tvrdil, že tuto myšlenku navrhl Huttonovi Gregorymu.
Semafor byl poté rychle přijat jako pevné manuální signály v celé Británii a ve Spojených státech, které nahrazovaly všechny ostatní typy ve většině použití do roku 1870. Takové signály jako elektricky ovládané automatické a spojovací signály byly široce přijaty v USA Po roce 1908 s příchodem Union Switch & Signály "Stye's" B "&" S "a univerzální železniční společnost Signal Company Model 2A mechanismy manuálních semaforů a dřívější signály elektrických disků rychle začaly mizet.
Formulář
Komponenty
Britské semaforové signální rameno se skládá ze dvou částí: dřevěného nebo kovového ramene (nebo „čepele“ ), které se otáčí v různých úhlech, a brýle s barevnými čočkami, které se pohybují před lampou, aby poskytovaly indikace v noci. Obvykle byly tyto kombinovány do jednoho rámce, i když u některých typů (např. Signály „salta“, ve kterých se rameno otáčelo ve středu) byla paže oddělena od podívané. Rameno vyčnívá horizontálně ve svém nejvíce omezujícím aspektu; jiné úhly označují méně omezující aspekty. Na dvojitých čarách ve Velké Británii jsou signální sloupky obvykle umístěny na levé straně dráhy a vždy s rameny semaforu směřujícími doleva s brýlemi a lampou napravo od sloupku nebo panenky (ale vlevo od sloupku nebo panenka pro signály horního kvadrantu). Problémy se zaměřením mohou znamenat, že sloupek je umístěn na pravé straně druhé čáry na dvoukolejných větvích a na jednořádkových tratích, může být umístěn po obou stranách dráhy. Všimněte si, že americké semaforové ekvivalenty stojí vpravo a jako obvykle na evropském kontinentu, na dvoukolejných větvích, linie nahoru a dolů jsou opačné než ve Velké Británii.
V závislosti na poloze paže je příslušně barevná čočka osvětlena zezadu buď olejovou lampou, plynovou lampou nebo žárovkou běžící na nízké napětí ( za tímto účelem byly testovány také bílé LED shluky). Tam, kde bylo požadováno zelené světlo, byl obvykle použit modrý objektiv. V kombinaci s převážně žlutým emitující plamenem z k olejové lampy , to produkoval zelenou barvu; bylo důležité, aby výsledná barva nebyla ani žlutozelená, protože to mohlo být zaměněno za vzdálený signál při „opatrnosti“. Později signály pomocí elektrických lamp používaly zelené čočky. Některé signály převedeny na elektrické žárovky z oleje, používaly žlutě zbarvenou žárovku s původní modrou čočkou, aby byla zachována správná barva, nebo od roku 1996 v západní oblasti britských železnic byla osazena 12voltová 5wattová žárovka, ale napájená 10,7 volty, aby se vytvořil lesk blížící se barevné teplotě plamene olejového knotu, čímž poskytuje správný červený nebo zelený aspekt během tmy. Většina železnic ve Velké Británii používala nižší kvadrantové semafory, tj. Rameno spadlo z horizontály, aspekt „nebezpečí“ se „vyjasnil“ až o 60 ° pod horizontálu a existovaly rozdíly ve vzhledu mezi hlavní a vedlejší tratí nebo vlečkami . Na některých liniích společnosti převládal 3-aspektový semafor, který vykazoval střední aspekt „opatrnosti“, a tak nesl podívanou se třemi čočkami. V roce 1911, Metropolitan Line byl první použít horní kvadrant semafor, myšlenka byla přinesena ze Spojených států. Po znárodnění v roce 1948 britské železnice standardizovaly semafory v horním kvadrantu a všechny regiony tento režim postupně přijaly a postupně nahradily signály dolního kvadrantu s tím rozdílem, že západní region zůstal u svých osvědčených a pěkně proporcionálních semaforů nižšího kvadrantu a nakonec s těžkou litinovou podívanou nesoucí kruhové barevné brýle, nahrazující dřívější tenké ohraničené odlévané brýlové obruby tvarovanými barevnými skly, přičemž hlavní ramena jsou 4 stopy dlouhá a dceřiné společnosti 3 stopy s jinými dceřinými společnostmi dlouhé 2 stopy. Předchozí ramena GWR 5 stop umístěná výše než 26 stop nad úrovní kolejnice byla změněna na 4 stopy. Všechny náhrady byly ze smaltované oceli a nesly příslušné barvy paží, červená s bílým páskem pro paži „Stop“ a žlutá pažba s černými šípy pro „vzdálené“ (opatrné) ramena. Oba typy jsou na zadní straně bílé s černým páskem nebo šípem podle potřeby. Konečné ramena „Call-on“, Shunt nebo „Warning“ v západní oblasti byly 2 stopy s červeno-bílo-červenými horizontálními pruhy a vykazovaly snížené světlo během tmy s příslušným černým písmenem, C, S nebo W, zadní svítí ve stavu „pokračovat“ zeleným světlem zobrazeným v tomto režimu. Aspekt zastavení byl během temnoty obvykle měsíčně bílý. Všechny jsou nyní odstraněny, ale příklady lze vidět na britských liniích dědictví. V roce 2020 je v západní oblasti Network Rail pouze několik zbývajících semaforových signálů, přičemž signály LED nahradily většinu semaforů.
Mezi materiály, které se běžně používaly k výrobě signálních sloupků pro semaforové signály, patřilo dřevo, příhradová ocel, trubková ocel a beton. Jižní železnice ve Velké Británii často využila staré kolejnice pro signální sloupky.
Německé semaforové domácí signály, které jsou vzhledem zcela odlišné od britského semaforového signálu, obsahují jedno nebo dvě bílá ramena s červeným obrysem a malým kruhovým kotoučem na jeho konci a barevné čočky, které zobrazují polohu aspektu (s) ) signálu během nočního provozu a tato ramena směřují vpravo od sloupku. Vzdálené signály německého semaforu se skládají z jednoho žlutého disku s černobílým obrysem a (volitelného) tenkého žlutého disku ve tvaru šipky s černobílým obrysem. Disk i šíp mají barevné čočky, které pomáhají řidičům v noci. Tyto typy byly k vidění v některých dalších zemích, které používaly německé signalizační principy.
Dolní kvadrant a horní kvadrant
Britské semafory se dodávají ve formách dolního kvadrantu a horního kvadrantu . V dolním kvadrantovém signálu se rameno otáčí směrem dolů pro méně omezující (známou jako „vypnuto“) indikaci. Signály horního kvadrantu, jak název napovídá, otočí paži nahoru pro „vypnuto“.
Během sedmdesátých let 19. století všechny britské železniční společnosti standardizovaly používání semaforových signálů, které byly vždy vždy typu dolního kvadrantu. Od dvacátých let minulého století semafory z horního kvadrantu ve Velké Británii téměř úplně nahradily signály dolního kvadrantu, s výjimkou bývalých linií GWR . Výhodou signálu horního kvadrantu je, že pokud by se signální vodič přetrhl nebo by signální rameno bylo zatěžováno sněhem (například), gravitace obvykle způsobí pokles signálu do bezpečné polohy „nebezpečí“. V dolním kvadrantovém signálu může dojít k opaku, vyslání signálu na „vypnuto“, i když ve skutečnosti by mělo znázorňovat „nebezpečí“. Jejich pouzdra na brýle, která jsou na opačné straně vřetena, na kterém je natočeno signální rameno, proto musí být dostatečně těžká, aby tomu zabránila.
Současná britská praxe nařizuje, aby signály semaforu, oba typy horního a dolního kvadrantu, byly nakloněny pod úhlem 45 stupňů od horizontály k zobrazení indikace „vypnuto“.
Dvoupolohové a třípolohové signály
První signály britského železničního semaforu měly zbraně, které bylo možné zpracovat do tří poloh, v dolním kvadrantu. Ve spojení se systémem časových intervalů rameno horizontální znamenalo „nebezpečí“, skloněné dolů pod úhlem 45 stupňů znamenalo „opatrnost“ a rameno vertikální (rameno skryté uvnitř sloupku) znamenalo „jasné“. Vertikální indikace se postupně začala rušit, protože systém absolutních bloků nahradil práci v časových intervalech. Great severní železnice byla první společností, která představila „kotrmelec“ signály, namontovaný od sloupku, po nehodě v lednu 1876 , kdy vlak předán signál dává falešný „clear“ aspekt, protože signál rameno ztuhl do slotu v průběhu vánice.
Pozdějším vývojem byl horní kvadrantový třípolohový signál semaforu. Ty pracovaly v horním kvadrantu, aby je odlišily od tehdy standardních dvoupolohových dolních kvadrantových semaforů. Když je paže nakloněna nahoru o 45 stupňů, znamená to „opatrnost“ a paže ve svislé poloze znamená „jasné“. Tři indikace lze tedy přenášet pouze jedním ramenem a bez potřeby vzdáleného ramene na stejném sloupku. Předčasné opuštění třípolohového semaforového signálu ve Velké Británii umožnilo rozsáhlé nahrazení dvoupolohových dolních kvadrantových signálů dvoupolohovými horními kvadrantovými signály.
Zbarvení a tvar paže
Červená byla rychle vybrána jako nejlepší barva pro semaforové paže, protože byla jasně viditelná na většině pozadí. Pro zlepšení viditelnosti paže se obvykle používá označení kontrastní barvy, jako je pruh nebo skvrna. Zadní část paže je obvykle zbarvena bíle s černým označením.
Tam, kde nelze zabránit zvláště špatnému kontrastu pozadí, lze za paži umístit pozorovací tabuli (obvykle natřenou bílou barvou), která zajistí dostatečný kontrast, který zlepšuje viditelnost. Alternativně může být část opěry mostu vhodně umístěná za signálem natřena bíle.
Od roku 1872 se vzdálená signální ramena (viz níže) odlišovala tím, že byl do konce vyříznut zářez „rybího ocasu“. V tuto chvíli byla všechna signální ramena stále natřena červeně. Ve dvacátých letech 20. století začaly britské železniční společnosti zbarvovat svá vzdálená signální ramena žlutě, aby je lépe odlišila od červených stop signálů. Červené čočky ve vzdálených signálech byly současně změněny na žluté. Praxe používání červených vzdálených zbraní však v některých zemích přežila.
Třetí typ paže se špičatým koncem táhnoucím se směrem ven se často používá (i když ne ve Velké Británii) k indikaci, že signál funguje automaticky (jako v systémech automatické blokové signalizace) a v mnoha případech naznačuje, že signál je „tolerantní“ a lze projít, když ukazuje svůj nejvíce omezující aspekt, při nízké rychlosti.
U většiny typů ramene semaforu barva světla zobrazená, když je rameno v poloze „zapnuto“ (nejvíce omezující), obecně odpovídá barvě samotného ramene (tj. Červená pro signál zastavení, žlutá pro vzdálený signál). Když je paže v poloze „vypnuto“, zobrazí se zelené světlo.
Jiné tvary a barvy ramen semaforu byly použity pro specifické účely v různých zemích po celém světě.
Úkon
Celosvětově byly první signály semaforu ovládány páčkami umístěnými u signálů. Některé rané signály vyčnívaly ze střechy řídící signalizační skříňky . Později bylo dálkové ovládání prováděno pomocí páček připojených k signálu jednotlivými dráty (Velká Británie), dvojicemi vodičů (kontinentální Evropa) nebo trubkami podepřenými na válečcích (USA). Páky byly seskupeny v budově známé jako „stavědlo“ (Velká Británie a Austrálie) nebo „spojovací věž“ (USA). Ve Velké Británii bylo seskupeno více signálních vodičů a ve staničních oblastech byly běžně vedeny pod plošinami těsně nad úrovní kolejí. Provoz jediného signálního drátu by způsobil, že některé ze sousedních vodičů „zacinkají“, a tento hluk byl jedním z mnoha charakteristických zvuků železniční dopravy až do postupného zavádění signálů barevného světla od poloviny 20. století.
Signály semaforu mohou být také ovládány elektromotory, hydraulicky nebo pneumaticky, což umožňuje jejich umístění dále od ovládací skříňky signálu. V některých případech je lze nastavit tak, aby fungovaly automaticky. Signály jsou navrženy tak, aby byly zabezpečeny proti selhání, takže v případě ztráty napájení nebo přerušení spojení se rameno gravitačně přesune do vodorovné polohy. U semaforů nižšího kvadrantu to vyžaduje, aby pouzdro na brýle bylo dostatečně těžké, aby zajistilo, že paže spíše stoupá než klesá; to je jeden z důvodů rozšířeného přechodu na signály horního kvadrantu. (Účelem vyvažovací váhy, která se často nachází na páce níže po sloupku semaforového signálu, je ve skutečnosti zajistit, aby se signální vodič vrátil do své normální polohy, když je ovládací páka vrácena zpět. Jinak by se signál opět nemohl vrátit k nebezpečí. Tyto protizávaží se používají stejně běžně na signály horního i dolního kvadrantu.)
Používání
Signály zastavení
Signál zastavení je jakýkoliv signál, jehož nejvíce omezující údaj je ‚nebezpečí‘ (který nutí stop). Signály zastavení se používají k ochraně křižovatek , bodů (US - „výhybky“), přejezdů , pohyblivých mostů , nástupišť nebo blokových sekcí.
Konkrétní stavědlo může ovládat jeden nebo více signálů zastavení na každé běžící linii. V tradiční mechanicky signalizované oblasti ve Spojeném království je nejběžnější, že signalizační skříňka má dva stop signály řídící každou linku. První dosažený vlakem je známý jako domovský signál . Poslední signál zastavení, známý jako signál startu nebo sekce , je obvykle umístěn za body atd. A řídí vstup do blokové sekce dopředu. Vzdálenost mezi domovem a startovacími návěstidly je obvykle poměrně krátká (obvykle několik set yardů) a umožňuje vlaku počkat, než se úsek před ním uvolní, aniž by zablokoval trať až zpět do předchozí části.
Německé signály domácího semaforu (Hauptformsignale) mohou zobrazovat nebezpečný aspekt, pokud je horní část paže v poloze 90 stupňů (horizontální), a mohou zobrazovat postupový aspekt, pokud je horní část paže v poloze 45 stupňů (diagonální). Domácí signály mohou mít přídavné spodní rameno, které může zobrazovat postup při snížené rychlosti (40 km/h), nejsou však povinné.
Vnější domov
V některých místech může být na stejné lince poskytován více než jeden domácí signál. Ty budou identifikovány názvy jako vnější domov a vnitřní domov nebo první domov , druhý domov atd.
Vnější dům chrání neutrál neutrální na čtvrt míle (400 m/400 m) bez jakýchkoli bodů nebo vleček. To umožňuje vlakům přiblížit se, když je nádraží nebo křižovatka zablokována. Je třeba poznamenat, že křižovatka při železniční nehodě Sunshine neměla vnější domácí signály.
Pokročilé spouštění
Pokročilý začíná signál by mohl být použit v místě, kde by to mohlo být žádoucí prosazovat vlak z nástupišti před úsek dopředu k dispozici. V tomto scénáři umožňuje návěstidlo vlaku táhnout dopředu z oblasti stanice směrem k pokročilému návěstidlu, které řídí vstup do úseku vpředu.
Pokud je některý ze signálů za signálem prvního zastavení v 'nebezpečí', předchozí signály budou také drženy v 'nebezpečí', dokud se vlak téměř nezastaví, aby strojvedoucímu naznačil, že další návěstidlo je v 'nebezpečí' . To lze vynutit instrukcí nebo elektrickým blokováním , které vyžaduje zajištění kolejového obvodu při přiblížení signálu.
V Severní Americe nebyla výše uvedená terminologie použita, protože vývoj americké signalizační praxe se na konci devatenáctého století lišil od vývoje ve Spojeném království. V Americe, kde se běžně používá termín domácí signál , obecně odkazuje na „obecnou“ britskou definici „stop signálu“, konkrétně jakýkoli signál, jehož nejpřísnější indikací je „nebezpečí“.
Vzdálené signály
Signál, který poskytuje předběžné varování před signálem zastavení vpřed (a který nevynutí zastavení, když je ve své nejvíce omezující poloze), se označuje jako vzdálený signál . Termín pochází z Velké Británie a používá se v celém anglicky mluvícím světě. V některých regionech, zejména v Severní Americe, se běžně používají pojmy vzdálený signál a přibližovací signál .
Vzhledem k velké vzdálenosti potřebné k uvedení jedoucího vlaku do stoje musí být vzdálené návěstidla umístěny na přiblížení k odpovídajícímu návěstidlu alespoň o brzdnou dráhu vlaku s nejhorším brzděním, aby bylo možné použít trasu. To je zvláště důležité na vysokorychlostních trasách. Kdysi bylo praxí brát v úvahu vzdálenost pozorování při umísťování vzdálených signálů; vzdálený signál by tedy mohl být umístěn na kratší než brzdnou vzdálenost k odpovídajícímu signálu zastavení.
Řidič vlaku, který narazí na „výstrahu“ na vzdálený signál, musí očekávat, že signál k zastavení bude v „nebezpečí“, a musí upravit rychlost vlaku tak, aby vlak před dosažením zastavil. Řidič vlaku, který narazí na vzdálený signál v poloze „jasný“, ví, že všechny použitelné signály zastavení ovládané stejným stavědlem jsou v poloze „jasné“.
To je vynuceno vzájemným propojením; vzdálenému signálu je zabráněno zaujmout polohu 'vymazání', pokud všechny relevantní signály zastavení ovládané signalizačním boxem nezobrazují 'vymazat'.
Na rozdíl od britských signálů mají všechny německé domácí signály příslušný vzdálený signál a oba jsou ovládány ze stejné páky.
Změny barvy a významu
Ve Velké Británii byly až do 20. let 20. století vzdálené signály zbarveny červeně a v noci červeným světlem. Vzhledem k tomu, že jejich významy byly různé, bylo zjevně neuspokojivé mít domácí i vzdálené signály vykazující stejnou barvu, ale jedním z problémů, které zpozdily změnu barvy vzdálených signálů na žlutou, byl nedostatek vhodného žlutého skla pro rám brýlí. Některé britské železniční společnosti používaly k objasnění nočních aspektů signální lampu Coligny-Welch ; toto bylo přizpůsobeno vzdáleným signálům a kromě hlavního červeného nebo zeleného světla vykazovalo bílou clonu. Ministerstvo dopravy doporučilo, aby barva vzdálených signálních ramen a brýlí byla změněna z červené na žlutou na počátku 20. let 20. století, ačkoli toto nebylo všeobecně přijato ve Velké Británii až do konce 20. let 20. století. Od této doby zůstává aspekt žluté opatrnosti britským železničním standardem.
Tyto Viktoriánské železnice v Austrálii změnil izolovány pouze vzdálené signály, přičemž kombinovaný domov a vzdálené signály, které ukazují, zelené přes červenou na pozici opatrnost. New South Wales vláda Železnice udržel červenou vzdálený signál všude, a dodává pevnou horní zelenou tak, že izolované vzdálený signál zobrazí zeleně přes červenou, jako kombinovaný domova i ze vzdáleného signálu na opatrnost.
V 19. století vzdálený signál na viktoriánských železnicích vyžadoval, aby vlak zastavil, když signál byl na červenou, a ne jen postupovat opatrně, jako je tomu nyní. Když však vlak zastavil na vzdáleném návěstidle na červenou, mohl poté opatrně pokračovat k domovskému návěstidlu a byl připraven zastavit se bez jakékoli překážky mezi oběma návěstidly. Vzdálený signál v té době tedy byl trochu jako pozdější signál „vnějšího domova“. Tato praxe na vzdáleném signálu v té době mohla být faktorem železniční nehody Sunshine v roce 1908.
Kombinované zastavení a vzdálené signály
Tam, kde jsou signály blízko sebe, lze na stejný sloupek namontovat signál zastavení a vzdálený signál. Vzdálený signál je vždy nižší z těchto dvou. Tyto dva signály jsou "štěrbinové", takže vzdálený signál může vymazat pouze tehdy, je -li signál zastavení jasný. Oba signály v noci zobrazují světlo, což znamená, že indikace „nebezpečí“ se zobrazuje jako červená nad žlutou.
Výjimečně by v Novém Jižním Walesu byly instalovány domácí a vzdálené signály ovládané ze stejné signalizační skříňky, zejména na vnější domácí signály.
Posunovací a pomocné signály
Posunovací signály a pomocné signály existují také ve formě semaforu, s menšími rameny a světly, než jaké mají hlavní signály. Tyto signály mohou mít také podobu disku s horizontálním pruhem, který je otočen o 45 stupňů do čisté polohy.
Vlakové rozkazy
V Severní Americe byly nejranější semafory použity jako signály pro objednávku vlaku , s cílem naznačit technikům, zda by měli přestat přijímat telegraficky „19 řádů“ nebo „31 řádů“ .
Vlakové řádové signály byly typicky umístěny v nádražní budově nebo signální věži, s vysokými společnými sloupky montážních signálních ramen obrácených v opačných směrech. Ty byly doplněny semafory automatického blokového signálu (americký vynález), nejprve pneumaticky poháněné v osmdesátých letech 19. století a poté v devadesátých letech minulého století, semafory poháněné automatickým elektromotorem byly správně považovány za budoucnost a ve výrobě se pokračovalo až do druhé světové války. Ačkoli USA vynalezly a vyráběly 2ramenný spodní kvadrantový elektro-plyn a 3polohové horní kvadrantové elektrické semafory, ve kterých se experimentovalo ve Velké Británii (jako je ECML, respektive v londýnské Victoria a v izolovaných oblastech jinde), nikdy nebyly žádným způsobem široce přijaty.
Non-železniční použití
Semaforové signály ve stylu železnice byly použity k řízení pohybů lodí nebo lodí (např. Na otočných mostech ) a také k řízení silničního provozu (např. Na úrovňových přejezdech ).
Pokles používání
Mechanické signály na celém světě jsou postupně vyřazovány ve prospěch barevných světelných signálů nebo v některých případech signalizačních systémů, které nevyžadují signály na trati (např. ERTMS ).
Ve Spojených státech mechanické signály téměř zmizely z hlavních linek. Od roku 2008 významné zbývající instalace zahrnovaly:
- Dva oddělené segmenty linky CSX Transportation mezi Louisville, Kentucky a Chicago, Illinois , na trase bývalé železnice Monon
- Subdivize Glorieta BNSF Railway v Novém Mexiku (používá jihozápadní náčelník )
Ve Velké Británii jsou semaforové signály od roku 2020 stále přítomné na sekundárních trasách národní sítě, ačkoli zvýšené výdaje na obnovu vedly v posledních letech k rychlejšímu poklesu.