Señalización ferroviaria

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La señalización ferroviaria ( BE ), o señalización ferroviaria ( AE ), es un sistema utilizado para controlar el movimiento del tráfico ferroviario . Los trenes se mueven sobre raíles fijos , lo que los hace especialmente susceptibles a las colisiones . Esta susceptibilidad se ve agravada por el enorme peso y la inercia de un tren, lo que dificulta detenerse rápidamente al encontrar un obstáculo. En el Reino Unido , la Ley de Regulación de Ferrocarriles de 1889 introdujo una serie de requisitos en cuestiones como la implementación de la señalización de bloques entrelazados y otras medidas de seguridad como resultado directo del desastre ferroviario de Armagh en ese año.

La mayoría de las formas de control de trenes implican que la autoridad de movimiento se transfiera de los responsables de cada sección de una red ferroviaria (por ejemplo, un señalero o jefe de estación ) a la tripulación del tren. El conjunto de reglas y el equipo físico utilizado para lograr esto determinan lo que se conoce como método de trabajo (UK), método de operación (US) o trabajo seguro (Aus.). No todos estos métodos requieren el uso de señales físicas , y algunos sistemas son específicos de los ferrocarriles de vía única .

Los primeros vagones de ferrocarril eran tirados por caballos o mulas. Algunos de los primeros trenes iban precedidos por un banderillero montado a caballo. Se utilizaban señales con las manos y los brazos para dirigir a los "maquinistas". Las condiciones de niebla y poca visibilidad dieron lugar más tarde a las banderas y los faroles. La señalización en las vías se remonta a 1832 y utilizaba banderas elevadas o bolas que se podían ver desde lejos.

La forma más sencilla de funcionamiento, al menos en términos de equipamiento, es hacer funcionar el sistema de acuerdo con un horario. Toda la tripulación del tren entiende y se adhiere a un horario fijo. Los trenes sólo pueden circular por cada tramo de vía en un horario programado, durante el cual tienen "posesión" y ningún otro tren puede utilizar el mismo tramo.

Cuando los trenes circulan en direcciones opuestas en una vía de una sola vía, se programan puntos de encuentro ("meets"), en los que cada tren debe esperar al otro en un lugar de paso. Ningún tren puede moverse antes de que el otro haya llegado. En los EE. UU., la exhibición de dos banderas verdes (luces verdes por la noche) es una indicación de que otro tren está siguiendo al primero y el tren que espera debe esperar a que pase el siguiente tren. Además, el tren que lleva las banderas hace ocho pitidos de silbato a medida que se acerca. El tren que espera debe devolver ocho pitidos antes de que el tren que lleva las banderas pueda continuar.

El sistema de horarios tiene varias desventajas. En primer lugar, no hay una confirmación positiva de que la vía que tenemos por delante esté despejada, solo que está previsto que lo esté. El sistema no permite fallos de motor ni otros problemas similares, pero el horario está configurado de forma que entre trenes haya tiempo suficiente para que la tripulación de un tren averiado o retrasado pueda caminar lo suficiente para colocar banderas de advertencia, bengalas y detonadores o torpedos (terminología del Reino Unido y de los Estados Unidos, respectivamente) para alertar a cualquier otra tripulación del tren.

Un segundo problema es la inflexibilidad del sistema: no se pueden añadir trenes, retrasarlos ni reprogramarlos sin previo aviso.

Un tercer problema es un corolario del segundo: el sistema es ineficiente. Para que haya flexibilidad, el horario debe dar a los trenes un amplio margen de tiempo para compensar los retrasos, de modo que la línea no esté en posesión de cada tren más tiempo del necesario.

No obstante, este sistema permite operar a gran escala, sin necesidad de ningún tipo de comunicación que viaje más rápido que un tren. El funcionamiento por horarios era el modo normal de funcionamiento en Norteamérica en los primeros tiempos del ferrocarril.

Con la llegada del telégrafo en 1841, se hizo posible un sistema más sofisticado, ya que proporcionaba un medio por el cual se podían transmitir mensajes antes de que salieran los trenes. El telégrafo permite la difusión de cualquier cambio de horario, conocido como órdenes de tren . Estas permiten la cancelación, reprogramación y adición de servicios de trenes.

En América del Norte, las tripulaciones de los trenes generalmente recibían sus órdenes en la siguiente estación en la que paraban o, a veces, eran entregadas a una locomotora "en marcha" por medio de un grupo de personas. Las órdenes de los trenes permitían a los despachadores establecer encuentros en las vías de servicio, obligar a un tren a esperar en una vía de servicio hasta que pasara un tren prioritario y mantener al menos un espacio de un bloque entre los trenes que iban en la misma dirección.

El control del tráfico mediante órdenes de trenes y horarios se utilizó habitualmente en los ferrocarriles estadounidenses hasta la década de 1960, incluidas algunas operaciones bastante grandes como el ferrocarril Wabash y el Nickel Plate Road . El control del tráfico mediante órdenes de trenes se utilizó en Canadá hasta finales de la década de 1980 en el ferrocarril central de Algoma y en algunos ramales del ferrocarril Canadian Pacific.

Los horarios y órdenes de trenes no se utilizaban ampliamente fuera de Norteamérica y se fueron eliminando gradualmente en favor de la radio en muchas líneas de poco tráfico y de señales electrónicas en líneas de mucho tráfico. A continuación se ofrecen más detalles sobre los métodos operativos en Norteamérica.

En el siglo XIX, en algunas líneas de gran tráfico del Reino Unido se utilizó un método similar, conocido como "orden telegráfica y de cruce". Sin embargo, se produjeron una serie de colisiones frontales debido a que la tripulación del tren no había entendido bien o no había dado la autorización para continuar; la peor de ellas fue la colisión entre Norwich y Brundall, Norfolk, en 1874. Como resultado, el sistema se eliminó gradualmente en favor de los sistemas de fichas . Esto eliminó el peligro de que se dieran instrucciones ambiguas o contradictorias, ya que los sistemas de fichas dependen de objetos para dar la autorización, en lugar de instrucciones verbales o escritas; mientras que es muy difícil evitar por completo que se den órdenes contradictorias, es relativamente sencillo evitar que se entreguen fichas contradictorias.

Los trenes no pueden colisionar entre sí si no se les permite ocupar la misma sección de la vía al mismo tiempo, por lo que las líneas ferroviarias se dividen en secciones conocidas como bloques . En circunstancias normales, solo se permite un tren en cada bloque a la vez. Este principio constituye la base de la mayoría de los sistemas de seguridad ferroviaria. Los bloques pueden ser fijos (los límites de los bloques están fijados a lo largo de la línea) o móviles (los extremos de los bloques se definen en relación con los trenes en movimiento). ^[1]

En las líneas ferroviarias de doble vía, que permitían a los trenes viajar en una dirección por cada vía, era necesario espaciar los trenes lo suficiente para garantizar que no pudieran colisionar. En los primeros tiempos de los ferrocarriles, se empleaba a hombres (originalmente llamados "policías", de ahí que en el Reino Unido se haga referencia a los señaleros como "bob", "bobby" u "oficial" cuando la tripulación del tren les hablaba por teléfono) para que permanecieran a intervalos ("bloques") a lo largo de la línea con un cronómetro y usaran señales con las manos para informar a los maquinistas de que un tren había pasado más o menos de una cierta cantidad de minutos antes. Esto se llamaba "trabajo con intervalos de tiempo". Si un tren había pasado muy recientemente, se esperaba que el siguiente tren redujera la velocidad para dejar más espacio para pasar.

Los vigilantes no tenían forma de saber si un tren había dejado libre la vía que tenían delante, por lo que si un tren anterior se detenía por cualquier motivo, la tripulación del tren siguiente no tenía forma de saberlo a menos que fuera claramente visible. Como resultado, los accidentes eran comunes en los primeros tiempos de los ferrocarriles. Con la invención del telégrafo eléctrico , se hizo posible que el personal de una estación o de una cabina de señales enviara un mensaje (normalmente un número específico de toques de campana ) para confirmar que un tren había pasado y que un bloque específico estaba libre. Esto se llamó el " sistema de bloqueo absoluto ".

Las señales mecánicas fijas comenzaron a reemplazar las señales manuales a partir de la década de 1830. En un principio, se utilizaban localmente, pero luego se convirtió en una práctica habitual accionar todas las señales de un bloque en particular con palancas agrupadas en una caja de señales. Cuando un tren pasaba por un bloque, un señalero protegía ese bloque configurando su señal en "peligro". Cuando se recibía un mensaje de "todo despejado", el señalero movía la señal a la posición de "despejado".

El sistema de bloqueo absoluto se empezó a utilizar gradualmente durante las décadas de 1850 y 1860 y se hizo obligatorio en el Reino Unido después de que el Parlamento aprobara una legislación en 1889 tras una serie de accidentes, en particular el desastre ferroviario de Armagh . Esto exigía la señalización de bloqueo para todos los ferrocarriles de pasajeros, junto con el enclavamiento , que forman la base de la práctica de señalización moderna en la actualidad. En los Estados Unidos se aprobó una legislación similar en la misma época.

No todos los bloques se controlan mediante señales fijas. En algunos ferrocarriles de vía única del Reino Unido, en particular aquellos con poco uso, es habitual utilizar sistemas de fichas que dependen de la posesión física por parte del conductor del tren de una ficha única como autoridad para ocupar la línea, normalmente además de señales fijas.

Antes de permitir que un tren entre en un bloque, el señalero debe asegurarse de que no esté ocupado. Cuando un tren sale de un bloque, debe informar al señalero que controla la entrada al bloque. Incluso si el señalero recibe un aviso de que el tren anterior ha salido de un bloque, generalmente se le exige que solicite permiso a la siguiente cabina de señales para admitir el siguiente tren. Cuando un tren llega al final de una sección de bloque, antes de que el señalero envíe el mensaje de que el tren ha llegado, debe poder ver el marcador de fin de tren en la parte trasera del último vehículo. Esto garantiza que ninguna parte del tren se haya desprendido y permanezca dentro de la sección. El marcador de fin de tren puede ser un disco de color (generalmente rojo) durante el día o una lámpara de aceite o eléctrica de color (nuevamente, generalmente roja). Si un tren entra en el siguiente bloque antes de que el señalero vea que falta el disco o la lámpara, solicita a la siguiente cabina de señales que detenga el tren e investigue.

En un sistema de bloqueo permisivo, los trenes pueden pasar señales que indiquen que la línea que tienen por delante está ocupada, pero solo a una velocidad tal que puedan detenerse de manera segura si aparece un obstáculo a la vista. Esto permite una mayor eficiencia en algunas situaciones y se utiliza principalmente en los EE. UU. En la mayoría de los países está restringido solo a los trenes de mercancías y puede estar restringido según el nivel de visibilidad.

El bloqueo permisivo también se puede utilizar en caso de emergencia, ya sea cuando un conductor no puede contactar con un señalero después de haber sido retenido en una señal de peligro durante un tiempo específico, aunque esto solo está permitido cuando la señal no protege ningún movimiento conflictivo, y también cuando el señalero no puede contactar con la siguiente caja de señales para asegurarse de que el tren anterior ha pasado, por ejemplo, si los cables del telégrafo están caídos. En estos casos, los trenes deben avanzar a una velocidad muy baja (normalmente 32 km/h (20 mph) o menos) para que puedan detenerse antes de cualquier obstrucción. En la mayoría de los casos, esto no está permitido en momentos de poca visibilidad (por ejemplo, niebla o nieve).

Incluso con un sistema de bloqueo absoluto, varios trenes pueden entrar en un bloque con autorización. Esto puede ser necesario para dividir o unir trenes, o para rescatar trenes averiados. Al dar la autorización, el señalero también se asegura de que el conductor sepa exactamente qué esperar más adelante. El conductor debe operar el tren de manera segura teniendo en cuenta esta información. Por lo general, la señal permanece en peligro y el conductor recibe autorización verbal, generalmente mediante una bandera amarilla, para pasar una señal en peligro y se le explica la presencia del tren que va delante. Cuando los trenes entran regularmente en bloques ocupados, como en las estaciones en las que se produce el acoplamiento, se proporciona una señal subsidiaria, a veces conocida como señal de "llamada", para estos movimientos; de lo contrario, se realizan mediante órdenes al tren.

La invención de sistemas de detección de trenes, como los circuitos de vía, permitió la sustitución de los sistemas de bloqueo manuales, como el bloqueo absoluto, por la señalización de bloqueo automática. En la señalización de bloqueo automática, las señales indican si un tren puede entrar o no en un bloqueo basándose en la detección automática de trenes que indica si un bloqueo está libre. Las señales también pueden ser controladas por un señalero, de modo que solo proporcionen una indicación de proceder si el señalero establece la señal en consecuencia y el bloqueo está libre.

La mayoría de los cantones son "fijos", es decir, incluyen la sección de vía entre dos puntos fijos. En los sistemas basados ​​en horarios, órdenes de trenes y fichas , los cantones suelen empezar y terminar en estaciones seleccionadas. En los sistemas basados ​​en señalización, los cantones empiezan y terminan en señales.

La longitud de los bloques está diseñada para permitir que los trenes circulen con la frecuencia necesaria. Una línea poco utilizada puede tener bloques de muchos kilómetros de longitud, pero una línea de cercanías con mucho tráfico puede tener bloques de unos cientos de metros de longitud.

No se permite que un tren entre en un bloque hasta que una señal indique que el tren puede continuar, un despachador o señalero dé instrucciones al conductor en consecuencia o el conductor tome posesión de la ficha correspondiente. En la mayoría de los casos, un tren no puede entrar en el bloque hasta que no solo el bloque en sí esté libre de trenes, sino que también haya una sección vacía más allá del final del bloque por al menos la distancia necesaria para detener el tren. En sistemas basados ​​en señalización con señales muy espaciadas, esta superposición podría llegar hasta la señal siguiente a la que está al final de la sección, lo que efectivamente impone un espacio entre trenes de dos bloques.

A la hora de calcular el tamaño de los bloques, y por tanto el espaciado entre las señales, hay que tener en cuenta lo siguiente:

• Velocidad de línea (la velocidad máxima permitida en la sección de la línea)
• Velocidad del tren (la velocidad máxima de los diferentes tipos de tráfico)
• Pendiente (para compensar distancias de frenado más largas o más cortas)
• Las características de frenado de los trenes (diferentes tipos de trenes, por ejemplo, de mercancías o de pasajeros de alta velocidad, tienen diferentes figuras de inercia)
• Avistamiento (a qué distancia puede ver un conductor una señal)
• Tiempo de reacción (del conductor)

Históricamente, algunas líneas funcionaban de manera que ciertos trenes grandes o de alta velocidad estaban señalizados con reglas diferentes y solo se les daba derecho de paso si había dos cuadras libres frente al tren.

En un sistema de bloques móviles, los ordenadores calculan una zona segura alrededor de cada tren en movimiento, a la que no se permite el paso de ningún otro tren. El sistema depende del conocimiento de la ubicación precisa, la velocidad y la dirección de cada tren, que se determina mediante una combinación de varios sensores, como la identificación por radiofrecuencia a lo largo de la vía, la banda ultraancha, el radar, las unidades de medición inercial, los acelerómetros y los velocímetros a bordo del tren ( no se puede confiar en los sistemas GNSS porque no funcionan en túneles). Las configuraciones de bloques móviles requieren que las instrucciones se transmitan directamente al tren en lugar de utilizar señales al costado de la vía. Esto tiene la ventaja de aumentar la capacidad de la vía al permitir que los trenes circulen más cerca entre sí, manteniendo al mismo tiempo los márgenes de seguridad requeridos.

El control centralizado del tráfico (CTC) es una forma de señalización ferroviaria que se originó en América del Norte. El CTC consolida las decisiones sobre la ruta de los trenes que antes eran llevadas a cabo por los operadores de señales locales o por las propias tripulaciones de los trenes. El sistema consta de una oficina centralizada de despacho de trenes que controla los enclavamientos ferroviarios y los flujos de tráfico en partes del sistema ferroviario designadas como territorio del CTC.

La detección de trenes se refiere a la presencia o ausencia de trenes en una sección definida de la línea. ^[1]

La forma más común de determinar si una sección de la línea está ocupada es mediante el uso de un circuito de vía . Los rieles en cada extremo de cada sección están aislados eléctricamente de la siguiente sección, y se alimenta una corriente eléctrica a ambos rieles en movimiento en un extremo. Un relé en el otro extremo está conectado a ambos rieles. Cuando la sección está desocupada, la bobina del relé completa un circuito eléctrico y se energiza. Sin embargo, cuando un tren ingresa a la sección, cortocircuita la corriente en los rieles y el relé se desenergiza. Este método no necesita verificar explícitamente que todo el tren haya abandonado la sección. Si parte del tren permanece en la sección, el circuito de vía detecta esa parte.

Este tipo de circuito detecta la ausencia de trenes, tanto para establecer la indicación de la señal como para proporcionar diversas funciones de enclavamiento, por ejemplo, evitando que las agujas se muevan mientras un tren se acerca a ellas. Los circuitos eléctricos también prueban que las agujas están bloqueadas en la posición adecuada antes de que la señal que protege esa ruta pueda ser despejada. Los trenes del Reino Unido y el personal que trabaja en áreas de bloqueo del circuito de vía llevan clips de operación del circuito de vía (TCOC) para que, en caso de que algo interfiera en una línea de circulación adyacente, el circuito de vía pueda cortocircuitarse. Esto pone la señal que protege esa línea en "peligro" para detener un tren que se aproxima antes de que se pueda alertar al señalizador. ^[2]

Un método alternativo para determinar el estado de ocupación de un bloque utiliza dispositivos ubicados al principio y al final del mismo que cuentan el número de ejes que entran y salen de la sección del bloque. Si el número de ejes que salen de la sección del bloque es igual al de los que entraron, se supone que el bloque está libre. Los contadores de ejes proporcionan funciones similares a las de los circuitos de vía, pero también presentan algunas otras características. En un entorno húmedo, una sección contada por ejes puede ser mucho más larga que una con circuitos de vía. La baja resistencia del balasto de los circuitos de vía muy largos reduce su sensibilidad. Los circuitos de vía pueden detectar automáticamente algunos tipos de defectos de vía, como un riel roto. En caso de que se restablezca la energía después de un corte de energía, una sección contada por ejes se deja en un estado indeterminado hasta que un tren haya pasado por la sección afectada. Una sección con circuitos de vía detecta inmediatamente la presencia de un tren en la sección.

En la mayoría de los ferrocarriles se colocan señales físicas al costado de las vías para indicar a los conductores si la línea de adelante está ocupada y para garantizar que exista suficiente espacio entre los trenes para permitirles detenerse.

Las formas más antiguas de señal mostraban sus diferentes aspectos según su posición física. Los primeros tipos comprendían un tablero que se giraba de frente y era totalmente visible para el conductor, o giraba de modo que era prácticamente invisible. Si bien este tipo de señal todavía se utiliza en algunos países (por ejemplo, Francia y Alemania), la forma de señal mecánica más común en todo el mundo es la señal de semáforo . Esta consta de un brazo o una cuchilla pivotante que se puede inclinar en diferentes ángulos. Un brazo horizontal es la indicación más restrictiva (para "peligro", "precaución", "detenerse y continuar" o "detenerse y permanecer" según el tipo de señal).

Para que los trenes puedan circular de noche, se suele instalar una o más luces en cada señal. Normalmente, se trata de una lámpara de aceite encendida de forma permanente con gafas de colores móviles en la parte delantera que modifican el color de la luz. Por tanto, el maquinista tenía que aprenderse un conjunto de indicaciones para la visión diurna y otro para la visión nocturna.

Aunque es normal asociar la presentación de una luz verde con una condición segura, históricamente no era así. En los primeros días de la señalización ferroviaria, las primeras luces de colores (asociadas con los intermitentes de arriba) presentaban una luz blanca para "libre" y una luz roja para "peligro". El verde se utilizó originalmente para indicar "precaución", pero dejó de usarse cuando se suspendió el sistema de intervalos de tiempo. Posteriormente, una luz verde reemplazó al blanco para "libre", para abordar las preocupaciones de que un conductor pudiera interpretar una lente roja rota como una falsa indicación de "libre". No fue hasta que los científicos de Corning Glassworks perfeccionaron un tono de amarillo sin ningún matiz de verde o rojo que el amarillo se convirtió en el color aceptado para "precaución".

Las señales mecánicas generalmente se operan de forma remota mediante un cable desde una palanca en una caja de señales, pero normalmente se utiliza operación eléctrica o hidráulica para señales que están ubicadas demasiado distantes para la operación manual.

En la mayoría de los ferrocarriles modernos, las señales luminosas de colores han sustituido en gran medida a las señales mecánicas. Las señales luminosas de colores tienen la ventaja de mostrar los mismos aspectos de día y de noche y requieren menos mantenimiento que las señales mecánicas.

Aunque las señales varían ampliamente entre países, e incluso entre ferrocarriles dentro de un país determinado, un sistema típico de aspectos sería:

• Verde: avance a la velocidad normal. Espere que la siguiente señal se muestre en verde o amarillo.
• Amarillo: Prepárese para encontrar la próxima señal que se muestre en rojo.
• Rojo: Detenerse.

En algunos ferrocarriles, las señales luminosas de color muestran el mismo conjunto de aspectos que muestran las luces de las señales mecánicas durante la oscuridad.

La señalización de ruta y la señalización de velocidad son dos formas diferentes de notificar a los trenes sobre los cruces.

En el sistema de señalización de ruta , el conductor recibe información sobre la ruta que tomará el tren más allá de cada señal (a menos que solo sea posible una ruta). Esto se logra mediante un indicador de ruta adjunto a la señal. El conductor utiliza su conocimiento de la ruta, reforzado por señales de restricción de velocidad fijadas al costado de la vía, para conducir el tren a la velocidad correcta para la ruta que debe tomar. Este método tiene la desventaja de que el conductor puede no estar familiarizado con la velocidad requerida en un cruce al que se ha desviado debido a alguna condición de emergencia. Varios accidentes han sido causados ​​solo por esto. ^[3] Por esta razón, en el Reino Unido, donde todas las líneas están señalizadas, los conductores solo pueden conducir en rutas en las que han recibido capacitación y deben viajar regularmente por las rutas de desvío menos utilizadas para mantener actualizado su conocimiento de la ruta.

Muchos sistemas de señalización de ruta utilizan el control de aproximación (ver más abajo) para informar al conductor de un próximo cambio de ruta.

En la señalización de velocidad , el aspecto de la señal informa al conductor a qué velocidad puede pasar por un cruce, pero no necesariamente la ruta que tomará el tren. La señalización de velocidad requiere una gama mucho mayor de aspectos de la señal que la señalización de ruta, pero se depende menos del conocimiento de la ruta por parte del conductor, aunque no se elimina la necesidad de que el conductor aprenda la ruta, ya que la señalización de velocidad no suele informar a los conductores de los cambios de límite de velocidad fuera de los cruces. Por lo general, se utilizan señales de límite de velocidad además de las señales de velocidad, y el conductor sigue la que muestre la velocidad más baja.

Muchos sistemas han llegado a utilizar elementos de ambos sistemas para proporcionar a los conductores la mayor cantidad de información posible. Esto puede significar que los sistemas de señalización de velocidad pueden utilizar indicaciones de ruta junto con aspectos de velocidad para informar mejor a los conductores sobre su ruta; por ejemplo, las indicaciones de ruta pueden utilizarse en las estaciones principales para indicar a los trenes que llegan a qué plataforma se dirigen. Del mismo modo, algunos sistemas de señalización de ruta indican la velocidad de aproximación mediante pantallas de cine para que los conductores sepan a qué velocidad deben viajar.

• 
  Un ejemplo de una señal de Melbourne Victoria: esta señal muestra un aspecto de señalización de velocidad, junto con un indicador de ruta.

Cuando el tren se dirige hacia una ruta divergente que debe tomarse a una velocidad significativamente menor que la velocidad de la línea principal, el conductor debe recibir una advertencia previa adecuada.

En la señalización de ruta , no existen los aspectos necesarios para controlar la velocidad, por lo que a menudo se emplea un sistema conocido como liberación de aproximación . Esto implica mantener la señal de cruce en un aspecto restrictivo (normalmente, parada ) de modo que las señales en la aproximación muestren la secuencia correcta de aspectos de precaución. El conductor frena de acuerdo con el aspecto de precaución, sin ser necesariamente consciente de que de hecho se ha establecido la ruta divergente. A medida que el tren se acerca a la señal de cruce, su aspecto puede despejarse hacia cualquier aspecto que permita la ocupación actual de la vía por delante. Cuando la velocidad de desvío es la misma, o casi la misma, que la velocidad de la línea principal, la liberación de aproximación es innecesaria.

En la señalización de velocidad , las señales que se aproximan a la divergencia presentan aspectos apropiados para controlar la velocidad de los trenes, por lo que no se requiere liberación de la aproximación .

En el Reino Unido también se utiliza un sistema de luces amarillas intermitentes que permite a los trenes acercarse a una ruta divergente a mayor velocidad. Esto informa al conductor de que la ruta que tiene por delante es una línea divergente. Con la llegada de los trenes y los cruces modernos más rápidos, se hizo necesario un mejor sistema para avisar a los conductores, por lo que se desarrolló el siguiente sistema a principios de los años 80. El sistema se ha ido perfeccionando con los años y ahora se utiliza a nivel internacional. También se utiliza en sistemas de señalización de tres aspectos de menor velocidad, donde la luz amarilla intermitente es la primera indicación para el conductor.

En el sistema de 4 aspectos, si la ruta a través del cruce está despejada, la señal del cruce mostrará un único aspecto amarillo fijo junto con un indicador de cruce iluminado que muestra la ruta seleccionada. ^[4]

La señal anterior a la señal de cruce mostrará ahora un único aspecto amarillo intermitente y la señal anterior a esa mostrará dos aspectos amarillos intermitentes . El conocimiento de la ruta del conductor le indica la velocidad permitida en el cruce divergente, y comenzará a reducir la velocidad del tren al ver los dos aspectos amarillos intermitentes . Las señales intermitentes le indican al conductor que la ruta a través del cruce está establecida y libre, pero que más allá de eso la primera señal en la ruta divergente es roja , por lo que debe estar preparado para detenerse allí.

A medida que el tren se acerca a la señal de cruce, la señal puede cambiar a un aspecto menos restrictivo (una luz amarilla , dos luces amarillas o verde ) dependiendo de qué tan adelante esté libre la línea.

Algunos sistemas en el mundo utilizan sistemas mecánicos de control de velocidad junto con señalización para garantizar que la velocidad de un tren esté limitada a un valor específico, con el fin de garantizar que el tren viaje a una velocidad en la que pueda detenerse ante un obstáculo. Estos sistemas suelen utilizar dispositivos mecánicos de detención de trenes (un pequeño brazo que sale de los rieles y que aplicará los frenos de un tren cuando sea atropellado) para "activar" los frenos de un tren que viaje demasiado rápido. Normalmente, una vez que un tren llega a un punto determinado de las vías, activa un temporizador; cuando el temporizador se agota, el brazo de detención del tren bajará, lo que permitirá que el tren pase sin interrupciones. El tiempo está diseñado de modo que si el tren viaja a la velocidad prevista (o más lenta), podrá continuar sin problemas, pero si viaja demasiado rápido, el dispositivo de detención del tren hará que el tren se detenga. Este sistema se puede utilizar para garantizar que un tren viaje a una determinada velocidad, lo que permite a los diseñadores estar seguros de que superposiciones de señales más cortas serán suficientes y, por lo tanto, el empleo de este sistema puede ayudar a mejorar en gran medida la capacidad de una línea ferroviaria.

El sistema se utiliza con mayor frecuencia en la aproximación a los cruces sin salida para evitar que los trenes choquen contra los topes del final, como ha sucedido en lugares como Moorgate . También se utiliza en líneas de alto tráfico para permitir una mayor capacidad, como el City Circle Railway en Sydney, donde se utilizó en la mitad occidental a partir de 1932 para permitir que 42 trenes por hora atravesaran la línea en cada dirección, cada estación tendría múltiples paradas de tren a lo largo de la longitud de las plataformas que se reducirían progresivamente para garantizar que un tren que llegara no chocara con el tren que salía, a menos de 100 metros por delante. Este sistema se modificó a principios de la década de 1990, de modo que un tren que llegara no pudiera ingresar al andén hasta que el tren anterior hubiera partido, sin embargo, los viajes continúan utilizándose para superar la superposición de señales normalmente requerida.

Estos sistemas se utilizan a menudo junto con la señalización de velocidad progresiva (véase más abajo).

La señalización de velocidad progresiva se refiere a sistemas que imponen restricciones de velocidad en los aspectos de precaución. En los sistemas que no tienen señalización de velocidad progresiva, los aspectos que advierten de una próxima señal roja no obligan al conductor a tomar ninguna medida; depende de su propio criterio cuándo comenzar a reducir la velocidad en preparación para detenerse en la señal roja. Con la señalización de velocidad progresiva, cada aspecto de precaución antes de una señal roja impone un límite de velocidad sucesivamente menor al conductor. ^[5] No debe confundirse con la señalización de velocidad que se utiliza en los cruces; la señalización de velocidad progresiva se puede utilizar junto con la señalización de ruta.

El hecho de que un maquinista no responda a una señal puede ser catastrófico. Por ello, se han ideado diversos sistemas auxiliares de seguridad. Cualquier sistema de este tipo requiere la instalación de algún tipo de equipo en el tren y en la vía. Algunos sistemas sólo intervienen en caso de que se pase una señal en peligro (SPAD). Otros incluyen indicaciones sonoras y/o visuales dentro de la cabina del maquinista para complementar las señales laterales de la vía. La aplicación automática de los frenos se produce si el maquinista no reconoce una advertencia. Los sistemas de control de trenes más avanzados no tienen ningún maquinista y dependen de ordenadores para manejar el sistema por completo, como el Skytrain en Vancouver, Canadá y el sistema de metro en Doha, Qatar.

Los sistemas de seguridad en cabina son de gran utilidad en situaciones de niebla , cuando la visibilidad es deficiente y se deberían tomar medidas restrictivas. Los sistemas de seguridad también son importantes en los trenes urbanos, donde es imposible ver en las esquinas de los túneles del metro. Los ordenadores de a bordo y de los laterales de la vía pueden hacer un seguimiento de los trenes en curvas cerradas a mayor velocidad, lo que garantiza la seguridad.

La señalización de la cabina es un subsistema que comunica información de señalización a la cabina del tren, como la posición del conductor, la velocidad y las alarmas de falla. Las unidades de señalización de la cabina son subsistemas de ingeniería de factores humanos importantes en los sistemas de señalización de trenes modernos.

Si hay una cabina activa, se decide la orientación del tren, es decir, el lado de la cabina activa se considera como la parte delantera del tren. En los sistemas modernos, un sistema de protección del tren se superpone sobre el sistema de señalización de la cabina y aplicará automáticamente los frenos y detendrá el tren si el conductor no controla la velocidad del tren de acuerdo con los requisitos de seguridad del sistema. ^[6] Los sistemas de señalización de la cabina se basan en tacómetros, acelerómetros, unidades de banda ultra ancha, unidades de medición de inercia, circuitos de vía , transpondedores que se comunican con la cabina y sistemas de control de trenes basados ​​en comunicaciones .

En los primeros tiempos de los ferrocarriles, los señaleros eran responsables de garantizar que todos los cambios de agujas (EE. UU.: agujas de cambio) estuvieran colocados correctamente antes de permitir que un tren avanzara. Sin embargo, los errores conducían a accidentes, a veces con víctimas mortales. El concepto de enclavamiento mecánico de agujas de cambio, señales y otros dispositivos se introdujo para mejorar la seguridad. Esto evita que un señalero opere dispositivos en una secuencia insegura utilizando medios mecánicos, como por ejemplo, para despejar una señal mientras uno o más conjuntos de agujas de cambio no están colocados correctamente para la ruta. ^[3] Los primeros sistemas de enclavamiento utilizaban dispositivos mecánicos tanto para operar los dispositivos de señalización como para garantizar su funcionamiento seguro.

A partir de la década de 1930, se empezaron a utilizar enclavamientos con relés eléctricos. Desde mediados de la década de 1980, los nuevos sistemas de enclavamiento tienden a ser de tipo electrónico . Los microprocesadores deciden qué movimientos de agujas están permitidos. Los sistemas y subsistemas de enclavamiento modernos permiten y prohíben determinadas posiciones de agujas para mejorar la seguridad del tren.

Los ferrocarriles utilizan normas, políticas y procedimientos operativos para mejorar la seguridad. Las normas operativas específicas suelen diferir de un país a otro, e incluso puede haber diferencias entre distintos ferrocarriles dentro de un mismo país.

Las reglas de operación argentinas se describen en el Reglamento interno técnico de operaciones [RITO] ( reglamento técnico de operación).

La aplicación de las normas de funcionamiento en Australia se denomina Safeworking ( trabajo seguro) . El método de trabajo de una región o ubicación en particular se denomina "sistema de trabajo seguro" para esa región. Las normas de funcionamiento difieren entre estados, aunque se están realizando intentos para formular una norma nacional.

En América del Norte , y especialmente en los Estados Unidos , las reglas de operación se denominan método de operación . Existen cinco conjuntos principales de reglas de operación en América del Norte:

• Reglas de Operación Ferroviaria Canadiense (CROR), utilizadas por la mayoría de los ferrocarriles canadienses, con excepción de las operaciones de Canadian National Railway en Estados Unidos, que utilizan una versión modificada y patentada de las GCOR, conocida como USOR (United States Operating Rules)
• Código General de Reglas de Operación (GCOR), utilizado por muchos ferrocarriles de Clase I , ferrocarriles de Clase II y ferrocarriles de línea corta en los Estados Unidos
• Comité Asesor de Normas Operativas del Noreste (NORAC), utilizado por muchos ferrocarriles en el noreste de EE. UU.
• La clase I de Norfolk Southern utiliza un conjunto único de reglas operativas.
• El transporte de clase I CSX utiliza un conjunto único de reglas operativas.

El reglamento de funcionamiento del Reino Unido se denomina "GE/RT8000 Rule Book", ^[7] más comúnmente conocido como "The Rule Book" por los empleados ferroviarios. Está controlado por el Rail Safety and Standards Board (RSSB), que es independiente de Network Rail o cualquier otra empresa operadora de trenes o de transporte de mercancías . La mayoría de los ferrocarriles históricos funcionan con una variante simplificada del reglamento de British Railways .

El sistema de señalización utilizado en la red ferroviaria de Finlandia está compuesto por señales luminosas de colores y señales fijas. Se utiliza junto con el EBICAB 900, un sistema automático de control de trenes más conocido como JKV (en finés : junakulunvalvonta) .

En Italia , la señalización ferroviaria se describe en una instrucción particular llamada Regolamento Segnali Archivado el 7 de diciembre de 2014 en Wayback Machine . ( Reglamento de Señales ).

Las normas de funcionamiento de la India, denominadas "normas generales", son comunes a todos los ferrocarriles zonales de la India y sólo pueden ser modificadas por la Junta de Ferrocarriles. Las normas subsidiarias se añaden a las normas generales por los ferrocarriles zonales que no las infringen. Las correcciones se realizan de vez en cuando mediante notas de corrección. ^[8]

La señalización japonesa se basó inicialmente en las prácticas de señalización ferroviaria británicas y sigue basándose en el sistema de señalización de rutas del Reino Unido para los cruces. Sin embargo, a medida que la señalización ha avanzado para cumplir con los requisitos del sistema, se utiliza la señalización de velocidad progresiva fuera de los cruces.

La señalización ferroviaria de Hong Kong se originó a partir del principio de señalización ferroviaria británica, ^[9] y continúa basándose en los principios para desarrollar reglas y procedimientos bajo la organización operativa MTR.

• Brian, Frank W. (1 de mayo de 2006). "Sistemas de control del tráfico ferroviario". Trenes . Kalmbach Publishing Co. Archivado desde el original el 17 de octubre de 2007.
• Colburn, Robert (14 de octubre de 2013). "Una historia de las señales ferroviarias". IEEE . Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos . Archivado desde el original el 22 de octubre de 2013.
• Código General de Normas de Operación (PDF) (Séptima edición). Comité GCOR. 1 de abril de 2015. Archivado desde el original (PDF) el 19 de junio de 2018.
• Director de Ingeniería C&T, West Midlands Project Group (1991). "Enclavamiento mecánico" (PDF) . dickthesignals.co.uk . British Rail Board. Archivado desde el original (PDF) el 18 de abril de 2023 . Consultado el 26 de noviembre de 2023 .

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• The Signal Page (TSP): señalización ferroviaria en todo el mundo (en holandés) (en inglés)
• RailServe.com Señales y comunicaciones
• Ferrocarriles: Historia, Señalización, Ingeniería [1] [2] [3] [4] y [5]
• Sociedad de Registro de Señalización
• La Institución de Ingenieros de Señales Ferroviarias