ComponentsEdit
Britannialainen semaforisignaalivarsi koostuu kahdesta osasta: Puinen tai metallinen varsi (tai “terä”), joka kääntyy eri kulmissa, ja silmälasit, joissa on värillisiä linssejä, jotka liikkuvat lampun edessä merkkien antamiseksi yöllä. Yleensä nämä osat yhdistettiin yhdeksi kehykseksi, mutta joissakin tyypeissä (esim. “kuperkeikka”-merkeissä, joissa varsi kääntyi keskellä) varsi oli erillään silmälasista. Käsi ulottuu vaakasuoraan sen rajoittavimmassa kohdassa; muut kulmat osoittavat vähemmän rajoittavia kohtia. Ison-Britannian kaksoisraiteilla opastinpylväät sijoitetaan yleensä radan vasemmalle puolelle ja aina siten, että semaforivarsi (-varret) osoittaa (osoittavat) vasemmalle, ja opastin ja lamppu ovat pylvään tai nuken oikealla puolella (mutta ylemmän kvadrantin opastimissa pylvään tai nuken vasemmalla puolella). Tähystysongelmien vuoksi pylväs saatetaan sijoittaa toisen raiteen oikealle puolelle kaksiraiteisilla haaroilla, ja yksiraiteisilla haaroilla pylväs voidaan sijoittaa kummalle puolelle raidetta tahansa. Huomaa, että USA:n semaforin vastineet ovat oikealle päin ja kuten yleensä Euroopan mantereella, kaksoisraiteen haaroissa, ylös- ja alaspäin menevissä linjoissa vastakkain kuin Yhdistyneessä kuningaskunnassa.
Varren asennosta riippuen sopivan värinen linssi valaistaan takaapäin joko öljylampulla, kaasulampulla tai pienellä jännitteellä toimivalla hehkulampulla (myös valkoisia LED-lyhtyjä (LED clustereja) on testattu tähän tarkoitukseen). Jos tarvitaan vihreää valoa, käytetään yleensä sinistä linssiä. Yhdistettynä öljylampun pääasiassa keltaista valoa säteilevään liekkiin tämä tuotti vihreän värin; oli tärkeää, että saatu väri ei ollut ulkonäöltään edes kellanvihreä, koska se olisi voitu sekoittaa kaukana olevaan varoitusmerkkiin. Myöhemmissä sähkölamppuja käyttävissä opastimissa käytettiin vihreitä linssejä. Joissakin opastimissa, jotka muutettiin öljylampuista sähkölampuiksi, käytettiin keltaiseksi sävytettyä lamppua, jossa oli alkuperäinen sininen linssi oikean värin säilyttämiseksi, tai vuodesta 1996 lähtien British Railwaysin läntisellä alueella käytettiin 12 voltin 5 watin lamppua, mutta sen syöttöjännite oli 10,7 volttia, mikä tuotti kirkkauden, joka vastasi suunnilleen öljynkipinän liekin värilämpötilaa, ja näin saatiin aikaan oikean punaista tai vihreää väriä pimeän aikana.Useimmilla Ison-Britannian rautateillä käytettiin alemman kvadrantin semafooreja, toisin sanoen varsi laski vaakatasosta, “vaaran” näkymä muuttui “kirkkaaksi” jopa 60° vaakatason alapuolella, ja pää- ja sivuraiteiden tai sivuraiteiden välillä oli eroja ulkonäössä. Joillakin yhtiöiden radoilla oli käytössä 3-näkymäinen semafori, ja näissä näkyi välivaiheessa “varoitus”, joten niissä oli kolmilinssi. Vuonna 1911 Metropolitan Line käytti ensimmäisenä ylemmän kvadrantin semaforia, jonka idea oli tuotu Yhdysvalloista. Vuonna 1948 tapahtuneen kansallistamisen jälkeen British Railways standardisoi ylemmän kvadrantin semafoorit, ja kaikki alueet ottivat vähitellen käyttöön sen ja korvasivat vähitellen alemman kvadrantin opastimet, lukuun ottamatta Western Region -aluetta, jossa käytettiin hyväksi havaittuja ja kauniisti suhteutettuja alemman kvadrantin semafooreja, joissa oli lopulta raskas valurautainen silmälasiteline, jossa oli pyöreät värilasit ja jossa oli aiemmat ohutreunuksiset, valurautaiset, muotoilluilla värilaseilla varustetut kehykset. Aiemmat GWR:n 5 jalan varret, jotka oli sijoitettu yli 26 jalan korkeudelle kiskon tasosta, muutettiin 4 jalan varsiin. Kaikki korvaavat varret olivat emaloitua terästä, ja niissä oli asianmukaiset varren värit: punainen ja valkoinen kaistale “Stop”-varteen ja keltainen ja musta kaistale “Distant”-varteen (Caution). Molempien tyyppien kääntöpuoli on valkoinen, ja siinä on musta kaistale tai merkkijono tarpeen mukaan. Lopulliset “Call-on”-, “Shunt”- tai “Warning”-varoitusvilkut läntisellä alueella olivat kaksijalkaisia ja niissä oli punavalkoinen ja punainen vaakasuora raita, ja niissä oli pimeällä vähennetty valo ja asianmukainen musta kirjain, C, S tai W, ja ne olivat taustavalaistuina “proceed”-tilassa, jolloin vihreä valo näytti vihreää valoa tässä tilassa. Pysäytysnäyttö oli pimeässä yleensä kuunvalkoinen. Kaikki on nyt poistettu, mutta esimerkkejä on nähtävissä Yhdistyneen kuningaskunnan perinneradoilla. Vuonna 2020 Network Railin läntisellä alueella on enää muutama jäljellä oleva semaforiopastin, sillä LED-opastimet ovat korvanneet suurimman osan semaforeista.
Semaforiopastimien opastinpylväiden valmistuksessa käytettiin yleisesti puutavaraa, ristikkoterästä, putkiterästä ja betonia. Ison-Britannian Southern Railway käytti usein vanhaa kiskoa opastinpylväisiin.
Saksalaiset semaforiset kotisignaalit, jotka ovat ulkonäöltään täysin erilaiset kuin brittiläiset semaforisignaalit, sisältävät yhden tai kaksi valkoista käsivartta, joissa on punainen ääriviiva ja pieni pyöreä kiekko sen päässä, sekä värilliset linssit, jotka ilmaisevat opastimen näkökohdan (näkökohtien) sijainnin yöaikaan, ja nämä käsivarret suuntautuvat pylvään oikealle puolelle. Saksalaiset semaforikauko-opasteet koostuvat yhdestä keltaisesta kiekosta, jossa on mustavalkoinen ääriviiva, ja (valinnaisesta) ohuesta keltaisesta nuolenmuotoisesta kiekosta, jossa on mustavalkoinen ääriviiva. Sekä levyssä että nuolessa on värilliset linssit, jotka auttavat kuljettajia yöaikaan. Näitä tyyppejä nähtiin eräissä muissa maissa, jotka käyttivät saksalaisia opastinperiaatteita.
Alempi kvadrantti ja ylempi kvadranttiEdit
Britannialaisia semfoorimerkkejä on alemman kvadrantin ja ylemmän kvadrantin muotoisia. Alemman kvadrantin signaalissa varsi kääntyy alaspäin vähemmän rajoittavaa (ns. “off”) merkkiä varten. Ylemmän kvadrantin signaaleissa, kuten nimikin kertoo, varsi kääntyy ylöspäin “off”-merkkiä varten.
1870-luvulla kaikki brittiläiset rautatieyhtiöt vakiinnuttivat semaforisignaalien käytön, jotka olivat tuolloin poikkeuksetta kaikki alemman kvadrantin tyyppisiä. 1920-luvulta lähtien ylemmän kvadrantin semaforit syrjäyttivät lähes kokonaan alemman kvadrantin signaalit Isossa-Britanniassa, lukuun ottamatta entisiä GWR:n ratoja. Ylemmän kvadranttiopastimen etuna on se, että jos opastimen johto katkeaa tai opastimen varsi painuu alas esimerkiksi lumen painamana, painovoima saa opastimen putoamaan turvalliseen “vaara”-asentoon. Alemman kvadrantin signaalissa voi tapahtua päinvastoin, jolloin signaali siirtyy “pois päältä” -asentoon, vaikka sen pitäisi itse asiassa näyttää “vaaraa”. Niiden silmälasikoteloiden, jotka ovat vastakkaisella puolella karaa, johon signaalivarsi kääntyy, on siksi oltava riittävän painavia, jotta näin ei tapahdu.
Nykykäytäntö Isossa-Britanniassa edellyttää, että sekä ylemmän että alemman kvadrantin semaforisignaalit kallistuvat 45 asteen kulmassa vaakatasoon nähden, jotta ne näyttäisivät “pois päältä” -ilmoitusta.
Kaksi- ja kolmiasentoiset signaalitEdit
Esimäisissä brittiläisissä rautatiesemaforisignaaleissa oli varret, joita voitiin käyttää kolmeen asentoon, alemmassa kvadrantissa. Kun niitä käytettiin yhdessä aikavälijärjestelmän kanssa, vaakasuora varsi merkitsi “vaaraa”, 45 astetta alaspäin kallistettu varsi merkitsi “varovaisuutta” ja pystysuora varsi (varsi piilossa pylväässä) merkitsi “selvä”. Pystysuorasta merkinnästä luovuttiin vähitellen, kun absoluuttinen lohkojärjestelmä syrjäytti aikavälijärjestelmän. Great Northern Railway oli ensimmäinen yhtiö, joka otti käyttöön kuperkeikkaopastimet, jotka oli asennettu poispäin pylväästä, sen jälkeen, kun tammikuussa 1876 sattui onnettomuus, jossa juna ohitti opastimen, joka näytti väärää “selvä”-merkkiä, koska opastimen varsi oli jäätynyt aukkoonsa lumimyrskyn aikana.
Myöhemmin kehitettiin ylemmässä kvadrantissa oleva kolmiasentoinen semaforisignaali. Nämä toimivat ylemmässä kvadrantissa, jotta ne erottuivat tuolloin tavallisista kaksiasentoisista alemman kvadrantin semaforeista. Kun varsi on kallistettu 45 astetta ylöspäin, merkitys on “varoitus” ja pystysuorassa asennossa oleva varsi tarkoittaa “selvä”. Siten yhdellä käsivarrella voidaan välittää kolme merkintää ilman, että samassa pylväässä tarvitsee olla kauempana olevaa käsivartta. Kolmiasentoisesta semaforisignaalista luopuminen aikaisin Yhdistyneessä kuningaskunnassa mahdollisti sen, että kaksiasentoiset alemman kvadrantin signaalit korvattiin laajalti kaksiasentoisilla ylemmän kvadrantin signaaleilla.
Käsivarren väri ja muotoEdit
Punainen valittiin nopeasti parhaaksi väriksi semaforin käsivarsille, koska se näkyi selvästi useimpia taustoja vasten. Käsivarren näkyvyyden parantamiseksi käytetään yleensä kontrastiväristä merkintää, kuten raitaa tai pistettä. Käsivarren takaosa on yleensä väriltään valkoinen, ja siinä on musta merkintä.
Jos erityisen huonoa taustakontrastia ei voida välttää, käsivarren taakse voidaan sijoittaa (yleensä valkoiseksi maalattu) tähtäyslevy, joka antaa riittävän kontrastin ja parantaa näkyvyyttä. Vaihtoehtoisesti voidaan maalata valkoiseksi myös osa sillan pylvästä, joka sijaitsee sopivasti opastimen takana.
Vuodesta 1872 lähtien kauko-opastinvarret (ks. alla) erotettiin toisistaan siitä, että niiden päähän oli leikattu “kalanhäntä”- lovi. Kaikki opastinvarret maalattiin vielä tuolloin punaisiksi. 1920-luvulla brittiläiset rautatieyhtiöt alkoivat värjätä kauko-opastinvarsia keltaisiksi, jotta ne erottuisivat paremmin punaisista pysäytysopastimista. Samalla kauko-opastimien punaiset linssit muutettiin keltaisiksi. Punaisten kauko-opastinvarsien käyttö on kuitenkin säilynyt joissakin maissa.
Kolmas varretyyppi, jossa on ulospäin ulottuva terävä pää, on usein käytössä (ei kuitenkaan Isossa-Britanniassa) merkkinä siitä, että opastin toimii automaattisesti (kuten automaattisissa blokkiopastinjärjestelmissä), ja monissa tapauksissa se osoittaa, että opastin on “sallittu” ja että sen voi ohittaa, kun se näyttää rajoittavimman puolensa, alhaisella nopeudella.
Useimmissa semaforivarretyypeissä valon väri, joka näkyy, kun varsi on “päällä” (rajoittavimmassa) asennossa, vastaa yleensä itse varren väriä (esim. punainen pysäytysopastimelle, keltainen kauko-opastimelle). Kun varsi on pois päältä -asennossa, näytetään vihreää valoa.
Semaforivarsien muita muotoja ja värejä käytettiin erityistarkoituksiin eri maissa eri puolilla maailmaa.