I segnali differiscono sia nel modo in cui visualizzano gli aspetti che nel modo in cui sono montati rispetto al binario.
Segnali meccaniciModifica
Le forme più antiche di segnali mostrano le loro diverse indicazioni attraverso una parte del segnale che viene fisicamente spostata. I primi tipi comprendevano una tavola che era o girata di faccia e completamente visibile al conducente, o ruotata in modo da essere praticamente invisibile. Questi segnali avevano due o al massimo tre posizioni.
I segnali semaforici furono sviluppati in Francia alla fine del XVIII secolo, prima di essere adottati dalle ferrovie. Il primo semaforo ferroviario fu eretto da Charles Hutton Gregory sulla London and Croydon Railway (più tardi la Brighton) a New Cross Gate, a sud-est di Londra, nel 1841. Era simile nella forma ai telegrafi ottici che allora venivano sostituiti a terra dal telegrafo elettrico. L’installazione di Gregory fu ispezionata e approvata per il Board of Trade dal maggiore generale Charles Pasley. Pasley aveva inventato un sistema di telegrafia ottica attraverso i semafori nel 1822 per i militari britannici, e sembra aver suggerito a Gregory l’applicazione del semaforo alla segnalazione ferroviaria. Il semaforo fu poi rapidamente adottato come segnale fisso quasi universalmente. I segnali a disco, come quelli fatti dalla Hall Signal Company, erano talvolta usati, ma i semafori potevano essere letti a distanze molto maggiori. L’invenzione della luce elettrica, che poteva essere resa più luminosa delle lampade ad olio e quindi visibile sia di notte che di giorno, portò allo sviluppo dei segnali luminosi di posizione e dei segnali luminosi a colori all’inizio del 20° secolo, che gradualmente sostituirono i semafori. Alcuni rimangono nelle operazioni moderne nel Regno Unito.
I segnali meccanici possono essere azionati manualmente, collegati a una leva in una scatola di segnalazione, da motori elettrici o idraulici. I segnali sono progettati per essere a prova di guasto in modo che se la potenza viene persa o un collegamento è rotto, il braccio si muoverà per gravità nella posizione orizzontale.
Negli Stati Uniti, le semafori erano impiegate come segnali di ordine dei treni, con lo scopo di indicare agli ingegneri se dovevano fermarsi per ricevere un ordine telegrafato, e anche semplicemente come una forma di segnalazione di blocco.
Segnali luminosi a coloriModifica
L’introduzione delle lampadine elettriche rese possibile produrre segnali luminosi a colori che erano abbastanza luminosi da essere visti durante il giorno, a partire dal 1904.
La testa del segnale è la parte di un segnale luminoso a colori che visualizza gli aspetti. Per visualizzare un maggior numero di indicazioni, un singolo segnale potrebbe avere più teste di segnale. Alcuni sistemi usavano una singola testa accoppiata con luci ausiliarie per modificare l’aspetto di base.
I segnali luminosi a colori sono disponibili in due forme. La forma più prevalente è il tipo a più unità, con luci e lenti separate per ogni colore, alla maniera di un semaforo. Cappucci e schermi sono generalmente forniti per ombreggiare le luci dalla luce del sole che potrebbe causare false indicazioni.
I segnali a riflettore erano il tipo di segnale più spesso usato negli Stati Uniti fino a poco tempo fa, anche se sono diventati meno popolari a causa del vandalismo. In questi, una singola lampadina incandescente è usata in ogni testa, e un meccanismo di relè a corrente alternata o continua è usato per muovere uno spettacolo colorato (o “tondo”) di fronte alla lampada. In questo modo, la gravità (fail safe) riporta il tondo rosso nel percorso ottico della lampada. In effetti, questo meccanismo è molto simile al segnale luminoso a colori che è incluso in un segnale semaforico elettrico, tranne che l’omissione del braccio semaforico permette ai tondi di essere miniaturizzati e racchiusi in un alloggiamento resistente alle intemperie. Ampiamente utilizzati negli Stati Uniti dalla seconda guerra mondiale in poi, i segnali a proiettore hanno lo svantaggio di avere parti mobili che possono essere deliberatamente manomessi. Questo li ha portati a diventare meno comuni negli ultimi quindici o venti anni, quando il vandalismo ha iniziato a renderli vulnerabili alle false indicazioni.
Tuttavia, in alcuni altri paesi, come nelle ferrovie italiane (FS) a partire dal Regolamento Segnali, sono ancora il segnale luminoso a colori standard, anche se le nuove installazioni sono come indicato di seguito.
Di recente, gruppi di LED hanno iniziato a essere utilizzati al posto delle lampade a incandescenza, riflettori e lenti. Questi usano meno energia e hanno una durata presunta di dieci anni, ma questo potrebbe non essere in realtà il caso.
Le regole operative generalmente impongono che un segnale di buio sia interpretato come se desse l’indicazione più restrittiva che può visualizzare (generalmente “stop” o “stop e procedere”). Molti sistemi di luci a colori hanno circuiti per rilevare tali guasti nelle lampade o nel meccanismo.
Segnali luminosi di posizioneModifica
Un segnale luminoso di posizione è uno in cui la posizione delle luci, piuttosto che il loro colore, determina il significato. L’aspetto consiste unicamente in un modello di luci illuminate, che sono tutte dello stesso colore. In molti paesi, piccoli segnali luminosi di posizione sono usati come segnali di manovra, mentre i segnali principali sono di forma luminosa a colori. Inoltre, molti sistemi tranviari (come la metropolitana di Wolverhampton) usano segnali luminosi di posizione.
Segnali di posizione a coloriModifica
Un sistema che combina aspetti dei sistemi a colori e di posizione fu sviluppato sulla Baltimore and Ohio Railroad (B&O) nel 1920 e fu brevettato da L.F. Loree e F.P. Patenall. È simile al sistema di luci di posizione con la luce centrale rimossa e le coppie di luci risultanti colorate in corrispondenza dell’angolo che fanno: verde per la coppia verticale, ambra per la coppia diagonale destra e rosso per la coppia orizzontale. Un’ulteriore coppia, colorata “bianco lunare”, può essere aggiunta sull’altra diagonale per le indicazioni di limitazione. La segnalazione della velocità non è indicata da teste di segnalazione aggiuntive, ma da un sistema di luci “orbitali” bianche o ambra poste in una delle sei posizioni sopra e sotto la testa principale. La posizione sopra o sotto indica la velocità attuale, mentre la posizione da sinistra a destra indica la velocità al prossimo segnale (pieno, medio o lento in entrambi i casi). I segnali nani hanno gli stessi aspetti dei segnali pieni. Uno dei vantaggi rivendicati per il sistema è che le lampadine bruciate producono aspetti che possono essere interpretati senza ambiguità come l’indicazione prevista (per la testa principale) o come un’indicazione più restrittiva (per le orbite – se solo la testa centrale è accesa, l’indicazione è o lenta o restrittiva).
Le luci di posizione a colori (CPL) furono installate per la prima volta come pilota sulla Staten Island Railway di New York, all’epoca una filiale della B&O; furono applicate anche alla Chicago and Alton Railroad quando quest’ultima era sotto il controllo della B&O, oltre che sulla B&O stessa. Con la scomparsa della B&O in CSX sono stati gradualmente sostituiti da segnali luminosi a colori NORAC.