Prapoczątki sygnalizacji kolejowej

Awans zawodowy sygnalistów

W okolicach roku 1838 największa wówczas pod względem długości szlaków i ruchu pociągów brytyjska Great Western Railway (GWR) wprowadziła jednakową dla wszystkich linii instrukcję sygnałów, zawierającą trzy podstawowe i najważniejsze komponenty: stop, ostrożna jazda i droga wolna. Z czasem „policjantów drogowych” doposażyła w czerwone chorągiewki, którymi posługiwali się w dzień, a gdy pociągi wyruszały nocą, w naftowe lamy z czerwonym i białym światłem. Rozwiązanie dość szybko przyjęło się na pozostałych szlakach kolejowych innych Towarzystw Kolejowych i stało się tym samym niemal ogólnokrajową regulacją służącą bezpieczeństwu ruchu.

Stopniowo w 1840 roku część ludzkiej pracy zaczęły zastępować stałe sygnalizatory. Składały się one z kuli lub dysku-tarczy podnoszonych na słupku do góry, co wskazywało, że droga jest wolna. Ciągle jednak jeszcze obsługiwanych przez semaforowych dróżników, którzy po rozpoznaniu pociągu, kierowali go na odpowiedni rozjazd i tor. Ryzyko pomylenia torów przez zwrotnicowego było niewielkie, gdy miał do obsługi 2-3 rozjazdy. Sprawa nieco komplikowała się, gdy ich liczba wzrastała i trzeba było zacząć numerować tory, zwrotnice. Pomocnym dla maszynistów w rozróżnianiu torów stały się sygnały wydawane gwizdkiem przez zwrotnicowego. Ich ilość wskazywała konkretny numer toru¹. Odpowiedzią maszynisty na zrozumienie sygnałów zwrotnicowego były najczęściej odpowiedzi gwizdawką parową lokomotywy. W sytuacjach awaryjnych posługiwano się flarami świetlnymi w kolorach czerwonym, żółtym i zielonym, jednak w Wielkiej Brytanii dość szybko zrezygnowano z nich z powodów częstych pożarów torowisk i traw, znajdujących się w pobliżu. Była to jedna z pierwszych prób użycia kolorów dla stworzenia katalogu różnych sygnałów i ostrzeżeń dla maszynistów.

Czarne czy czerwone?

Warto w tym miejscu dodać, że nie było to łatwe i wymagało nie tylko praktyki, ale nawet badań naukowych. Kolory sygnałowe zostały po raz pierwszy zbadane naukowo pod kątem ślepoty barw² w 1855 roku przez dr Gregora Wilsona z Edynburga. Opierając się m.in. na badaniach i praktyce pierwszego twórcy telegrafów optycznych Claude’a Chappe’a³ doszedł do wniosku, że czerwień i zieleń nie są dobrym wyborem, ponieważ czerwień w cieniu ma tendencję do czernienia, aczkolwiek wymienione kolory się uzupełniały. Dodatkowo wyniki badań stwierdziły, że około 1 na 50 maszynistów nie mógł rozróżnić czerwieni od zieleni, zwłaszcza w słabym świetle. Nie mówiąc o tym, że w tamtym czasie nie było dobrego zielonego szkła nadającego się do sygnalizatorów, choć w niektórych zaczęto używać dla poprawienia siły światła tzw. soczewki Fresnela⁴.

Wilson zaproponował biel, czerń i błękit nieba, jako najlepszą triadę. Oczywiście takie rozwiązanie spotkało się z ostrym sprzeciwem ludzi z branży kolejowej, którzy chcieli pozostać przy zieleni, czerwieni i żółci, jako najlepiej widocznych kolorach. Dopiero wprowadzenie jasnego światła elektrycznego około 1870 roku, przerwało spory i zatwierdziło ostatecznie, jako stałe na wszystkich szlakach kolejowych trzy znane dzisiaj barwy używane nie tylko w sygnalizacji kolejowej, ale i drogowej. Co ciekawe, pomysł Wilsona z barwami białą i fioletową także doczekał się wówczas akceptacji i zastosowania.


Mechanizacja sygnalizacji

Około 1870 roku na kolej wkroczyła mechanizacja w postaci zdalnego sterowania tarczami, sygnałami, semaforami poprzez druty, nawet na odległość do 1000 metrów. Było to wówczas sporym osiągnięciem inżynieryjnym, zważywszy, że cały system naciągaczy, przeciwwag obsługiwano ręcznie przy pomocy siły mięśni obsługi z nastawni. Oddalenie sygnalizatorów od nastawni często poza zasięg wzroku obsługi sterowania ruchem wymusiło kolejne rozwiązania w postaci powrotnych linek informujących o stanie sygnalizatora (otwarty/zamknięty) z czasem zamienionych na elektryczne dzwonki, lampki czy rozwiniętą sieć telegrafu pracującą nie tylko pomiędzy stacjami, ale także między posterunkami dróżników. Brytyjskie wzorce rozwiązań systemów sygnalizacji dość szybko trafiły na europejski kontynent. Większość rozwiązań zaczęto stosować w Niemczech i Austrii jeszcze przed 1870 rokiem, starając się je nieco modyfikować i dostosowywać do stosowanych przepisów przez licznych przewoźników prywatnych, nie zawsze skłonnych do nowinek technicznych, tworzących własne regulacje i instrukcje. W pewnych niewielkich odmianach głównie gabarytach tarcz (dysków), czy łopat semaforów trafiły także na rosyjskie koleje i Kolej Warszawsko-Wiedeńską (KWW).

Potrzeba regulacji przepisów

Zwiększający się ruch pociągów na szlakach wymusił rozpoczęcie prac nad usystematyzowaniem i ujednoliceniem przepisów kolejowych w tym sygnałowych. Na przykład w Niemczech, dodatkową siłą napędową w tym kierunku był m.in. plan kanclerza Bismarcka o stworzeniu kolei państwowej na dużą skalę. Pomocnymi miały być nawet zapisy cesarskiej konstytucji Bismarcka (art. 42 i 43)⁵. Prace nad prawem kolejowym posuwały się jednak wolno i wymagały dodatkowo wielu innych regulacji prawnych, w tym upaństwowienia znacznej ilości kolei prywatnych. W sumie do 1885 roku ponad 11 tys. kilometrów prywatnych linii kolejowych stało się własnością państwa pruskiego, a to pozwoliło na wprowadzenie 30 listopada 1885 roku – przepisów sygnałowych dla Kolei Niemieckich (Signalordnunng für die Eisenbahnen Deutschland). Choć pierwsze, niezbyt precyzyjne, jednolite niemieckie dla upaństwowionych kolei powstały jeszcze w 1875 roku i były wzorowane na szwajcarskich przepisach z 1874 roku, gdzie nawet określono długość i wysokość dźwięków gwizdków dzwonków w zapisie nutowym. Ówczesne niemieckie przepisy ten element akurat opuściły, choć owe „niedopatrzenie” poprawiono jeszcze przed 1910 rokiem.


Warto dodać, że próby upaństwowienia przez Bismarcka prywatnych kolei były uważnie obserwowane także na rosyjskim dworze carskim, który to wzorował się na niemieckich regulacjach prawnych i wiele rozwiązań (w tym przepisy sygnałowe) udoskonalał na własnych kolejach. Przykładem mogą być zapisy o urządzeniach dla dróg żelaznych w Królestwie Polskim wprowadzone ukazem najwyższym z 28 września 1857 roku. Co prawda, nie precyzowały one dokładnie całego systemu sygnalizacji szlakowej, urządzeń, sygnałów, ale wprowadzały pewne porządki na wzór zachodnioeuropejski. W niektórych przypadkach wyprzedzały w pewnych zapisach nawet szwajcarskie. Pierwsze regulacje sygnałowe (głównie za pomocą telegrafu dzwonkowego i alfabetu Morse’a) m.in. dla KWW powstały jeszcze przed 1880 rokiem. Dzieliły się one na: sygnały w postaci dzwonków elektrycznych i sygnałów klaksonu (trąbki), sygnały ręczne strażników, dróżników iF sygnały dyskowe, tzw. wyprzedzające (tarczowe), sygnały na maszcie sygnałowym (semaforze), sygnały specjalne (manewrowe, obsługi pociągu) i sygnały na pociągach. Mimo że były wzorowane na niemieckich, austriackich i zapewne szwajcarskich, to zapisu nutowego określającego wysokość dźwięku gwizdka nie zamieszczono. W zasobach Biblioteki Uniwersyteckiej w Warszawie znajduje się jedna z instrukcji wprowadzona w lipcu 1882 roku dla rządowej drogi warszawsko-terespolskiej.

Tylko o krok z tyłu

Wraz z pojawieniem się niemieckich i austriackich przepisów sygnałowych i podawania sygnałów na różnego rodzaju urządzeniach zdalnych, pojawiły się na szlakach kolejowych i na drogach żelaznych Królestwa Polskiego. Co prawda większość z nich była obsługiwana niemal do końca XIX wieku ręcznie przez dróżników, naczelników stacji, ale różnice w wyposażeniu technicznym dość szybko nadrabiano. Podobnie jak tworzenie wszelkiego rodzaju dokładnych instrukcji, okólników o sygnalizacji, o czym w kolejnym odcinku.


Tekst pochodzi z naszego miesięcznika "Rynek Kolejowy". Zachęcamy do lektury i prenumeraty!


Przypisy:

¹ Reguły i przepisy proponowane do przestrzegania przez maszynistów, strażników, policjantów i inne osoby na wszystkich kolejach, zalecane przez Konferencję Kolejową, która odbyła się w Birmingham, Anglia, styczeń 1841 r. (Journal of the Franklin Institute, 33-1842r).

² Ślepota barw – zwana też zaburzeniem rozpoznawania barw (często ogólnie nazywana daltonizmem[2]), u ludzi jest niezdolnością do spostrzegania różnic pomiędzy niektórymi lub wszystkimi barwami, które normalnie są dostrzegane przez inne osoby. Ślepota barw jest zazwyczaj wadą wrodzoną, uwarunkowaną genetycznie – źródło: wikipedia

³ Claude Chappe (1763 – 1805) Był wynalazcą semafora, procesu przekazywania informacji na odległość, szybszego niż jakikolwiek używany do tej pory. Był tym samym pierwszym przedsiębiorcą telekomunikacyjnym w historii ludzkości a zarazem nieświadomym wówczas, ze jego pomysł zostanie adaptowany w kolejnictwie.

⁴ Soczewka Fresnela, soczewka schodkowa, soczewka pierścieniowa – skonstruowana w 1822 r. przez Augustina-Jeana Fresnela soczewka składająca się z koncentrycznych pierścieni będących pocienionymi fragmentami soczewki. Często zbudowana jest z dwóch warstw – rozpraszającego kolimatora i skupiającego kolektora. Początkowo, głównie w latarniach morskich, ale z czasem także w lampach okrętowych i na kolei.

⁵ Art. 42 stanowił: „Rządy federalne zobowiązują się do zarządzania kolejami niemieckimi w interesie ogólnego ruchu, jako jednolitej sieci iw tym celu zlecać rozplanowanie i wyposażenie nowo budowanych kolei zgodnie z jednolitymi normami”. Art. 43 umożliwiał Rzeszy monitorowanie bezpieczeństwa eksploatacji poszczególnych kolei.