Sygnał kolejowy - Railway signal
(Wielka Brytania)
Sygnał kolejowy jest wizualnym urządzenie wyświetlające, które przekazuje instrukcje lub ostrzeżenia z wyprzedzeniem dostarcza instrukcji dotyczących uprawnienia kierowcy, aby kontynuować. Kierowca interpretuje wskazanie sygnału i odpowiednio działa. Zazwyczaj sygnał może informować maszynistę o prędkości, z jaką pociąg może bezpiecznie jechać lub może nakazać maszyniście zatrzymanie się.
Aplikacja i pozycjonowanie sygnałów
Pierwotnie sygnały wyświetlały proste wskazania zatrzymania lub kontynuowania. W miarę wzrostu natężenia ruchu okazało się to zbyt ograniczające i dodano udoskonalenia. Jednym z takich udoskonaleń było dodanie odległych sygnałów na zbliżaniu się do sygnałów zatrzymania. Odległy sygnał ostrzegał kierowcę, że zbliżają się do sygnału, który może wymagać zatrzymania. Pozwoliło to na ogólny wzrost prędkości, ponieważ maszyniści nie musieli już jechać z prędkością znajdującą się w zasięgu sygnału stopu.
W ramach obsługi rozkładu jazdy i obsługi pociągów sygnały nie przekazywały bezpośrednio poleceń załodze pociągu. Zamiast tego polecili załodze odebrać zamówienia, prawdopodobnie przestając to robić, jeśli rozkaz to uzasadniał.
Sygnały są używane do wskazania co najmniej jednego z poniższych:
- Czy linia przed nią jest wolna (bez przeszkód) lub zablokowana?
- Czy kierowca ma pozwolenie na kontynuowanie
- Czy punkty (zwane również zwrotnicą lub rozjazdem w USA) są ustawione poprawnie
- Które punkty drogi są ustawione?
- Prędkość, z jaką może podróżować pociąg
- Stan następnego sygnału
- Że zamówienia na pociągi mają być odebrane przez załogę
Wczesne systemy sygnalizacyjne
Ball Signal USA (1830) „Wysoka piłka”
Sygnał semafora（1940）
Sygnał poprzeczki Wooda (1830)
Sygnał z płyty obrotowej (1840)
Sygnał podwójnej płyty (1846)
Sygnały można umieścić:
- Na początku odcinka toru
- O podejściu do ruchomego elementu infrastruktury, takiego jak rozjazdy, zwrotnice czy most obrotowy
- Przed innymi sygnałami
- Na podejściu do przejazdu kolejowego
- Na rozjazdach lub rozjazdach
- Przed peronami lub innymi miejscami, w których pociągi prawdopodobnie zostaną zatrzymane
- Na stacjach zamawiania pociągów
Linie biegnące są zwykle sygnalizowane w sposób ciągły. Każda linia kolei dwutorowej jest zwykle sygnalizowana tylko w jednym kierunku, a wszystkie sygnały są skierowane w tym samym kierunku na każdej linii. Tam, gdzie zainstalowana jest sygnalizacja dwukierunkowa , sygnały skierowane są w obu kierunkach na obu torach (czasami określane jako „praca odwracalna”, gdzie linie nie są zwykle używane do pracy dwukierunkowej). Zasadniczo nie są dostarczane sygnały do sterowania ruchami w obrębie bocznic lub na placach.
Aspekty i wskazania
Sygnały mają aspekty i wskazania . Aspektem jest wizualny wygląd sygnału; wskazanie jest sens. W praktyce amerykańskiej oznaczenia mają umowną nazwę, tak że np. „Medium Approach” oznacza „Jedź z prędkością nieprzekraczającą średniej; bądź przygotowany na zatrzymanie się na następnym sygnale”. Różne koleje historycznie przypisywały różne znaczenia temu samemu aspektowi, więc w wyniku fuzji często stwierdza się, że różne działy nowoczesnej linii kolejowej mogą mieć różne zasady regulujące interpretację aspektów sygnału. Na przykład aspekt zatrzymania odnosi się do dowolnego aspektu sygnału, który nie pozwala kierowcy na jego przejechanie.
W przeciwieństwie do typowego sygnalizatora świetlnego , w którym zarówno pozycja, jak i kolor światła, gdy są zapalone, przekazują to samo wskazanie, w głowicy sygnalizacyjnej z wieloma lampami zarówno kolor, jak i położenie zaświeconych lamp są niezbędne do interpretacji aspektu sygnału.
Sygnały kontrolują ruch poza punkt, w którym znajduje się sygnał, i do następnego odcinka toru. Mogą również przekazywać informacje o stanie kolejnego napotkanego sygnału. Czasami mówi się, że sygnały „chronią” punkty lub zwrotnice, odcinek toru itp., przed którym znajdują się przed nimi. Termin „przed” może być mylący, dlatego oficjalna praktyka w Wielkiej Brytanii polega na używaniu terminów za i przed . Kiedy pociąg czeka na sygnał, znajduje się „za” tym sygnałem, a niebezpieczeństwo chronione przez sygnał jest „przed” pociągiem i sygnałem.
W praktyce północnoamerykańskiej należy dokonać rozróżnienia między sygnałami bezwzględnymi , które mogą wyświetlać wskazanie „Stop” (lub „Stop and Stay”), a sygnałami permisywnymi , które wyświetlają funkcję „Stop & Proceed”. Ponadto sygnał zezwalający może być oznaczony jako sygnał nachylenia, w którym pociąg nie musi fizycznie zatrzymywać się na sygnał „Zatrzymaj i jedź”, a jedynie zwalnia do prędkości wystarczająco niskiej, aby zatrzymać się przed wszelkimi przeszkodami. Sygnały blokujące („sterowane”) są zazwyczaj bezwzględne, podczas gdy sygnały automatyczne (tzn. te sterowane wyłącznie przez zajętość toru, a nie przez nastawniczego) są zwykle dozwolone.
Kierowcy muszą być świadomi, które sygnały są automatyczne. Na przykład w obecnej brytyjskiej praktyce sygnały automatyczne mają białą prostokątną tabliczkę z czarną poziomą linią w poprzek. W praktyce USA sygnał zezwalający zazwyczaj jest wskazywany przez obecność tablicy rejestracyjnej. W australijskich stanach Nowa Południowa Walia, Wiktoria i Południowa Australia, a także w Nowej Zelandii, sygnał zezwalający ma dolny zestaw świateł przesunięty (zwykle w prawo) od górnych świateł; w Victorii i Nowej Zelandii sygnał bezwzględny wyświetlający czerwone lub białe światło „A” jest również traktowany jako sygnał permisywny. Niektóre typy sygnałów wyświetlają oddzielne aspekty zatrzymania permisywnego i bezwzględnego. W Niemczech zasady odnoszące się do danego sygnalizatora są oznaczone pionową tabliczką na słupku sygnalizatora (Mastschild).
Zasady działania zwykle określają, że sygnał z nieprawidłowością, taki jak sygnał z wygaszoną lampą lub sygnał całkowicie ciemny, musi być interpretowany jako najbardziej restrykcyjny aspekt – ogólnie „Zatrzymaj” lub „Zatrzymaj i kontynuuj”.
Formy sygnałów
Sygnały różnią się zarówno sposobem, w jaki przedstawiają aspekty, jak i sposobem, w jaki są zamontowane względem toru.
Sygnały mechaniczne
Najstarsze formy sygnału wyświetlają swoje różne wskazania przez fizycznie poruszaną część sygnału. Najwcześniejsze typy składały się z deski, która była albo odwrócona przodem i całkowicie widoczna dla kierowcy, albo odwrócona tak, że była praktycznie niewidoczna. Sygnały te miały dwie lub najwyżej trzy pozycje.
Sygnały semaforowe zostały opracowane we Francji pod koniec XVIII wieku, zanim zostały później przyjęte przez koleje. Pierwszy semafor kolejowy został wzniesiony przez Charlesa Huttona Gregory'ego na linii London and Croydon Railway (później Brighton) przy New Cross Gate w południowo-wschodnim Londynie w 1841 roku. Jego kształt przypominał telegrafy optyczne, które na lądzie zastąpiono telegrafem elektrycznym . Instalacja Gregory'ego została skontrolowana i zatwierdzona przez Radę Handlu przez generała-majora Charlesa Pasleya . Pasley wynalazł system telegrafii optycznej przez semafory w 1822 roku dla brytyjskiego wojska i wydaje się, że zasugerował Gregory'emu zastosowanie semaforów do sygnalizacji kolejowej. Semafor został później szybko przyjęty jako stały sygnał niemal powszechnie. Czasami używano sygnałów płytowych, takich jak te produkowane przez Hall Signal Company , ale semafory można było odczytać ze znacznie większych odległości. Wynalezienie światła elektrycznego , które mogło być jaśniejsze niż lampy naftowe, a zatem widoczne zarówno w nocy, jak iw dzień, spowodowało na początku XX wieku rozwój sygnałów świetlnych pozycyjnych i kolorowych, które stopniowo wypierały semafory. Kilku pozostaje w nowoczesnych operacjach w Wielkiej Brytanii.
Sygnalizatory mechaniczne mogą być obsługiwane ręcznie, połączone z dźwignią w nastawni, za pomocą silników elektrycznych lub hydraulicznie. Sygnały są zaprojektowane tak, aby były odporne na awarie, tak aby w przypadku utraty zasilania lub uszkodzenia połączenia ramię przesunęło się grawitacyjnie do pozycji poziomej.
W Stanach Zjednoczonych semafory były używane jako sygnalizacja kolejowa, w celu wskazania inżynierom, czy powinni zatrzymać się, aby otrzymać rozkaz telegraficzny , a także jako po prostu jedną z form sygnalizacji blokowej.
Kolorowe sygnały świetlne
Wprowadzenie żarówek elektrycznych umożliwiło wytwarzanie kolorowych sygnałów świetlnych, które były wystarczająco jasne, aby były widoczne w świetle dziennym, począwszy od 1904 roku.
Głowica sygnalizacyjna to część kolorowego sygnału świetlnego, która wyświetla aspekty. Aby wyświetlić większą liczbę wskazań, pojedynczy sygnał może mieć wiele głowic sygnałowych. Niektóre systemy wykorzystywały pojedynczą głowicę sprzężoną z dodatkowymi światłami, aby zmodyfikować podstawowy aspekt.
Kolorowe sygnały świetlne występują w dwóch formach. Najbardziej rozpowszechnioną formą jest typ multi-jednostkowy , z oddzielnymi światłami i soczewkami dla każdego koloru, na wzór sygnalizacji świetlnej . Kaptury i osłony są zwykle dostarczane w celu zacienienia światła przed światłem słonecznym, które może powodować fałszywe wskazania.
Sygnały szperacz były do niedawna najczęściej używanym rodzajem sygnału w USA, chociaż stały się one mniej popularne z powodu wandalizmu. W nich w każdej głowicy zastosowano pojedynczą żarówkę , a mechanizm przekaźnika prądu przemiennego lub stałego służy do przesuwania kolorowego okularu (lub „okrągłego”) przed lampą. W ten sposób grawitacja (bezpieczna w razie awarii) przywraca czerwony krąg na ścieżce optycznej lampy. W efekcie mechanizm ten jest bardzo podobny do sygnału kolorowego światła zawartego w elektrycznie sterowanym sygnale semafora, z tą różnicą, że pominięcie ramienia semafora pozwala na miniaturyzację kółek i umieszczenie ich w odpornej na warunki atmosferyczne obudowie. Szeroko stosowane w USA od II wojny światowej sygnały reflektorów mają tę wadę, że mają ruchome części, które można celowo manipulować. Doprowadziło to do tego, że stały się one mniej powszechne w ciągu ostatnich piętnastu do dwudziestu lat, kiedy wandalizm zaczął narażać ich na fałszywe wskazania.
Jednak w niektórych innych krajach, takich jak włoskie koleje ( FS ), jak z Regolamento Segnali , nadal są one standardowym kolorowym sygnałem świetlnym, chociaż nowe instalacje są opisane poniżej.
Ostatnio zamiast żarówek, reflektorów i soczewek zaczęto używać klastrów diod LED . Zużywają one mniej energii i mają rzekomą żywotność dziesięciu lat, ale w rzeczywistości może tak nie być.
Zasady działania na ogół nakazują, aby ciemny sygnał był interpretowany jako dający najbardziej restrykcyjne wskazanie, jakie może wyświetlić (ogólnie „zatrzymaj się” lub „zatrzymaj się i kontynuuj”). Wiele systemów oświetlenia kolorowego ma obwody do wykrywania takich awarii w lampach lub mechanizmach.
Sygnały świetlne pozycji
Pozycja sygnał świetlny jest jednym gdzie pozycja świateł, zamiast ich kolor, określa znaczenie. Aspekt składa się wyłącznie ze wzoru oświetlonych świateł, które mają ten sam kolor. W wielu krajach małe sygnały świetlne pozycyjne są używane jako sygnały manewrowe, podczas gdy główne sygnały mają postać światła kolorowego. Ponadto wiele systemów tramwajowych (takich jak Metro w Wolverhampton) wykorzystuje pozycyjne sygnały świetlne.
Sygnały pozycji kolorów
System łączący aspekty systemów koloru i położenia został opracowany w Baltimore i Ohio Railroad (B&O) w 1920 roku i został opatentowany przez LF Loree i FP Patenall. Jest on podobny do systemu świateł pozycyjnych z usuniętym światłem centralnym i wynikającymi z tego parami świateł pokolorowanymi odpowiednio do kąta, jaki tworzą: zielone dla pary pionowej, bursztynowe dla prawej pary przekątnej i czerwone dla pary poziomej. Na drugiej przekątnej można dodać dodatkową parę, w kolorze „biały księżyc”, w celu ograniczenia wskazań. Sygnalizacja prędkości jest sygnalizowana nie przez dodatkowe głowice sygnalizacyjne, ale przez system białych lub bursztynowych świateł „orbitalnych” umieszczonych w jednym z sześciu miejsc nad i pod głowicą główną. Pozycja powyżej lub poniżej wskazuje aktualną prędkość, podczas gdy pozycja od lewej do prawej wskazuje prędkość przy następnym sygnale (pełnym, średnim lub wolnym w obu przypadkach). Sygnały karłowate mają te same aspekty, co sygnały pełnowymiarowe. Jedną z zalet tego systemu jest to, że przepalone żarówki wytwarzają aspekty, które można jednoznacznie zinterpretować jako zamierzone wskazanie (dla głowy głównej) lub jako bardziej restrykcyjne wskazanie (dla orbitali – jeśli świeci tylko głowa centralna). , wskazanie jest albo powolne, albo ograniczające).
Kolorowe światła pozycyjne (CPL) zostały po raz pierwszy zainstalowane jako pilot na Staten Island Railway w Nowym Jorku, w owym czasie filii B&O; zostały one również zastosowane do Chicago i Alton Railroad, gdy ta ostatnia była pod kontrolą B&O, a także do samego B&O. Wraz ze zniknięciem B&O w CSX zostały one stopniowo zastąpione kolorowymi sygnałami świetlnymi NORAC.
Montaż sygnału
Sygnalizatory przytorowe muszą być montowane w pobliżu toru, którym sterują.
Montaż słupka
Gdy w grę wchodzi pojedynczy tor, sygnał jest zwykle montowany na słupie lub maszcie, który wyświetla ramię lub głowicę sygnalizacyjną na pewnej wysokości nad torami, aby umożliwić jego widoczność z daleka. Sygnał jest zwykle umieszczany po stronie toru po stronie maszynisty .
Montaż gantry
Gdy w grę wchodzi wiele torów lub gdy przestrzeń nie pozwala na montaż słupka, można znaleźć inne formy. Na terenie dwutorowym można spotkać dwa sygnalizatory zamontowane obok siebie na wsporniku, który sam jest montowany na słupie. Sygnał lewy kontroluje następnie tor lewostronny, a prawy sygnał tor prawostronny. Bramową lub sygnału mostka mogą być również stosowane. Składa się z platformy rozciągającej się nad torami; sygnały są montowane na tej platformie nad torami, które kontrolują.
Montaż na ziemi
W niektórych sytuacjach lub miejscach, takich jak tunele, gdzie nie ma wystarczającej ilości miejsca na słup lub suwnicę, sygnały mogą być montowane na poziomie gruntu. Takie sygnały mogą być fizycznie mniejsze (nazywane sygnałami karłowatymi ). Systemy szybkiego tranzytu zwykle wykorzystują tylko sygnały karłowate ze względu na ograniczoną przestrzeń. W wielu systemach sygnały karłowate są używane tylko do wyświetlania „ograniczających” aspektów, takich jak aspekty niskiej prędkości lub bocznikowania, i zwykle nie wskazują aspektów „biegających”.
Inne
Czasami sygnał może być montowany do konstrukcji takiej jak ściana oporowa, przyczółek mostu lub napowietrzna podpora elektryczna .
Filamenty
Lampy elektryczne do sygnalizacji kolejowej są często wyposażone w podwójne żarniki , tak że jeśli jeden się wypali, drugi utrzymuje włączony sygnał. Bardziej skomplikowana wersja tego, taka jak w lampie SL35, przekaźnik zmiany żarnika jest montowany szeregowo z pierwszym żarnikiem, gdzie w przypadku przepalenia pierwszego żarnika przekaźnik opada i zapala drugie włókno. Ten przekaźnik awarii żarnika aktywuje również alarm w skrzynce sygnałowej.
Lampa sprawdzająca
Awaria lamp może skutkować aspektami, które są mniej restrykcyjne (wysoka prędkość) niż przy prawidłowym oświetleniu lamp. To jest potencjalnie niebezpieczne.
Na przykład w praktyce brytyjskiej, jeśli biały wskaźnik „piórek” zawiedzie, pióro przy niskiej prędkości połączone z zielonym światłem, co oznacza małą prędkość, samo w sobie staje się zielonym światłem, co oznacza dużą prędkość. Przekaźnik sprawdzający lampę wykryłby zmniejszenie prądu, gdy więcej niż dwie lampy nie działają w uszkodzonym wskaźniku piórkowym i zapobiegną wyświetlaniu zielonego. Może również wyświetlać wskazanie na panelu sygnalizatora.
Ze względu na tę możliwość większość sygnałów jest skonfigurowana jako bezpieczna w razie awarii .
Na przykład migający aspekt może być używany do wyświetlania mniej restrykcyjnego sygnału. W takim przypadku, jeśli przekaźnik sterujący miganiem ulegnie awarii, sygnał staje się bardziej restrykcyjny. Migające żółte światło, w Kanadzie i Stanach Zjednoczonych, przynajmniej na górnej lub środkowej części głowy, jeśli jest więcej niż jedno światło, oznacza zbliżanie się do zatrzymania (lub alternatywnie zbliżanie się do przodu), co oznacza oczekiwanie, że następny sygnał będzie wyraźny, ale nie jeden po. Ciągłe żółte oznacza, że można się zatrzymać (lub alternatywnie zbliżyć), co oznacza, że należy spodziewać się zatrzymania następnego sygnału.
Sterowanie i obsługa sygnałów
Sygnały były początkowo sterowane dźwigniami umieszczonymi przy sygnalizatorach, a później dźwigniami zgrupowanymi i połączonymi z sygnałem za pomocą kabli drucianych lub rur podpartych na rolkach (US). Często te dźwignie były umieszczane w specjalnym budynku, zwanym skrzynką sygnałową (UK) lub wieżą blokującą (USA), i ostatecznie były mechanicznie blokowane, aby zapobiec wyświetlaniu sygnału niezgodnego z ustawieniem punktów zwrotnych. Systemy automatycznej kontroli ruchu dodały obwody torowe w celu wykrywania obecności pociągów i zmiany aspektów sygnalizacji w celu odzwierciedlenia ich obecności lub nieobecności.
Sygnalizacja kabiny
Niektóre lokomotywy są wyposażone w wyświetlanie sygnałów z kabiny . Mogą one wyświetlać wskazania sygnału za pomocą wzorów świateł w kabinie lokomotywy lub w prostych systemach wytwarzać jedynie słyszalny dźwięk, aby ostrzec maszynistę o restrykcyjnym aspekcie. Czasami sygnały kabinowe są używane samodzielnie, ale częściej są używane jako uzupełnienie sygnałów umieszczonych przy torach. Sygnalizacja w kabinie jest szczególnie przydatna w kolejach dużych prędkości . W przypadku braku sygnałów przytorowych, w miejscach, gdzie w innym przypadku istniałyby sygnały, można umieścić stałe znaczniki w celu oznaczenia granicy upoważnienia do ruchu.
Moc sygnalizacyjna
Zazwyczaj sygnały i inne urządzenia (takie jak obwody torowe i urządzenia przejazdowe) są zasilane ze źródła niskiego napięcia. Konkretne napięcie różni się w zależności od kraju i używanego sprzętu. Powodem tego jest to, że niskie napięcie pozwala na łatwą pracę z akumulatorów i rzeczywiście, w niektórych częściach świata (a wcześniej w wielu innych miejscach, przed powszechnym przyjęciem elektryczności), akumulatory są głównym źródłem zasilania, podobnie jak zasilanie sieciowe. może być niedostępny w tej lokalizacji. Na terenach zabudowanych zurbanizowanych obserwuje się obecnie tendencję do zasilania urządzeń sygnałowych bezpośrednio z sieci, przy czym akumulatory pełnią jedynie funkcję rezerwową.
Zobacz też
Bibliografia
- Armstrong, John (1957). „Wszystko o sygnałach” (seria dwuartykułowa). Pociągi Magazine , czerwiec i lipiec 1957.
- Calvert, JB „Pochodzenie semafora kolejowego”. 2007-05-04.
- Kichenside, G. i Williams, A., (1998), Dwa wieki sygnalizacji kolejowej , Oxford Publishing Co., ISBN 0-86093-541-8
- Solomon, B., (2010), Sygnalizacja kolejowa , Voyageur Press, ISBN 978-0-7603-3881-0
- Vanns, MA, (1995), Sygnalizacja w epoce pary , Ian Allan, ISBN 0-7110-2350-6
Uwagi
Zewnętrzne linki
- Signal Page - Informacje i referencje dotyczące sygnalizacji kolejowej na całym świecie