Las señales ferroviarias de América del Norte generalmente caen en la categoría de unidades de múltiples cabezales iluminadas eléctricamente que muestran señalización de ruta débil o basada en la velocidad . [ cita necesaria ] Las señales pueden ser del tipo reflector , luz de color , luz de posición o luz de posición de color , cada una de las cuales muestra una variedad de aspectos que informan al operador de la locomotora sobre las condiciones de la vía para que pueda mantener su tren bajo control y poder detenerse. salvo cualquier obstrucción o condición peligrosa.
No existe un estándar o sistema nacional para la señalización ferroviaria en América del Norte. Las corporaciones ferroviarias individuales son libres de diseñar sus propios sistemas de señalización siempre que cumplan con algunos requisitos básicos de seguridad regulados. Debido a la ola de fusiones que se han producido desde la década de 1960, no es raro ver que un solo ferrocarril opere muchos tipos diferentes de señalización heredados de ferrocarriles predecesores. Esta variedad puede variar desde simples diferencias de hardware hasta reglas y aspectos completamente diferentes. Si bien recientemente ha habido cierta estandarización dentro de los ferrocarriles en términos de hardware y reglas, la diversidad sigue siendo la norma.
Este artículo explicará algunos de los aspectos que normalmente se encuentran en la señalización ferroviaria de América del Norte. Para obtener una visión más técnica de cómo funcionan realmente las señales, consulte Señalización ferroviaria de América del Norte .
Hay dos tipos principales de sistemas de señalización que se encuentran en América del Norte: señalización de velocidad y señalización de ruta débil . [ cita necesaria ] La señalización de velocidad transmite información sobre la velocidad a la que se permite que el tren avance en el siguiente segmento de la vía; La señalización de ruta débil transmite información relacionada con la ruta que tomará un tren a través de un cruce, y corresponde al ingeniero controlar la velocidad del tren en consecuencia. La señalización de ruta débil se aplica con el término débil porque algunos aspectos de la señal de velocidad pueden usarse en el sistema y también porque normalmente no se transmite información exacta de la ruta, solo el hecho de una ruta recta o divergente, cada una de las cuales tiene un rango predecible de velocidades conocidas.
Normalmente, los ferrocarriles del este de los Estados Unidos utilizaban señales de velocidad, mientras que los ferrocarriles del oeste utilizaban señales de ruta, con cierta combinación de sistemas en el Medio Oeste y el Sur. Esto se debió a la menor densidad de trenes en el oeste combinada con diseños de vías generalmente más simples. Con el tiempo, los ferrocarriles de señalización de rutas han incorporado segmentos de señalización de velocidad mediante fusiones y también han adoptado aspectos más basados en la velocidad en sus sistemas. De los cinco ferrocarriles principales de Clase 1 en los Estados Unidos , CSX usa señalización de velocidad, Union Pacific y BNSF usan señalización de ruta mejorada de velocidad (o lo que ahora es efectivamente señalización de velocidad con algunos elementos de ruta), y Norfolk Southern usa una combinación de velocidad y señalización de ruta basada en el propietario original de la línea. Los ferrocarriles de cercanías y Amtrak utilizan señales de velocidad cuando poseen o mantienen las vías por las que circulan. Todos los ferrocarriles canadienses utilizan un sólido sistema de señalización de velocidad en Canadá, pero tienen algunos segmentos de señalización de ruta en líneas que han adquirido en los Estados Unidos.
Las señales norteamericanas suelen ser de tres tipos.
Otros tipos de señales incluyen señales de orden de tren , señales de bloqueo manual o señales que controlan dispositivos de seguridad especiales, como vallas deslizantes , apartaderos no bloqueados , cruces de carreteras, etc. Son mucho menos comunes que los tres tipos estándar.
Las señales norteamericanas generalmente siguen un diseño común. Una señal alta consta de uno a tres cabezales montados aproximadamente en una pila vertical, cada cabezal capaz de mostrar de uno a cuatro aspectos diferentes. Las señales automáticas se identifican con una matrícula, mientras que las señales absolutas no. El aspecto de la señal se basa en una combinación de los aspectos que muestra cada cabeza individual. Cuando una señal tiene varios cabezales, los aspectos se leen de arriba a abajo y se describen como " X sobre Y sobre Z ".
Las señales enanas son señales más pequeñas que se utilizan en áreas de baja velocidad o de espacio restringido. La mayoría de los sistemas de aspectos de señalización tienen un conjunto paralelo de aspectos para usar con señales enanas que difieren de los aspectos utilizados en señales altas. Las señales enanas pueden tener múltiples cabezas al igual que una señal alta, pero a veces las señales enanas utilizan las llamadas "cabezas virtuales" para ahorrar espacio y costos. Aquí es donde una señal enana muestra múltiples lámparas en lo que normalmente sería un solo cabezal de señal, creando el efecto de múltiples cabezales de señal. Por ejemplo, una pila de lámparas enanas en el orden amarillo, rojo, verde puede mostrar amarillo, rojo y verde, así como amarillo sobre verde y rojo sobre verde.
Detrás del cabezal de señal se coloca un respaldo u objetivo oscuro , lo que ayuda a mejorar la visibilidad de la señal en condiciones de iluminación ambiental brillante. Los diseños de los objetivos varían, pero suelen ser redondos u ovalados, según la disposición de las luces de señalización. Para cada tipo de señal suele haber una serie de dimensiones objetivo que puede elegir cada empresa ferroviaria. Como las señales enanas no están diseñadas para ser vistas desde largas distancias, generalmente no están equipadas con objetivos.
Las señales se montan más comúnmente en mástiles junto a la vía de aproximadamente 12 a 15 pies (3,7 a 4,6 m) de altura para colocarlas a la vista del ingeniero. Las señales también se pueden montar en puentes de señales o mástiles voladizos que abarquen varias vías. Los puentes y mástiles de señales suelen proporcionar al menos 6,1 m (20 pies) de espacio libre sobre la parte superior del riel. Los mástiles con ménsula están dispuestos con múltiples señales montadas sobre los mismos mástiles que rigen dos vías adyacentes. Los mástiles de soporte tienden a ser el tipo de señal más alto para permitir que la tripulación del tren vea la señal sobre un tren en la vía intermedia. Las señales en territorio electrificado pueden montarse en la estructura de catenaria , y las señales en líneas bidireccionales pueden montarse espalda con espalda en el mismo dispositivo de montaje.
Antes de 1985, la regulación exigía que las señales se montaran encima y a la derecha de la pista que gobernaban. Este montaje fue diseñado para permitir al ingeniero ver la señal cuando conduce una locomotora de vapor o diésel con un capó largo que restringe la vista hacia la izquierda. En la mayoría de las situaciones, especialmente cuando se implementó la circulación bidireccional, las señales debían montarse sobre la vía o en mástiles de soporte para permitir esta ubicación en el lado derecho. A medida que el diseño de la locomotora cambió para permitir una buena visibilidad en ambos lados de la vía, se cambiaron las regulaciones que permitieron a los ferrocarriles cambiar a señales de tipo mástil bidireccionales, utilizando puentes de señales solo en situaciones especiales que involucran múltiples vías o vistas restringidas.
Las señales enanas suelen montarse en el suelo en áreas de movimientos a baja velocidad o espacios libres restringidos. A veces, las señales enanas se pueden montar más arriba en un mástil pequeño u otra estructura para mejorar la visibilidad. Estos pueden conocerse como "enanas altas" o "señales de palo", pero un montaje alto no cambia las aplicaciones de menor velocidad de la señal enana.
Las lámparas de señales eléctricas suelen ser lámparas incandescentes de baja potencia (35 vatios) que funcionan con corriente continua de bajo voltaje o, más recientemente, matrices de LED de alto rendimiento. Las señales incandescentes utilizan una combinación de lentes dobles para enfocar direccionalmente su pequeña potencia en un largo rango (3500 pies o 1100 m durante el día). Las nuevas señales LED pueden usar una matriz desenfocada o actuar como un reemplazo directo detrás de una lente tradicional. Las lentes de señal estadounidenses tienen un diámetro estándar de 8+3 ⁄ 8 pulgadas (210 mm). Las señales norteamericanas utilizan un conjunto estándar de colores, definido en octubre de 1905, y que se volvió común para otros modos de transporte, como se muestra en la página 384 del Diccionario de señales Simmons-Boardman de 1911.
Los cabezales de señal individuales se pueden configurar para que parpadeen en un color para crear un aspecto de señal diferente. Las señales en los Estados Unidos normalmente parpadean sólo una cabeza a la vez, mientras que las señales en Canadá pueden parpadear dos cabezas a la vez; Las luces intermitentes son generalmente menos restrictivas que las luces fijas. [ cita necesaria ]
Algunos sistemas de tránsito rápido utilizan sólo dos colores de luces de señalización (blanco lunar para avanzar y rojo para detenerse por completo); los ejemplos incluyen el Metro de Baltimore SubwayLink , el Metro de Washington y el PATCO Speedline .
Las reglas y aspectos de la señal utilizan varias velocidades predefinidas. Estas velocidades también se utilizan en la señalización tipo Ruta Débil.
Los aspectos de la señal están diseñados para incorporar cierto grado de tolerancia a fallas . Los aspectos a menudo se diseñan de modo que una lámpara defectuosa u oscurecida haga que el aspecto resultante sea más restrictivo que el previsto. Las reglas de operación ( GCOR , NORAC o CROR ) requieren que los cabezales de señales oscuros u oscurecidos sean tratados como si mostraran su aspecto más restrictivo (es decir, parada), pero el diseño de aspecto tolerante a fallas puede ayudar al ingeniero a tomar un curso de acción más seguro antes de que falle un la señal se hace evidente. Si bien no todos los aspectos son tolerantes a fallas, la lámpara verde en el cabezal superior solo se usa con el aspecto de señal menos restrictivo, "Claro", por lo que no hay ningún caso en el que una falla pueda mostrar accidentalmente un aspecto claro.
Cuando un aspecto de señal incorpora una lámpara intermitente, la lámpara intermitente siempre se aplica a señales menos restrictivas. Esto es para evitar que un relé intermitente atascado actualice accidentalmente la señal.
Alguna lógica de señalización incorpora "bombilla apagada" (fallo de lámpara) u otra detección de falla, para intentar mostrar el aspecto más restrictivo en caso de una falla. Sin embargo, esta característica no es obligatoria ni adoptada universalmente.
Las señales de semáforo se desarrollaron por primera vez en Inglaterra en 1841. [2] : 169 Algunos ferrocarriles estadounidenses comenzaron a instalarlos a principios de la década de 1860, y los semáforos desplazaron gradualmente a otros tipos de señales. La empresa Union Switch & Signal (US&S) introdujo un diseño electroneumático en 1881. Era más fiable que las versiones anteriores, puramente mecánicas, y más ferrocarriles empezaron a utilizarlo. En aquella época, sin embargo, eran considerablemente más caras que las señales de disco Hall o "banjo". [2] : 171
A finales del siglo XIX, especialmente a medida que los trenes se hacían más largos y rápidos y las líneas ferroviarias se congestionaban más, se consideraba que la señal del banjo tenía un defecto único y terminal: la visibilidad. El disco interno era difícil de ver en tiempo de niebla y cuando la nieve se adhería al panel de vidrio. Los tipos anteriores de semáforos electroneumáticos fabricados por US&S habían tenido alguna aplicación limitada en 1880 como señales de bloqueo automático. La necesidad de mantener la presión del aire en las largas líneas neumáticas finalmente llevó a los ferrocarriles a suspender su uso generalizado como señales de bloqueo automático. Sin embargo, estos tipos tuvieron un largo servicio en plantas entrelazadas. Los primeros semáforos también tenían un alcance limitado con operación manual por cable y poca confiabilidad en mal tiempo. [2] : 149, 170–171 Por lo tanto, algunos ferrocarriles continuaron usando señales de disco donde se necesitaba la operación automática de señales de bloqueo entre estaciones de bloqueo manuales, como lo confirman los libros de reglas de la época hasta bien entrada la década de 1920 y más allá.
A principios de la década de 1890, más ferrocarriles comenzaron a instalar señales de semáforo accionadas por motores eléctricos, que eran visibles a distancias de miles de pies, durante el día y en condiciones climáticas inclementes. En 1893 hizo su debut el semáforo de señal de bloqueo automático de motor eléctrico de alto voltaje. En 1898, apareció el semáforo estilo "B" de US&S, el primer semáforo exitoso de motor eléctrico de mecanismo completamente cerrado y de bajo voltaje. Fue revolucionario, mejoró todos los diseños de semáforos anteriores; el último ejemplo de este tipo quedó fuera de servicio en 2009 en la antigua línea Siskiyou del SP, ahora CORPS.
Los semáforos norteamericanos controlados por motor utilizados desde la llegada del sistema de bloques de circuitos de vía de 1872 proporcionaron una forma de automatización buscada por los ferrocarriles para reducir los costos de mano de obra y mejorar la confiabilidad en comparación con los sistemas operados manualmente como en el Reino Unido, Alemania y otros lugares. Las señales enanas se accionaban mecánicamente y neumáticamente para dar señales de tipo restrictivo, al igual que las señales de tipo mástil en los enclavamientos, pero las señales enanas motorizadas eran más comunes después del desarrollo de la señal Modelo 2A en 1908. Ya en 1915, el impulso tecnológico de tales intelectuales gigantes como AH Rudd del Pennsylvania RR y su concepto de señalización de velocidad combinado con su desarrollo de la señal de luz de posición y las señales concurrentes de luz de color utilizando la combinación de lentes dobles de William Churchill en términos prácticos hicieron que el semáforo fuera técnicamente obsoleto.
Las señales de semáforo han sido reemplazadas casi por completo por señales luminosas en América del Norte, pero contienen varios elementos de diseño importantes. La inmensa mayoría de las señales de tipo semáforo utilizadas en América del Norte, y el único tipo que sobrevive en servicio en 2009, son de la variedad de cuadrante superior de tres posiciones. Los de la variedad del cuadrante inferior suelen tener dos posiciones, pero tres círculos, siendo dos del color más restrictivo. Este diseño de espectáculo de semáforo con tres aberturas y cuadrante inferior de 60 a 75 grados se conocía como "espectáculo de luz continua" y es anterior al espectáculo de cuadrante superior de tres posiciones patentado por Loree-Patenall de 1902. La intención era reducir la posibilidad de un mal funcionamiento o nevadas que hacen que la señal se eleve solo parcialmente hacia la horizontal, pero aún muestra la indicación nocturna en color más restrictiva. Las imágenes en color de estas señales lo confirman, ya que el "rojo-rojo-verde" de la casa y el "amarillo-amarillo-verde" de los brazos distantes se usaban universalmente en semáforos LQ de 60 y 75 grados (B&M, Central Vermont). No se utilizaron señales de tres colores de 60 o 75 grados. El espectáculo "estándar" de 90 grados y 3 posiciones del cuadrante inferior tuvo una aplicación limitada (los últimos se usaron en las terminales de Memphis, Tennessee y St. Louis, Missouri), ya que el espectáculo Lorre-Patenall UQ proporcionó un rango visual significativamente mayor.
La parte de la hoja del semáforo tenía varios diseños, cada uno de los cuales transmitía un significado diferente:
El color del semáforo también coincide con frecuencia con las categorías anteriores: las señales absolutas suelen tener una franja blanca sobre una hoja roja y las otras tienen una franja negra (la mayoría de las veces repite la forma del extremo de la hoja) de forma cuadrada o de 60 grados. eran el estándar RSA.
La patente en 1911 de la combinación "Doublet-Lens" para largo alcance (2.500 pies o 760 m durante el día) por el Dr. William Churchill en las instalaciones de investigación de Corning Glass en Corning, Nueva York, indicó que el reinado de la señal de semáforo en el uso ferroviario era acercándose rápidamente a su fin. En 1916, esta combinación óptica y una respuesta de ventas decreciente llevaron a la gerencia de Hall Signal Company a darse cuenta de que su recién presentado y más avanzado mecanismo de semáforo Estilo "L" (el último producido por cualquier compañía de señales de EE. UU.) era de hecho obsoleto. Ese dispositivo de doble lente había sido desarrollado por William Churchill de la Universidad de Cornell , mientras trabajaba en Corning Glass Works . Había terminado de desarrollar estándares de color para cristalería ferroviaria, que Corning había patentado el 10 de octubre de 1905. Inmediatamente se pusieron en uso como señales iluminadas con bombillas incandescentes eléctricas de tipo túnel y de corto alcance con luz diurna. Luego centró su atención en las señales de luz diurna de medio y largo alcance utilizando las mismas lámparas eléctricas incandescentes con una óptica muy mejorada: la combinación "Doble Lente".
La respuesta de Hall a esta situación fue comprar las patentes presentadas en 1918 a un tal Sr. Blake para su señal "Searchlight". En realidad, la señal del reflector era una variación actualizada y modernizada de la antigua señal del disco cerrado de Hall. Lo que Blake había hecho fue aprovechar el relé de paletas polarizadas de tres posiciones estándar del ferrocarril , agregar unas gafas en miniatura y Pyrex, rondas de vidrio de borosilicato de baja expansión, y combinarlo con un reflector elíptico muy eficiente y un sistema de lentes ópticos con una lente muy grande de 10+Lente exterior escalonada de 1 ⁄ 2 pulgadas (270 mm) de diámetro. Este desarrollo revolucionario proporcionó una señal con una indicación visible de más de 1 milla (1,6 km) de la señal a plena luz del día, cuando la señal estaba ubicada en una vía tangente. Las primeras señales de luz de color eran visibles sólo a la mitad de esa distancia (2.500 pies o 760 metros) mientras se usaba aproximadamente la misma corriente eléctrica, lo que entonces era una gran preocupación en el " territorio de la batería primaria ". En 1925, el desarrollo de "colores de alta transmisión" de cristalería ferroviaria por parte de Gage y Corning Glass mejoró esta distancia limitada a 3500 pies (1100 m) aceptablemente competitivos en vía tangente.
Cuando se introdujeron las nuevas señales Hall Searchlight en 1920, la respuesta registrada de muchos maquinistas fue clásica: "¡Tomaron la vieja 'Hall Banjo Signal', la resucitaron de la tumba y la encendieron!" [ cita necesaria ] En el Reino Unido, las señales de los reflectores electromecánicos originales consistían en una bombilla incandescente de baja potencia montada detrás de un espectáculo de semáforo sin una hoja detrás de un objetivo. La señal reflectora de Union Switch and Signal Company, omnipresente en los Estados Unidos, tiene un cable interno con un sistema de pesas para alinear mecánicamente la señal en la posición roja si hay una falla en el sistema.
El uso de señales de reflectores se generalizó principalmente debido a su mantenimiento relativamente bajo, alta visibilidad, bajo consumo de energía y, después de 1932, al uso de una lente compuesta con una bombilla de 4 vatios y 3 voltios que funcionaba bastante bien en territorios con señalización alimentada por baterías. También fue importante la lente única que proporciona las indicaciones en señales entrelazadas de múltiples cabezales en una ubicación fija con respecto al mástil y los otros cabezales de señales, lo que no ocurre con las señales de luz de color de múltiples lentes. Con el tiempo, los costos del relé de señal del reflector, significativamente más caro, comenzaron a superar los ahorros de su tamaño compacto y bombilla única en comparación con la señal de luz de color simple de lentes múltiples. A finales de la década de 1980, el reflector había perdido su posición como el estilo de señalización más popular en América del Norte.
Para superar los problemas asociados con las piezas móviles, se desarrollaron nuevas señales de estado sólido de una sola lente. El primer producto de este tipo, comercializado en 1968 como "Unilens" por Safetran , utiliza fibra óptica para concentrar la salida de hasta cuatro fuentes de luz detrás de una sola lente. Sin embargo, aparte de las señales de baja velocidad que requieren sólo visibilidad de corto alcance, estas no han tenido un éxito total y la mayoría ahora están siendo retiradas del servicio principal después de una vida útil relativamente corta. Capaces de cuatro aspectos, la mayoría de los ejemplos tenían dos unidades de lámpara iluminadas simultáneamente en rojo para brindar a la indicación más restrictiva un rango visual mayor que el obtenido con el uso de una sola unidad de lámpara.
Las señales de los reflectores generalmente se montan con un fondo circular grande, y uno o dos ferrocarriles prefieren un objetivo pequeño, como el New York Central a partir de mediados de la década de 1950 bajo la administración de Perlman. [ cita necesaria ]
Las señales luminosas de colores dispuestas triangularmente consisten en un grupo de tres portalámparas de colores en el centro de un gran objetivo circular. Fueron uno de los primeros tipos de señales luminosas de colores de alta intensidad ampliamente utilizados, adoptados notablemente por los ferrocarriles New York Central y Seaboard Coast Line , y luego utilizados exclusivamente por Conrail y New Jersey Transit . [3]
El diseño original tipo "G" de General Railway Signal (GRS) consistía en una caja de hierro fundido que contenía tres unidades de lentes dobles en una disposición triangular. Los modelos US&S "TR" y "TP" utilizaron tres carcasas de lámpara única conectadas más pequeñas con un fondo común. La desaparecida Chicago Signal Company tenía una versión que usaba el estándar 5+Lentes de lámpara de interruptor de 3 ⁄ 8 pulgadas (140 mm) (a menudo de fabricación Macbeth) en lugar del tipo de lente escalonada y convexa inversa estándar que se encuentra en el diseño de doblete interior estándar. La versión Union se actualizó posteriormente a una sola unidad similar al modelo GRS. A medida que las señales de luz de color modulares se han generalizado, normalmente se han ofrecido configuraciones de tipo objetivo junto con configuraciones de tipo vertical. La señal luminosa de color triangular resultó especialmente útil en zonas físicamente restringidas y confinadas. [3]
Las señales de luz de color verticales son el segundo patrón principal de señales de luz de color y hoy representan la forma de señal más popular en América del Norte, reemplazando al reflector. [ cita necesaria ] Estas señales no difieren en su función de la señal de color de tipo triangular, pero presentan una apariencia visual muy alterada.
Los continuos problemas con fuentes de luz confiables y de largo alcance a partir de una única lente óptica de color y una bombilla enfocada restringieron el primer uso de señales de luz de color a aplicaciones exteriores diurnas de corto alcance, o túneles y otros complejos subterráneos o de baja velocidad. El proyecto de la Penn Station de Nueva York de 1911 fue un ejemplo de este tipo de señal luminosa de color, con una lente óptica exterior de color de 8 3/8", algunas de las cuales todavía están en servicio en 2011.
El desarrollo de la lente doble por parte de Churchill en Corning Glass Works permitió que una fuente de luz eléctrica fuera más efectiva que los diseños anteriores de señales de luz de color diurnas. Hay dos tipos principales de casos: el caso único, donde dos o más lámparas estaban contenidas dentro de una sola carcasa de fundición, y la luz modular, donde cada lámpara era una unidad independiente capaz de organizarse en una señal de configuración arbitraria, incluida la triangular. . US&S tiene un tipo de caja única popular con sus estilos R/R-2, P-2/5 y N, mientras que GRS ofreció su Tipo G dispuesto triangularmente, y Chicago Signal Company proporcionó una versión similar. El Safetrans Triangular actual es una copia del GRS Tipo G pero con puertas dobles dispuestas verticalmente.
Señales como el modelo N/N-2 también se pueden montar directamente en el suelo como señal enana sin respaldo. El usuario más notable de este tipo de señal fue Chesapeake y Ohio , pero se podían encontrar unidades en los ferrocarriles de todo el país.
Con el tiempo, debido a su bajo costo y versatilidad, la señal luminosa de color modular se convirtió en el estándar en Norteamérica. El primer sistema modular fue el GRS Tipo "D", comercializado por primera vez en 1922 y adoptado por Southern Railroad junto con muchos otros: D&RG, etc. Las unidades GRS utilizaban un "fondo" más pequeño que el vertical US&S comparable, lo que posiblemente comprometía algo su longitud. visibilidad del alcance. Hoy en día, el tipo de nueva señal más popular en América del Norte es un diseño modular fabricado por Safetran, ya que es el más barato, y los cuatro principales ferrocarriles Clase 1 lo instalan casi exclusivamente. [ cita necesaria ] Hoy en día, tanto GRS como Safetran comercializan sistemas modulares separados para señales altas y enanas, mientras que US&S utiliza el diseño modular único Estilo "R-2" para señales altas y Estilo N-2 para señales enanas.
Las luces de colores modulares permiten todos los ahorros de costos inherentes a las luces de colores, pero también facilitan que los ferrocarriles almacenen señales y realicen modificaciones en los enclavamientos. En lugar de tener que pedir cabezales personalizados, se pueden tomar nuevos módulos del stock para crear nuevas señales o modificar cabezales existentes. Con un simple soporte, incluso se pueden construir luces de colores triangulares con estos componentes estandarizados.
Las señales luminosas de colores modulares suelen estar equipadas con un parasol de longitud completa que mejora la visibilidad en condiciones de mucho sol. Esta sombra fue adoptada originalmente por los ferrocarriles Union Pacific y Denver Rio Grand y Western para evitar que la acumulación de nieve en una sombra oscurezca la lente de señal sobre ella.
Las señales de luz de posición utilizan filas de 5+Lámparas de 3 ⁄ 8 pulgadas (140 mm) de diámetro para simular las posiciones de una hoja de semáforo del cuadrante superior. Las luces de posición fueron desarrolladas por AH Rudd, Superintendente de Señalización del Ferrocarril de Pensilvania (PRR). Se introdujeron en 1915 como reemplazo de las señales de semáforo en la línea principal entre Paoli y Filadelfia como un esfuerzo por reducir el mantenimiento requerido por las señales de semáforo, así como los problemas de visibilidad causados por el nuevo proyecto de electrificación aérea. El sistema original utilizaba filas de cuatro luces. Posteriormente, el sistema se redujo a utilizar filas de tres lámparas, rodeando un centro común. Esto redujo el efecto "vela" del fondo excesivamente grande y en forma de lápida de la variante de cuatro luces. La instalación original utilizaba lámparas colocadas delante de un respaldo independiente de chapa de hierro negro, pero poco después, el nuevo fondo circular se instaló en el entonces reducido dispositivo de 3 lámparas por fila y directamente en el respaldo sobre un marco denominado una araña." [4]
Cada unidad de luz de posición está equipada con una bombilla de 12 voltios y 6 candelas montada frente a un espejo parabólico que aumenta la intensidad de la bombilla relativamente débil. Para evitar indicaciones fantasmas, el diseño utiliza una lente tórica invertida especial (es decir, una única lente Fresnel transparente montada con los lados escalonados hacia afuera) con una parte de los escalones de la lente pintados de negro. Se eligió un vidrio cónico teñido de amarillo claro con punta esmerilada, ya que se determinó que este color tenía la mayor visibilidad en condiciones de niebla según estudios empíricos realizados en Corning en ese momento. [5]
Una luz de posición elevada estándar consta de dos cabezales; la cabeza inferior puede permanecer oscura a menos que sea necesario. Además de las señales luminosas de posición alta, el PRR desarrolló una luz de posición enana; como ocurre con muchos ferrocarriles, estas señales enanas también se conocen como "pot", una tradición heredada de la "señal tipo pote" giratoria del siglo XIX. Cuatro lámparas de color blanco liso pueden mostrar cuatro aspectos de baja velocidad, cada una con dos lámparas. En 1930, las estrechas distancias del complejo de la estación suburbana de Filadelfia estimularon el desarrollo de la posición tipo pedestal, que consistía en dos señales enanas de posición en un soporte de fundición común. [5]
Las luces de posición tipo PRR se utilizaron en todo el vasto sistema PRR, así como en Long Island Rail Road (LIRR), una subsidiaria de PRR, y Norfolk and Western , que era propiedad de un tercio de PRR. US&S era el único proveedor de equipos de luces de posición clásicos, ya que la fábrica de este fabricante estaba ubicada anteriormente en la línea principal de cuatro vías del PRR en Swissvale, Pensilvania. [5]
En 1954, el PRR experimentó instalando lentes rojos en la posición horizontal de la parte superior de la cabeza para ayudar a aumentar la visibilidad a distancia de las señales de alto absoluto en el enclavamiento de Overbrook. [6] Bajo Penn Central y más tarde Conrail se convirtió en una práctica estándar agregar estas lentes rojas a las luces de posición alta e incluso a algunas señales de pedestal. Norfolk y Western modificaron sus señales para usar lentes rojos y verdes en las posiciones Stop y Clear de la parte superior de la cabeza y lentes amarillos en el resto. En la década de 1980, Amtrak modificó la mayoría de sus luces de posición anteriores PRR para usar colores de luz equivalentes en todas las posiciones de ambos cabezales. Conocidas internamente como luces de posición de color , no deben confundirse con las luces de posición de color que se describen a continuación, que si bien funcionalmente similares son estructuralmente considerablemente diferentes. [5]
Hasta la década de 1980 se siguieron instalando nuevas luces de posición tipo PRR en los antiguos sistemas Conrail . Hoy en día, la mayoría de las antiguas luces de posición PRR están siendo reemplazadas lentamente por luces de colores modernas, pero Amtrak, SEPTA y LIRR continúan instalando nuevas luces de posición (las de Amtrak son de la variedad coloreada). US&S ya no fabrica equipos de luces de posición, pero siguen estando disponibles modelos actualizados de Safetran. [5]
La señal de luz de posición de color (CPL) fue desarrollada por Frank Patenal, superintendente de señalización del ferrocarril de Baltimore y Ohio (B&O), alrededor de 1918. También desarrolló un sistema de aspecto de señal patentado para reemplazar el anterior sistema de señalización estándar ARA de AH Rudd ( basado en PRR) entonces en uso. El sistema CPL fue único porque era un diseño conceptualmente original en lugar de ser una actualización de un sistema existente. El sistema CPL incorpora varios principios de diseño que, por lo demás, son exclusivos de la señalización de América del Norte. El uso del color rojo únicamente en caso de parada absoluta o situación de velocidad restringida es la característica más significativa. Las otras 11 combinaciones posibles estándar no muestran el aspecto rojo. [7]
El CPL consta de un objetivo de posición central con hasta cuatro pares de unidades de lentes dobles alrededor del perímetro del disco de fondo. Las unidades de lentes están espaciadas en ejes de 45 grados utilizando las posiciones: verde |, amarillo /, rojo y un blanco lunar \ para restringir que también está presente en algunas instalaciones. El cabezal principal está rodeado por hasta 6 marcadores en las posiciones de las 12:00, 2:30, 4:30, 6:00, 8:30 y 10:30 en punto. La función del cabezal principal era información de ocupación de bloques, donde el verde representaba dos o más bloques despejados, el amarillo un bloque despejado y el rojo/blanco lunar representaba una indicación restrictiva, lo que significaba que al maquinista se le permitía ingresar a su tren en un bloque ocupado. Las luces de posición individuales proporcionan información sobre la velocidad: las 12 en punto son velocidad normal, las 6 son velocidad media (velocidad limitada si parpadea), las 10 son normal a media (limitada si parpadea), 2 son normales a lentas, 8 son medias a medias, 4 son de Medio a Lento y ningún marcador iluminado es de Lento a Lento. [7]
Este CPL se implementó por primera vez en Staten Island Railroad (una subsidiaria de B&O) en la década de 1920 y poco después se implementó en todo el sistema. Partes del ferrocarril de Chicago y Alton recibieron CPL más tarde, cuando B&O obtuvo el control de esa línea. En la década de 1980, tanto la estación Union Station de Amtrak en Chicago como la estación Northwestern de Metra en Chicago instalaron CPL enanos para reemplazar las señales anteriores en esas terminales. [7]
A partir de 2008 [actualizar]y como ocurre con todos los ferrocarriles de EE. UU., CSX está reemplazando lentamente todos los CPL restantes en su sistema con señales LED de luz de color vertical contemporáneas. Las señales del antiguo ferrocarril de Alton también han sido reemplazadas casi por completo, al igual que muchos de los enanos de CPL en las dos terminales de Chicago . La única excepción es el ferrocarril de Staten Island, que recientemente actualizó su sistema de señalización con nuevos CPL utilizando modernos equipos de luces de posición Safetran. [7]
Las primeras señales empleadas en un ferrocarril estadounidense fueron un sistema de banderas utilizadas en Newcastle y Frenchtown Turnpike y Rail Road en la década de 1830. Luego, el ferrocarril desarrolló un sistema más eficaz que consistía en bolas de madera, pintadas de rojo, blanco o negro, y izadas hacia arriba o hacia abajo por un poste mediante un sistema de cuerda y polea. El uso inicial de estas señales era simplemente para indicar la puntualidad de los trenes, en lugar de controlar los movimientos de los trenes. Las bolas de madera a menudo estaban configuradas con linternas para uso nocturno. [8] : 18 Las señales de bola se utilizaron por primera vez para dirigir los movimientos de los trenes en 1852, en el ferrocarril de Nueva York y New Haven . [2] : 134 Otras señales mecánicas utilizadas durante el siglo XIX incluyen:
La señal de disco Hall (también llamada señal "banjo") fue la primera señal operada eléctricamente que fue ampliamente adoptada por los ferrocarriles estadounidenses. Thomas Hall patentó su diseño de señal de disco en 1867. [2] : 146–147
Una caja de madera con forma de banjo albergaba un gran aro de alambre de hierro con seda roja estirada y pegada sobre él. El extremo opuesto tenía un aro mucho más pequeño en el que se sujetaba un disco muy fino de vidrio coloreado. Todo este conjunto de alambre de hierro giraba dentro de un electroimán en lo que se conocía como una armadura "Z" que estaba enrollada con alambre magnético de cobre. Cuando se energizó la bobina, los aros de alambre se alejaron de la gran abertura de vidrio en el frente de la caja de madera del "banjo", dejando al descubierto su interior pintado de blanco. El disco de vidrio coloreado al mismo tiempo se alejaba de una primitiva lente de Fresnel transparente en la parte superior de la caja, que estaba respaldada en la parte posterior de la caja con una lámpara de queroseno . [9] : 271 La señal de disco se puso en servicio por primera vez en 1870 en el ferrocarril de Nueva York y New Haven en Stamford, Connecticut , utilizando un dispositivo de pedal para activarla, ya que el circuito de vía no fue desarrollado hasta 1872 por el Dr. William. Robinson . [10] [11]
Hall Signal Company instaló las señales de disco como parte de sistemas de señales de bloque automático , inicialmente utilizando circuitos de cables de línea, que corren sobre postes a lo largo de las vías y conectan los dispositivos de pedal de las vías. Uno de los primeros sistemas de este tipo se instaló en 1871 en el Ferrocarril del Este (más tarde Boston y Maine ). [12] : 18 Alrededor de 1500 señales de disco estaban operativas en 1896. [13] : 80
La señal de disco cerrado US&S totalmente metálica se introdujo en 1896 y tenía una versión que empleaba una pancarta roja y una verde (así como vasos de ambos colores) que estaban dispuestos mecánicamente de tal manera que las pancartas y las rondas de vidrio se intercambiaran. lugares dentro del estuche de señal según la indicación requerida.
Hay ejemplos de diversas señales mecánicas y eléctricas en varios museos ferroviarios y en las colecciones de muy pocos entusiastas del ferrocarril. Estas incluyen señales fabricadas por US&S, GRS, Hall e incluso la Federal Signal Company. La variante introducida por la Hall Company en 1924 de la señal enana "Position Color Light" (o "PCL", como se los llamaba en ese momento) se encuentran entre las más raras y buscadas por los coleccionistas, al igual que los extremadamente raros semáforos enanos mecánicos de la Compañía T. George Stiles. Estas señales fueron instaladas a principios del siglo XX por el ferrocarril de New Haven y utilizadas hasta la década de 1980.
La mayoría de los ferrocarriles norteamericanos tienen entre 10 y 20 reglas de señales distintas, cada una de las cuales suele estar representada por múltiples aspectos. Sin embargo, todas estas complicadas reglas giran en torno a la simple premisa de informar a los maquinistas cómo deben operar su tren en la ubicación actual y qué deben esperar en la siguiente ubicación de la señal. [ cita necesaria ] A partir de aquí, el gran conjunto de reglas y aspectos se puede dividir en una pequeña cantidad de clases que son comunes a todos los sistemas de señalización de América del Norte: [ cita necesaria ]
Las señales distantes a menudo se denominan señales de aproximación , ya que el bloque de señal antes del enclavamiento se conoce como bloque de aproximación. [ cita necesaria ]
A raíz de la colisión de trenes de Maryland en 1996 , la Administración Federal de Ferrocarriles modificó sus regulaciones para la operación de trenes push-pull para evitar que los maquinistas olvidaran que se estaban acercando a una señal de alto después de detenerse en una estación. La "Regla de retraso en el bloqueo" resultante requiere que todas las señales distantes, ubicadas en territorio donde operan los trenes push-pull en ausencia de señales de cabina , estén marcadas con un cartel "D". El cartel tiene como objetivo recordar a los ingenieros que están sujetos a una restricción de velocidad de 40 mph (64 km/h) y deben acercarse a la señal de enclavamiento preparados para detenerse, cada vez que se detiene una estación o la velocidad del tren cae por debajo de 10 mph (16 km). /h) en el bloque de aproximación. Las restricciones se mantienen hasta que la señal de enclavamiento sea claramente visible y muestre una indicación de "continuar". [15]
