náhled|Reflektorové návěstidlo s proměnnou barvou Drážní návěstidla ve Spojených státech amerických, ale i v Severní Americe obecně, prošla postupným vývojem a modernizací tak, jak se na severoamerickém kontinentu rozvíjela železniční doprava, narůstal počet současně jedoucích vlaků a narůstala potřeba řízení železničního provozu s ohledem na plynulost a bezpečnost.
Vývoj návěstidel a jejich technické řešení nesměřoval přímo k současnému stavu ale byl ovlivněn i technickými prostředky doby, kdy jednotlivé typy návěstidel vznikaly. Z hlediska vývoje lze pozorovat, že některé původní principy řešení byly s technickými úpravami přeneseny až do dnešní doby. V případě některých US návěstidel se jedná o přenos polohy ramene mechanického semaforu do optické – světelné podoby.
Historie
Návěsti dávané personálem Aby návěsti přijíždějícímu vlaku předával drážní personál bylo nejjednodušší řešení v počátcích drážní dopravy pomocí rukou (eventuálně s praporkem) ve dne a v noci pomocí světla směřujícího k přijíždějícímu vlaku. Svislý pohyb nahoru a dolu znamenal pokračování jízdy (volno), vodorovný pohyb směrem ke koleji a od koleje znamenalo zastavení (stůj), kroužení znamenalo přiblížení a držení bylo signálem pro zpomalení, opatrně (výstraha). I přes rozvoj signálních návěstidel se ruční signalizace používá dodnes, zpravidla při posunu.Historie návěštění na stránce mysite.du.edu/~etuttle
Akustické návěsti Pro řízení jízdy vlaku sloužily akustické návěsti dávané strojvedoucím lokomotivní píšťalou. Podle doporučení z roku 1867 byl jeden signál píšťaly používán pro odbrzdění, dva signály pro zabrzdění a tři pro zajištění. Později byly z důvodu bezpečnosti a snížení rizika omylu návěsti pro zabrzdění a odbrzdění zaměněny. Kromě návěštění pro obsluhu brzd slouží píšťaly a houkačky pro varování osob v kolejišti. Ke stejnému účelu byly lokomotivy (nejen) ve Spojených státech vybavovány zvonci, pro upozornění okolí, kde nebylo neobvyklé vedení kolejí přímo v ulicích měst. Tyto akustické signály předává strojvedoucí do okolí – z lokomotivy ven.
Obrácený způsob předání přímého a jednoznačného akustického návěstního signálu jedoucímu vlaku, směrem do lokomotivy, není možný z důvodu vzdáleností, hluku a proudění vzduchu. Výjimečné je použití akustické návěsti na trati s použitím třaskavek pro nouzové zastavení, kdy třaskavky vybuchují přímo pod koly. Třaskavky vynalezl v roce 1841 E. A. Cowper.
Pyrotechnické návěsti Pyrotechnické návěsti na principu světlice jsou méně známým, nebo méně očekávaným způsobem pro drážní signalizaci. Světlice se vyráběly v červené, žluté a zelené barvě s dobou hoření 5–15 minut. Červená světlice s dobou hoření 10 minut se používá dodnes na amerických drahách. Světlice může být vystřelena i z jedoucího vlaku a snáší se na padáčku nebo ve stanicích umístěna na břevno. I pomocí světlic je možno řídit jízdu vlakem jednoduchým způsobem: strojvedoucí nebo personál v daním místě vystřelí světlici, která pro následující vlak má význam, že pokud světlice hoří – stůj, což dovoluje vytvořit dostatečné vzdálenosti mezi vlaky.
Pevná návěstidla náhled|vlevo|Pevné návěstidlove dne – praporekv noci – světlo Pevná návěstidla byla předchůdcem pro návěstidla s proměnnými znaky. Vyjadřovala tedy jednu neměnnou návěst, například stůj. Pokračování v jízdě bylo možno až na pokyn drážního personálu.
Košová návěstidla
Košová návěstidla („ball signals“),Historie návěstidel, odstavec: Ball signals are not vane signals, but ... mysite.du.edu/~etuttleFotografie historických návěstidel v USA, odstavec: Ball signals were derived from tide signals, and ... mysite.du.edu/~jcalvert jsou tvořena stožárem, na který se pomocí lan vytahuje jedna nebo více koulí (košů). Místo koulí se u některých drah používaly jiné tvary (válce, komolé kužely). Koule byly spletené z proutí nebo vyrobené z jiného, lehkého materiálu.
Podle počtu a polohy koulí může návěstidlo předávat strojvedoucímu dva nebo více jízdních signálů v závislosti na jejich poloze. Tento druh návěstidel byl používán nejen ve Spojených státech, ale také v Německu, Anglii a dalších zemích. Ve Spojených státech byl tento druh návěstidel krátkodobě používán kolem roku 1832 na tratích New Castle a Frenchtown.Hustorie návěstidel, odstavec: In the United States, ball signals ... mysite.du.edu/~etuttle V tomto provedení se tyto návěstidla používala do roku 1840, kdy byly koule nahrazeny kruhovými deskami s výraznějším barevným provedením pomocí výsečí. U těchto návěstidel nebyl signál předávaný barvou ale polohou koule; nahoře – volno, ve středu – výstraha, dole – stůj. Výraz „Highball“ (přeložitelné jako „vysoký míč“) se používá dosud jako slangový pro návěst "volno".
náhled|vpravo|Možná podoba deskových návěstidel ve Spojených státech (rekonstrukce dle popisu)vlevo: stůj – volnovpravo: stůj – výstraha – volno
Desková návěstidla První nejčastěji používaná návěstidla byla desková, kdy pro zobrazení stavu byla použita deska s různým barevným nátěrem na každé straně. Platnost signálu pro přijíždějící vlak se nastavovala tak, že obsluha návěstidla otočila desku s požadovanou barvou do směru přijíždějícího vlaku. Pro indikaci signálu byla používána červená barva pro signál stůj a barva bílá pro signál volno. V noci bylo návěstidlo doplněno svítící lucernou červené nebo bílé barvy se stejným významem jako barva desky. Již tehdy bylo zřejmé, že je výhodnější barevným světlem označovat návěst než osvětlovat plochu signální desky. V roce 1867 navrhl Franklinův institut, zabývající se drážní signalizací, použití i modré barvy pro signál výstraha. Toto řešení bylo používáno pouhé tři roky, do roku 1870, kdy byly přejaty britské signály. Při použití modré barvy na deskovém návěstidle, tato nahradila bílou plochu, která znamená volno a červená plocha zůstala zachována. Signál volno byl potom indikován tím, že se deska postavila do polohy rovnoběžně s tratí, tedy z pohledu přijíždějícího vlaku nebyla viditelná. Modrá barva však měla nevýhodu, že za snížené viditelnosti nebo ve stínu byla špatně rozlišitelná od červené barvy.
Ramenová návěstidla náhled|vpravo|Mechanické jednoramenné návěstidlo na krakorciSanta Fe, Ricardo, New Mexico (1943) náhled|vlevo|Mechanická ramenová návěstidlana signalizačních lávkáchUnion Station Washington DC, (1909~1932) Ramenová návěstidla (mechanická návěstidla) předávají návěst polohou pohyblivého ramene nebo více rameny, jejich sklopením nebo zvednutím kolem bodu otáčení na stožáru. Ve dne byla poloha ramen dostatečně viditelná pro předání signálu, v noci byla poloha ramen signalizována světlem, jehož barva se měnila podle předsazeného barevného filtru, mechanicky spojeného s ramenem. Ve spojených státech se používaly dvě i tři polohy ramene a tomu odpovídal i počet barevných filtrů (červený, žlutý/zelený a bez filtru/zelený barevný filtr). Použití barev žlutá/zelená/bílá se postupem doby měnilo. Za tmy byly barvy dobře rozlišitelné i v případě, kdy se z počátku používaly olejové lampy s dlouhou dobou svícení, typicky až 6 dní. Problematická je situace s identifikací barvy při přechodu denní doby (den/noc), za různých klimatických podmínek a je subjektivní ze strany strojvedoucího, kde se může vyskytovat určitý stupeň barvosleposti. Tento problém by brzy zjištěn a olejové lampy byly nahrazeny elektrickými žárovkami, které poskytují dostatečný světelný výkon i za dne. Postupně tento typ, světelný, vytlačil ve Spojených státech mechanická návěstidla kolem roku 1920, v ostatních zemích později.
náhled|vpravo|Jednoramenné náv. 2 polohy• vodorovně: stůj – červená• šikmo: volno – bílá Prvně používaná ramenová návěstidla ve Spojených státech používala sklopná ramena (volný konec ramene se z polohy stůj pohybuje dolu). Signál stůj byl vyjádřen vodorovnou polohou ramene, signál volno pak šikmou (sklopenou) polohou ramene. Z hlediska "čitelnosti" polohy ramene se nejčastěji používá úhel 45°, ve Spojených státech, pro lepší odlišení polohy, bylo používáno i sklopení o 60° podle vzoru společnosti Great Western. Souvislost s polohou ramene a barvou byla následující: vodorovně − červená − 0°, šikmo − bílá (později zelená) − 45/60°. Kolem roku 1900, s nástupem potřeby indikovat jedním ramenem tři signály, byly přijaty tři následující polohy ramene: vodorovně − červená − 0°, šikmo − zelená (později žlutá) − 45° a svisle − bílá (později zelená) − 90°. S nástupem používání žluté barvy se začaly používat i zvedací ramena (volný konec ramene se z polohy stůj pohybuje nahoru). Z konstrukčního hlediska bylo zvedání ramene výhodnější, protože při přerušení ovládacích táhel se rameno vlastní vahou přestaví do polohy stůj. Od roku 1918 bylo ustanoveno používání žlutého a zeleného barevného filtru (používání bílého světla bylo na návěstidlech zrušeno).
Ramenová návěstidla se v USA zprvu umisťovala vlevo i vpravo a na návěstidle byla umístěna 3–4 ramena. Později, po vzoru společnosti Great Western, byla ramenová návěstidla umisťována vpravo od koleje z důvodu lepšího dohledu strojvedoucího na parní lokomotivě (pohledu na levou stranu vadil kotel před budkou strojvedoucího).
náhled|vpravo|Jednoramenné náv. autobloku(Atchison, Topeka & Santa Fe)• stůj• výstraha – stůj u další návěsti• volno – traťová rychlost náhled|vlevo|Jednoramenné náv. 3 polohy• vodorovně: stůj – červená• šikmo: výstraha – zelená• svisle: volno – bílá náhled|vlevo|Dvouramenné náv. autobloku• stůj• výstraha – stůj u další návěstia• volno – připr. na sníž. rychl. u další náv. • volno – traťová rychlost Tři polohy jednoho ramene se u návěstidel začaly používat v roce 1900 na trati z Pittsburgu do Homewoodu. Autory tohoto řešení byli Gray z Pittsburgu a Ft. Wayne z Chicaga. Důvodem pro toto řešení byla úspora jednoho ramene pro vyjádření tří návěstí jedním ramenem: stůj – výstraha – volno. Třípolohové sklopné rameno se pohybovalo se v dolním kvadrantu, a našlo uplatnění u prvního autobloku. Při postavení ramene pod úhlem 45° to však pro strojvedoucího znamenalo okamžitě snižovat rychlost.
O pár let později, v roce 1903, Patenall a Loree zkonstruovali třípolové zvedací rameno, tedy jeho pohyb procházel horním kvadrantem.Návěštění C&NW na stránce mysite.du.edu/~jcalvert Z evropských zemí tento princip jako první použily dráhy v Belgii, v roce 1919. Zvedací rameno u autobloku použila společnost Athchison, Topeka & Santa Fe použila polohu 45° jiným způsobem a to jako výstrahu u autobloku a v roce 1927 bylo toto zakotveno v dopravních přepisech.
Důležité rozlišení mezi návěstidlem autobloku a hlavním návěstidlem byl i tvar zakončení ramene. Pokud byly ramena vodorovně, tak u semaforu s tabulkou toto znamenalo absolutní stůj (blok), u semaforu bez tabulky stůj a pokračuj, u návěstidla s zešikmeným koncem ramene pro autoblok pak stůj a pokračuj u návěstidla s pravoúhlým zakončením pak absolutní stůj (blok). Vzhledem ke konfliktu významu návěsti s významem u jiných společností byly semafory autobloku u jiných společností označovány identifikační číselnou tabulkou. Na semaforech autobloku společnosti Santa Fe totiž mělo rameno čtvercové zakončení. Poloha 45° na semaforu bez tabulky znamenala omezení (snížení rychlosti), s tabulkou výstraha. Pro další rozlišení byla ramena natřena z pohledové strany bíle, černě nebo pruhovaně v závislosti na pozadí.
Na dvojkolejné trati (provoz jedním směrem na jedné koleji) mohl strojvedoucí po zastavení u návěstidla autobloku pokračovat pomalou rychlostí dále. Na jednokolejné trati musela být na trať před vlakem vyslána osoba s praporkem a strojvedoucí mohl pokračovat v jízdě pomalou rychlostí až po 5 minutách do místa, odkud bylo vidět další návěstidlo. Toto bylo povoleno z důvodu možné chyby či poruchy signalizace, nikoliv v očekávání střetu s protijedoucím vlakem. Na identifikačních značkách byla uvedena vzdálenost v mílích na desetiny, sudá čísla byla používána pro jeden směr, lichá pro opačný. Od ostatních návěstidel se lišily i tím, že dolní světlo bylo umístěno vlevo od stožáru.