ระบบอาณัติสัญญาณของรถไฟ: ระบบทางตอน สัญญาณระฆัง และห่วงทางสะดวก
เมื่อตอนที่แล้วเราได้พูดถึงระบบตราทางสะดวกไปแล้ว ไม่ว่าจะเป็นตราทางสะดวกในรูปแบบต่าง ๆ จะพบได้ว่าหลังจากการพัฒนาระบบตราทางสะดวกแล้ว ปัญหาที่ตามมาก็คือเรื่องความปลอดภัยซึ่งระบบตราทางสะดวกและตั๋วได้ส่งผลให้เกิดโศกนาฎกรรมมากมาย หลังจากเหตุการณ์ดังกล่าวก็มีการพัฒนาระบบเพื่อความปลอดภัยต่าง ๆ มากมาย หนึ่งในนั้นก็คือระบบทางตอน (block system) ที่ในปัจจุบันไม่เพียงแต่ถูกใช้อย่างกว้างขวางและแพร่หลายเท่านั้น แต่ถูกใช้เป็นมาตรฐานขั้นต่ำของรถไฟแทบทุกระบบทั่วโลก
อ่านตอนก่อนหน้า: ระบบอาณัติสัญญาณของรถไฟ: หลักการเบื้องต้นและตราทางสะดวกผู้เขียนในฐานะผู้สนใจและศึกษารูปแบบของระบบอาณัติสัญญาณรถไฟอังกฤษนั้น จะขออธิบายวิวัฒนาการของระบบอาณัติสัญญาณของรถไฟด้วยระบบอาณัติสัญญาณรถไฟของสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นต้นแบบให้กับระบบรถไฟในหลาย ๆ ประเทศบนโลก หนึ่งในนั้นคือสัญญาณระฆัง ตัวอย่างทั้งหมดที่เกี่ยวกับสัญญาณระฆังในบทความนี้จะอิงตามสัญญาณระฆังของรถไฟสหราชอาณาจักรทั้งหมด หากผู้อ่านสงสัยในตัวอย่างใดขอให้เข้าใจว่าทั้งหมดนี้เป็นเพียงการยกตัวอย่างเพื่อให้เห็นภาพการใช้งานของระบบอาณัติสัญญาณเท่านั้น ซึ่งแม้วิธีการจะต่างกันแต่วิธีคิดนั้นต่างมีจุดกำเนิดและเป้าหมายเดียวกัน เพราะฉะนั้นผู้เขียนเชื่อว่าหากผู้อ่านได้อ่านตัวอย่างที่จะให้เห็นต่อไปนี้แล้วนั้น ย่อมไม่เกิดปัญหาอย่างแน่นอน
สัญญาณระฆัง (Signal Box Bell Codes)
สัญญาณระฆังถือได้ว่าเป็นรูปแบบการสื่อสารที่ใช้สำหรับทางตอนเป็นยุคแรก ๆ ด้วยการส่งสัญญาณระหว่างสถานีที่ง่ายและทำให้นายสถานีทั้งสองสามารถสื่อสารกันได้ทันที นับว่าเป็นการหลุดออกจากการใช้วัตถุที่จับต้องได้ (physical objects) อย่างเช่นตราทางสะดวก เพียงอย่างเดียว สัญญาณระฆังเหล่านี้ในหลาย ๆ ที่จึงมักถูกนำไปใช้ร่วมกับสัญญาณหางปลา หรือสัญญาณธงสัญลักษณ์ต่าง ๆ
ข้อควรระวัง: อย่าสับสนสัญญาณระฆังสำหรับทางตอน (railway block signal box bell codes) กับสัญญาณระฆังสำหรับรถไฟโดยสาร (bell codes/buzzer codes) อย่างแรกคือเรื่องที่ผู้เขียนจะพูดถึงในวันนี้ ในขณะที่อย่างหลังคือการสื่อสารระหว่างนายสถานีหรือเจ้าหน้าที่กับพนักงานขับรถไฟโดยสารในปัจจุบันสัญญาณระฆังถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเช่น การใช้สัญญาณระฆังร่วมกับสัญญาณหางปลา ตราทางสะดวก หรือแม้กระทั่งสัญญาณไฟสี ซึ่งจากข้อมูลข้างต้นนี้จะสังเกตได้ว่า สัญญาณระฆังไม่ได้เป็นตัวแทนของระบบสัญญาณอื่น ๆ อย่างตรงไปตรงมา เหมือนกับตราทางสะดวก หรือสัญญาณหางปลาแต่อย่างใด แต่สัญญาณระฆังถูกนำมาใช้เพื่อระบุตำแหน่งของรถไฟ ณ เวลานั้น ๆ ผ่านสายตาของเจ้าหน้าที่ประจำสถานีหรือเจ้าหน้าที่ประจำหอสัญญาณ (signal box) ภายใต้ความเชื่อและวิธีคิดที่ว่า “หากรถไฟไม่สามารถอยู่ ณ สถานที่เดียวกัน ในเวลาเดียวกันได้ การชนกันก็ไม่อาจเกิดขึ้นได้” ซึ่งวิธีคิดนี้อย่างที่ได้กล่าวไปในบทความก่อน ๆ ก็ยังคงเป็นประโยคอมตะนิรันด์กาลสำหรับการควบคุมสัญญาณรถไฟเสมอ
การใช้สัญญาณระฆังนั้นนับได้ว่าเป็นการรับประกันความปลอดภัยระหว่างสถานีได้เป็นอย่างดี ไม่เพียงแต่เพิ่มความรวดเร็วในการสื่อสารระหว่างสถานีเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความหลากหลายของการสื่อสารระหว่างสถานีเช่นกัน แม้ในปัจจุบันการสื่อสารด้วยระฆังจะทำให้ผู้อ่านอาจจะรู้สึกว่าเป็นการสื่อสารที่โบราณเสียจริง เหตุใดจึงไม่ใช้โทรศัพท์ หรือวิทยุซึ่งจะง่ายต่อการสื่อสารและเรียนรู้ของนายสถานีที่ใช้ในการสื่อสารระหว่างกัน เหตุผลที่สำคัญประการหนึ่งของการใช้สัญญาณระฆังก็คือ สัญญาณระฆังมีความเรียบง่ายและมีความผิดพลาดในการส่งและรับสารน้อยกว่าการสื่อสารผ่านทางโทรศัพท์หรือทางอื่น ๆ มาก ยกตัวอย่างเช่น หากระหว่างสถานี ก และ สถานี ข ไม่ใช้สัญญาณระฆังแต่เลือกใช้วิทยุ หรือ โทรศัพท์ อาจจะเกิดกรณีเช่น นายสถานี ก ใช้โทรศัพท์แจ้งไปถามยังสถานี ข ว่า “ทางล่องระหว่างสถานี ก และ ข ว่างหรือไม่” นายสถานี ข ตอบกลับว่า “ทางไม่ว่าง” หากนายสถานี ก รับสารมาจากการฟังไม่ถนัดแล้วแปลความไปว่า “ทางว่าง” นายสถานี ก อาจจะตัดสินใจผิดพลาดที่ส่งรถเข้าไปในตอนได้ ตัวอย่างเหล่านี้อาจจะเห็นได้ไม่ชัดในยุคปัจจุบันที่เทคโนโลยีการสื่อสารด้วยเสียงมีความสะดวกและมีความเสถียร แต่ในยุคที่ความเสถียรของการส่งข้อมูลที่มีปริมาณความละเอียดมากต้องขึ้นอยู่กับลมฟ้าอากาศ ความผิดพลาดย่อมเกิดขึ้นได้ง่าย และบ่อยครั้งอย่างแน่นอน
จากตารางแสดงการแปลรหัสสัญญาณระฆังของรถไฟในสหราชอาณาจักรจะเห็นได้ว่าลักษณะของสัญญาณระฆังจะเป็นสัญญาณแบบมีจังหวะ กล่าวคือใช้จังหวะของการเคาะสัญญาณเป็นตัวแบ่งการแปลความหมายของรหัสระฆังที่ส่งมา ยกตัวอย่างเช่น 1–2 และ 3 จะมีการเคาะสัญญาณเท่ากัน นั่นคือสามครั้ง แต่ความหมายของเสียงทั้งสองแบบมีความแตกต่างกัน การเคาะระฆังแบบ 1–2 นั้นจะมีเสียง ดิ๊ง — เว้นระยะ — ดิ๊ง-ดิ๊ง ในขณะที่การเคาะสัญญาณระฆังแบบ 3 นั้นจะมีเสียง ดิ๊ง ดิ๊ง ดิ๊ง ติดกันไม่เว้นระยะใด ๆ แม้จะมีจำนวนครั้งที่เท่ากันแต่ความหมายแตกต่างกันมาก กล่าวคือ สัญญาณระฆังแบบ 1–2 นั้น มีความหมายว่า “ทางว่างสำหรับรถสินค้าในทางรองหรือไม่?” ในขณะที่การเคาะสัญญาณแบบ 3 ครั้งติดต่อกันนั้นหมายถึง “ทางว่างสำหรับรถสินค้า สินแร่ หรือรถบำรุงทางที่จะจอด ณ สถานีต่อไปหรือไม่?” ซึ่งที่กล่าวมาทั้งหมดนี้แตกต่างจาก รหัสมอร์ส (Morse code) ที่ใช้สำหรับส่งโทรเลข ซึ่งใช้ความยาวของสัญญาณไฟฟ้าเป็นตัวกำหนดการแปลรหัส
ขยายความจากภาพ Borough Market Junction Signal Box: จากภาพจะเห็นปุ่มกดที่มีลักษณะวงกลมจำนวนมากตรงกลางภาพ ปุ่มกดเหล่านี้เรียกว่า “plunger” มีไว้เพื่อใช้กดสัญญาณระฆังไปยังสถานีปลายทางต่าง ๆ ที่มีทางตอนเชื่อมต่อหรือร่วมกับหอสัญญาณนี้ และเมื่อสังเกตให้ดีจะพบว่าภายในภาพมุมบนขวาจะมีระฆังประเภทต่าง ๆ ซึ่งให้เสียงที่แตกต่างกันเพื่อให้เจ้าหน้าที่สามารถจำแนกที่มาของสัญญาณระฆังได้ตัวอย่างการใช้งานสัญญาณระฆังในรถไฟของสหราชอาณาจักรที่ยกมาให้เห็นข้างต้นนี้ เพื่อให้เห็นภาพการใช้งานและเข้าใจหลักการทำงานของสัญญาณระฆังที่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 แต่เพื่อให้เห็นภาพการใช้งานมากยิ่งขึ้น ผู้เขียนจะขอยกตัวอย่างวิธีใช้งานของสัญญาณระฆังด้วยตัวอย่างที่ใช้งานได้จริง
สมมติว่ามีการแลกเปลี่ยนและสื่อสารกันระหว่างสองหอสัญญาณซึ่งมีทางตอนร่วมกัน และจะสมมติต่อไปว่ารถไฟขบวนที่จะยกตัวอย่างนี้จะผ่านจากตอนที่ถูกควบคุมโดยหอสัญญาณแรก (ให้เป็นหอสัญญาณ ก) ไปยังตอนที่ถูกควบคุมโดยหอสัญญาณที่สอง (ให้เป็นหอสัญญาณ ข) ซึ่งการที่รถไฟขบวนดังกล่าวจะผ่านเข้าไปในตอนที่ถูกควบคุมโดยหอสัญญาณ ข ได้นั้นจะต้องได้รับอณุญาตจากเจ้าหน้าที่ในหอสัญญาณ ข ก่อน จากสถานการณ์ข้างต้นจะได้ขั้นตอนและข้อปฏิบัติดังนี้
- หอสัญญาณ ก ส่งสัญญาณระฆังด้วยจังหวะ 1 ครั้ง ไปยังหอสัญญาณ ข(สัญญาณเรียก)
- หอสัญญาณ ข ตอบกลับมายังหอสัญญาณ ก ด้วยจังหวะ 1 ครั้งเช่นกัน (สัญญาณตอบกลับแสดงถึงการรับรู้)
- หอสัญญาณ ก จะส่งสัญญาณระฆังด้วยจังหวะสม่ำเสมอ 4 ครั้งไปยังหอสัญญาณ ข (ทางว่างสำหรับรถไฟโดยสารด่วนพิเศษหรือไม่?)
- หอสัญญาณ ข จะตอบกลับมาด้วยสัญญาณระฆัง 4 ครั้งแบบเดียวกันกับที่หอสัญญา ก ได้ส่งมาถามก่อนหน้า (สัญญาณตอบกลับแสดงถึงการรับรู้ และอนุญาตให้รถไฟโดยสารขบวนดังกล่าวเข้ามาจากเขตควบคุมของหอสัญญาณ ก มายังเขตควบคุมของหอสัญญาณ ข ได้)
- เมื่อรถไฟขบวนดังกล่าวได้เข้าไปในเขตควบคุมของหอสัญญาณ ข แล้ว หอสัญญา ก จะส่งสัญญาณระฆัง 2 ครั้งไปยังหอสัญญาณ ข เพื่อแจ้งว่ารถได้เข้าไปในตอนที่ถูกควบคุมโดยหอสัญญาณ ข แล้ว
- หอสัญญาณ ข จะส่งสัญญาณระฆังแบบ 2–1 กลับมายังหอสัญญาณ ก เพื่อแจ้งให้หอสัญญาณ ก ทราบว่าขณะนั้นรถไฟทั้งขบวนที่ส่งมาจากสถานี ก นั้นได้พ้นจากตอนที่ได้ส่งเข้ามาแล้ว ซึ่งหมายความว่าหอสัญญาณ ก จะทราบว่าทางระหว่างสองสถานีได้ว่างลงแล้ว
จากข้อปฏิบัติข้างต้นจะแสดงให้เห็นว่าการติดต่อกันระหว่างสองสถานีนั้นเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว (อย่างน้อยก็รวดเร็วกว่าการส่งม้าไปรับตราทางสะดวกในอดีตมาก) แต่เจ้าหน้าที่รถไฟที่สามารถปฏิบัติงานเช่นนี้ได้จำเป็นจะต้องมีการฝึกฝนความสามารถในการฟังและส่งสัญญาณอย่างไม่ผิดพลาด ทั้งนี้ก็เพื่อความปลอดภัยและความรวดเร็วในเวลาเดียวกัน
ห่วงทางสะดวก
จากรูปแบบการสื่อสารที่ได้กล่าวและยกตัวอย่างไปหลายย่อหน้าก่อนหน้า เราจะพบว่าเป็นการสื่อสารระหว่างกันของนายสถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่ง หรือหอควบคุมแห่งหนึ่งไปยังหอควบคุมอีกแห่งหนึ่ง ซึ่งเป็นการสื่อสารเฉพาะผู้ควบคุมเส้นทางรถไฟ ไม่ใช่การสื่อสารถึงคนขับรถไฟ พนักงานขับรถไฟไม่สามารถทราบข้อความหรือเนื้อหาที่สองสถานีหรือหอควบคุมเหล่านี้พูดคุยกันเลย ดังนั้นการสื่อสารด้วยการส่งสัญญาณระฆังที่ได้กล่าวไปข้างต้นนี้ไม่สามารถนำไปปฏิบัติได้เลย หากขาดการสื่อสารกับพนักงานขับที่ขับเคลื่อนตัวรถไฟจริง ๆ บนทางเหล่านี้
การติดต่อสื่อสารระหว่างเจ้าหน้าที่ประจำหอควบคุมหรือสถานีกับพนักงานขับรถไฟนั้นมีอยู่ด้วยกันหลายวิธีเช่นกัน หนึ่งในนั้นก็คือวิธีที่ได้กล่าวไปในบทความที่แล้วที่พูดถึงตราทางสะดวก ซึ่งพนักงานขับรถไฟจะรับสารว่าทางสะดวกหรือไม่จากการที่นายสถานีหรือเจ้าหน้าที่หอสัญญาณนำตราทางสะดวกมาให้พนักงานขับรถไฟได้ถือไว้เป็นเครื่องประกัน แต่ความรวดเร็วยังคงเป็นความต้องการสูงสุดของมนุษย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งประดิษฐ์ที่เรียกว่ารถไฟนี้ บางครั้งการหยุดรอรับคำสั่งในแต่ละสถานีหรือหอสัญญาณก็สร้างความล่าช้าให้กับรถไฟแต่ละขบวน และด้วยเหตุนี้เองที่ทำให้เกิดสิ่งประดิษฐ์ขึ้นอีกหลายชิ้นเพื่อแก้ปัญหาความล่าช้าดังกล่าว หนึ่งในวิธีการแก้ปัญหาก็คือการใช้กระเป๋าใส่ตราทางสะดวก ดังจะได้เห็นจากรูปต่อไปนี้
เมื่อตราทางสะดวกถูกนำไปใส่ไว้ในกระเป๋าที่มีสายคล้องยาวนั้น การรับส่งตราทางสะดวกก็จะเป็นไปอย่างรวดเร็วมากยิ่งขึ้น เพราะผู้ส่งตราทางสะดวกนั้นสามารถส่งตราทางสะดวกโดยไม่ต้องรอให้รถไฟหยุดหรือจอด เพราะรถไฟสามารถเพียงแค่ชะลอความเร็วและยื่นมือออกมารับกระเป๋าที่มีสายคล้องยาวดังกล่าวได้ทันที และนี่ก็เป็นที่มาที่ทำให้คนไทยหลาย ๆ คนที่ชื่นชอบรถไฟได้รู้จักกับคำว่า “ห่วงทางสะดวก” คำว่าห่วงในที่นี้หมายถึงสายคล้องยาวของกระเป๋าหนังที่ใส่ตราทางสะดวกนั่นเอง
การที่ตราทางสะดวกจะถูกนำมาใช้ในรูปแบบนี้ได้นั้น หอสัญญาณหรือสถานีรถไฟระหว่างตอนต่าง ๆ จะต้องสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ตลอดเวลา (อย่างน้อยต้องผ่านระบบสัญญาณระฆังที่ได้อธิบายไปข้างต้น) มิฉะนั้นแล้วนายสถานีหรือเจ้าหน้าที่ควบคุมหอสัญญาณจะไม่สามารถทราบได้เลยว่ารถไฟแต่ละขบวนจะเข้ามาถึงเขตที่ตนรับผิดชอบเมื่อใด เมื่อไม่สามารถทราบได้ว่ารถไฟจะมาถึงเมื่อไหร่ก็ไม่สามารถเตรียมตราทางสะดวกสำหรับรถไฟที่ไม่หยุดจอดรับคำสั่งจากสถานีเช่นนี้ ฉะนั้นเราจึงไม่เห็นภาพของการส่งห่วงทางสะดวกในยุคก่อน ๆ ที่การสื่อสารระหว่างสถานีรถไฟหรือหอสัญญาณเป็นไปได้ยาก
สำหรับในตอนต่อไปผู้เขียนจะเขียนบทความเกี่ยวกับระบบอาณัติสัญญาณของทางตอนต่อจากตอนนี้ ซึ่งในตอนนี้เราได้เกริ่นนำและทิ้งประเด็นหลายอย่างเอาไว้ให้ผู้อ่านได้สงสัยกันแล้ว ไม่ว่าจะเป็นระบบอาณัติสัญญาณแบบหางปลา หรืออย่างในตอนที่แล้วเราก็ยังมีประเด็นหลายอย่างไม่คลี่คลาย โปรดเตียมตัวลับคมสมองเอาไว้ให้ดีเพราะบทความในตอนต่อไปเราจะเจาะลึกเรื่องสัญญาณทางตอนจนถึงระดับอิเล็กตรอนกันเลยทีเดียว
แหล่งข้อมูลและอ่านเพิ่มเติม
[1] https://signalbox.org/block-system/bell-signals-in-use-in-1960/
[2] https://www.networkrail.co.uk/stories/step-back-in-time-and-inside-britains-busiest-signal-box/
[3] https://commons.wikimedia.org/wiki/File:TokenRingSanta.jpg
[4] https://locksands.wordpress.com/2014/10/17/token-exchange/
