Никому не секрет, что первая в мире железная дорога общего пользования была построена Д. Стефенсоном между Дарлингтоном и Стоктоном в 1825 году. С тех самых пор и по настоящее время прошло несколько столетий в течение которых стремительно развивались все сферы народного хозяйства и железная дорога не стала исключением. В сегодняшней статье мы расскажем о сигнализации на железной дороге и как она зарождалась, а также об эволюции светофоров, начиная с семафорных стрелок и заканчивая светодиодами.
Современная сигнализация на железнодорожном транспорте. Источник: westconcept
История появления первой сигнализации
В первые годы эксплуатации железных дорог, движение по ним происходило с незначительной скоростью и соблюдением установленного расписания. Этих мер вполне хватало для безопасности движения. Но с развитием железнодорожного сообщения, необходимость применения сигнализации для обеспечения безопасности движения стала очевидна практически сразу. В день открытия железнодорожного сообщения на участке дороге Ливерпуль — Манчестер в 1830 году произошел несчастный случай, в результате которого под колесами поезда погиб человек. Это событие заставило Стефенсона задуматься над применением каких-либо сигналов, которые бы могли оповещать о начале движения и приближении поезда.
ЧТО ТАКОЕ DEXP?
Открытие железной дороги Ливерпуль — Манчестер, 1830 год. Источник: culture.ru
По указанию Стефенсона на станциях появились служащие, которые подавали ручные сигналы: днем флажками разных цветов, а ночью фонарями. Также машинистам выдавались рожки, а на сам локомотив вешался колокол. В последующие несколько лет сигнализация стала стремительно развиваться, в 1834 году появились неподвижные сигналы, которые представляли собой деревянный столб, поворачивающийся на 90 градусов с сигнальными дисками различных цветов и форм. А год спустя колокол и рожки были заменены на паровой свисток. Но и этим все не ограничилось, в 1841 году англичанин Г. Грегори изобрел железнодорожный семафор, который позволил перейти от разграничения поездов по времени к разграничению по пространству. Сигналом в семафоре служило положение крыла относительно мачты:
- поднятое крыло на 90 градусов запрещало движение;
- опущенное крыло на 45 градусов разрешало движение с осторожностью;
- опущенное крыло на 0 градусов сигнализировало о разрешении движения.
В семафоре Грегори был значительный недостаток, при поломке крыла, оно занимало нижнее положение, тем самым показывая ложный сигнал машинистам, в результате чего могло произойти крушение.
Семафор открыт. Источник: forum.modelldepo
Крупным шагом в развитии сигнализации на железной дороге стало появление средств связи и введение механической блокировки, посредством которой запирались путевые семафоры, пока поезд находился на соответствующем участке пути. Удачная система такого рода, предложенная Тейером, начала активно применяться в Англии в 1852 году. Примерно в это же время впервые стал применяться термин “Блок-участок”. К слову говоря, эта система была применена в России лишь в 1868 году.
КАК ВЗЛОМАТЬ ТЦ, банкомат, рекламный щит? | ЗЛОЙ ХАКЕР (#МожноВСЁ)
Что касается автоматической блокировки, то первая попытка применения устройства была реализована во Франции на железной дороге Париж — Сен-Жермен в 1859 году. В качестве блок-сигнала использовался поворотный диск, который с помощью рычагов и тяг был связан с подвижной шиной, прижатой к рельсу. При проезде поезда реборды его колес отжимали шину от рельса, в результате чего поднимался поршень и происходило закрытие диска. Для открытия диска служил ртутный тормоз, который по прошествии определенного времени опускал поршень обратно вниз.
Дальнейшие опыты были связаны с применением магнитоэлектрических машин, которые устанавливались рядом с рельсами и приводилось в действие проезжающим поездом. Несмотря на то, что эти системы пользовались успехом целых 20 лет, особого распространения они не получили. Связано это было с серьезными недостатками, одним из которых являлось самопроизвольное открытие семафора, когда блок-участок был занят. Выходом из этой ситуации стали системы со счетчиками осей, которые открывали семафор только в том случае, когда через контрольную педаль в начале блок-участка и такую же педаль в конце участка проезжало одинаковое количество колесных осей. От данной системы решили попросту отказаться, когда в 1867 году В. Робинзон предложил использовать ходовые рельсы в качестве проводников электрического тока, создав конструкцию путевого приемника.
Источник: dzen.ru
Как управляются светофоры.
Как и кем управляются светофоры
Светофор представляет собой устройство, имеющее блок управления, в который встроен компьютер. Когда он используется в режиме жесткого регулирования, запускается определённая программа. Одной схемы работы в данном режиме мало, т. к. условия всегда разные.
Поэтому обычно используется три программных режима.Существует полугибкий режим управления, предназначенный для второстепенных дорог. Есть переходы, оборудованные датчиками и кнопками вызова для пешеходов. Красный свет для водителей включается через некоторое время после нажатия. Он включается при подъезжающих автомобилях.
На основных автомагистралях может включаться режим безостановочного движения. «зелёная волна» предполагает запуск светофоров один за другим. Это обеспечивает сохранение скорости на протяжении нескольких перекрёстков.
Возможность управления светофорами и регулировки включения датчиков позволила снизить уровень пробок. Также при проведении дорожных работ ситуация с организацией движения упрощается, благодаря светофорам.
Кто управляет светофорами
Специальные дорожные службы берут ответственность за управление светофорами. Их сотрудники определяют режим работы, обеспечивается нормальная синхронизация для исключения риска аварий и пробок. Для этого необходимо постоянно изучать и анализировать скорость и интенсивность потока, наличие пробок. Программа работы светофора принимается в ГИБДД, там же она и утверждается. А текущее положение контролируется ситуационной службой.
Светофоры подключены к единому центру, куда стекается информация об их техническом состоянии и работе. При появлении светофоров с обратным отсчетом ситуация значительно упростилась для водителей и пешеходов. За этим следят сотрудники службы. В их задачу также входит программирование светофоров.
Рабочие режимы активируются в зависимости от конкретных дорожных условий, поэтому на специалистах лежит большая ответственность. От грамотного программирования зависит аварийность и скорость потока на дорогах.
В качестве примера можно рассмотреть московский ситуационный центр. Здесь есть рабочее помещение, оборудованное множеством рабочих компьютеров и мониторов, на которых отображаются карты и данные с камер наблюдения. Специалисты могут управлять камерами с помощью джойстиков, чтобы детально оценить ситуацию и принять меры в случае проблем с автомобильным потоком.
Устройство светофоров
Светофор —устройство, подающее различные сигналы водителям с целью управления потоком автомобилей. Его корпус сделан из пластика или алюминия, туда помещён световой источник. Прибором для освещения могут служить обычные лампы накаливания, которые использовались в светофорах старого образца. Сейчас обычно применяются светодиоды.
Светофор может иметь только 3 цвета, которые четко регламентированы ГОСТом — зелёный, жёлтый и красный. На них могут быть нанесены стрелки, указывающие на возможность движения в определённом направлении.
Существует 3 типа светофоров в зависимости от способа управления:
- с фиксированным временем: задаётся длительность времени, остающаяся неизменной;
- система, которая активируется транспортным средством: в устройстве устанавливаются специальные датчики;
- системы с компьютерным управлением: позволяют управлять и контролировать процесс.
Датчики в соответствующих светофорах подразделяются на два типа:
- верхние датчики устанавливаются на шоссе, они нацеливаются на линии остановки транспорта;
- датчики транспортных средств определяют, когда приближается транспорт, после чего последовательность сигналов изменяется.
Каждый светофор работает по конкретному, утверждённому в дорожной инспекции режиму. Отдельные устройства могут работать индивидуально, без определённой связи с другими объектами. Программный приоритет отдаётся светофорам на более загруженных дорогах. Один цикл светофора обычно длится от 80 до 160 сек.
Особенности конструкции и требования к светофорам
- Детали изготовлены их антикоррозионных материалов. Это даёт возможность беспроблемной эксплуатации в условиях влажности и осадков. Конструкция обязательно имеет защитное покрытие. Наносимая защита от внешнего воздействия регламентирована ГОСТом.
- Если есть дополнительная секция — на части светофора с зелёным сигналом наносятся контурные стрелки. Экран должен быть белого цвета и иметь прямоугольную форму.
- Сигнал обязательно должен быть различимым в тёмное время суток. Расстояние, с которого должен быть отчетливо виден свет, составляет минимум 100 м. В ночное время светофор переходит на режим экономии энергопотребления.
Светофоры оборудуются автоматизированными системами управления. Они позволяют анализировать данные и изменять режим работы. Это делается с помощью интегрированных датчиков и компьютеров. Городские светофоры управляются из единого центра.
Светофор — технически сложное устройство, которому требуется регулярное обслуживание во избежание проблем на дорогах. Поэтому при его создании используются только качественные материалы и современная техника.
Источник: vasiliybalanyuk.livejournal.com
Как менялись светофоры с XIX века до наших дней
История светофоров от 19 века до наших дней
5 февраля 1952 года на одной из улиц Нью-Йорка был установлен первый в истории светофор для пешеходов . Ведь до этого участниками дорожного движения считались исключительно автомобили. Это был настоящий прорыв в организации уличного движения, но далеко не финальная точка в развитии регулирующей инфраструктуры. И сегодня мы расскажем про историю светофоров с их появления в 1868 году до самых последних и перспективных разработок нашего времени.
Первый светофор. 1868 год. Лондон
Первый в мире светофор появился в декабре 1868 года в Лондоне напротив здания Парламента. Своим рождением он обязан другому подобному устройству – железнодорожному семафору. Ведь именно на основе последнего Джон Пик Найт создал механическую конструкцию, давшую начало светофорам.
Светофор этот управлялся вручную – уличный полицейский регулировал появление на табло горизонтальной (остановка) и наклоненной под углом 45 градусов (ход) стрелок, регулирующих движение гужевого транспорта и пешеходов. Ночью, когда видимость не позволяла увидеть стрелки издалека, их заменяла газовая лампа с красной и зеленой линзами.
Первый светофор. 1868 год. Лондон. Источник фото: jalopnik.com
Конструкция эта просуществовала недолго – уже через три недели газовый фонарь взорвался и ранил полицейского, контролирующего светофор. Устройство решили не восстанавливать.
Первый электрический светофор. 1914 год. Кливленд
Впоследствии «семафорная» система организации уличного движения появилась в некоторых других городах, однако особой популярности не снискала, несмотря на попытки ее модернизировать и адаптировать под нужды мира, в котором появились автомобили. А патент на первый электрический двухцветный светофор был выдан в 1912 году полицейскому из американского штата Юта.
Перекресток в Кливленде с первыми электрическими светофорами. Источник фото: fcext.com
Правда, на улицах электрические светофоры появились лишь в 1914 году. Случилось это на оживленном перекрестке в Кливленде (штат Огайо), где компанией American Traffic Signal Company были установлены четыре конструкции с красными и зелеными фонарями. Чтобы привлечь к себе внимание непривыкших к подобной новинке водителей, светофор также издавал громкий звуковой сигнал при смене цвета. А регулировал данный процесс полицейский, сидевший рядом в будке и следивший за уличным движением и его актуальными нуждами.
Объявление в газете о продаже первых электрических светофоров. Источник фото: kbrhorse.net
Первая связанная система светофоров. 1917 год. Солт-Лейк-Сити
Появление работающих автономно светофоров на отдельных перекрестках не позволяло эффективно организовывать уличное движение по всему городу. И полиция быстро поняла, что лучше иметь связанную между собой систему регулирующих огней, управляемую из общего центра. Впервые внедрить подобную инновацию получилось в 1917 году в Солт-Лейк-Сити, где цвета светофоров на шести перекрестках менялись вручную одним оператором.
Разнообразные конструкции электрических светофоров в первое десятилетие их существования. Источник фото: blog.echarta.com
А в 1922 году в Хьюстоне (штат Техас) появилась взаимосвязанная система светофоров, управляемая в автоматическом режиме.
Первый трехцветный светофор. 1920 год. Нью-Йорк и Детройт
Если до этого светофоры десятилетиями показывали только два варианта действий: езду и остановку, за которые отвечали, соответственно, зеленый и красный цвета, то в 1920 году одновременно в Нью-Йорке и Детройте были установлены первые конструкции с желтым цветом. Последний помогал водителям подготовиться к движению, сообщая своим миганием о скорой смене сигнала.
Первый трехцветный светофор конструкции Уильяма Поттса. Источник фото: placesnomore.wordpress.com
Эта удачная конструкция, разработанная инженером Уильямом Поттсом, стала основой для создания светофоров на ближайшие несколько десятилетий.
Светофор конструкции Уильяма Поттса на городском перекрестке. Источник фото: avtotransport.org
Первый светофор для пешеходов. 1952 год. Нью-Йорк
Удивительное дело, но до 1952 года светофоры во всем мире регулировали исключительно движение автомобилей. Именно машины считались настоящими хозяевами городских улиц, а пешеходы должны были подстраиваться под нужды транспорта, а не собственные потребности.
Классический светофор для пешеходов. Источник фото: hq-wallpapers.ru
Первой исправить это дискриминационное положение решилась полиция Нью-Йорка. И именно в этом городе 5 февраля 1952 года появились первые светофоры, предназначенные для пешеходов. В считанные годы новинка была внедрена по всему миру, и сейчас трудно себе представить улицу мегаполиса без подобных конструкций.
Первая компьютерная система светофоров. 1963 год. Торонто
Повсеместное развитие компьютеров во второй половине двадцатого века привело к тому, что ЭВМ стали использоваться даже в коммунальном хозяйстве. Примером тому может послужить первая компьютеризированная система регулировки уличного движения, появившаяся в канадском городе Торонто в 1963 году.
Старая электронная вычислительная машина для управления уличным траффиком. Источник фото: jproc.ca
Отныне за переключение световых сигналов на светофорах стал отвечать электронный мозг. Причем, со временем он это начал делать не в автоматическом режиме таймера, а в соответствии с текущей загруженности трафика на тех или иных улицах. Ведь движение автомобилей легко отследить при помощи камер, а рассчитать на основе этих данных оптимальное время чередования красного и зеленого цветов любой компьютер может в считанные секунды.
Первые светофоры с обратным отсчетом. 1998 год. Франция
Опыты со светофорами, которые могли бы показывать водителям и пешеходам, сколько времени осталось до смены сигнала, проводила еще в 1925 году уже упомянутая выше компания American Traffic Signal Company. Она создала громоздкую конструкцию со множеством мелких лампочек, гаснущих одна за одной, пока горит основной цвет. Но тогда подобное новшество не прижилось.
Стандартный светофор с обратным отсчетом. Источник фото: inmsk.ru
К идее таймера вернулись в девяностых годах двадцатого века на волне развития и удешевления технологии светодиодов. Считается, что первый светофор с цифровым обратным отсчетом на светодиодном табло появился во Франции в 1998 году.
Светофоры будущего
В последнее десятилетие ничего принципиально нового со светофорами не произошло. Этому относительно простому устройству оказались чужды достижения научно-технического прогресса и развитие средств коммуникации, в том числе, мобильных. Однако существует множество проектов, которые предусматривают внедрение инноваций в этот элемент уличной инфраструктуры.
Технология с названием «Виртуальная стена» станет на пути у тех водителей, которые по тем или иным причинам игнорируют запрещающие сигналы светофора. Ведь можно не остановиться на красный свет, но практически невозможно заставить себя проехать сквозь стену, пусть она и не каменная, а лазерная.
Светофор Виртуальная стена. Источник фото: rsrussia.org
«Виртуальная стена» представляет собой лазерную завесу с движимыми изображениями, которая перекрывает дорогу на красный свет, превращается в желтый при подготовке к смене сигнала светофора и исчезает, когда можно продолжить движение.
Существует проект схожей системы регулировки уличного движения, но предназначенной не для водителей, а для пешеходов. Ведь последние тоже часто не обращают внимание на цвет сигнала светофора.
Разноцветная подсветка пешеходов на переходе. Источник фото: marbella4.com
А это система предусматривает, что когда они переходят улицу на зеленый цвет, под их ногами горит зеленый круг, на желтый – желтый, а на красный, соответственно, красный. Конечно, это не может задержать нарушителя физически, зато весьма повлияет на него психологически.
Светофор может быть не только нашим надежным защитником от дорожно-транспортных происшествий, но и личным фитнес-тренером. Ведь если существуют конструкции с движущимися светодиодными человечками на табло, то почему бы не придать этому элементу дизайна еще и полезную функцию?
Анимированный фитнесс-светофор. Источник фото: modernottawa.blogspot.com
К примеру, эти человечески могут показывать людям, собравшимся в ожидании зеленого света светофора, простые физические упражнения, которые можно выполнить здесь и сейчас. Ведь все равно людям обычно нечем заняться в эти двадцать-тридцать секунд, и можно скрасить это время небольшой зарядкой, полезной для организма.
Источник: novate.ru