トークン（鉄道信号）

鉄道信号において、トークンとは、列車の運転手が単線の特定のセクションに入る前に所持または確認する必要がある物理的な物体です。トークンには、それが属するセクションの名前が明確に記されています。トークン システムは、複線よりも信号手または列車乗務員がミスをした場合に衝突するリスクが大きいため、単線でより一般的に使用されています。

双方向の単線路線を運行する場合、2 本の列車が衝突する危険があります。このような衝突を防ぐ最も簡単な方法は、その区間に常に 1 本の列車だけを走らせることです。このようなシステムは、「1 機関車蒸気機関車」(OES) または「1 列車運転」(OTW) として知られています。^[1]このシステムは、一部の鉄道ネットワークの支線や歴史的鉄道で使用されています。主な欠点は、移動できる列車の数に制限があることです。大規模な鉄道システムの場合、許可される操作レベルが非常に制限され、ミスが発生するリスクが高まり、衝突につながる可能性があります。

代わりに、1本の列車だけを使用するのではなく、単線区間で使用できる「トークン」と呼ばれる単一の物理的なオブジェクトを用意し、運転手がそのオブジェクトを物理的に所有している場合にのみ単線区間に入ることができるという規則に頼っています。杖、タブレット、鍵、ボールなど、さまざまな物理的な形で存在するオブジェクトには、どの単線区間に属しているかを示すマークが付いています。^[2]

トークンシステムは、単線鉄道の安全な運行を可能にするために、19世紀にイギリスで開発されました。このシステムは、 1849年にヘンリー・ウッドハウス氏によってスタンディッジトンネル用に初めて提案されました。 ^[3]支線が行き止まりで、単純なシャトル列車サービスがある場合は、トークン1枚で十分です。支線に入る（またはその一部を占有する）列車の運転手はトークンを所持している必要があり、他の列車との衝突は起こりません。

トークンは手渡しの便宜上、棒状の形をしていることが多く、通常は長さ800 mm (31 インチ)、直径40 mm (1.6 インチ) で、列車棒と呼ばれています。^[4]このような棒は通常、文字通り木製の棒で、有効な2つの信号ボックスを示す真鍮のプレートが付いています。

イギリスの用語では、単純な支線でのこの作業方法は、当初は蒸気機関車1台（OES）と呼ばれ、後に1列車運転（OTW）と呼ばれました。^[1]しかし、このシステムは長距離直通線でも使用されました。ロンドン・アンド・サウス・ウェスタン鉄道の会長であるRHダットンは、 1876年にエクセターとプリマス間の移動時間が遅い理由を次のように説明しています。「遅延の原因は、駅員システムで各駅に停車することです。スタッフがいない場合は、人が馬に乗って駅の反対側から到着するまで列車が停止しなければならないため、実際に大きな遅延が発生します。」ウィリアムズに引用されています。^[5]

トークンを 1 枚だけ使用するのは、連続する列車を同じ方向に運転する場合に便利な操作とは言えません。そのため、単純なトークン システムが拡張されました。1 つの列車の後に別の列車が同じ方向に運転する場合、最初の列車の運転手にトークンを見せるだけで、それを所有する必要はありませんでした (理論上はトークンに物理的に触れることになっていたが、厳密には従われませんでした)。運転手には、チケットと呼ばれる単線セクションに入るための書面による許可が与えられました。その後、列車は進み、2 番目の列車が続きます。初期の頃は、当時の複線と同様に、2 番目の列車は指定された時間間隔で進むことができました。しかし、 1889 年のアーマー鉄道事故の後、ブロック ワークが必須になりました。

列車のスタッフを見ると、正面衝突は起こらないという確信が得られました。チケットが誤って発行されないように、番号の付いたチケットの冊子が鍵付きの箱に保管され、その鍵はトークンに永久に固定されているか、トークンそのものでした。さらに、ロックにより、チケット ボックスが閉じられるまでトークンが取り出せなくなり、チケットの冊子がボックスに入っていない限り、ボックスを閉じることができませんでした。チケットが発行されると、その番号が列車登録簿に記録され、トークンは安全な場所にロックされました。このシステムはスタッフ アンド チケットとして知られています。

この原理のバリエーションとして、分割式スタッフと呼ばれるもので、紙の切符の代わりに、トークンまたはスタッフの一部（チケット部分と呼ばれる）が取り外されて運転手に渡されるように設計されました。

スタッフとチケットのシステムは、混雑した路線では依然として柔軟性に欠けていました。実際のトークンを運ぶ予定の列車がキャンセルされたり、大幅に遅れたりする状況に対応できなかったからです。これに対応するために、電車トークン システムが開発されました。各単線区間には、両端の信号ボックスに 1 つずつ、トークン 機器が 1 組用意されています。機器には、電信線で接続された同一のトークンが保管されています。トークンは、両方の信号係が協力してリリースに同意した場合にのみ、1 つの機器から取り出すことができます。トークンが取り出されると、どちらかの機器で「アウト」になったトークンが戻されるまで、別のトークンを取り出すことはできません (この一連のイベントにはバリエーションがあります)。この方法により、一度に運転手に発行できるトークンは 1 つだけであることが保証されます。隣接するセクションに属するトークンは、間違った機器に挿入されないように、 異なる構成になっています。

それにもかかわらず、 1918年1月18日、カンブリアン鉄道の単線区間で正面衝突事故が発生した。両機関車の運転手は、それぞれの出発時にタイアーのトークンマシンから発行された正しいトークンを持っていたが、両端のマシンを接続する電気回路は電話としても使用されており、悪天候による線路障害の可能性と相まって、2つのトークンが同時に発行されることになった。^{[6] 1921年にカンブリアン鉄道で発生した}アバミュール列車衝突事故では、作業手順が甘かったために電気トークンシステムが提供する安全装置が回避され、運転手は間違った区間のトークンを渡され、そのトークンが正しいと誤って信じて運転を続けた。これを防ぐために、英国貿易委員会鉄道検査局は、単線区間への進入を制御する信号（開始信号または区間信号）は、関連するトークン機器からトークンが放出されない限り、危険信号にロックされるように勧告した。^[7]これは普遍的に採用されたわけではなく、多くの単線区間では1960年代までそのような安全対策が講じられずに存続しました。

基本的な鉄道の状況では、トークンは支線での乗務員の作業開始時に運転手が個人的に収集し、そこでの作業終了時に返却することができます。

単線区間が直通ルートの一部である場合、通過する各列車は各トークン ステーションでトークンを返却して回収する必要がある可能性があります。列車が各駅に停車する場合、これは便利な配置ですが、一部の列車が呼び出しを必要とせずに通過する場合 (急行列車など)、列車が低速で通過するときに信号手が機関助手とトークンを交換する必要がありました (蒸気機関車の場合)。運転手のみが運転する列車の場合は、デッドマン ホールド オーバー ボタンが備えられており、運転手は緊急ブレーキをかけずにトークンを交換できました。

大きな棒は特別な装置を使わずに渡すことができたが、使用中のシステムが小型の棒、タブレット、またはキートークンを採用していた場合、これらは通常、輪に取り付けられた革製のポーチに入れられ、機関車が通過するときに、機関助手は信号手が持ち上げた輪に腕を通すことができ、その逆も可能だった。英国では、このための許可された速度は日中に時速 15 マイル (24 km/h) だったが、遅れたときに失われた時間を取り戻そうと焦る運転手が、はるかに速い速度で交換ポイントを通過したという話があり、そのような路線の信号手と機関助手の上腕部の打撲はよくあった。

一部の鉄道では固定式のトークン交換装置が使用されていました。各信号ボックスの近くに線路脇の装置が取り付けられ、トークンが入ったポーチを保管したり、返却されるトークンポーチを受け取ったりしていました。^[8]

一部の鉄道会社は、キャッチャ装置を使用してより迅速な引き継ぎを可能にする機械システムを開発した。これらは、列車が交換ポイントを通過する直前に機関車の運転台から伸び、その後自動的に収納される。これにより、40 mph (64 km/h) の引き継ぎ速度が可能になった。このようなシステムの例としては、サマセット・アンド・ドーセット共同鉄道のウィテカーシステム、ミッドランド・アンド・グレート・ノーザン共同鉄道とグレート・ノース・オブ・スコットランド鉄道のマンソンシステムなどがある。 1950年代後半にアバディーンからインヴァネスへの旅客サービスがディーゼルマルチユニット運用に転換されたとき、列車搭載装置は車掌室の隣に固定された。特別なブザーコードにより、車掌は正しいトークンが正常に受信されたことを確認することができた。

オーストラリアのニューサウスウェールズ州政府鉄道のメインサウス線、メインノース線、ノースコ​​ースト線の単線区間で列車が停車しない箇所でも、機械式のスタッフ交換機が使用されていた。ビクトリア鉄道では、北東線、西部線、ジーロング・バララット線で1980年代後半まで自動スタッフ交換機が使用されていた。南オーストラリア鉄道では、アデレードとポートピリー間の旧広軌線で自動スタッフ交換機が使用されていた。オーストラリアのこれらの州では、蒸気機関車と後にディーゼル電気機関車の両方に自動スタッフ交換機が装備されていた。ほとんどの路線が単線であるニュージーランド鉄道では、ウィンターの閉塞システムやサイクスのロックアンドブロック作業など、複数のシステムが使用されていた。北島幹線^[9]やワイララパ線などの他の路線では、 No. 7計器を備えたタイアーの電車タブレットが使用されていた。タブレット交換機は、オーストラリアのQuirkeの設計を試した後、Wynneによって開発されました。タブレットシステムにより、別のバンクエンジンキーを使用して、急勾配の区間で使用されるバンクエンジンを使用できるようになりました。^[10]

技術の進歩により、電子トークン システムが開発されました。列車は連続した単線区間を走行することができ、その運行は中央制御室から無線で制御されます。各列車には、トークンを表す暗号化されたデータ ブロックを送受信する電子ユニットが搭載されています。このシステムは、現在のトークンが「返却」されるまで、制御センターが線路の区間に新しいトークンを発行できないように設計されています。列車は互いにトークンを送信できません。このシステムにより、追加の信号要員なしで線路全体を運行することができ、大きな事故もなく機能しています。

ターンキーシステム（「ランダムナンバーを使用したトークン交換」システム）は、従来のトークン作業とインターネット技術のハイブリッドです。従来の「トラップキー」ピンタンブラー錠（ソレノイドによって固定位置に保持）は、制御された単線の各端に設置されたキーリリースユニットに取り付けられています。各ユニットのロックの数は、予想される交通量によって決定されます。オプションで、短いセクションを組み合わせて停止回数を減らすこともできます（以下の長いセクションの作業を参照）。ユニットはインターネットで中央制御コンピュータに接続されています。中央コンピュータは、ソレノイドを解放して必要な線路セクションのキーを解放する前に、キーの「国勢調査」を行います。線路の各セクションを識別する刻印されたタグが、関連するキーにしっかりと取り付けられています。このシステムは、キャッスルタウンとポートエリンの間のマン島鉄道で使用されています。^{[11] [12]}

状況によっては、中間信号所にトークン計器を装備し、そこに待避線を設けずに単線区間を短縮することが便利な場合もありました。これは、たとえば中間地点に重要な側線接続がある場合に行われました。これにより、後続列車の間隔を狭めて走行することも可能になりましたが、対向列車の移動は容易ではありませんでした。

不規則な運行の場合に衝突の危険性が大きくなるため、この方法は英国では推奨されていませんでしたが、信号機の交換前のウィンブルドン - ウェストクロイドン線のベディントン レーンなど、いくつかの例がありました。通常、このような場合には、反対方向からの列車が同時に受け入れられないように、中間信号ボックスの 2 つの機器の間に特別な連動装置が設けられていました。

1876 年のフォックスコート衝突事故では、ラドストック近郊のフォックスコートでサマセット & ドーセット共同鉄道でこのような中間地点での大惨事が発生しました。これは、S&DJR がトークン操作の設備を備え、ブロック計器のみに頼る前に発生しました。一連のエラーにより、2 本の旅客列車が反対側から同じセクションに進入する事態が発生しました。

複線運転では、交通量が少ないときには中間信号所を「切り替え」て、両側の信号所が列車制御のために直接通信できるようにすると便利です。単線では、列車トークンが単線区間で識別されるため、これはより複雑になりますが、何らかの形で長距離区間運転を行うことで困難を克服できます。^[13]

単純なシステムでは、分離可能な列車スタッフが使用され、中間の閉塞柱が閉じられると、これらのスタッフが一緒に収まるため、運転手は最初の信号手から 2 つ以上の連続したセクションの列車スタッフを受け取ります。別のシステムでは、特別な長セクション トークン システムが使用されます。長セクション作業を開始する場合、すべての短セクション トークンがそれぞれの計器に挿入されている必要があります。長セクション方式に切り替えると、長セクションのトークンは通常の方法で取得できます。当然、通常の作業を再開する前に、すべての長セクション トークンを復元する必要があります。

トークン装置は、中間の交差ループまたは線路の終点で列車乗務員が操作する場合、無人操作用に配置できます。このシステムは、多くの線路の交通密度が低いオーストラリアで広く採用されています。

英国では、このシステムは「信号手不要のキートークンシステム」として知られている。英国全国ネットワークの例としては、 1987年12月1日にシステムの使用が開始されたノースデヴォン線、ハートオブウェールズ線（1986年^[14]に運用開始）、ダービーシャーのダーウェントバレー線、コーンウォールのリスカードからルーまでの線などがある。後者では、車掌は支線の上部セクションを制御するタイアーズNo.9電気トークン機器を操作するだけでなく、ポイントも操作する。下部セクションは、「蒸気機関車1台」の原理で、単純な木製の棒を使用して操作される。2つのセクションが交わるクームジャンクションでポイントを制御する地上フレームのロックを解除するには、棒を持っている必要がある。支線には、本線への出入りを制御する以外の信号はない。

トークン システムの初期の経験を経て、トークン ステーションの始動信号がトークン装置と連動することが慣例となり、トークンを引き出すと始動信号レバーが 1 回引けるようになりました。

単線区間に中間引込線が設けられる場合があり、トークン自体、またはその端に固定されたキーで、そこで入換用のポイントのロックを解除します。トークンはそこの装置にロックされており、ポイントを直通位置に設定して再びロックするまで、運転士はトークンを取り出すことができません。中間位置の引込線が広範囲にわたる特別な状況では、入換列車を本線から離して完全に引込線内に配置するための装置が配置されます。この状況では、中間トークン装置が提供され、運転士がトークンを渡すことができるため、列車が引込線にいる間に単線で通常の直通作業を行うことができます。

モーター付きトロリーによって恒久的な線路保守が行われる場合、同様の配置が適用されることがあります。通常、この配置では、通常のトークン機器と連動し、トロリーが線路から外れたり、一晩保管されたりする可能性のある中間地点に設置される特別な「占有キー」機器が使用されます。

トークン システムのバリエーションとして、パイロットマンが操作するものがあります。このシステムでは、トークンの場所はパイロットマンに指名された人物が担当します。このシステムは、トークン装置に障害が発生した場合、単線区間内で信号障害が発生した場合、または複線で 1 本の線路がブロックされ、残りの線路で両方向の交通を処理する必要がある場合に導入されます。

操縦手（赤い腕章に白文字で「PILOTMAN」と記されている）は運転手とともに運転室に乗りますが、別の列車が後続する場合は、操縦手が運転手に単線作業券を発行し、その区間に入る許可を与えなければなりません。信号手は、操縦手から指示があるまで、出発信号をクリアしてはなりません。その方向に走る最後の列車の場合は、操縦手は運転手とともに乗る必要があります。したがって、操縦手作業は、操縦手自身がトークンとなり、口頭の指示がチケットに相当する、前述の「スタッフとチケット」システムに似ています。

運行の中断に対応するために、操縦士専用の機関車を用意しなければならない場合もあります。そのような場合、操縦士の機関車は通常、実際の列車の先頭に連結されますが、実際の方法は、地域の線路レイアウト、列車の種類などによって異なる場合があります。

このような目的での操縦士の使用はトークンの使用よりも古くからある。^[15]

20世紀後半まで、トークンシステムは英国の単線路線の標準であり、スコットランド南西部のガーバンとストランラー間の路線など、英国の多くの路線だけでなく他の地域でも現在でも使用されています。伝統的なトークンシステムは、ミッドハンツ鉄道やウェストサマセット鉄道など、英国の歴史的鉄道でも使用されており、ウェストサマセット鉄道では、全線にタイアーの電気トークン機器が装備されています。ブルーベル鉄道では、隣接するボックス間で短区間トークンが使用され、シェフィールドパークとキングスコート間では長区間トークンが使用されています。

トークンシステムは、オーストラリアのメルボルンにあるハーストブリッジ鉄道線のグリーンズボロとエルサム（小型電気スタッフ）間、およびエルサムとハーストブリッジ（列車スタッフとチケット）間で使用されていましたが、2013年初頭に電子信号に置き換えられました。グリーンズボロからエルサムまでの区間は、エルサムからハーストブリッジまでの半分の区間とともに、ダイアモンドクリークまで2013年1月31日に廃止されました。最後のダイアモンドクリークからハーストブリッジまでの区間は、2013年3月22日に廃止されました。

ビクトリア州メルボルンのパッフィングビリー鉄道は、アッパーファーンツリーガリーからジェムブルックまで開通して以来、職員と切符のシステムを採用しています。ベルグレーブからジェムブルックまでの現在の路線には、ベルグレーブ、メンジーズクリーク、レイクサイド、ジェムブルックに常設の職員駅があります。エメラルドタウンには臨時職員駅があり、混雑日に列車がエメラルドを通過できるようにしています。エメラルドの臨時職員を有効にするには、メンジーズクリークからレイクサイドまでの職員をメンジーズクリークに閉じ込める必要があります。同様の状況がコカトゥー駅でも発生しており、臨時職員駅として制定するには、レイクサイドからジェムブルックまでの職員をレイクサイドに閉じ込める必要があります。

トークン方式の運行方法は、工事中や信号システムがまだ整っていない場合など、一時的な状況で今でも使用されることがあります。1981 年 12 月、メルボルンで新しい地下鉄路線が開通し、市の中心業務地区を巡回するサービスが提供されました。通常の運行はしばらく開始されませんでしたが、2 か月間、人々が新しい路線を試すことができるように日曜日に特別運行が行われ、この期間中は駅員が乗車していましたが、チケットは使用できませんでした。

2006 年にオーストラリアのビクトリア州パケナムとトララルゴン間の路線で、路線のアップグレード作業中、数か月間、非常に珍しいトークン作業が導入されました。この期間中、路線は日中は閉鎖されていましたが、夜間に数本の貨物列車が通過できるように開通しました。この路線はパケナムとモーの間(短い単線区間を除く) は複線です。100 km の長さに対して 3 つのスタッフが提供され、パケナム -ワラガル、ワラガル - モー、モー - トララルゴンの各セクションに 1 つずつありました。これらの最初の 2 つは部分的または完全な複線セクションですが、この場合のスタッフは両方の線路に適用可能であり、一度に使用できるのは一方の線路のみでした。

トークンシステムは、現在のタイ国鉄でも定期的に使用されています。ほとんどの使用は地方で行われていますが、首都バンコクでもマッカサンからクロンタン区間などで使用されています。^[16]

スリランカ鉄道は、地方の鉄道路線でタブレット交換システムを使用しています。

ロシア鉄道は、ヤニシャルヴィ – ロデイノエ・ポレ鉄道などの一部の路線で電気トークンブロックを使用しています。

上の写真に示されているウェッブ・アンド・トンプソン社製の電動スタッフ計器は、2019年現在、アルゼンチンのブエノスアイレス（コンスティトゥシオン駅）からマルデルプラタ線（ロカ鉄道）で使用されています。^[17]

トークン システムは、シートンとリバーサイド間のシートン路面電車や、いくつかの路面電車博物館の運行線でも使用されています。

マレーシアでは、KTM 東海岸線のゲマスとトゥンパット間で、信号トークン サインがまだ使用されています。ゲマス駅は主に電車サービスに使用されますが、東海岸線のバハウ駅から到着する列車からトークンを受け取ります。同様に、東海岸行きの列車には、ゲマス駅長がキー トークンを渡す必要があります。最終的なトークン交換は通常、トゥンパットとゲマスで行われますが、クアラ リピスとダボンでも行われます。これらの 2 つの駅は、一部のイースタン シャトル (SH) 列車サービスの終点であるためです。このシステムは、2014 年にイポー - パダン ブサール電化複線プロジェクトが完了した後、KTM の西海岸線で正式に廃止されました。

さまざまな鉄道で同じものに異なる名前が使用されています。

• 一般列車乗務員（OTS）
• 普通列車乗務員および乗車券（OTST）
• 電気列車スタッフ（ETS）
• パイロットスタッフ

ウィキメディア・コモンズには、トークン (鉄道信号)に関連するメディアがあります。

• アネットの鍵
• 無線電子トークンブロック
• 信号閉塞システム
• 単線作業
• タイアーズ電動列車タブレット

• ハイン、リチャード W. (2000)。セマフォから CTC まで: ニュージーランドにおける信号と列車運行、1863-1993 年。ウェリントン:ニュージーランド鉄道機関車協会。ISBN 0-908573-76-6。
• Vanns, Michael A (1997): An Illustrated History of Signaling . Ian Allan Publishing, Shepperton, England.