Североамериканские железнодорожные сигналы

Основная статья: Железнодорожная сигнализация Северной Америки

железной дороги Балтимора и Огайо Цветные габаритные огни на кронштейнах мачт в Магнолии, Западная Вирджиния

Североамериканские железнодорожные сигналы обычно относятся к категории многоголовых устройств с электрическим освещением, отображающих сигнализацию в зависимости от скорости или слабую маршрутизацию . Сигналы могут быть прожекторными , цветными , позиционными или цветными позиционными огнями , каждый из которых отображает различные аспекты , которые информируют машиниста локомотива о состоянии пути, чтобы он мог держать свой поезд под контролем и иметь возможность остановиться перед любым препятствием. или опасное состояние.

В Северной Америке нет национального стандарта или системы железнодорожной сигнализации. Отдельные железнодорожные корпорации имеют право разрабатывать свои собственные системы сигнализации при условии, что они соблюдают некоторые основные регулируемые требования безопасности. Из-за волны слияний, произошедшей с 1960-х годов, нередко можно увидеть, что одна железная дорога использует множество различных типов сигнализации, унаследованных от железных дорог-предшественниц. Это разнообразие может варьироваться от простых различий в оборудовании до совершенно разных правил и аспектов. Хотя в последнее время на железных дорогах произошла некоторая стандартизация в отношении оборудования и правил, разнообразие остается нормой.

В этой статье будут объяснены некоторые аспекты, обычно встречающиеся в сигнализации на железных дорогах Северной Америки. Более технический взгляд на то, как на самом деле работают сигналы, см. в разделе « Сигнализация железных дорог Северной Америки» .

Сигнальные системы аспектов

В Северной Америке существует два основных типа систем сигнализации: сигнализация скорости и сигнализация слабого маршрута . Сигнализация скорости передает информацию о том, насколько быстро поезду разрешено двигаться на следующем участке пути; Слабая сигнализация маршрута передает информацию, касающуюся маршрута, по которому поезд будет следовать через перекресток, и инженер должен соответствующим образом регулировать скорость поезда. Сигнализация слабого маршрута применяется с термином «слабый» , потому что в системе могут использоваться некоторые аспекты сигнала скорости, а также потому, что точная информация о маршруте обычно не передается, а только факт расходящегося или прямого маршрута, каждый из которых имеет предсказуемый диапазон известных скоростей.

Обычно железные дороги на востоке США использовали сигнализацию скорости, а железные дороги на западе использовали сигнализацию маршрута, с некоторым смешением систем на Среднем Западе и Юге. Это произошло из-за меньшей плотности поездов на западе в сочетании с в целом более простой схемой путей. Со временем железные дороги маршрутной сигнализации путем слияния включили сегменты сигнализации скорости, а также внедрили в свои системы больше аспектов, основанных на скорости. Из пяти основных железных дорог класса 1 в США используют сигнализацию маршрута с повышенной скоростью (или то , CSX использует сигнализацию скорости, Union Pacific и BNSF что на данный момент фактически является сигнализацией скорости с некоторыми элементами маршрута), а Norfolk Southern использует сочетание скорости и сигнализация маршрута на основе первоначального владельца линии. Пригородные железные дороги и Amtrak используют сигнализацию скорости там, где они владеют или обслуживают пути, по которым они проходят. Все канадские железные дороги используют надежную систему сигнализации скорости в Канаде, но имеют некоторые сегменты маршрутной сигнализации на линиях, которые они приобрели в Соединенных Штатах.

Общие практики сигнализации

Типы сигналов

Североамериканские сигналы обычно бывают трех типов.

• Абсолютные – абсолютные сигналы обычно подключаются к блокировке, управляемой оператором блока или диспетчером поездов . Их наиболее ограничительным аспектом является «остановка», и поезда не могут проезжать мимо них на остановке, если они не получат специального разрешения. Абсолютные сигналы по умолчанию будут отображать остановку, если только это не будет явно разрешено контролирующим органом. В старой практике несколько сигнальных головок располагались на мачте непосредственно над и под друг другом.
• Автоматический . Автоматические сигналы управляются логикой, подключенной через электрические рельсовые цепи , которые автоматически обнаруживают наличие поездов или препятствий. Автоматические сигналы являются разрешительными, причем их наиболее ограничительным аспектом является разновидность «ограниченного действия». Поезда могут проезжать автоматический сигнал «Проезд запрещен» без какого-либо разрешения извне. Автоматические сигналы обычно распознаются по прикрепленному номерному знаку, а в старой практике - по наличию нескольких сигнальных головок, смещенных друг от друга на мачте (т. е. на противоположных сторонах мачты).
• Полуавтоматические . Полуавтоматические сигналы — это сигналы, которые обычно действуют как автоматические сигналы, но могут быть настроены на отображение абсолютного «стопового» аспекта. Полуавтоматические сигналы не имеют номерного знака, но могут отображать явный сигнал типа «ограниченное движение».

Другие типы сигналов включают сигналы заказа поезда , сигналы ручной блокировки или сигналы, управляющие специальными устройствами безопасности, такими как раздвижные ограждения без блокировки , разъезды , переезды дорог и т. д. Они встречаются гораздо реже, чем три стандартных типа.

Макет

Сложенный сигнал карлика прожектора в Спрингфилде, Массачусетс.

Сигналы Северной Америки обычно имеют общую схему. состоит Высокий сигнал из одной-трех головок, установленных примерно вертикально, каждая головка способна отображать от одного до четырех различных аспектов. Автоматические сигналы идентифицируются номерным знаком, тогда как абсолютные сигналы - нет. Аспект сигнала основан на сочетании аспектов, которые отображает каждая отдельная голова. Если сигнал имеет несколько головок, аспекты читаются сверху вниз и описываются как « X поверх Y поверх Z ».

Сигналы гномов — это сигналы меньшего размера, используемые в зонах с низкой скоростью или ограниченным просветом. Большинство сигнальных аспектных систем имеют параллельный набор аспектов для использования с карликовыми сигналами, которые отличаются от аспектов, используемых в высоких сигналах. Карликовые сигналы могут иметь несколько головок, как и сигнал высокого уровня, но иногда карликовые сигналы используют так называемые «виртуальные головки» для экономии места и стоимости. Здесь сигнал карлика отображает несколько ламп на том, что обычно было бы одной сигнальной головкой, создавая эффект нескольких сигнальных головок. Например, стопка карликовых ламп в порядке желтый, красный, зеленый может отображать простой желтый, красный и зеленый, а также желтый поверх зеленого и красный поверх зеленого.

За сигнальной головкой расположена темная подложка или мишень , которая помогает улучшить видимость сигнала при ярком окружающем освещении. Конструкции мишеней различаются, но обычно они имеют круглую или овальную форму, в зависимости от расположения сигнальных ламп. Для каждого типа сигнала обычно существует ряд целевых параметров, которые может выбрать отдельная железнодорожная компания. Поскольку сигналы гномов не предназначены для наблюдения с больших расстояний, они обычно не оснащены мишенями.

Монтаж

Мост световых сигналов положения Пенсильванской железной дороги со сменными сигналами мачты на заднем плане. Конструкция паровозов предусматривала, что все сигналы необходимо было размещать справа от бегового пути. Современная конструкция дизельного двигателя допускает как левостороннюю, так и правостороннюю установку.

Сигналы чаще всего устанавливаются на путевых мачтах высотой от 12 до 15 футов (от 3,7 до 4,6 м), чтобы они находились на линии взгляда инженера. Сигналы также могут быть установлены на сигнальных мостах или консольных мачтах, охватывающих несколько путей. Сигнальные мосты и мачты обычно обеспечивают зазор не менее 20 футов (6,1 м) над верхней частью рельса. Кронштейны мачт устроены так, что несколько сигналов устанавливаются на одних и тех же мачтах, управляющих двумя соседними путями. Мачты-кронштейны, как правило, являются самым высоким типом сигнальных устройств, позволяющим поездной бригаде видеть сигнал над поездом на промежуточном пути. Сигналы на электрифицированной территории могут монтироваться на контактной конструкции, а сигналы на двунаправленных линиях могут монтироваться вплотную на одном и том же монтажном устройстве.

До 1985 года по правилам сигналы должны были устанавливаться над и справа от пути, которым они управляют. Это крепление было разработано для того, чтобы инженер мог видеть сигнал при движении паровоза или тепловоза с длинным капотом, ограничивающим обзор влево. В большинстве ситуаций, особенно при двунаправленном движении, сигналы необходимо было устанавливать над рельсами или на кронштейнах-мачтах, чтобы можно было разместить их справа. Поскольку конструкция локомотива изменилась, чтобы обеспечить хорошую видимость по обе стороны пути, были изменены правила, позволяющие железным дорогам переходить на двунаправленные сигналы мачтового типа, используя сигнальные мосты только в особых ситуациях, связанных с несколькими путями или ограниченным обзором.

Сигналы гномов обычно устанавливаются на земле в зонах движения с низкой скоростью или с ограниченным пространством. Сигналы гномов иногда могут быть установлены выше на небольшой мачте или другой конструкции для улучшения видимости. Они могут быть известны как «высокие карлики» или «палочные сигналы», но высокая установка не меняет применения карликового сигнала на более низкой скорости.

Сигнальные цвета и лампы

малой мощности (35 Вт), Электрические сигнальные лампы обычно представляют собой лампы накаливания работающие от постоянного тока низкого напряжения, или, в последнее время, светодиодные матрицы высокой мощности. В сигналах ламп накаливания используется комбинация двойных линз для направленной фокусировки их небольшой мощности на большом расстоянии (3500 футов или 1100 м при дневном свете). В новых светодиодных сигналах может использоваться либо несфокусированная матрица, либо выступать в качестве замены традиционной линзы. Сигнальные линзы США имеют стандартный диаметр 8 + 3/8 дюйма ( 210 мм). В сигналах Северной Америки используется стандартный набор цветов, определенный в октябре 1905 года и ставший общим для других видов транспорта, как показано на странице 384 Словаря сигналов Симмонса-Бордмана 1911 года.

• Зеленый — используется для обозначения «очистки» или продолжения.
• Желтый — используется для предупреждения инженера о предстоящей остановке или снижении скорости из-за занятого «блока» впереди. Также используется для низкоскоростных движений.
• Красный — используется для обозначения полной остановки или другого ограничительного условия или используется в качестве индикатора-заполнителя (когда эта часть сигнала не используется, но для подтверждения экипажу, что сигнал работает, чтобы не приходилось угадывать остальную часть сигнала). комбинацию на случай неисправности света).
• Синий — когда он находится на сигнальном столбе, указывает на промежуточный путь между сигналом и путем, к которому применяется сигнал, или указывает на то, что все оборудование на участке пути позади синего сигнала категорически запрещено перемещать, как это делают люди. работать под, на или внутри указанного оборудования.
• Фиолетовый — устаревший. Примерно до 1940 г. в качестве указателя «Стоп» использовались фиолетовые линзы, а не красные На некоторых дворах и сходах с рельсов . В 1952 году Комиссия по торговле между штатами постановила, что фиолетовый цвет больше не должен использоваться в США для этой цели.
• Лунный белый — синий свет фильтруется для устранения всех следов желтого, используемого для обозначения состояния ограничения движения.
• Лимонно-желтый (официальное название AAR) — используется в системах позиционного освещения как универсальный цвет повышенной видимости, обеспечивающий наибольшее проникновение тумана.
• (Обычный) Белый — обычный белый свет лампы накаливания. Используются в положении карлика световые сигналы с матовыми линзами.

Отдельные сигнальные головки могут быть настроены на мигание цветом для создания другого аспекта сигнала. Сигналы в Соединенных Штатах обычно мигают только одной головкой одновременно, тогда как сигналы в Канаде могут мигать двумя головками одновременно; мигающие огни, как правило, менее ограничительны , чем постоянные огни.

В некоторых системах скоростного транспорта используются только два цвета сигнальных ламп (лунный белый для движения и красный для полной остановки); примеры включают Baltimore Metro SubwayLink , Washington Metro и PATCO Speedline .

Скорости

Правила и аспекты сигналов используют несколько заранее определенных скоростей. Эти скорости также используются в сигнализации типа Weak Route.

• Нормальная скорость — нормальная скорость железнодорожной линии, также известная как максимальная разрешенная скорость (MAS).
• Ограниченная скорость - скорость ниже нормальной скорости, которая использовалась начиная с 1940-х годов для использования со стрелками (переключателями) с более высокой скоростью. Эта скорость определяется отдельными железными дорогами и колеблется от 40 миль в час (64 км/ч) до 60 миль в час (97 км/ч).
• Средняя скорость - оригинальная концепция стандартной «пониженной» скорости, которая обычно составляет 30 миль в час (48 км/ч) и может достигать 40 миль в час (64 км/ч). Это типичная скорость расходящихся движений через блокировки, а также скорость поездов, ограниченная при приближении к сигналам типа «Стоп» или «Ограниченное движение».
• Медленная скорость - 15 миль в час (24 км/ч) в пределах блокировки и 20 миль в час, когда она не находится в пределах блокировки. Это используется для поездов, проходящих сложные пути на перекрестках.
• Ограниченная скорость - используется для поездов, въезжающих или курсирующих по несигнальной территории или при въезде в обесточенную рельсовую цепь. Нормативное определение: не более 20 миль в час (32 км/ч) за пределами блокировки и 15 миль в час в пределах блокировки. Поезда, движущиеся с ограниченной скоростью, должны иметь возможность останавливаться в пределах видимости, не приближаясь к каким-либо препятствиям, и должны следить за поломками рельсов.

Отказоустойчивость

Аспекты сигналов разработаны с учетом некоторой степени отказоустойчивости . Аспекты часто разрабатываются таким образом, что неисправная или затемненная лампа приведет к тому, что результирующий аспект будет более ограничительным, чем предполагалось. Правила эксплуатации ( GCOR , NORAC или CROR ) требуют, чтобы темные или затемненные сигнальные головки рассматривались как отображающие их наиболее ограничивающий аспект (т. е. остановку), но отказоустойчивая конструкция аспектов может помочь инженеру принять более безопасный курс действий до выхода из строя сигнал становится очевидным. Хотя не все аспекты являются отказоустойчивыми, зеленая лампа на самой верхней головке используется только для наименее ограничительного аспекта сигнала, «Ясный», поэтому не существует случая, когда сбой мог бы случайно отобразить чистый аспект.

Если аспект сигнала включает мигающую лампу, мигающая лампа всегда применяется к менее ограничительным сигналам. Это сделано для того, чтобы застрявшее мигающее реле не могло случайно обновить сигнал.

Некоторая логика сигнализации включает в себя «перегорание лампы» (отказ лампы) или другое обнаружение неисправности, чтобы попытаться отобразить наиболее ограничительный аспект в случае неисправности. Однако эта функция не является обязательной и не является общепринятой.

Типы сигналов

Основная статья: Железнодорожный сигнал

Семафорные сигналы

Основная статья: Железнодорожный семафорный сигнал

Семафорный сигнал на железной дороге Атчисон, Топика и Санта-Фе в 1943 году.

Семафорные сигналы были впервые разработаны в Англии в 1841 году. Некоторые железные дороги США начали устанавливать их в начале 1860-х годов, и семафоры постепенно вытеснили другие типы сигналов. Компания Union Switch & Signal (US&S) представила электропневматическую конструкцию в 1881 году. Она была более надежной, чем более ранние, чисто механические версии, и все больше железных дорог начали их использовать. Однако в то время они были значительно дороже, чем сигналы Холла, или «банджо» .

К концу XIX века, особенно когда поезда стали длиннее и быстрее, а железнодорожные линии стали более перегруженными, считалось, что у сигнала банджо есть единственный и последний недостаток: видимость. Внутренний диск было трудно разглядеть в туманную погоду и когда на стеклянную панель налип снег. Более ранние типы электропневматических семафоров, производимые US&S, к 1880 году нашли ограниченное применение в качестве сигналов автоматической блокировки. Необходимость поддерживать давление воздуха в длинных пневматических линиях в конечном итоге привела к тому, что железные дороги прекратили их широкое использование в качестве сигналов автоматической блокировки. Тем не менее, эти типы действительно прослужили долгое время на блокировочных установках. Ранние семафоры также имели ограниченную дальность действия при ручном управлении и низкую надежность в плохую погоду. Таким образом, некоторые железные дороги продолжали использовать дисковые сигналы там, где требовалась автоматическая блокировка сигналов между станциями ручной блокировки, как это было подтверждено сводами правил того периода, вплоть до 1920-х годов и позже.

К началу 1890-х годов все больше железных дорог начали устанавливать семафорные сигналы с приводом от электродвигателей, которые были видны на расстоянии тысяч футов, в течение дня и в ненастных погодных условиях. В 1893 году дебютировал высоковольтный электродвигатель, сигнальный семафор автоматической блокировки. К 1898 году появился семафор типа «B» US&S, первый успешный семафор с электродвигателем низкого напряжения с полностью закрытым механизмом. Это было революционно, улучшая все предыдущие конструкции семафоров, причем последний такой пример был выведен из эксплуатации совсем недавно, в 2009 году, на бывшей линии Siskiyou SP, ныне CORPS.

Североамериканские семафоры с электроприводом, используемые с момента появления системы блоков рельсовых цепей в 1872 году, представляли собой форму автоматизации, востребованную железными дорогами для снижения затрат на рабочую силу и повышения надежности по сравнению с системами с ручным управлением, как в Великобритании, Германии и других странах. Сигналы карликов обрабатывались механически и пневматически для подачи сигналов ограничивающего типа, как и сигналы мачтового типа при блокировках, но моторизованные карлики стали более распространены после разработки сигнала модели 2А в 1908 году. Такие гиганты, как А. Х. Радд из Пенсильванского RR, и его концепция сигнализации скорости в сочетании с его разработкой сигнала позиционного света и одновременных сигналов цветного света с использованием комбинации дублетных линз Уильяма Черчилля в практическом плане сделали семафор технически устаревшим.

Семафорные сигналы в Северной Америке почти полностью заменены световыми сигналами, но они содержат несколько важных конструктивных элементов. Подавляющее большинство сигналов семафорного типа, используемых в Северной Америке, и единственный тип, сохранившийся в эксплуатации по состоянию на 2009 год, относятся к трехпозиционной разновидности верхнего квадранта. Те, что относятся к нижнему квадранту, чаще всего имеют две позиции, но три круглых знака, причем два имеют более ограничительный цвет. Эта конструкция семафорных очков с тремя апертурами в нижнем квадранте 60–75 градусов была известна как «спектакль с непрерывным светом» и предшествовала запатентованным Лори-Патеналл трехпозиционным верхним квадрантным очкам 1902 года. Цель заключалась в том, чтобы уменьшить вероятность неисправности или снегопад приводит к тому, что сигнал лишь частично поднимается по горизонтали, но при этом по-прежнему отображается наиболее ограничительная цветная ночная индикация. Цветные изображения этих сигналов подтверждают это, поскольку «Красный-красный-зеленый» домашнего сигнала и «Желтый-желтый-зеленый» дальнего плеча повсеместно использовались на семафорах LQ 60 и 75 градусов (B&M, Центральный Вермонт). Трехцветные сигналы под углом 60 или 75 градусов не использовались. «Стандартные» очки нижнего квадранта с углом обзора 90 градусов и 3 позициями имели ограниченное применение (последние использовались в терминалах Мемфиса, штат Теннесси, и Сент-Луиса, штат Миссури), поскольку очки Лорре-Патеналла UQ обеспечивали значительно больший диапазон обзора.

Лезвие семафора имело несколько конструкций, каждая из которых имела разное значение:

• Сигналы с квадратным концом являются «абсолютными» сигналами и обычно заставляют поезда останавливаться в наиболее ограничительном положении.
• Сигналы с заостренным концом являются «разрешающими» сигналами и позволяют поезду продолжать движение со значительно более низкой скоростью, вместо того, чтобы полностью останавливаться.
• Семафоры с концом «рыбий хвост» (то есть концом с V-образным вырезом) представляют собой «отдаленные» сигналы, сообщающие инженеру, каков аспект следующего сигнала (в качестве предупреждения).

Цвет семафора также часто соответствует вышеуказанным категориям: абсолютные сигналы обычно имеют белую полосу на красном лопасти, а остальные имеют черную полосу (чаще всего повторяющую форму конца лопасти) квадрата или 60 градусов. были стандартом RSA.

Сигналы прожектора

Основная статья: Железнодорожный сигнал § Цветные световые сигналы

Пример сигнала прожектора с одной головкой на канадской национальной трассе в Виннипеге.

Патентование в 1911 году комбинации «дублет-линза» для дальнего действия (2500 футов или 760 м при дневном свете) доктором Уильямом Черчиллем в исследовательском центре Corning Glass в Корнинге, штат Нью-Йорк, показало, что господство семафорного сигнала на железных дорогах было быстро приближается к своему завершению. К 1916 году эта оптическая комбинация и слабый отклик на продажи побудили руководство компании Hall Signal Company осознать, что их только что представленный и самый совершенный семафорный механизм типа «L» (самый последний, произведенный любой сигнальной компанией США) действительно устарел. Это устройство с двумя объективами было разработано Уильямом Черчиллем из Корнеллского университета , когда он работал на Corning Glass Works . Он закончил разработку стандартов цвета для железнодорожной стеклянной посуды, которые компания Corning запатентовала 10 октября 1905 года. Они были немедленно использованы в качестве сигналов дневного света ближнего действия и туннельного типа, освещаемых электрическими лампами накаливания. Затем он обратил свое внимание на сигналы дневного света средней и большой дальности, используя те же самые электрические лампы накаливания со значительно улучшенной оптикой: комбинацию «дублет-линза».

Реакцией Холла на эту ситуацию стала покупка патентов, поданных в 1918 году, у некоего г-на Блейка на его сигнал «Прожектор». На самом деле сигнал прожектора представлял собой обновленную и модернизированную вариацию старого закрытого дискового сигнала Холла . Блейк использовал стандартное железнодорожное трехпозиционное поляризованное крыльчатое реле , добавил миниатюрные очки и пирекс, круглые очки из боросиликатного стекла с низким коэффициентом расширения и соединил это с очень эффективным эллиптическим отражателем и системой оптических линз с очень большим диаметром линз. 10 + 1 ⁄ дюйма Ступенчатая внешняя линза диаметром (270 мм). Эта революционная разработка обеспечила сигнал с видимой индикацией на расстоянии более 1 мили (1,6 км) от сигнала средь бела дня, когда сигнал находился на касательной линии пути. Первые цветные световые сигналы были видны только примерно на половине этого расстояния (2500 футов или 760 метров) при использовании примерно того же электрического тока, что в то время было серьезной проблемой на « территории первичных батарей ». К 1925 году компания Gage и Corning Glass разработала «цвета с высокой передачей цвета» для железнодорожной стеклянной посуды, увеличив это ограниченное расстояние до приемлемо конкурентоспособных 3500 футов (1100 м) по касательной.

В Великобритании оригинальные сигналы электромеханических прожекторов представляли собой маломощную лампу накаливания, установленную за семафорным очком, лишенным лопасти позади мишени. Сигнал прожектора Union Switch and Signal Company, повсеместно распространенный в Соединенных Штатах, имеет внутренний кабель с системой весов для механического выравнивания сигнала в красном положении в случае сбоя системы.

Использование прожекторных сигналов получило широкое распространение в основном из-за их относительно низких эксплуатационных расходов, высокой видимости, низкого энергопотребления, а после 1932 года использования составной линзы с 4-ваттной 3-вольтовой лампочкой, которая довольно хорошо работала на территории с сигнализацией с батарейным питанием. Также имело значение наличие единственной линзы, дающей показания в сигналах блокировки с несколькими головками в фиксированном месте относительно мачты и других сигнальных головок, чего не было в случае с цветными световыми сигналами с несколькими линзами. Со временем затраты на значительно более дорогое реле сигнала прожектора начали перевешивать экономию от его компактного размера и одной лампы по сравнению с простым цветным световым сигналом с несколькими линзами. К концу 1980-х годов прожектор потерял свою позицию самого популярного типа сигналов в Северной Америке.

Чтобы решить проблемы, связанные с движущимися частями, были разработаны новые твердотельные однолинзовые сигналы. Первый такой продукт, выпущенный на рынок в 1968 году под названием «Unilens» от Safetran , использует оптоволокно для концентрации излучения до четырех источников света за одной линзой. Однако, за исключением низкоскоростных сигналов, требующих видимости только на небольшом расстоянии, они не были полностью успешными, и большинство из них в настоящее время выводятся из эксплуатации после относительно короткого срока службы. Большинство образцов, способных иметь четыре аспекта, имели два ламповых блока, одновременно светившихся красным, чтобы обеспечить наиболее строгую индикацию большую дальность видимости, чем при использовании одного лампового блока.

Цветные световые сигналы целевого типа на SEPTA основной линии

Треугольные цветные световые сигналы

Треугольно расположенные цветные световые сигналы представляют собой группу из трех патронов цветных ламп в центре большой круглой мишени. Они были одним из первых широко используемых типов цветных световых сигналов высокой интенсивности, в частности, принятых на железных дорогах Центральной и прибрежной береговой линии Нью-Йорка , а затем использовавшихся исключительно компаниями Conrail и New Jersey Transit .

Первоначальная конструкция General Railway Signal (GRS) типа «G» представляла собой чугунный ящик, содержащий три двойных линзовых блока, расположенных треугольно. В моделях US&S «TR» и «TP» использовались три соединенных одноламповых корпуса меньшего размера с общим фоном. У давно несуществующей компании Chicago Signal Company была версия, в которой использовались стандартные Линзы переключаемой лампы 5 + 3 ⁄ 8 дюймов (140 мм) (часто производства Macbeth) вместо стандартных обратно-выпуклых и ступенчатых линз, встречающихся в стандартной конструкции с внутренним дублетом. Версия Union позже была обновлена ​​до единого агрегата, аналогичного модели GRS. Поскольку модульные цветные световые сигналы получили широкое распространение, наряду с конфигурациями вертикального типа обычно предлагаются конфигурации целевого типа. Треугольный цветной световой сигнал был особенно полезен в физически ограниченных и замкнутых пространствах.

Вертикальные цветные световые сигналы

Модульные цветные фонари GRS Type D с капюшоном на линии DRGW TN Pass Line .

Вертикальные цветные световые сигналы являются вторым основным типом цветных световых сигналов и сегодня представляют собой самую популярную форму сигнала в Северной Америке, вытеснившую прожектор. Эти сигналы по функциям не отличаются от цветового сигнала треугольного типа, но имеют значительно измененный внешний вид.

Сохраняющиеся проблемы с надежными источниками света дальнего действия, состоящими из одной оптической цветной линзы и сфокусированной лампы, ограничили первое использование цветных световых сигналов для дневных наружных применений ближнего действия, а также для туннелей и других подземных или низкоскоростных комплексов. 1911 года Проект станции Пенсильвания в Нью-Йорке был одним из примеров такого типа цветного светового сигнала с внешней цветной оптической линзой диаметром 8 3/8 дюйма, некоторые из которых по состоянию на 2011 год все еще находятся в эксплуатации.

Разработка дублетной линзы Черчиллем на заводе Corning Glass Works позволила сделать источник электрического света более эффективным, чем предыдущие конструкции сигналов цветного дневного света. Различают два основных типа корпусов: одиночный корпус, когда две и более ламп содержались в одном литом корпусе, и модульный светильник, где каждая лампа представляла собой самостоятельный блок, способный скомпоноваться в сигнал произвольной конфигурации, в том числе треугольной. . У US&S есть популярный одиночный тип корпуса с его стилями R/R-2, P-2/5 и N, в то время как GRS предложила свой треугольный тип G, а компания Chicago Signal Company предоставила аналогичную версию. Сегодняшний Safetrans Triangular представляет собой копию GRS Type G, но с вертикально расположенными двойными дверями.

Сигналы, подобные модели N/N-2, также можно было устанавливать прямо на земле в качестве карликового сигнала без подложки. Наиболее известными пользователями этого типа сигнала были Чесапик и Огайо , но их можно было найти на железных дорогах по всей стране.

Со временем, благодаря своей низкой стоимости и универсальности, модульный цветной световой сигнал стал стандартом в Северной Америке. Первой модульной системой была GRS Type «D», впервые появившаяся на рынке в 1922 году и принятая на вооружение Южной железной дороги вместе со многими другими: D&RG и т. д. Установки GRS использовали меньший «фон», чем сопоставимая вертикальная система US&S, что, возможно, несколько компрометировало длину. видимость дальности. Сегодня самым популярным типом нового сигнала в Северной Америке является модульная конструкция, производимая Safetran, поскольку она самая дешевая, и почти исключительно все четыре основные железные дороги класса 1 устанавливают ее. Сегодня и GRS, и Safetran продают отдельные модульные системы для высоких и карликовых сигналов, в то время как US&S использует единую модульную конструкцию типа «R-2» для высоких и стиль N-2 для карликовых сигналов.

Модульные цветные фонари обеспечивают всю экономию средств, присущую цветным огням, но также упрощают для железных дорог складирование сигналов и внесение изменений в блокировку. Вместо того, чтобы заказывать специальные головки, можно взять со склада новые модули для создания новых сигналов или модификации существующих головок. С помощью простых кронштейнов из этих стандартизированных компонентов можно собрать даже треугольные цветные светильники.

Модульные цветные световые сигналы часто оснащаются солнцезащитным козырьком во всю длину, который железнодорожные служащие и железнодорожные фанаты часто называют «капюшонами Вейдера» из-за внешнего вида, похожего на Дарта Вейдера из «Звездные войны» серии фильмов . Эти расширенные сигнальные шторы улучшают видимость в условиях яркого солнечного света и блокируют другой свет от других источников, который может освещать и создавать ложное впечатление для инженера. Тени также дают неожиданный бонус, помогая сфокусировать свет, чтобы он был более заметен на больших расстояниях. Этот оттенок первоначально был принят на железных дорогах Union Pacific, Denver Rio Grand и Western, чтобы предотвратить загораживание скопления снега на одном оттенке сигнальной линзы над ним.

Позиционные световые сигналы

Высокий сигнал Пенсильванской железной дороги, обозначающий приближающийся средний уровень

Amtrak Цветные габаритные огни в Трентоне, Нью-Джерси

В позиционных световых сигналах используются ряды 5 + 3 ⁄ 8 -дюймовых ламп диаметром (140 мм) для имитации положения лопасти семафора верхнего квадранта. Позиционные огни были разработаны А. Х. Раддом, суперинтендантом сигнализации Пенсильванской железной дороги (PRR). Они были введены в 1915 году в качестве замены семафорных сигналов на главной линии между Паоли и Филадельфией в целях сокращения технического обслуживания, необходимого для семафорных сигналов, а также проблем с видимостью, вызванных новым проектом воздушной электрификации. В исходной системе использовались ряды из четырех огней. Позже система была сокращена до использования рядов из трех ламп, окружающих общий центр. Это уменьшило эффект «паруса» непомерно большого фона в форме надгробия в варианте с четырьмя источниками света. В первоначальной установке использовались лампы, расположенные перед отдельно стоящей черной подложкой из листового железа, но вскоре после этого новый круглый фон был прикреплен к уменьшенному на тот момент устройству с тремя лампами в ряду и непосредственно к подложке на каркасе, называемом «паук».

Каждый блок габаритных огней оснащен лампой на 12 В и мощностью 6 свечей , установленной перед параболическим зеркалом, что увеличивает яркость относительно слабой лампы. Чтобы избежать фантомных индикаций, в конструкции используется специальная перевернутая торическая линза (т.е. одна прозрачная линза Френеля, установленная ступенями наружу) с частью ступеней линзы, окрашенной в черный цвет. Было выбрано коническое стекло светло-желтого цвета с матовым кончиком, поскольку на основании эмпирических исследований, проведенных в Corning в то время, было установлено, что этот цвет обеспечивает максимальную видимость в условиях тумана.

Стандартный фонарь верхнего положения состоит из двух головок; нижняя головка может оставаться темной, если в этом нет необходимости. В дополнение к световым сигналам высокого положения PRR разработала карликовый позиционный фонарь, как и на многих железных дорогах, эти карликовые сигналы также называют «горшком» - традиция, перенесенная из вращающегося «сигнала типа горшка» 19 века. Четыре простые белые лампы способны отображать четыре аспекта низкой скорости, каждая с помощью двух ламп. В 1930 году тесные расчистки комплекса пригородной станции Филадельфии стимулировали разработку позиции постаментного типа, которая состояла из двух позиционных карликовых сигналов на общей литой подложке.

Позиционные огни типа PRR использовались во всей обширной системе PRR, а также на железной дороге Лонг-Айленда (LIRR), дочерней компании PRR, а также на железных дорогах Норфолк и Вестерн , треть которых принадлежала PRR. US&S была единственным поставщиком оборудования классических габаритных огней, поскольку завод этого производителя ранее располагался на четырехпутной магистрали PRR в Свиссвейле, штат Пенсильвания.

В 1954 году PRR экспериментировала с установкой красных линз в горизонтальном положении верхней части головы, чтобы улучшить видимость на расстоянии сигналов абсолютной остановки при блокировке Овербрука. В период правления Penn Central , а затем и Conrail стало стандартной практикой добавлять эти красные линзы к огням верхнего положения и даже к некоторым сигналам на постаментах. Норфолк и Вестерн изменили свои сигналы, чтобы использовать красные и зеленые линзы в верхних положениях «Стоп» и «Ясно», а также желтые линзы повсюду. В 1980-х годах компания Amtrak модифицировала большинство своих габаритных фонарей, бывших в составе PRR, чтобы использовать одинаковые цвета света во всех положениях обеих головок. Внутренне называемые позиционными цветными огнями , их не следует путать с цветными позиционными огнями, описанными ниже, которые, хотя функционально схожи, конструктивно значительно отличаются.

Новые габаритные огни типа PRR продолжали устанавливаться на бывшие системы Conrail вплоть до 1980-х годов . Сегодня большинство старых габаритных огней PRR постепенно заменяются современными цветными огнями, но компании Amtrak, SEPTA и LIRR продолжают устанавливать новые габаритные огни (Amtrak относится к цветным огням). US&S больше не производит оборудование позиционных фонарей, но обновленные модели Safetran по-прежнему доступны.

Цветной позиционный свет

Полный сигнал CPL в стиле B&O на CSX в блокировке Кэрролла, Балтимор, Мэриленд.

Карликовый сигнал CPL на CSX в блокировке Бейли, Балтимор

Сигнал цветного позиционного света (CPL) был разработан Фрэнком Патеналом, суперинтендантом сигнализации железной дороги Балтимора и Огайо (B&O), примерно в 1918 году. Он также разработал запатентованную систему аспектного сигнала, чтобы заменить более раннюю стандартную систему сигнализации AH Rudd, ARA ( на основе PRR), которые затем используются. Система CPL была уникальна тем, что представляла собой концептуально оригинальную конструкцию, а не обновление существующей системы. Система CPL включает в себя несколько принципов проектирования, которые в остальном уникальны для сигнализации Северной Америки. Использование красного цвета только в случае абсолютной остановки или ограничения скорости является наиболее важной характеристикой. Остальные 11 стандартных возможных комбинаций не имеют красного цвета.

CPL состоит из мишени центрального положения и до четырех пар двойных линз по периметру фонового диска. Линзы расположены под углом 45 градусов в следующих положениях: зеленый |, желтый /, красный — и лунно-белый \ для ограничения также присутствует в некоторых установках. Основная голова окружена до 6 маркерами в положениях 12:00, 2:30, 4:30, 6:00, 8:30 и 10:30. Функцией главной головки была информация о занятости блока: зеленый цвет обозначал два или более чистых блока, желтый - один чистый блок, а красный / лунно-белый - ограничивающий признак, означающий, что машинисту было разрешено войти в свой поезд в занятый блок. Отдельные габаритные фонари предоставляют информацию о скорости: 12 часов — это нормальная скорость, 6 — средняя скорость (ограниченная скорость, если мигает), 10 — от нормальной до средней (ограничено, если мигает), 2 — от нормальной до медленной, 8 — от средней до средней, 4 — от среднего до медленного, а не горящие маркеры — от медленного до медленного.

Желтый сигнал B&O CPL на железной дороге Стейтен-Айленда , 2018 г.

Этот CPL был впервые развернут на Staten Island Railroad (дочерней компании B&O) в 1920-х годах, а вскоре после этого развернут по всей системе. Части железной дороги Чикаго и Альтона получили CPL позже, когда B&O получила контроль над этой линией. В 1980-х годах на станции «Чикаго-Юнион» компании Amtrak и Metra компании на станции «Чикаго Северо-Западная станция » были установлены карликовые CPL для замены прежних сигналов на этих терминалах.

По состоянию на 2008 год и, как и все железные дороги США, CSX постепенно заменяет все оставшиеся CPL в своей системе современными вертикальными цветными светодиодными сигналами. Сигналы на старой Олтонской железной дороге также были почти полностью заменены, как и многие карлики CPL на двух терминалах Чикаго . Единственным исключением является компания Staten Island Railroad, которая недавно модернизировала свою систему сигнализации новыми CPL с использованием современного позиционного освещения Safetran.

Устаревшие механические и электрические сигналы

Ранние механические сигналы

Первыми сигналами, использовавшимися на американской железной дороге, была система флагов, использовавшаяся на магистралях и железных дорогах Ньюкасла и Френчтауна в 1830-х годах. Затем железная дорога разработала более эффективную систему, состоящую из деревянных шаров, окрашенных в красный, белый или черный цвет, которые поднимались вверх или вниз по столбу с помощью системы тросов и шкивов. Первоначально эти сигналы использовались просто для обозначения своевременности движения поездов, а не для управления движением поездов. Деревянные шары часто оснащались фонарями для использования в ночное время. Шаровые сигналы впервые были использованы для управления движением поездов в 1852 году на железной дороге Нью-Йорка и Нью-Хейвена . Другие механические сигналы, использовавшиеся в 19 веке, включают:

• Диск длиной 4 фута (1,2 м), окрашенный в красный цвет и установленный на вращающемся столбе; он указывал «стоп», когда находился лицом к приближающемуся поезду.
• Поворотная доска, называемая «smashboard», которой можно было поворачивать в нужное положение поперек трассы.
• Редингская железная дорога использовала флюгерные сигналы, установленные на деревянных башнях. Окрашенные доски (лопасти) разных цветов были перемещены в места, обозначающие опасность (стоп), осторожность и безопасность (продолжение). Флюгеры освещались ночью фонарями.

• 
  Сигнальный деревянный шарик
• 
  Установка на подъезде к разводному мосту.
• 
  Флюгерный сигнал, установленный на вышке

Сигнал диска Холла

Сигналы диска Холла

Сигнал диска Холла (также называемый сигналом «банджо») был первым сигналом с электрическим приводом, широко принятым на американских железных дорогах. Томас Холл запатентовал свою конструкцию дискового сигнала в 1867 году.

В деревянном ящике в форме банджо находился большой обруч из железной проволоки, натянутый и приклеенный к нему красным шелком. На противоположном конце был обруч гораздо меньшего размера, в котором был закреплен очень тонкий диск из цветного стекла. Весь этот узел железной проволоки вращался внутри электромагнита на так называемом Z-образном якоре, который был намотан медной магнитной проволокой. Когда на катушку подали напряжение, проволочные обручи отодвинулись от большого стеклянного отверстия в передней части деревянного футляра «банджо», обнажив его выкрашенную в белый цвет внутреннюю часть. Цветной стеклянный диск при этом отходил от прозрачной примитивной линзы Френеля в верхней части корпуса, подкрепленной с задней стороны корпуса керосиновой лампой . Дисковый сигнал был впервые введен в эксплуатацию в 1870 году на железной дороге Нью-Йорка и Нью-Хейвена в Стэмфорде, штат Коннектикут , с использованием путевого педального устройства для его активации, поскольку рельсовая цепь не была разработана до 1872 года доктором Уильямом Робинсоном .

Компания Hall Signal установила дисковые сигналы как часть систем автоматической блокировки сигнализации , первоначально используя линейные проводные цепи, проходящие по опорам вдоль путей и соединяющие педали пути. Одна из первых таких систем была установлена ​​в 1871 году на Восточной железной дороге (позже Бостон и Мэн ). К 1896 году работало около 1500 дисковых сигналов.

Цельнометаллический сигнал закрытого диска US&S был представлен в 1896 году и имел одну версию, в которой использовались как красный, так и зеленый баннер (а также оба цветных стекла), которые были механически расположены таким образом, чтобы обеспечить возможность замены баннеров и стеклянных медальонов. размещайте внутри сигнального корпуса в соответствии с требуемыми показаниями.

Существующие механические и электрические сигналы

Примеры различных механических и электрических сигналов есть в нескольких железнодорожных музеях и в коллекциях очень немногих железнодорожных энтузиастов. К ним относятся сигналы, произведенные US&S, GRS, Hall и даже Federal Signal Company. Представленный компанией Hall Company в 1924 году вариант карликового сигнала «Position Color Light» (или «PCL», как их называли в то время) является одним из самых редких и востребованных коллекционерами, как и чрезвычайно редкие механические карликовые семафоры Компания Т. Джорджа Стайлза. Эти сигналы были установлены в начале 20-го века на железной дороге Нью-Хейвена и использовались до 1980-х годов.

Классы общих правил сигналов

Пересмотр аспектов сигналов Американской железнодорожной ассоциации, октябрь 1910 г.

На большинстве железных дорог Северной Америки имеется от 10 до 20 отдельных правил сигналов, каждое из которых часто представлено несколькими аспектами. Однако все эти сложные правила вращаются вокруг простой предпосылки информирования машинистов локомотивов о том, как им следует управлять своим поездом в текущем месте и чего им следует ожидать в следующем месте сигнала. Отсюда большой набор правил и аспектов можно разбить на небольшое количество классов, которые являются общими для всех систем сигнализации Северной Америки:

• Автоматическая блокировка . Аспекты блокировки передают основную информацию о занятости пути и сообщают инженеру (оператору), какие из основных правил сигналов (общих для всех железных дорог) он/она должен соблюдать при эксплуатации своего поезда в любой точке железнодорожной линии. . К ним относятся «Чисто» (Правило 281 ARA, см. рисунок), «Предварительный подход» и «Подход» (Правило 285), которые предписывают инженеру «не ожидать остановки», «ожидать остановки при втором сигнале» и «ожидать остановки при следующем сигнале» соответственно. Предварительный подход используется только в ситуациях с короткими сигнальными блоками, чтобы поезда имели достаточный тормозной путь. Это наиболее распространенные аспекты сигналов в Северной Америке и единственные аспекты, которые должны отображать большинство сигналов автоматической блокировки.
• Приближение на скорости . Когда поезду необходимо приказать замедлиться из-за динамических условий, используется аспект «Скорость приближения». Они сообщают инженеру, что при следующем сигнале он должен замедлиться до заданной скорости. Наиболее распространенной причиной этого является то, что на следующей пересадке поезд должен следовать по расходящемуся маршруту или маршруту с ненормальной скоростью. Сигналы этого типа включают «Средний подход» (Правило 282 ARA, см. рисунок), «Ограниченный подход», «Медленный подход» (Правило 285) и «Расходящийся подход». Эти сигналы обычно отображаются в виде удаленного сигнала блокировки, но иногда могут использоваться с короткими сигнальными блоками вместо предварительного подхода.
• Diverge to Clear - этот класс появляется только для абсолютных сигналов и информирует машиниста о том, что поезд будет двигаться по расходящемуся маршруту и ​​ему не нужно ожидать остановки при следующем сигнале. При сигнализации скорости инженеру сообщается о скорости, с которой поезд должен следовать по маршруту, при сигнализации слабого маршрута инженеру просто сообщают об отклонении маршрута. К сигналам этого класса относятся среднечистые сигналы (правило 283 ARA, см. рисунок), медленные четкие сигналы (правило 287), ограниченно ясные и расходящиеся четкие сигналы.
• Отклонение к остановке - то же, что и выше, только поезд может остановиться по сигналу после блокировки. К этим сигналам относятся средний подход (Правило 286 ARA, см. рисунок), Медленный подход (Правило 288) и Расходящийся подход.
• Комбинированные сигналы . Они сочетают в себе функции сигнала «Отклонение к» и сигнала «Скорость приближения» и возникают на участках сложной путевой системы, где нет промежуточных сигналов между одной блокировкой и другой. В Соединенных Штатах лишь несколько комбинированных сигналов, таких как Средний подход Средний, Средний подход Медленный и Расходящийся подход Средний/Медленный, когда-либо встречаются в сводах правил и не часто используются на практике. Стандартная книга правил Канады содержит правила сигналов и аспекты для каждой возможной комбинации.
• Сигнал ограничения скорости . Этот класс сигналов отображается для поездов, въезжающих на блок, где рельсовая цепь обесточена или отсутствует. «Шунтуемая» рельсовая цепь указывает на то, что либо блок занят другим поездом или вагоном, либо существует такая проблема, как сломанный рельс или затопленный путь. Если путь не защищен рельсовыми цепями, этот путь следует считать занятым. Как следует из названия, этот сигнал требует, чтобы поезда двигались с ограниченной скоростью, в частности, с возможностью остановки, не доезжая до препятствия. Сигналы ограничения скорости принимают разные формы, включая «Ограничение движения» и «Ограничение движения» (Правило 290 ARA, см. рисунок), когда поезда должны просто пропускать сигнал с ограниченной скоростью, а также «Остановка и движение» (Правило 291), когда поезд должен полностью остановиться, прежде чем продолжить движение. на ограниченной скорости. Функция «Остановись и продолжай» вышла из-под контроля большинства грузовых железных дорог из-за экономии топлива и времени, позволяющей поездам не останавливаться полностью. Этот класс аспекта может отображаться практически на всех железных дорогах Северной Америки.
• Стоп-сигнал . Стоп-сигналы отображаются на абсолютных сигналах. Фактически возможность отображать абсолютный стоп-сигнал является частью определения этого типа сигнала. «Стоп» — самый важный сигнал, поскольку прохождение сигнала на «Стопе» представляет собой серьезный риск аварии. Инженеры, допускающие нарушение сигнала «Стоп», автоматически приостанавливают свою федеральную сертификацию и часто увольняются. Стоп-сигналы могут передаваться только по специальному разрешению контролирующего органа.
• Сигнальные сигналы в кабине . Если сигнализация в кабине используется без фиксированных путевых автоматических сигналов, для абсолютных сигналов требуются особые аспекты сигналов. К ним относятся своего рода сигнал абсолютной блокировки «Super Clear», который позволяет перейти к следующей блокировке с фиксированным сигналом, а также сигнал «Скорость кабины», который информирует инженера о необходимости двигаться по сигналам кабины.

Дальние (приблизительные) сигналы

Пара дальних сигналов на NJT RiverLINE легкорельсовом транспорте . Обратите внимание на таблички с буквой D, расположенные в соответствии с «Правилами удаленных сигналов» NORAC .

Удаленные сигналы часто называют сигналами приближения , поскольку блок сигналов до блокировки известен как блок приближения.

После столкновения поездов в Мэриленде в 1996 году Федеральное управление железных дорог внесло поправки в свои правила эксплуатации двухтактных поездов , чтобы инженеры локомотивов не забывали, что они приближаются к сигналу остановки после остановки на станции. Полученное в результате «Правило задержки в блокировке» требует, чтобы все отдаленные сигналы, расположенные на территории, где двухтактные поезда работают в отсутствие сигналов кабины , были отмечены табличкой «D». Табличка предназначена для напоминания инженерам о том, что на них распространяется ограничение скорости 40 миль в час (64 км/ч) и они должны приближаться к сигналу блокировки, готовые остановиться, всякий раз, когда производится остановка на станции или скорость поезда падает ниже 10 миль в час (16 км). /h) в блоке подхода. Ограничения действуют до тех пор, пока сигнал блокировки не станет четко виден и не отобразит индикацию «продолжить».

См. также

• Сигнализация кабины
• Железнодорожная сигнализация
• Система блокировки сигнализации

Источники

• Армстронг, Джон (1957). «Все о сигналах». Серия из двух статей. Trains Журнал , июнь и июль 1957 г.
• «Правила эксплуатации канадских железных дорог - аспекты сигналов CROR». 01.02.2010.
• Пенсильванская железная дорога (1968). «Правила проведения перевозок». 28 апреля 1968 г.

Внешние ссылки

• Железнодорожная сигнализация и связь - фото и информация
• Мобильное приложение CROR Signal. Может использоваться как инструмент для изучения сигналов Канадской железной дороги.