Принципы и системы железнодорожной сигнализации.

Сигналы для управления ж/д движением: принципы, безопасность, предотвращение столкновений. История развития и современные системы сигнализации на железной дороге.

21 мин чтения

100%

Источник: Railway signalling — Wikipedia

Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.

Содержание

Введение

Принцип сигналов, используемых для управления железнодорожным движением. Принцип железнодорожной сигнализации.

Железнодорожная сигнализация (британский английский) или сигнализация железных дорог (американский английский) – это система, используемая для управления движением поездов. Поезда движутся по фиксированным рельсам, что делает их особенно уязвимыми к столкновениям. Эта уязвимость усугубляется огромным весом и инерцией поезда, что затрудняет быструю остановку при встрече с препятствием. В Великобритании Закон о регулировании железных дорог 1889 года ввел ряд требований, касающихся, в частности, внедрения блокировки и других мер безопасности, в результате железнодорожной катастрофы в Армаге в том же году. Большинство систем управления движением поездов подразумевают передачу права на движение от лиц, ответственных за каждый участок железнодорожной сети (например, диспетчера или начальника станции), бригаде поезда. Набор правил и физическое оборудование, используемые для этого, определяют так называемый метод работы (Великобритания), метод эксплуатации (США) или безопасную эксплуатацию (Австралия). Не все эти методы требуют использования физических сигналов, а некоторые системы предназначены для однопутных железных дорог. Самые ранние вагоны тянули лошади или мулы. Некоторым ранним поездам предшествовал всадник с флагом. Для управления "машинистами" использовались ручные сигналы. Туман и плохая видимость впоследствии привели к появлению флагов и фонарей. Сигнализация вдоль пути восходит к 1832 году и использовала поднятые флаги или шары, которые можно было видеть издалека.

Работа по расписанию

Простейшая форма организации движения, по крайней мере с точки зрения оборудования, – это работа системы по расписанию. Каждый состав бригады понимает и следует фиксированному расписанию. Поезда могут следовать по каждому участку пути только в запланированное время, в течение которого они имеют право проезда ("владеют" участком) и ни один другой поезд не может использовать тот же участок. Когда поезда движутся в противоположных направлениях по однопутной железной дороге, назначаются места встреч, где каждый поезд должен ждать другого в месте обгона. Ни один поезд не имеет права трогаться с места, пока другой не прибыл. В США выставление двух зеленых флагов (или зеленых огней ночью) является сигналом о том, что за первым поездом следует другой, и ожидающий поезд должен ждать, пока не пройдёт следующий поезд. Кроме того, поезд, несущий флаги, подаёт восемь коротких гудков при приближении. Ожидающий поезд должен ответить восемью гудками, прежде чем поезд с флагами получит право на продолжение движения. Система расписания имеет несколько недостатков. Во-первых, отсутствует подтверждение того, что путь впереди свободен, есть лишь запланированное отсутствие препятствий. Система не предусматривает отказы техники и другие подобные проблемы, однако расписание составляется с учётом достаточного времени между поездами, чтобы бригада неисправного или задержанного поезда успела пройти достаточно далеко и выставить предупреждающие флаги, сигнальные ракеты и детонаторы или торпеды (терминология Великобритании и США, соответственно) для предупреждения других поездов. Вторая проблема – негибкость системы. Поезда нельзя добавлять, задерживать или переносить без предварительного уведомления. Третья проблема является следствием второй: система неэффективна. Для обеспечения некоторой гибкости расписание должно предусматривать достаточное время в пути для компенсации возможных задержек, что приводит к тому, что участок пути находится в распоряжении каждого поезда дольше, чем необходимо. Тем не менее, эта система позволяет осуществлять движение в огромных масштабах, не требуя средств связи, скорость передачи информации которыми превышает скорость поезда. Движение по расписанию было обычным режимом работы в Северной Америке на ранних этапах развития железных дорог.

The simplest form of operation, at least in terms of equipment, is to run the system according to a timetable. Every train crew understands and adheres to a fixed schedule. Trains may only run on each track section at a scheduled time, during which they have 'possession' and no other train may use the same section. When trains run in opposite directions on a single track railway, meeting points ("meets") are scheduled, at which each train must wait for the other at a passing place. Neither train is permitted to move before the other has arrived. In the US, the display of two green flags (green lights at night) is an indication that another train is following the first and the waiting train must wait for the next train to pass. In addition, the train carrying the flags gives eight blasts on the whistle as it approaches. The waiting train must return eight blasts before the flag carrying train may proceed. The timetable system has several disadvantages. First, there is no positive confirmation that the track ahead is clear, only that it is scheduled to be clear. The system does not allow for engine failures and other such problems, but the timetable is set up so that there should be sufficient time between trains for the crew of a failed or delayed train to walk far enough to set warning flags, flares, and detonators or torpedoes (UK and US terminology, respectively) to alert any other train crew. A second problem is the system's inflexibility. Trains cannot be added, delayed, or rescheduled without advance notice. A third problem is a corollary of the second: the system is inefficient. To provide flexibility, the timetable must give trains a broad allocation of time to allow for delays, so the line is not in the possession of each train for longer than is otherwise necessary. Nonetheless, this system permits operation on a vast scale, with no requirements for any kind of communication that travels faster than a train. Timetable operation was the normal mode of operation in North America in the early days of the railroad.

Расписание и порядок поездов

С появлением телеграфа в 1841 году стала возможна более совершенная система, поскольку телеграф обеспечивал возможность передачи сообщений впереди поездов. Телеграф позволял распространять любые изменения расписания, известные как приказы на движение поездов (поездные приказы). Эти приказы позволяли отменять, переносить и добавлять поезда. В Северной Америке машинисты и бригады обычно получали свои приказы на следующей станции, где они останавливались, или иногда их передавали локомотиву во время движения с помощью длинного шеста. Поездные приказы позволяли диспетчерам организовывать обгоны на боковых путях, задерживать поезд на боковом пути для пропуска поезда более высокого приоритета и поддерживать как минимум один перегон между поездами, движущимися в одном направлении. Система расписания и поездных приказов широко использовалась на американских железных дорогах до 1960-х годов, включая крупные компании, такие как Wabash Railroad и Nickel Plate Road. Управление движением поездов с использованием поездных приказов применялось в Канаде до конца 1980-х годов на Algoma Central Railway и некоторых ответвлениях Canadian Pacific Railway. Система расписания и поездных приказов не получила широкого распространения за пределами Северной Америки и была постепенно заменена радиосвязью на линиях с небольшим движением и электронными сигналами на линиях с интенсивным движением. Ниже приведена более подробная информация о североамериканских методах работы. Аналогичный метод, известный как "Telegraph and Crossing Order" (телеграфный и приказ на пересечение), использовался на некоторых оживленных однопутных линиях в Великобритании в XIX веке. Однако серия лобовых столкновений произошла из-за ошибочно выданных или неправильно понятых машинистами разрешений на движение, самым трагичным из которых было столкновение между Норвичем и Брундаллом (Норфолк) в 1874 году. В результате система была постепенно заменена системой жетонов (токенов). Это устранило опасность двусмысленных или противоречивых инструкций, поскольку система жетонов основывается на физических объектах для предоставления разрешения на движение, а не на устных или письменных указаниях; в то время как полностью предотвратить выдачу противоречивых приказов очень сложно, предотвратить выдачу противоречивых жетонов относительно просто.

With the advent of the telegraph in 1841, a more sophisticated system became possible because this provided a means whereby messages could be transmitted ahead of the trains. The telegraph allows the dissemination of any timetable changes, known as train orders. These allow the cancellation, rescheduling and addition of train services. North American practice meant that train crews generally received their orders at the next station at which they stopped, or were sometimes handed up to a locomotive 'on the run' via a long staff. Train orders allowed dispatchers to set up meets at sidings, force a train to wait in a siding for a priority train to pass, and to maintain at least one block spacing between trains going the same direction. Timetable and train order operation was commonly used on American railroads until the 1960s, including some quite large operations such as the Wabash Railroad and the Nickel Plate Road. Train order traffic control was used in Canada until the late 1980s on the Algoma Central Railway and some spurs of the Canadian Pacific Railway. Timetable and train order was not used widely outside North America, and has been phased out in favour of radio dispatch on many light traffic lines and electronic signals on high traffic lines. More details of North American operating methods is given below. A similar method, known as 'Telegraph and Crossing Order' was used on some busy single lines in the UK during the 19th century. However, a series of head on collisions resulted from authority to proceed being wrongly given or misunderstood by the train crew the worst of which was the collision between Norwich and Brundall, Norfolk, in 1874. As a result, the system was phased out in favour of token systems. This eliminated the danger of ambiguous or conflicting instructions being given because token systems rely on objects to give authority, rather than verbal or written instructions; whereas it is very difficult to completely prevent conflicting orders being given, it is relatively simple to prevent conflicting tokens being handed out.

Блоковая сигнализация

Поезда не могут столкнуться друг с другом, если им не разрешено одновременно находиться в одном и том же перегоне пути, поэтому железнодорожные пути разделены на участки, называемые блоками. В нормальных условиях в каждом блоке допускается только один поезд. Этот принцип является основой большинства систем безопасности на железной дороге. Блоки могут быть фиксированными (границы блоков установлены на постоянном расстоянии вдоль пути) или подвижными (границы блоков определяются относительно движущихся поездов).

История сигнализации блоков

На двухпутных железнодорожных линиях, позволявших поездам двигаться в одном направлении по каждому пути, необходимо было обеспечивать достаточное расстояние между поездами, чтобы избежать столкновений. В первые годы развития железных дорог люди (первоначально называемые «полицейскими», отчего в Великобритании сигнальщиков стали называть «бобом», «бобби» или «офицером», когда машинисты обращались к ним по сигнальному телефону) стояли через определенные интервалы («блоки») вдоль пути с секундомерами и использовали ручные сигналы, чтобы информировать машинистов о том, что поезд прошел этот участок больше или меньше определенного количества минут назад. Этот метод назывался «временными интервалами». Если поезд прошел недавно, следовавший за ним поезд должен был снизить скорость, чтобы увеличить интервал. Если поезд, идущий впереди, останавливался по какой-либо причине, машинисты следующего поезда не могли об этом узнать, если только остановка не была видна. В результате, в первые годы существования железных дорог аварии были обычным явлением. С изобретением электрического телеграфа, персонал станции или поста централизации мог отправлять сообщение (обычно определенное количество звонков колокола) для подтверждения прохождения поезда и освобождения конкретного блока. Это называлось «системой абсолютной блокировки». С 1830-х годов стационарные механические сигналы начали заменять ручные. Первоначально они обслуживались локально, но позже стало обычной практикой управлять всеми сигналами на конкретном блоке с помощью рычагов, сгруппированных в постах централизации. Когда поезд въезжал в блок, дежурный по станции защищал этот блок, устанавливая сигнал на «остановку». Получив сообщение «все чисто», дежурный по станции переводил сигнал в положение «разрешение». Система абсолютной блокировки постепенно внедрялась в 1850-х и 1860-х годах и стала обязательной в Соединенном Королевстве после принятия парламентом закона в 1889 году, последовавшего за рядом аварий, наиболее заметной из которых была катастрофа на железной дороге в Армаге. Этот закон требовал установки блок-сигнализации на всех пассажирских железных дорогах, а также системы блокировки, которые и составляют основу современной практики сигнализации. Аналогичный закон был принят в Соединенных Штатах примерно в то же время. Не все блоки контролируются стационарными сигналами. На некоторых однопутных железных дорогах в Великобритании, особенно на малозагруженных участках, часто используются системы жетонов, где машинист физически владеет уникальным жетоном, дающим право занимать участок пути, как правило, в дополнение к стационарным сигналам.

On double tracked railway lines, which enabled trains to travel in one direction on each track, it was necessary to space trains far enough apart to ensure that they could not collide. In the very early days of railways, men (originally called 'policemen', which is the origin of UK signalmen being referred to as "bob", "bobby" or "officer", when train crew are speaking to them via a signal telephone) were employed to stand at intervals ("blocks") along the line with a stopwatch and use hand signals to inform train drivers that a train had passed more or less than a certain number of minutes previously. This was called "time interval working". If a train had passed very recently, the following train was expected to slow down to allow more space to develop. The watchmen had no way of knowing whether a train had cleared the line ahead, so if a preceding train stopped for any reason, the crew of a following train would have no way of knowing unless it was clearly visible. As a result, accidents were common in the early days of railways. With the invention of the electrical telegraph, it became possible for staff at a station or signal box to send a message (usually a specific number of rings on a bell) to confirm that a train had passed and that a specific block was clear. This was called the "absolute block system". Fixed mechanical signals began to replace hand signals from the 1830s. These were originally worked locally, but it later became normal practice to operate all the signals on a particular block with levers grouped together in a signal box. When a train passed into a block, a signalman would protect that block by setting its signal to 'danger'. When an 'all clear' message was received, the signalman would move the signal into the 'clear' position. The absolute block system came into use gradually during the 1850s and 1860s and became mandatory in the United Kingdom after Parliament passed legislation in 1889 following a number of accidents, most notably the Armagh rail disaster. This required block signalling for all passenger railways, together with interlocking, both of which form the basis of modern signalling practice today. Similar legislation was passed by the United States around the same time. Not all blocks are controlled using fixed signals. On some single track railways in the UK, particularly those with low usage, it is common to use token systems that rely on the train driver's physical possession of a unique token as authority to occupy the line, normally in addition to fixed signals.

Вход и выход из блока с ручным управлением

Прежде чем разрешить поезду въехать в блок, дежурный по станции должен убедиться, что он свободен. Когда поезд покидает блок, дежурный по станции должен сообщить об этом дежурному по станции, контролирующему вход в этот блок. Даже если дежурный по станции получает информацию о том, что предыдущий поезд покинул блок, ему обычно требуется получить разрешение от следующего поста управления для пропуска следующего поезда. Когда поезд прибывает в конец блок-участка, прежде чем дежурный по станции отправит сообщение о прибытии поезда, он должен видеть хвостовой светоотражатель на последнем вагоне. Это гарантирует, что ни одна часть поезда не отцепилась и не осталась на участке. Хвостовой светоотражатель может быть цветным диском (обычно красным) в светлое время суток или цветной масляной или электрической лампой (также обычно красного цвета). Если поезд въезжает в следующий блок до того, как дежурный по станции увидит отсутствие диска или лампы, он просит следующий пост управления остановить поезд и провести проверку.

Разрешительные и абсолютные блоки

При системе допускающих блоков поездам разрешается проследовать мимо сигналов, указывающих на занятость пути впереди, но только с такой скоростью, чтобы они могли безопасно остановиться при появлении препятствия. Это позволяет повысить эффективность в определенных ситуациях и в основном используется в США. В большинстве стран это ограничено только грузовыми поездами и может быть ограничено в зависимости от видимости. Допускающая блокировка также может применяться в аварийных ситуациях, например, когда машинист не может связаться с диспетчером после длительной остановки на запрещающем сигнале, но это допускается только если сигнал не защищает от встречных движений, а также когда диспетчер не может связаться со следующим постом, чтобы убедиться, что предыдущий поезд прошел, например, из-за обрыва телеграфной связи. В таких случаях поезда должны двигаться с очень низкой скоростью (обычно не более 5 км/ч), чтобы иметь возможность остановиться перед любым препятствием. В большинстве случаев это запрещено при плохой видимости (например, при тумане или снегопаде). Даже при абсолютной блочной системе несколько поездов могут одновременно находиться в одном блоке с разрешения. Это может потребоваться для разделения или сцепления поездов, или для эвакуации неисправных поездов. Предоставляя разрешение, диспетчер также убеждается, что машинист точно знает, что его ожидает на пути. Машинист должен управлять поездом безопасно, учитывая эту информацию. Обычно сигнал остается запрещающим, и машинисту дается устное разрешение, как правило, с помощью жёлтого флага, на проследование запрещающего сигнала, при этом объясняется наличие поезда впереди. В местах, где поезда регулярно въезжают в занятые блоки, например, на станциях при сцепке, для этих маневров предусмотрен вспомогательный сигнал, иногда называемый "сигналом вызова", в противном случае они выполняются по распоряжению о движении поезда.

Автоматическая блокировка

Изобретение систем обнаружения поездов, таких как рельсовые цепи, позволило заменить ручные системы блокировки, такие как интервальная блокировка, на автоматическую блок-сигнализацию. При автоматической блок-сигнализации сигналы показывают, разрешено ли поезду въехать в блок, основываясь на автоматическом обнаружении поезда, которое указывает, свободен ли данный блок. Сигналы также могут управляться диспетчером, чтобы выдавать разрешающий сигнал только в том случае, если диспетчер установил сигнал соответствующим образом и блок свободен.

Перемещающийся блок

В системе движущегося блока компьютеры рассчитывают безопасную зону вокруг каждого движущегося поезда, в которую запрещено въезжать другим поездам. Система опирается на точное знание местоположения, скорости и направления каждого поезда, определяемое комбинацией датчиков, таких как радиочастотная идентификация вдоль пути, ультраширокополосная связь, радар, инерциальные измерительные блоки, акселерометры и бортовые спидометры (системы GNSS использовать нельзя, так как они не работают в туннелях). В системах с движущимся блоком инструкции передаются непосредственно поезду, а не используются путевые сигналы. Это позволяет увеличить пропускную способность пути, обеспечивая возможность движения поездов с меньшим интервалом при сохранении необходимых уровней безопасности.

Централизованный контроль движения

Централизованная диспетчерская централизация (ЦДЦ) — это форма железнодорожной сигнализации, возникшая в Северной Америке. ЦДЦ объединяет решения о маршрутизации поездов, которые ранее принимались местными работниками сигнализации или непосредственно машинистами и помощниками машиниста. Система состоит из централизованного диспетчерского пункта, который управляет стрелочными переводами и движением поездов на участках железнодорожной сети, отнесённых к зоне ЦДЦ.

Обнаружение поезда

Обнаружение поездов относится к определению наличия или отсутствия поездов на заданном перегоне.

Счетчики осей

В качестве альтернативного метода определения занятости блока используются устройства, расположенные в начале и конце блока, которые подсчитывают количество осей, въезжающих и выезжающих из участка блока. Если количество осей, выезжающих из участка блока, равно количеству осей, въехавших в него, блок считается свободным. Счетчики осей выполняют аналогичные функции, что и рельсовые цепи, но также обладают некоторыми другими характеристиками. Во влажной среде участок, оборудованный счетчиками осей, может быть значительно длиннее участка, оборудованного рельсовыми цепями. Низкое сопротивление балласта очень длинных рельсовых цепей снижает их чувствительность. Рельсовые цепи могут автоматически обнаруживать некоторые типы дефектов пути, такие как обрыв рельса. В случае восстановления электропитания после его отключения, участок, оборудованный счетчиками осей, остается в неопределенном состоянии до тех пор, пока через пораженный участок не пройдет поезд. Участок, оборудованный рельсовыми цепями, немедленно обнаруживает присутствие поезда на участке.

Фиксированные сигналы

На большинстве железных дорог вдоль путей устанавливаются светофоры, чтобы информировать машинистов о занятости пути впереди и обеспечивать достаточное расстояние между поездами для их безопасной остановки.

Механические сигналы

Старые формы сигналов демонстрировали свои различные положения по физическому расположению. Самые ранние типы состояли из доски, которую либо поворачивали лицевой стороной к водителю, делая её полностью видимой, либо вращали так, чтобы она была практически невидимой. Хотя этот тип сигнала всё ещё используется в некоторых странах (например, во Франции и Германии), наиболее распространённой формой механического сигнала во всём мире является семафорный сигнал. Он состоит из поворотного рычага или пластины, которые могут наклоняться под разными углами. Горизонтальное положение рычага – наиболее ограничивающий сигнал (обозначающий "опасность", "внимание", "остановиться и следовать" или "остановиться и оставаться", в зависимости от типа сигнала). Чтобы обеспечить движение поездов ночью, к каждому сигналу обычно добавляют один или несколько фонарей. Как правило, это постоянно горящая масляная лампа с подвижными цветными стёклами, изменяющими цвет света. Таким образом, машинисту приходилось запоминать один набор сигналов для дневного и другой – для ночного времени. Хотя обычно зелёный свет ассоциируется с безопасностью, исторически это было не так. В первые дни железнодорожной сигнализации первые цветные огни (использовавшиеся вместе с вышеописанными поворотными сигналами) показывали белый свет для "путь свободен" и красный – для "опасность". Зелёный цвет изначально использовался для обозначения "внимание", но перестал применяться после отмены системы интервалов. Позже зелёный свет заменил белый для обозначения "путь свободен", чтобы избежать путаницы: сломанная красная линза могла быть ошибочно принята машинистом за сигнал "путь свободен". Только после того, как учёные компании Corning Glassworks разработали оттенок жёлтого, не содержащий примесей зелёного или красного, жёлтый цвет стал общепринятым сигналом "внимание". Механические сигналы обычно дистанционно управляются с помощью тросов, соединённых с рычагом в диспетчерской, но для сигналов, расположенных слишком далеко для ручного управления, обычно используется электрический или гидравлический привод.

Маршрутная сигнализация и скоростная сигнализация

Маршрутная и скоростная сигнализация – два различных способа информирования поездов о переездах и стрелочных переводах. При маршрутной сигнализации машинисту сообщается, по какому маршруту поезд будет следовать после каждого сигнала (если только возможен единственный маршрут). Это достигается с помощью указателя маршрута, установленного на сигнале. Машинист использует свои знания о маршруте, подкрепленные знаками ограничения скорости, установленными вдоль пути, чтобы управлять поездом с правильной скоростью для выбранного маршрута. Недостатком этого метода является то, что машинист может быть незнаком с требуемой скоростью на переезде, на который его перенаправили из-за нештатной ситуации. Несколько аварий произошли именно по этой причине. Поэтому в Великобритании, где все линии оборудованы маршрутной сигнализацией, машинистам разрешается управлять поездами только по маршрутам, на которых они прошли обучение, и они должны регулярно проезжать по менее используемым запасным маршрутам, чтобы поддерживать актуальность своих знаний о маршруте. Многие системы маршрутной сигнализации используют предпутевой контроль (см. ниже) для информирования машиниста о предстоящем изменении маршрута. При скоростной сигнализации сигнальный показатель информирует машиниста о скорости, с которой он может проехать переезд, но не обязательно о маршруте поезда. Скоростная сигнализация требует гораздо большего разнообразия сигнальных показателей, чем маршрутная, но меньше зависит от знаний маршрута машинистом, хотя необходимость изучения маршрута полностью не отменяется, поскольку скоростная сигнализация обычно не информирует машинистов об изменениях ограничений скорости за пределами переездов. Обычно в дополнение к сигналам скорости используются знаки ограничения скорости, и машинист следует тому, который показывает меньшую скорость. Многие системы сочетают элементы обеих систем, чтобы предоставить машинистам максимально полную информацию. Это может означать, что системы скоростной сигнализации могут использовать указания маршрута в сочетании с показателями скорости для более точного информирования машинистов об их маршруте; например, указания маршрута могут использоваться на крупных станциях для указания прибывающим поездам, на какую платформу им следует прибыть. Аналогично, некоторые системы маршрутной сигнализации используют табло для отображения скорости приближения, чтобы машинисты знали, с какой скоростью они должны двигаться.

Route signalling and speed signalling are two different ways of notifying trains about junctions. Under route signalling, a driver is informed which route the train will take beyond each signal (unless only one route is possible). This is achieved by a route indicator attached to the signal. The driver uses their route knowledge, reinforced by speed restriction signs fixed at the lineside, to drive the train at the correct speed for the route to be taken. This method has the disadvantage that the driver may be unfamiliar with the required speed over a junction onto which they have been diverted due to some emergency condition. Several accidents have been caused by this alone. For this reason, in the UK, where all lines are route signalled, drivers are only allowed to drive on routes that they have been trained on and must regularly travel over the lesser used diversionary routes to keep their route knowledge up to date. Many route signalling systems use approach control (see below) to inform a driver of an upcoming change of route. Under speed signalling, the signal aspect informs the driver at what speed they may proceed over a junction, but not necessarily the route the train will take. Speed signalling requires a far greater range of signal aspects than route signalling, but less dependence is placed on drivers' route knowledge, although the need for drivers to learn the route is not eliminated as speed signalling does not usually inform drivers of speed limit changes outside junctions. Usually speed limit signs are used in addition to speed signals, with the driver following whichever shows the lower speed. Many systems have come to use elements of both systems to give drivers as much information as possible. This can mean that speed signalling systems may use route indications in conjunction with speed aspects to better inform drivers of their route; for example, route indications may be used at major stations to indicate to arriving trains to which platform they are routed. Likewise, some route signalling systems indicate approach speed using theatre displays so that drivers know what speed they must travel.

Выпуск подхода

Когда поезд направляется на ответвление, которое необходимо пройти со скоростью, значительно меньшей, чем скорость на главном пути, машинист должен быть заблаговременно предупрежден. В системах маршрутной сигнализации отсутствуют сигналы, необходимые для контроля скорости, поэтому часто используется система, известная как "отпуск подхода". Она заключается в удержании сигнала стрелочного перевода в запрещающем показании (обычно "стоп"), чтобы сигналы на подходе показывали правильную последовательность предупреждающих показаний. Машинист тормозит в соответствии с предупреждающим показанием, не обязательно осознавая, что ответвление фактически установлено. По мере приближения поезда к сигналу стрелочного перевода его показание может измениться на любое, разрешенное текущей занятостью пути впереди. Если скорость прохождения ответвления равна или почти равна скорости на главном пути, "отпуск подхода" не требуется. В системах скоростной сигнализации сигналы, приближающиеся к ответвлению, отображают показания, соответствующие для контроля скорости поезда, поэтому "отпуск подхода" не нужен. Также в Великобритании используется система мигающих желтых сигналов, позволяющая поездам приближаться к ответвлению на более высокой скорости. Это информирует машиниста о том, что путь впереди ведет на ответвление. С появлением более быстрых современных поездов и сложных перестроений потребовалась более совершенная система информирования машинистов, и поэтому в начале 1980-х годов была разработана следующая система. Система была усовершенствована на протяжении многих лет, сейчас она используется на международном уровне, а также в системах сигнализации с тремя аспектами и более низкой скоростью, где одиночный мигающий желтый сигнал является первым указанием для машиниста. В системе с четырьмя аспектами, если путь через перестроение свободен, сигнал стрелочного перевода отображает один постоянный желтый сигнал вместе с освещенным индикатором перестроения, показывающим выбранное направление. Сигнал, предшествующий сигналу стрелочного перевода, теперь отображает один мигающий желтый сигнал, а сигнал перед ним – два мигающих желтых сигнала. Знание маршрута позволяет машинисту определить допустимую скорость прохождения ответвления, и он начинает снижать скорость поезда при виде двух мигающих желтых сигналов. Мигающие сигналы сообщают машинисту, что путь через перестроение установлен и свободен, но что за ним первый сигнал на ответвлении красный, поэтому он должен быть готов к остановке. По мере приближения поезда к сигналу стрелочного перевода его показание может измениться на менее ограничительное (один желтый, два желтых или зеленый) в зависимости от того, насколько далеко впереди путь свободен.

When the train is routed towards a diverging route that must be taken at a speed significantly less than the mainline speed, the driver must be given adequate prior warning. Under route signalling, the aspects necessary to control speed do not exist, so a system known as approach release is often employed. This involves holding the junction signal at a restrictive aspect (typically stop) so that the signals on the approach show the correct sequence of caution aspects. The driver brakes in accordance with the caution aspect, without necessarily being aware that the diverging route has in fact been set. As the train approaches the junction signal, its aspect may clear to whatever aspect the current track occupancy ahead permits. Where the turnout speed is the same, or nearly the same, as the mainline speed, approach release is unnecessary. Under speed signalling, the signals approaching the divergence display aspects appropriate to control the trains speed, so no approach release is required. There is also a system of flashing yellows used in the UK that allows trains to approach a diverging route at higher speed. This informs the driver that the route ahead is set onto a diverging line. With the advent of faster modern day trains and junctions a better system for advising drivers was required and so the following system was developed way back in the early 1980s. The system has been refined over the years, now being used internationally and it is also used on lower speed 3 aspect signalling systems where the single flashing yellow is the driver's first indication. On the 4 aspect system, if the route through the junction is clear the junction signal will display a single steady yellow aspect together with an illuminated junction indicator showing the selected route. The signal prior to the junction signal will now show a single flashing yellow aspect and the signal prior to that one will display two flashing yellow aspects. The driver's route knowledge tells them permissible speed across the diverging junction, and they will begin to slow the train upon seeing the two flashing yellows. The flashing signals tell the driver that the route through the junction is set and is clear, but that beyond that the first signal on the diverging route is red so they must be prepared to stop there. As the train approaches the junction signal, the signal may step up to a less restrictive aspect (single yellow, two yellows or green) depending on how far ahead the line is clear.

Скоростной подход

Некоторые системы в мире используют механические системы контроля скорости в сочетании с сигнализацией для обеспечения ограничения скорости поезда до определенного значения, чтобы гарантировать, что поезд сможет остановиться перед препятствием. Эти системы чаще всего используют механические устройства автоматической остановки поезда (небольшой рычаг, поднимающийся с рельсов и приводящий в действие тормоза поезда при наезде) для принудительной остановки поезда, движущегося с превышением скорости. Обычно, когда поезд достигает определенной точки на пути, активируется таймер. По истечении времени таймера рычаг опускается, позволяя поезду продолжить движение без препятствий. Время выдерживается таким образом, чтобы при движении поезда с заданной или меньшей скоростью он мог продолжать движение без проблем, но при превышении скорости устройство автоматической остановки приведёт поезд к остановке. Эта система позволяет обеспечивать движение поезда с определенной скоростью, что даёт проектировщикам уверенность в достаточности более коротких интервалов между сигналами, и, следовательно, применение этой системы может значительно повысить пропускную способность железнодорожной линии. Система чаще всего используется при приближении к тупиковым съездам, чтобы предотвратить столкновение поездов с упорами, как это случалось, например, на станции Мургейт. Она также используется на линиях с интенсивным движением для повышения пропускной способности, например, на City Circle Railway в Сиднее, где она применялась на западном участке с 1932 года, позволяя пропускать до 42 поездов в час в каждом направлении. Каждая станция была оборудована несколькими устройствами автоматической остановки вдоль платформы, которые последовательно опускались, чтобы гарантировать, что прибывающий поезд не столкнется с отходящим поездом, находящимся менее чем в 100 метрах впереди. В начале 1990-х годов система была модифицирована таким образом, что прибывающий поезд не мог въехать на платформу, пока предыдущий поезд не покинет её, однако устройства автоматической остановки продолжают использоваться для компенсации интервала между сигналами, обычно необходимого для обеспечения безопасности. Эти системы часто используются в сочетании с прогрессивной скоростной сигнализацией (см. ниже).

Some systems in the world use mechanical speed control systems in conjunction with signalling to ensure the speed of a train is limited to a specific value, in order to ensure the train is travelling at a speed in which it is able to stop before an obstruction. These systems most often use mechanical train stop devices (a small arm coming up from the rails that will apply the brakes of a train when run over) to "trip" the brakes of a train that is travelling too fast. Normally, once a train reaches a certain point on the tracks, it sets off a timer, when the timer runs out the train stop arm will lower, allowing a train to go past uninterrupted. The timing is designed so that if the train is travelling at the intended speed (or slower) then the train will be able to continue without issue, but if the train is travelling too fast, then the Train Stop will trip the train and bring it to a halt. This system can be used to ensure a train is travelling at a certain speed, which allows designers to be confident that shorter signal overlaps will be sufficient, and thus employment of this system can help to greatly improve capacity of a railway line. The system is most often used on approach to dead end junctions to stop trains from crashing into the buffers at the end, as has happened in places such as Moorgate. It is also used on high traffic lines to allow for higher capacity, such as the City Circle Railway in Sydney, where it was used on the western half from 1932 to allow 42 trains per hour to traverse the line in each direction, each station would have multiple train stops along the length of the platforms that would progressively lower to ensure an arriving train would not crash into the departing train, less than 100 meters ahead. This system was modified in the early 1990s, so that an arriving train would not be able to enter the platform until the previous train had departed, however the trips continue to be used to overcome the signal overlap normally required. These systems are often used in conjunction with progressive speed signalling (see below).

Прогрессивная сигнализация скорости

Прогрессивная сигнализация скорости – это системы, которые устанавливают ограничения скорости для предупредительных сигналов. В системах, не оснащенных прогрессивной сигнализацией скорости, предупредительные сигналы о приближающемся красном сигнале не требуют от машиниста каких-либо действий; решение о начале замедления для подготовки к остановке принимается им самостоятельно. При использовании прогрессивной сигнализации скорости каждый предупредительный сигнал перед красным сигналом предписывает машинисту последовательно снижающуюся скорость. Ее не следует путать с сигнализацией скорости, применяемой на переездах; прогрессивная сигнализация скорости может использоваться совместно с маршрутной сигнализацией.

Системы безопасности

Если машинист не реагирует на показание сигнала, это может привести к катастрофическим последствиям. В результате были разработаны различные дополнительные системы безопасности. Любая такая система требует установки некоторого оборудования как на поезде, так и вдоль пути. Некоторые системы вмешиваются только в случае проезда сигнала запрещающего (SPAD). Другие включают звуковые и/или визуальные индикаторы в кабине машиниста, дополняющие сигналы вдоль пути. Автоматическое торможение происходит, если машинист не подтверждает получение предупреждения. Самые передовые системы управления поездом не требуют присутствия машиниста, полностью полагаясь на компьютеры для управления системой, как, например, Skytrain в Ванкувере, Канада, и система метро в Дохе, Катар. Системы безопасности в кабине особенно полезны в условиях тумана, когда плохая видимость в противном случае потребовала бы введения ограничительных мер. Системы безопасности также важны в городских рельсовых системах, где невозможно видеть за поворотами в тоннелях метро и подземки. Бортовые и путевые компьютеры могут отслеживать движение поездов на крутых поворотах с более высокой скоростью, обеспечивая безопасность.

Сигнализация кабины

Сигнализация в кабину – это подсистема, передающая информацию о сигналах в кабину поезда, включая положение управления, скорость и сигналы об отказах. Устройства сигнализации в кабину являются важными подсистемами, учитывающими факторы, связанные с человеком, в современных системах сигнализации поездов. Если в поезде есть активная кабина, то определяется его ориентация, то есть сторона с активной кабиной считается передней частью поезда. В современных системах система защиты поезда интегрирована с системой сигнализации в кабину и автоматически применяет тормоза, останавливая поезд, если машинист не поддерживает скорость в соответствии с требованиями безопасности системы. Системы сигнализации в кабину используют тахометры, акселерометры, ультраширокополосные устройства, инерциальные измерительные блоки, рельсовые цепи, транспондеры для связи с кабиной и системы управления поездом на основе связи.

Сцепление

В первые дни существования железных дорог сигнальщики отвечали за то, чтобы стрелочные переводы (US: switches) были установлены правильно, прежде чем разрешить поезду движение. Однако ошибки приводили к авариям, иногда с летальным исходом. Для повышения безопасности была внедрена концепция механической взаимосвязи стрелочных переводов, сигналов и других устройств. Это не позволяет сигнальщику выполнять операции с устройствами в небезопасной последовательности механическим путем, например, давать разрешающий сигнал, когда один или несколько стрелочных переводов не установлены правильно для данного маршрута. Свод правил, широко известный как "Книга правил" среди железнодорожников, контролируется Советом по безопасности и стандартам на железнодорожном транспорте (RSSB), который является независимым от Network Rail и любых других компаний, осуществляющих пассажирские или грузовые перевозки. Большинство исторических железных дорог работают в соответствии с упрощенной версией правил Британских железных дорог.

Финляндия

Система сигнализации, используемая в железнодорожной сети Финляндии, включает в себя цветные световые сигналы и стационарные знаки. Она используется совместно с EBICAB 900 – автоматической системой контроля движения поездов, более известной как JKV.

Италия

В Италии железнодорожная сигнализация описана в специальном документе, называемом Regolamento Segnali (Положение о сигналах).

Индия

Индийские правила эксплуатации, именуемые "Общими правилами", едины для всех зональных железных дорог Индийских железных дорог и могут быть изменены только Советом железных дорог. Зональные железные дороги дополняют "Общие правила" вспомогательными правилами, не противоречащими им. Внесение изменений производится периодически посредством выпусков корректировочных листов.

Япония

Японская сигнализация изначально была основана на британской практике железнодорожной сигнализации, и японская железнодорожная сигнализация продолжает базироваться на британской системе маршрутной сигнализации для перегонов и станций. Однако, по мере развития сигнализации для соответствия требованиям системы, за пределами перегонов и станций используется сигнализация прогрессивной скорости.

Гонконг

Сигнализация железных дорог Гонконга берет свое начало из британских принципов железнодорожной сигнализации и продолжает развиваться на их основе, определяя правила и процедуры в операционной организации MTR.