鉄道セマフォ信号

セマフォは、固定鉄道信号の最も初期の形式の1つです。これらの信号は、ピボット式の「アーム」の傾斜角を変更することにより、ドライバーに異なる指示を表示します。セマフォ信号は1840年代初期にジョセフジェームズスティーブンスによって特許が取得され、すぐに最も広く使用されている機械信号の形式になりました。その間、デザインは変化し、ほとんどの国ではセマフォ信号に代わって色光信号が使用されていますが、ほとんど使用されていません。

起源

最初の鉄道セマフォ信号は、ロンドンのチャールズハットングレゴリーとロンドン南東部のニュークロスのクロイドン鉄道（後にロンドンブライトンおよびサウスコースト鉄道）によって建てられました。 RastrickはHutton Gregoryにこのアイデアを提案したと主張しました。

その後、セマフォは英国全体で固定信号として急速に採用され、1870年までにほとんどの用途で他のすべてのタイプに取って代わりました。そのような信号は1908年以降、米国で広く採用されました。

形

構成部品

イギリスのセマフォシグナルアームは、2つの部分で構成されています。異なる角度で回転する木製または金属製のアーム （または「ブレード」 ）と、夜間に表示を行うためにランプの前を移動する色付きレンズを保持する眼鏡です。通常、これらは単一のフレームに結合されましたが、一部のタイプ（たとえば、アームが中央で旋回する「宙返り」信号）では、アームは眼鏡から分離されていました。アームは、その最も制限的な側面で水平に突出します。他の角度は、制限の少ない側面を示します。

適切な色のレンズは、腕の位置に応じて、オイルランプ、ガスランプ、または低電圧で動作する白熱ランプのいずれかで背後から照らされます（この目的のために白色LEDクラスターもテストされています）。緑色の光が必要な場合、通常は青色のレンズが使用されます。石油ランプの主に黄色を発する炎と組み合わせると、これは緑色を生成しました。結果として生じる色の外観が黄緑色でさえないことが重要でした。これは、注意を要する遠方の信号と混同される可能性があるためです。電気ランプを使用した後の信号は、緑色のレンズを使用しました。オイルから電気ランプに変換された一部の信号は、正しい色を維持するために元の青いレンズを備えた黄色がかった電球を使用していました。

セマフォ信号の信号ポストを作成するために一般的に使用された材料には、木材、格子鋼、管状鋼、コンクリートが含まれていました。イギリスの南部鉄道は、信号ポストに古い鉄道を頻繁に利用していました。

イギリスのセマフォ信号に似たドイツのセマフォホーム信号には、赤の輪郭とその端にある小さな円形ディスクを備えた1つまたは2つの白いアーム、およびアスペクトの位置を表示するカラーレンズが含まれます。夜間操作中の信号の。ドイツのセマフォ遠隔シグナルは、黒と白のアウトラインを持つ1つの黄色のディスクと、黒と白のアウトラインを持つ（オプションの）薄い黄色の矢印型ディスクで構成されます。ディスクと矢印の両方に、夜間のドライバーを支援するカラーレンズがあります。

下象限と上象限

ブリティッシュセマフォは、 下象限と上象限の形で提供されます。より低い象限信号では、アームはより制限の少ない（「オフ」として知られる）表示のために下方向に旋回します。名前が示すように、上象限信号は「オフ」のためにアームを上方に旋回させます。

1870年代、英国のすべての鉄道会社はセマフォ信号の使用を標準化しました。セマフォ信号は常にすべての下位象限タイプでした。 1920年代以降、以前のGWRラインを除き、英国では上部象限セマフォが下部象限信号にほぼ完全に取って代わりました。上象限信号の利点は、信号線が断線した場合、または信号アームが雪などで重くなった場合、重力により信号が安全な「危険」位置に落ちる傾向があることです。低い象限信号では、実際には「危険」を示しているはずの信号を「オフ」に送信して、反対のことが起こります。したがって、信号アームがピボットされるスピンドルの反対側にある彼らの眼鏡ケースは、これを防ぐために十分に重いことが要求されます。

現在の英国の慣行では、セマフォ信号は、上下両方の象限タイプで、「オフ」の表示を表示するために水平から45度の角度で傾けることが義務付けられています。

2ポジションおよび3ポジションの信号

英国の最初の鉄道セマフォ信号には、下の象限の3つの位置で動作できるアームがありました。時間間隔システムと組み合わせて使用​​すると、アームの水平方向は「危険」を意味し、45度下向きに傾斜すると「注意」を意味し、アームの垂直方向（ポスト内に隠れたアーム）は「クリア」を意味します。絶対ブロックシステムが時間間隔動作に取って代わり、垂直表示は徐々に中止されるようになりました。グレートノーザンレイルウェイは、1876年1月に事故が発生し、列車が誤った「クリア」な側面を示す信号を通過した後、信号アームがそのスロットに凍結したため、ポストから離れて取り付けられた「宙返り」信号を導入した最初の会社吹雪。

後の開発は、上象限3位置セマフォ信号でした。これらは、上部の象限で機能し、当時の標準的な2ポジションの下部の象限セマフォと区別しました。腕が45度で上向きに傾いている場合、意味は「注意」であり、垂直位置にある腕は「クリア」を意味します。したがって、3本の兆候を1本の腕で伝えることができ、同じポストに離れた腕を必要としません。英国での3ポジションセマフォ信号の早期放棄により、2ポジションの下位象限信号を2ポジションの上位象限信号に広範囲に置き換えることができました。

腕の色と形

赤は、ほとんどの背景に対してはっきりと見えるため、セマフォアームの最適な色としてすぐに選択されました。腕の視認性を高めるために、ストライプやスポットなどの対照的な色のマーキングが通常適用されます。腕の背面は通常、黒のマークが付いた白に着色されています。

背景のコントラストが特に悪い場合は避けられない場合、 視界ボード （通常は白く塗られている）を腕の後ろに置いて、適切なコントラストを提供して視認性を向上させることができます。または、信号の背後にある便利な橋台の一部を白く塗ることができます。

1872年から、遠方のシグナルアーム（下記参照）は、「フィッシュテール」ノッチが最後に切り込まれたことで区別されました。この時点では、すべての信号アームはまだ赤く塗られていました。 1920年代に、イギリスの鉄道会社は、遠方の信号機を黄色に色分けして、赤い停止信号と区別しやすくしました。離れた信号の赤いレンズは同時に黄色に変わりました。ただし、一部の国では、赤い遠い武器を使用する習慣が生き残っています。

先端が外側に伸びる3番目のタイプのアームは、信号が自動的に動作することを示すために（自動ブロックシグナリングシステムなど）、多くの場合、信号が「許容」であることを示すために使用されます（英国ではありません）最も制限的な側面を示すときに、低速で渡すことができます。

ほとんどのタイプのセマフォアームでは、アームが「オン」（最も制限的な）位置にあるときに表示される光の色は、一般にアーム自体の色に対応します（つまり、停止信号は赤、遠距離信号は黄色）。アームが「オフ」の位置にあるとき、緑色のライトが表示されます。

セマフォアームの他の形状と色は、世界中のさまざまな国で特定の目的に使用されていました。

操作

世界中で、最初のセマフォ信号は信号にあるレバーによって制御されていました。いくつかの初期信号は、制御信号ボックスの屋根から突き出ていました。その後、リモート操作は、単一のワイヤ（UK）、ワイヤのペア（Continental Europe）、またはローラーでサポートされたパイプ（US）によって信号に接続されたレバーによって行われました。レバーは、「信号ボックス」（英国およびオーストラリア）または「連動タワー」（米国）として知られる建物にまとめられました。英国では、複数の信号線がグループ化されており、駅エリアでは通常、レールレベルのすぐ上のプラットフォーム面の下に配線されていました。単一の信号線の動作により、隣接する線の一部が「ジャングル」になり、このノイズは、20世紀半ばから色信号信号が徐々に導入されるまでの鉄道旅行の特徴的な音の1つでした。

セマフォ信号は、油圧または空気圧で電気モーターで操作することもでき、制御信号ボックスからさらに離れた場所に配置できます。場合によっては、自動的に機能するようにできます。信号はフェイルセーフになるように設計されているため、電力が失われたり、リンケージが破損した場合、アームは重力によって水平位置に移動します。下象限セマフォの場合、これには、眼鏡ケースが十分に重いことが必要であり、アームが倒れるのではなく上昇することを保証します。これは、上象限信号への広範な切り替えの理由の1つです。 （セマフォ信号のポストの下にあるレバーによく見られるバランスウェイトの目的は、実際には、制御レバーが戻されたときに信号線が通常の位置に戻ることを保証することです。これらの釣り合いおもりは、下象限信号と同じように上段で一般的に使用されます。

使用法

停止信号

停止信号は、最も制限的な指示が「危険」（停止を強制する）である信号です。停止信号は、ジャンクション、ポイント（米国-「スイッチ」）、踏切、可動橋、プラットフォーム、またはブロックセクションを保護するために使用されます。

特定の信号ボックスは、実行中の各ラインで1つ以上の停止信号を制御できます。従来の機械信号エリアでは、信号ボックスが各ラインを制御する2つの停止信号を持つことが最も一般的です。列車が最初に到達したものはホームシグナルと呼ばれます。 開始 信号またはセクション信号と呼ばれる最後の停止信号は、通常、ポイントなどを過ぎて配置され、前方のブロックセクションへの進入を制御します。ホーム信号と開始信号の間の距離は通常非常に短く（通常は数百ヤード）、前のセクションに戻るまで路線をブロックすることなく、列車が前のセクションがクリアされるのを待つことができます。

ドイツのホームセマフォ信号（Haupt Formsignale）は、上腕が90度の位置（水平）にある場合は危険な側面を表示でき、上腕が45度の位置（斜め）にある場合は進行する側面を表示できます。ホーム信号には、 低速 （40km / h）で進行を表示できる追加の下腕がありますが、これらは必須ではありません。

場所によっては、複数のホーム信号が同じ回線で提供される場合があります。これらは、 アウターホームやインナーホームなどの名前、またはファーストホーム 、 セカンドホームなどで識別されます。

外側の家は、1/4マイル（440ヤード/ 400m）のニュートラルロングを保護します。これにより、駅やジャンクションが遮られたときに列車が近づくことができます。サンシャイン鉄道事故のジャンクションには、外部のホーム信号がなかったことに注意してください。

高度な開始信号は、前方のセクションが利用可能になる前に駅のプラットフォームから列車を前進させることが望ましい場所で使用される場合があります。このシナリオでは、 開始信号により、列車は駅エリアから前方のセクションへの進入を制御する高度な開始信号に向かって前進することができます。

最初の停止信号を超える信号のいずれかが「危険」である場合、次の信号が「危険」にあることを運転者に示すために、列車がほぼスタンドになるまで、前の信号も「危険」に保持されます。これは、命令または電気的インターロックによって実施できます。これには、信号へのアプローチにトラック回路を設ける必要があります。

北米では、19世紀後半にアメリカの信号方式の開発がイギリスの信号方式とは異なるため、前述の用語は使用されませんでした。用語のホーム信号は一般的な用法であるアメリカでは、それは一般的に「停止信号」、その最も制限適応症「危険」である、すなわち任意の信号の「ジェネリック」英国の定義を参照します。

遠方の信号

前方の停止信号の事前警告を提供する信号（および最も制限的な位置にあるときに停止を強制しない信号 ）は、 遠隔信号と呼ばれます。この用語は英国で始まり、英語圏で使用されています。一部の地域、特に北米では、 遠方信号と進入信号という用語が両方とも一般的に使用されています。

移動中の列車をスタンドに運ぶのに長い距離が必要であるため、ルートを使用するには、少なくとも最悪のブレーキをかけられた列車のブレーキ距離だけ、対応する停止信号へのアプローチに遠方の信号を配置する必要があります。これは、高速ルートでは特に重要です。かつては、遠くの信号を配置するときに視距離を考慮することが慣習でした。したがって、遠方の信号は、対応する停止信号までの制動距離未満に配置できます。

「注意」で遠方の信号に遭遇した列車の運転手は、停止信号が「危険」にあることを予期し、到達する前に列車をスタンドに運ぶように列車の速度を調整しなければなりません。 「クリア」位置で遠くの信号に遭遇した列車の運転手は、同じ信号ボックスで制御される該当するすべての停止信号が「クリア」位置にあることを知っています 。

これはインターロックによって実施されます。信号ボックスによって制御されるすべての関連する停止信号が「クリア」を表示しない限り、遠隔信号は「クリア」位置をとることができません。

ドイツ語のセマフォ遠隔信号（Vor Formsignale）は、ディスクが見えず矢印が下向きの場合、 予想される進行状況を表示でき、ディスクが見え、矢印が下向きの場合、 予想される停止状況を表示できます。さらに、オプションの矢印を使用して、ディスクが表示され、矢印が右斜め下に向いている場合、 速度が低下することを示します。英国の信号とは異なり、すべてのドイツの家庭の信号にはそれぞれ離れた信号があり、これらは両方とも同じレバーから操作されます。

英国では、1920年代まで、遠方の信号は赤く、夜は赤信号でした。それらの意味が異なることを考えると、ホーム信号と遠隔信号の両方が同じ色を示すことは明らかに不満足でしたが、遠隔信号の色の黄色への変化を遅らせる問題の1つは、適切な黄色のガラスがないことでした眼鏡フレーム。一部の英国の鉄道会社は、夜間の側面を明確にするためにコリニー・ウェルチ信号ランプを使用しました。これは遠くの信号に適合し、メインの赤または緑の光に加えて白いV字を示しました。運輸省は、1920年代初頭に遠くの信号機と眼鏡の色を赤から黄色に変更することを推奨しましたが、これは1920年代後半まで英国で広く採用されていませんでした。この時から、黄色の注意の側面はイギリスの鉄道標準のままでした。

オーストラリアのビクトリア朝鉄道は、孤立した遠隔信号のみを変更し、警戒位置ではホーム信号と遠隔信号の組み合わせを赤と緑で表示しました。ニューサウスウェールズ州政府鉄道は、至る所で赤い遠方信号を保持し、固定された上部の緑色の光を追加し、孤立した遠方信号が家と遠い信号を組み合わせたように赤の上に緑を表示した

19世紀には、ビクトリア朝鉄道の遠方の信号機は、信号が赤になったときに停止することを要求し、現在のように注意して進むだけではありませんでした。ただし、赤の遠方の信号で停止すると、列車は慎重にホーム信号に進むことができ、2つの信号間の障害物の手前で停止する準備ができました。したがって、その時点での遠方の信号は、後の「外側のホーム」信号に少し似ていました。その時の遠方の信号でのその練習は、1908年のサンシャイン鉄道事故の要因だったかもしれません。

停止信号と遠隔信号の組み合わせ

信号の間隔が狭い場合、停止信号と遠隔信号を同じポストに取り付けることができます。遠方の信号は常に2つのうち低い方です。 2つの信号は「スロット化」されているため、停止信号がクリアされている場合にのみ遠方の信号をクリアできます。両方の信号は夜間にライトを表示します。つまり、「危険」の表示は黄色の上に赤で表示されます。

ニューサウスウェールズ州の家では例外的に、特に外側の家の信号では、同じ信号ボックスから制御される遠隔信号が設置されます。

分路および補助信号

分岐信号と補助信号もセマフォの形で存在し、メイン信号に提供されるものよりも小さなアームとライトがあります。これらの信号は、明確な位置まで45度回転した水平ストライプのあるディスクの形をとることもあります。

列車の注文信号

北米では、最初のセマフォが列車の注文信号として採用され、「19注文」または「31注文」のいずれかを電信で受信するのを停止する必要があるかどうかをエンジニアに示しました。

列車の注文信号は、通常、駅ビルまたは信号塔にあり、信号アームを取り付けた背の高い共通ポストが反対方向を向いていました。自動ブロック信号セマフォ（米国の発明）によって補完され、1880年代に最初に空気圧で駆動され、1890年代に自動電動モーター駆動のセマフォが未来として正しく認識され、第二次世界大戦まで製造が続けられました。米国では、2アーム下象限電気ガスと3ポジション上象限電気セマフォを発明して製造しましたが、英国（ECML、ロンドンビクトリアなど、他の孤立した地域など）で実験が行われましたが、決して広く採用されることはありませんでした。

鉄道以外の用途

鉄道スタイルのセマフォ信号は、ボートや船の動きを制御するために（たとえば、旋回橋で）、道路交通を制御するためにも使用されています（たとえば、踏切で）。

使用の減少

信頼性の高い電力供給を欠いている未開発国の新しい鉄道は、機械的なポイントと信号を使用し続けています。 （例は、1970年代に建設されたタンザニアとザンビアのTAZARA鉄道です。）そうでない場合、カラー光信号、または場合によってはラインサイド信号を必要としない信号システム（RETBおよび新しいヨーロッパシステムERTMS）。

米国では、機械信号が本線からほとんどなくなっています。 2008年現在、残りの重要なインストールには次のものが含まれます。

• ケンタッキー州ルイビルからイリノイ州シカゴまでの旧モノン鉄道のルートにあるCSX Transportationラインの2つの別々のセグメント。
• ニューメキシコ州のBNSF鉄道のグロリエタ区画について（ 南西部長が使用）。

英国では、セマフォ信号は2009年の時点で全国ネットワークの2次ルートでまだ非常に一般的ですが、更新への支出の増加により近年の減少率はより速くなりました。