Светофор дорожный

Светофор

Светофор на светодиодах

Светофо́р — устройство оптической сигнализации, предназначенное для регулирования движения людей, велосипедов, автомобилей и иных участников дорожного движения, поездов железной дороги и метрополитена, речных и морских судов.

История

Первый светофор был установлен 10 декабря 1868 года в Лондоне возле здания Британского парламента. Его изобретатель — Дж. П. Найт (англ. J. P. Knight) — был специалистом по железнодорожным семафорам. Светофор управлялся вручную и имел два семафорных крыла: поднятые горизонтально означали сигнал «стоп», а опущенные под углом в 45° — движение с осторожностью. В тёмное время суток использовался вращающийся газовый фонарь, с помощью которого подавались, соответственно, сигналы красного и зелёного цветов. Светофор использовался для облегчения перехода пешеходов через улицу, а его сигналы предназначались для транспортных средств. 2 января 1869 года газовый фонарь светофора взорвался, ранив управляющего светофором полицейского.

Первая автоматическая система светофоров (способная к переключению без непосредственного участия человека) была разработана и запатентована в 1910 году Эрнстом Сиррином (англ. Earnest Sirrine) из Чикаго. Его светофор использовал неподсвеченные надписи Stop и Proceed.

Изобретателем первого электрического светофора может, по-видимому, считаться Лестер Вайр (англ. Lester Wire) из Солт-Лейк-Сити (штат Юта, США). В 1912 году он разработал (но не запатентовал) светофор с двумя круглыми электрическими сигналами (красного и зелёного цвета).

Система светофоров Джеймса Хога (рисунок из патента)

5 августа 1914 года в Кливленде (штат Огайо, США) Американская светофорная компания (англ. American Traffic Signal Company) установила на перекрёстке 105-й улицы и авеню Эвклида четыре электрических светофора конструкции Джеймса Хога (англ. James Hoge). Они имели красный и зелёный сигнал и, переключаясь, издавали звуковой сигнал. Система управлялась полицейским, сидящим в стеклянной будке на перекрёстке. Светофоры задавали правила движения, аналогичные принятым в современной Америке: поворот направо осуществлялся в любое время при отсутствии помех, а поворот налево — на зелёный сигнал вокруг центра перекрёстка.

В 1920 году трёхцветные светофоры с использованием жёлтого сигнала были установлены в Детройте (штат Мичиган, США) и Нью-Йорке. Авторами изобретений были, соответственно, Уильям Поттс (англ. William Potts) и Джон Ф. Харрис (англ. John F. Harriss).

В Европе аналогичные светофоры были впервые установлены в 1922 году в Париже на пересечении Рю де Риволи (фр. Rue de Rivoli) и Севастопольского бульвара (фр. Boulevard de Sebastopol) и в Гамбурге на площади Стефанплатц (нем. Stephansplatz). В Англии — в 1927 году в городе Вулвергемптоне (англ. Wolverhampton).

В СССР первый светофор установили 15 января 1930 года в Ленинграде на пересечении проспектов 25 Октября и Володарского (ныне Невского и Литейного проспектов). А первый светофор в Москве появился 30 декабря того же года на углу улиц Петровка и Кузнецкий Мост.

В связи с историей светофора часто упоминают имя американского изобретателя Гаррета Моргана (англ. Garrett Morgan), запатентовавшего в 1922 году светофор оригинальной конструкции. Существует устойчивый миф о большом влиянии Моргана на развитие светофоров, однако в действительности он лишь один из многих изобретателей разнообразных светофоров начала XX века^[1].

В середине 1990-х были изобретены зелёные светодиоды с достаточной яркостью и чистотой цвета, и начались эксперименты со светодиодными светофорами. Москва стала первым городом, в котором светодиодные светофоры стали применяться массово^[2].

Виды светофоров

Уличные и дорожные светофоры

Автомобильные светофоры

Четыре возможные фазы типового светофора

Наиболее распространены светофоры с сигналами (обычно круглыми) трех цветов: красного, жёлтого и зелёного. В некоторых странах вместо жёлтого используется оранжевый цвет. Сигналы могут быть расположены как вертикально (при этом красный сигнал всегда располагается сверху, а зелёный — снизу), так и горизонтально (при этом красный сигнал всегда располагается слева, а зелёный — справа). При отсутствии других, специальных светофоров они регулируют движение всех видов транспортных средств и пешеходов. Иногда сигналы светофора дополняют специальным табло обратного отсчёта времени, которое показывает сколько времени ещё будет гореть сигнал. Чаще всего табло обратного отсчёта делают для зелёного сигнала светофора, но в ряде случаев табло отображает и оставшееся время красного сигнала.

Практически повсеместно красный сигнал светофора запрещает движение, жёлтый запрещает выезд на охраняемый светофором участок, но допускает завершение его проезда, а зелёный — разрешает движение. Распространено, но не повсеместно использование сочетания красного и жёлтого сигналов, обозначающее предстоящее включение зелёного сигнала. Иногда зелёный сигнал включается сразу после красного без промежуточного жёлтого, но не наоборот. Детали применения сигналов различаются в зависимости от принятых в той или иной стране Правил дорожного движения.

Существуют светофоры из двух секций — красной и зелёной. Такие светофоры обычно устанавливаются на пунктах, где пропуск автомобилей производится в индивидуальном порядке, например, на пограничных переходах, при въезде или выезде с автостоянки, охраняемой территории и т. п.

Могут также подаваться мигающие сигналы, смысл которых зависит от местного законодательства. В России и во многих странах Европы мигающий зелёный сигнал означает предстоящее переключение к жёлтому. Автомобили, приближающиеся к светофору с мигающим зелёным сигналом, могут принять меры к своевременному торможению, чтобы избежать выезда на охраняемый светофором перекрёсток или переход на запрещающий сигнал. Мигающий жёлтый сигнал требует снизить скорость для проезда перекрёстка или пешеходного перехода как нерегулируемого (например, в ночные часы, когда регулирование не требуется из-за низкой интенсивности движения). Иногда для этих целей применяются специальные светофоры, состоящие из мигающей одной или попеременно мигающих двух жёлтых секций.

Стрелки и стрелочные секции

«Всегда горящая» зелёная секция (Киев, 2008)

На светофорах могут быть дополнительные секции в виде стрелок или контуров стрелок, регулирующие движение в том или ином направлении. Правила (в странах бывшего СССР) таковы:

• Контурные стрелки на красном (жёлтом, зелёном) фоне — это обычный светофор, действующий только в заданном направлении.
• Сплошная зелёная стрелка на чёрном фоне разрешает проезд, но не даёт преимущества при разъезде^[3][4].

В некоторых городах на светофорах встречаются «всегда горящие» зелёные секции, выполненные в виде таблички с зелёной стрелкой. Они сигнализируют о том, что поворот направо разрешён и на красный. Однако, в отличие от «настоящей» дополнительной секции, такие стрелки разрешают, но не обязывают водителя поворачивать. Таким образом, водитель, который хочет ехать прямо, может спокойно занимать этот ряд, а стоящие сзади водители, желающие повернуть направо по такой «стрелке», должны ждать.

В водительской среде, чтобы отличать такие стрелки-таблички от стрелок-допсекций, они именуются «картонками».

Светофор с мигающим красным сигналом

Красный мигающий сигнал (как правило, на светофорах с мигающей одной или попеременно мигающими двумя красными секциями) используется для ограждения пересечений с трамвайными линиями при приближении трамвая, мостов при разводке, участков дорог вблизи взлётно-посадочных полос аэропортов при взлёте и посадке самолётов на опасной высоте. Эти светофоры аналогичны тем, что используются на железнодорожных переездах (см. ниже).

Светофор, устанавливаемый на железнодорожных переездах

Состоит из двух горизонтально расположенных красных фонарей и, на части переездов, одного фонаря лунно-белого цвета. Белый фонарь расположен между красными, ниже или выше соединяющей их линии. Значение сигналов следующее:

• два попеременно мигающих красных фонаря — движение через переезд запрещено; данный сигнал обычно сопровождается звуковой сигнализацией (звонком);
• мигающий белый фонарь означает, что техническая система переезда находится в исправности. Так как он не горит, когда переезд закрыт или закрывается, бело-лунный фонарь часто неправильно считают разрешающим сигналом.

Реверсивный светофор

Реверсивный светофор

Для регулирования движения по полосам проезжей части (особенно там, где возможно реверсивное движение), применяют специальные светофоры контроля полосы (реверсивные). В соответствии с Венской конвенцией о дорожных знаках и сигналах такие светофоры могут иметь два или три сигнала:

• красный Х-образный сигнал запрещает движение по полосе;
• зелёная стрелка, направленная вниз, разрешает движение;
• дополнительный сигнал в виде диагональной жёлтой стрелки информирует о смене режима работы полосы и указывает направление, в котором её необходимо покинуть.

Светофоры для маршрутных транспортных средств

Для регулирования движения маршрутных транспортных средств (трамваев, автобусов, троллейбусов) используют специальные светофоры, вид которых отличается от страны к стране.

Т-образный светофор в Москве показывает сигнал «движение запрещено»

В России Правилами дорожного движения предусмотрено использование Т-образного светофора с «четырьмя круглыми сигналами бело-лунного цвета». Верхние сигналы используются для указания разрешенных направлений движения (налево, прямо, направо), а нижний — разрешает начало движения. Также в последние годы в тех случаях, когда направление движения маршрутных транспортных средств только одно, или для всех направлений движение разрешается всегда одновременно, применяют иногда светофор в виде обычной одиночной круглой секции со светящейся буквой «Т» жёлтого цвета, разрешающий движение, когда освещен, и запрещающий, когда не освещен.

В Швейцарии для этой цели используется одиночный сигнал оранжевого цвета (включенный постоянно или мигающий).

В странах Северной Европы используются светофоры с тремя секциями, совпадающими по расположению и назначению со стандартными светофорами, но имеющими белый цвет и форму знаков: «S» — для сигнала, запрещающего движение, «—» — для предупреждающего сигнала, стрелка направления движения — для разрешающего сигнала.

Также существуют светофоры на трамвайных станциях (конечных) — то есть вне автомобильных дорог, имеющие по 2 секции — красную и зелёную. Они служат для указания порядка отправления трамвайных поездов с разных путей станции.

Не существует международного стандарта для светофоров для маршрутных транспортных средств, и они могут сильно отличаться даже в соседних странах. В качестве примера ниже приводятся сигналы таких светофоров в Бельгии и Нидерландах:

Светофоры для маршрутных транспортных средств в Нидерландах (верхний ряд) и Бельгии (нижний ряд)

Значение сигналов (слева направо)

• Разрешается движение прямо
• Разрешается движение налево
• Разрешается движение направо
• Разрешается движение во всех направлениях (аналогично зелёному сигналу автомобильного светофора)
• Движение запрещается, за исключением тех случаев, когда для остановки требуется экстренное торможение (аналогично жёлтому сигналу автомобильного светофора)
• Движение запрещается (аналогично красному сигналу автомобильного светофора)

Из-за своего специфического вида нидерландский светофор получил прозвище negenoog, то есть «девятиглаз».

Светофор для пешеходов

Светодиодный светофор для пешеходов с обратным отсчётом времени в Томске

Сувениры с изображением «светофорного» человечка

Такие светофоры регулируют движение пешеходов через пешеходный переход. Как правило, он имеет два вида сигналов: разрешающий и запрещающий. Обычно для этой цели используют соответственно зелёный и красный свет. Сами сигналы имеют различную форму. Чаще всего используют сигналы в виде силуэта человека: красный — стоящего, зелёный — идущего. В США красный сигнал часто выполняют в виде силуэта поднятой ладони (жест «стоп»). Иногда используют надписи «стойте» и «идите» (в английском языке «stop» и «walk», в других языках — аналогично). В столице Норвегии для запрещения движения пешеходов используются две стоящие фигуры, окрашенные красным цветом. Делается это для того, чтобы слабовидящие, или люди, страдающие дальтонизмом могли понять можно им идти, или нужно стоять.

На оживленных магистралях устанавливают, как правило, автоматически переключающиеся светофоры. Но часто применяется и вариант, когда светофор переключается после нажатия специальной кнопки и разрешает переход в течение определенного времени после этого.

Современные светофоры для пешеходов дополнительно оборудуют также звуковыми сигналами, предназначенными для слепых пешеходов, а иногда и табло обратного отсчёта времени.

Во времена существования ГДР сигналы светофора для пешеходов имели оригинальную форму маленького «светофорного» человечка (нем. Ampelmännchen). В Саксонии такие светофоры ставят по сей день.

В отсутствие пешеходного светофора пешеходы руководствуются показаниями автомобильного светофора.

Светофор для велосипедов

Для регулирования движения велосипедов иногда применяют специальные светофоры. Это может быть светофор, сигналы которого выполнены в форме силуэта велосипеда, или обычный трехцветный светофор, снабженный специальной табличкой.

Трамвайный светофор

Трамвайные светофоры предназначены для регулирования движения трамваев. Обычно устанавливаются перед участками с ограниченной видимостью, перед затяжными подъёмами, спусками, на въезде/выезде трамвайных депо, а также перед трамвайными стрелками.

Обычно трамвайные светофоры имеют 2 сигнала: красный и зелёный. Устанавливаются в основном либо справа от трамвайного пути, либо по центру над ним выше контактного провода.

Основное предназначение трамвайных светофоров состоит в том, чтобы сигнализировать водителям трамваев о занятости следующей за светофором части трамвайного пути. Действие трамвайных светофоров распространяется только на трамваи.

Светофоры такого типа работают в автоматическом режиме.

Железнодорожный светофор

Основная статья: Железнодорожный светофор

Железнодорожные светофоры предназначены для регулирования движения поездов, маневровых составов, а также регулирования скорости роспуска с сортировочной горки:

• красный — проезд запрещён;
• жёлтый — проезд разрешён с ограничением скорости;
• зелёный — проезд разрешён.

Также светофоры или дополнительные световые указатели могут информировать машиниста о маршруте или как-либо ещё конкретизировать показание.

Существует отдельный тип двухцветных железнодорожных светофоров — маневровые, которые подают следующие сигналы:

• один лунно-белый огонь — разрешается производить манёвры;
• один синий огонь — запрещается производить манёвры.^[5]

Иногда железнодорожный светофор ошибочно называют семафором.

Речные светофоры

Речные светофоры предназначены для регулирования движения речных судов. В основном используются для регулирования прохода судов через шлюзы. Такие светофоры имеют сигналы двух цветов — красного и зелёного.

Различают дальние и ближние речные светофоры. Дальние светофоры разрешают или запрещают подход судов к шлюзу. Ближние светофоры устанавливаются непосредственно перед и внутри камеры шлюза на правой стороне по ходу движения судна. Они регулируют вход судов внутрь шлюзовой камеры и выход из неё.

Следует отметить, что неработающий речной светофор (не горит ни один из сигналов) запрещает движение судов.

Светофоры в автоспорте

В автоспорте светофоры могут устанавливаться на маршальских постах, на выезде с пит-лейн и на стартовой черте^[6].

Стартовый светофор подвешивается над трассой таким образом, чтобы он был хорошо виден всем стоящим на старте. Расположение огней: «красный — зелёный» или «жёлтый — зелёный — красный». Сигналы светофора дублируются с противоположной стороны (чтобы всем болельщикам и судьям была видна процедура старта). Зачастую на гоночном светофоре не один красный фонарь, а несколько (на случай, если лампа сгорит).

Сигналы стартового светофора таковы:

• Красный: Приготовиться к старту!
• Красный гаснет: Старт! (старт с места)
• Зелёный: Старт! (старт с хода, квалификация, прогревочный круг)
• Мигающий жёлтый: Остановить двигатели!

Сигналы для старта с места и старта с хода разные по такой причине. Гаснущий красный не позволяет стартовать рефлекторно — это снижает вероятность того, что кто-либо тронется с места на «тревожный» жёлтый свет. Во время старта с хода эта проблема не стоит, зато гонщикам важно знать, был ли дан старт (если судья посчитает стартовый строй неподходящим, автомобили отправляются на повторный формировочный круг). В этом случае зелёный стартовый сигнал информативнее.

В отдельных гоночных сериях встречаются и другие сигналы.

Маршальские светофоры встречаются крайне редко и отдают те же команды, которые маршалы отдают флагами (красный — остановить гонку, жёлтый — опасный участок, и т. д.)

Светофор на пит-лейн имеет такие сигналы:

• Красный: Выезд с пит-лейн запрещён.
• Зелёный: Выезд с пит-лейн разрешён.
• Мигающий синий: к выезду приближается автомобиль, уступите ему дорогу.

В 2008 году команда «Феррари» использовала светофор вместо таблички для подачи сигналов гонщику во время пит-стопа. Система действовала полностью автоматически, но во время гран-при Сингапура из-за оживлённого движения по пит-лейн пришлось управлять светофором вручную. Механик по ошибке дал Массе зелёный ещё до того, как заправочный шланг вытащили из болида, что привело к инциденту. После этого команда вернулась к традиционной табличке.

Конструкция

На лампах накаливания и галогенных лампах

• Лампа
• Отражатель
• Светофильтр
• Линза Френеля
• Козырёк

Встречаются светофоры без отражателя. Это снижает и без того низкий КПД, но избавляет от ложной засветки.

Светодиодные

• Матрица светодиодов
• Антивандальное стекло
• Козырёк

Преимущества

У светодиодных светофоров чистые яркие цвета, они менее склонны к паразитной засветке. Высокий КПД экономит электроэнергию. Выход из строя одного светодиода не сказывается на работе светофора; такие светофоры не сгорают, а теряют яркость со временем, давая дорожным службам время среагировать. Светодиодные светофоры лучше видны под острым углом (это и преимущество, и недостаток). В одной секции могут сосуществовать несколько разных сигналов. Светодиодные светофоры более вандалоустойчивы.

Недостатки

Опыт железнодорожников показывает, что жёлтый и белый в «светодиодном» исполнении, а также присущее светодиодам резкое мигание плохо воспринимаются. На развязках с большим числом светофоров приходится искусственно делать светофоры направленными, снабжая их линзами Френеля. В странах с холодными зимами приходится делать подогрев светофора — обратная сторона высокого КПД^[7].

Блок управления светофорным объектом

На языке дорожных служб светофорным объектом называются несколько светофоров, которые управляются общим электронным блоком и действуют как единое целое.

Дополнительные интерфейсы

Светофор со звуковым сопровождением для слепых пешеходов

Светофор с обратным отсчётом времени

В некоторых странах светофоры снабжаются дополнительной цифровой панелью, показывающей, сколько секунд осталось до смены статуса светофора. В России подобные светофоры распространены сравнительно мало, чаще всего они встречаются в Москве, Санкт-Петербурге и в других крупных городах России.

Один из путей повышения эффективности светофора — приспособление его для использования слепыми людьми. В условиях, когда необходимо повышенное внимание, такие дополнения оказываются полезными и для обычных людей.

Таково звуковое сопровождение, срабатывающее при смене цветов: медленное тиканье («жди») или быстрое тиканье («иди»).

В Германии и Нидерландах площадка перед пешеходным переходом выложена ребристыми плитками и мягкими резиновыми пластинками, при наступлении на которые нога немного проседает, и человек непроизвольно останавливается.

Примечания

1. ↑ http://www33.brinkster.com/iiiii/trfclt/
2. ↑ http://www.kit-e.ru/articles/led/2004_5_12.php
3. ↑ ПДД Украины. Проезд перекрёстков.
4. ↑ ПДД Украины. Светофоры.
5. ↑ Инструкция по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации Сигналы, применяемые при маневровой работе.
6. ↑ Спортивный кодекс ФИА, приложение H(фр.)(англ.)
7. ↑ U.S. Patent 7211771 (англ.)

Ссылки

• Светофоры и сигналы светофоров, установленные Правилами дорожного движения