Φωτεινός σηματοδότης

Ο φωτεινός σηματοδότης ή στην καθομιλουμένη φανάρι είναι μια κατηγορία σηματοδοτών, οι οποίοι ρυθμίζουν την κυκλοφορία των οχημάτων με τη χρήση λαμπτήρων, οι οποίοι φωτοβολούν εναλλασσόμενα και περιοδικά. Ο τρόπος και ο χρόνος εναλλαγής των λαμπτήρων ρυθμίζεται από ειδικό ηλεκτρονικό σύστημα, που ελέγχει η Τροχαία και το αρμόδιο υπουργείο για τις συγκοινωνίες.

Το πρώτο φανάρι τοποθετήθηκε έξω από τη Βρετανική Βουλή στο Λονδίνο τον Δεκέμβριο του 1868. Το τοποθέτησε εκεί ο μηχανικός τρένων J. P. Knight. Ήταν ένα ανακατασκευασμένο σιδηροδρομικό φανάρι, με σηματοφόρους βραχίονες και με κόκκινες και πράσινες λάμπες. Οι λυχνίες αερίου ελέγχονταν από έναν μοχλό στη βάση τους, ώστε να φαίνεται προς την κυκλοφορία το κατάλληλο φως. Το ηλεκτρικό αυτόματο - θα λέγαμε - φανάρι κατασκευάστηκε στην Αμερική το 1912. Εφευρέτης του θεωρείται ο αστυνομικός Lester Wire από το Οχάιο. Το 1914 η Αμερικάνικη Εταιρεία Φωτεινών Σηματοδοτών τοποθέτησε ένα σύστημα με δύο χρώματα, κόκκινο και πράσινο, και έναν βομβητή (buzzer) για να προειδοποιεί για τις αλλαγές. Εμπνευστής του ήταν ο James Hoge. Το πρώτο τρίχρωμο φανάρι τεσσάρων κατευθύνσεων κατασκευάστηκε από τον αστυνομικό William Potts στο Ντιτρόιτ το 1920.

Τρίχρωμος φωτεινός σηματοδότης

Οι τρίχρωμοι φωτεινοί σηματοδότες είναι μια υποκατηγορία φωτεινών σηματοδοτών, οι οποίοι χρησιμοποιούν λαμπτήρες με τρία διαφορετικά χρώματα. Συνήθως, οι λαμπτήρες είναι όλοι λευκού χρώματος και ο χρωματισμός επιτυγχάνεται με την προσαρμογή έγχρωμων φίλτρων ενώ οι πιο σύγχρονοι σηματοδότες χρησιμοποιούν φωτοδιόδους (LED). Διεθνώς, τα συνήθη χρώματα είναι το ερυθρό (κόκκινο), το κίτρινο (πορτοκαλί) και το πράσινο. Γενικά, ο ερυθρός σηματοδότης δηλώνει υποχρεωτική διακοπή της πορείας. Αντίθετα, ο πράσινος σηματοδότης δηλώνει την συνέχιση της πορείας. Τέλος, ο κίτρινος σηματοδότης δηλώνει γενικά προειδοποίηση ή κίνδυνο.
Οι τρίχρωμοι σηματοδότες χρησιμοποιούνται για να ρυθμίζουν την κίνηση δίνοντας εκ περιτροπής προτεραιότητα σε πολυσύχναστα ρεύματα κυκλοφορίας, τα οποία διασταυρώνονται. Μια σπάνια περίπτωση είναι η εκ περιτροπής χρήση στενού δρόμου σε ρεύματα αντίθετης κατεύθυνσης (κυρίως λόγω έργων στο υπόλοιπο οδόστρωμα).
Στους ελληνικούς δρόμους (τουλάχιστον), πάνω από έναν σηματοδότη, συνήθως, τοποθετείται μια εκ των τριών χαρακτηριστικά ιδιόμορφων ρυθμιστικών πινακίδων: το αντεστραμμένο τρίγωνο (Ρ-1), το οκτάγωνο (Ρ-2) ή ο ρόμβος (Ρ-3), που υποδηλώνουν παραχώρηση προτεραιότητας, διακοπή πορείας (STOP) και οδό προτεραιότητας, αντίστοιχα. Προς αποφυγή κυκλοφοριακού χάους, ο Κ.Ο.Κ. προβλέπει αυτές οι πινακίδες ισχύουν για να ρυθμίζουν την κυκλοφορία, όταν για οποιοδήποτε τεχνικό ή άλλο λόγο απενεργοποιηθούν οι φωτεινοί σηματοδότες.
Πέρα από τη ρύθμιση της κυκλοφορίας των οχημάτων, οι φωτεινές σημάνσεις χρησιμοποιούνται επιπλέον για τη ρύθμιση της διέλευσης/διάβασης πεζών και ποδηλατιστών, ενώ η χρήση τους επεκτάθηκε στη σηματοδότηση των τροχιοδρόμων (τραμ).
Συναντώντας κάποιος φωτεινούς σηματοδότες, μπορεί να διακρίνει και να επισημάνει τους διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας τους.

Κανονική λειτουργία του σηματοδότη

Ένας φωτεινός σηματοδότης βρίσκεται σε κανονική λειτουργία όταν χρησιμοποιεί περιοδικά και τα τρία χρώματα. Σε αυτή τη περίπτωση, ένα ρεύμα κυκλοφορίας έχει ερυθρό σηματοδότη, το οποίο επιβάλει διακοπή πορείας για όσο χρονικό διάστημα ένα άλλο ρεύμα κυκλοφορίας διέρχεται κανονικά έχοντας πράσινο σηματοδότη.
Στις περισσότερες χώρες και ιδίως στην Ευρώπη, οι τρεις λαμπτήρες έχουν κατακόρυφη διάταξη. Στην βάση βρίσκεται το πράσινο, στη μέση το κίτρινο και στη κορυφή το ερυθρό. Τα πράσινα και τα κόκκινα φώτα εναλλάσσονται περιοδικά, επιτρέποντας ή απαγορεύοντας αντίστοιχα την πορεία ενός ρεύματος κυκλοφορίας. Το κίτρινο φως ανάβει για λίγα δευτερόλεπτα, ως προειδοποίηση κάθε εναλλαγή μεταξύ πράσινου-κόκκινου και κόκκινου-πράσινου.
Πιο συγκεκριμένα, σε μερικές χώρες, όπως η Ελλάδα, το κίτρινο φως ανάβει μόνο για να προαναγγείλει τον ερυθρό σηματοδότη, οπότε υπαγορεύει στους οδηγούς των οχημάτων να σταματήσουν, εκτός αν βρίσκονται τόσο κοντά στο σηματοδότη, ώστε να είναι επικίνδυνο να σταματήσουν ξαφνικά. Σε αυτή την περίπτωση, το κίτρινο φως ανάβει μόνο του, μόλις σβήσει το πράσινο φως και μέχρι να ανάψει το κόκκινο φως.
Όμως, σε πολλές χώρες του εξωτερικού, (παλαιότερα ίσχυε και στην Ελλάδα) το κίτρινο φως ανάβει και για να προαναγγείλει τον πράσινο σηματοδότη, ώστε οι οδηγοί να τίθενται σε ετοιμότητα, για να συνεχίσουν την πορεία τους. Σε αυτή την περίπτωση, το κίτρινο φως ανάβει παράλληλα με το κόκκινο, λίγα δευτερόλεπτα προτού σβήσει το κόκκινο και ανάψει μόνο το πράσινο φως.

Σηματοδότες ιδιαίτερης/πολλαπλής κατεύθυνσης

Γενικά, όταν υπάρχει ένας μόνο σηματοδότης, που προβάλλει τρίχρωμους, φωτεινούς δίσκους, τότε η σήμανση αφορά όλες τις δυνατές κατευθύνσεις χωρίς εξαίρεση. Εάν, όμως, μετά από έναν σηματοδότη, αλλάζει αναγκαστικά η πορεία (π.χ. λόγο μονοδρόμησης) ή υπάρχουν περισσότερες από μια επιλογές κατεύθυνσης (π.χ. ένα ρεύμα που κατευθύνεται αριστερά, ευθεία, δεξιά ή και διαγώνια), καθεμιά από τις οποίες ρυθμίζονται ξεχωριστά, τότε οι φωτεινοί σηματοδότες, που ρυθμίζουν μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, προβάλλουν ένα φωτεινό βέλος προς την κατεύθυνση την οποία ρυθμίζουν, ώστε να είναι σαφείς οι οδηγίες προς στους οδηγούς των οχημάτων, που ακολουθούν διαφορετικές πορείες. Συχνά, δύο διακριτές κατευθύνσεις μπορεί να μοιράζονται την ίδια σήμανση, οπότε το βέλος να είναι σύνθετο (π.χ. ευθεία και αριστερά).

Πολλαπλοί σηματοδότες/Σύνθετη λειτουργία

Όταν υπάρχουν διάφορες επιλογές κατεύθυνσης (άρα και πολλαπλά ρεύματα κυκλοφορίας), οι οποίες ρυθμίζονται με διαφορετικούς φωτεινούς σηματοδότες, τότε συχνά  γίνεται συνεγκατάσταση των σηματοδοτών αυτών στον ίδιο στύλο, ώστε να είναι εμφανείς σε όλους τους οδηγούς, που διέρχονται από τον κόμβο. Σε αυτή την περίπτωση, εάν υπάρχει σηματοδότης, που προβάλλει τρίχρωμους, φωτεινούς δίσκους, τότε αφορά όλες τις δυνατές κατευθύνσεις εκτός από εκείνη/εκείνες, που υποδεικνύουν οι υπόλοιποι σηματοδότες. Έτσι, μπορεί ο ένας σηματοδότης να απαγορεύει τη διέλευση οχημάτων προς τα αριστερά την ίδια ώρα, που ο άλλος σηματοδότης επιτρέπει τη διέλευση προς όλες τις άλλες κατευθύνσεις και αργότερα το αντίστροφο.

Λειτουργία διάβασης πεζών

Ορισμένοι σηματοδότες τοποθετούνται κοντά σε διαβάσεις πεζών σε πολυσύχναστους δρόμους. Στην καθομιλουμένη λέγονται "πεζοφάναρα". Είναι ρυθμισμένοι να δείχνουν πάντοτε το πράσινο φως. Αν όμως κάποιος πεζός θελήσει να διασχίσει με ασφάλεια το δρόμο, τότε διακόπτει την κυκλοφορία των οχημάτων πιέζοντας ένα ηλεκτρικό κομβίο (κουμπί) στο στύλο των σηματοδοτών (και στις δύο πλευρές τις διάβασης), το οποίο μετά από λίγα δευτερόλεπτα ενεργοποιεί τον ερυθρό σηματοδότη των οχημάτων (το πράσινο σηματοδότη των πεζών, αντίστοιχα). Μετά από μερικά δευτερόλεπτα, όσα χρειάζεται ένας μέσος άνθρωπος, για να διασχίσει κάθετα όλο το οδόστρωμα (και αφού ο σηματοδότης των πεζών γίνει ερυθρός, ώστε να διακόψει τη διέλευσή τους), επανέρχεται ο πράσινος σηματοδότης των οχημάτων έως ότου το κομβίο πιεστεί ξανά από κάποιον άλλο πεζό.
Ο χρόνος, που απαιτείται, για να γίνει η εναλλαγή των σηματοδοτών μετά την πίεση του κομβίου, δεν είναι συνήθως σταθερός, αλλά εξαρτάται από τη χρονική απόσταση δύο διαδοχικών ενεργοποιήσεων.

Λειτουργία απενεργοποίησης του σηματοδότη

Ένας φωτεινός σηματοδότης βρίσκεται σε λειτουργία απενεργοποίησης όταν χρησιμοποιεί παλλόμενα μόνο το πορτοκαλί φως. Σε αυτή τη περίπτωση, ένα ρεύμα κυκλοφορίας έχει μόνιμα παλλόμενο κίτρινο φως, το οποίο επιβάλλει ανακοπή ταχύτητας και παραχώρηση προτεραιότητας σε πεζούς και στο άλλο ρεύμα κυκλοφορίας, το οποίο διέρχεται ελεύθερα χωρίς σηματοδότες. Αυτή η λειτουργία εφαρμόζεται όταν τα διασταυρούμενα ρεύματα δεν είναι πολυσύχναστα. Εδώ διακρίνονται δύο περιπτώσεις:
1) Τα διασταυρούμενα ρεύματα είναι πολυσύχναστα μόνο σε ώρες αιχμής, άρα τον υπόλοιπο χρόνο (κυρίως τις νυκτερινές ώρες) δεν χρειάζεται να λειτουργούν κανονικά οι σηματοδότες. Τότε, στο ένα ρεύμα απενεργοποιούνται οι σηματοδότες (σαν να μην υπάρχουν), ενώ στο άλλο ρεύμα πάλλεται μόνο το μεσαίο κίτρινο φως.
2) Τα διασταυρούμενα ρεύματα δεν είναι πολυσύχναστα όλο το εικοσιτετράωρο. Επομένως, το ένα ρεύμα κινείται ελεύθερα χωρίς σηματοδότες, ενώ στο άλλο ρεύμα τοποθετείται μονόχρωμος σηματοδότης με δυο λαμπτήρες, οι οποίοι πάλλονται ταυτόχρονα με κίτρινο φως.

Ασφαλής λειτουργία του σηματοδότη

Ένας φωτεινός σηματοδότης βρίσκεται σε ασφαλή λειτουργία όταν χρησιμοποιεί μόνο το κόκκινο και το πορτοκαλί φως. Σε αυτή τη περίπτωση, στη κορυφή της τριάδας βρίσκεται ο ερυθρός σηματοδότης, ενώ στη μέση και στη βάση βρίσκεται ο κίτρινος σηματοδότης. Αυτή η κατάσταση διαφέρει από την κατάσταση κανονικής λειτουργίας μόνο στο ότι αντί του πράσινου σηματοδότη, ανάβει πάντα το κίτρινο παλλόμενο, ενώ το μεσαίο κίτρινο και το κόκκινο φως λειτουργεί κανονικά. Αυτό σημαίνει ότι όταν είναι αναμμένος ο ερυθρός σηματοδότης, ένας οδηγός υποχρεούται να διακόψει την πορεία του, ενώ όταν πάλλεται ο κίτρινος σηματοδότης, ο οδηγός υποχρεούται να διασχίσει τη διασταύρωση με προσοχή και να παραχωρήσει προτεραιότητα σε άλλα οχήματα ή πεζούς.
Η ασφαλής λειτουργία, μπορεί να αφορά μόνο μια πλάγια κατεύθυνση, γι' αυτό υπάρχουν και σηματοδότες με παλλόμενα βέλη, τα οποία προειδοποιούν, όσους οδηγούς επιλέξουν να ακολουθήσουν αυτή την κατεύθυνση, να προχωρήσουν με προσοχή και να παραχωρήσουν προτεραιότητα σε διερχόμενα οχήματα ή πεζούς.

Ασφαλής λειτουργία σηματοδοτών πλάγιας κατεύθυνσης (παλλόμενα βέλη)

Ένας συνήθης σηματοδότης, που συνεγκαθίσταται μαζί με τους δεξιότερους σηματοδότες, είναι ένας σηματοδότης δύο λαμπτήρων με βέλη συνήθως προς τα δεξιά, που πάλλονται, όταν ο κύριος σηματοδότης είναι πράσινος, για να ειδοποιήσουν τους οδηγούς, που προτίθενται να στρίψουν προς αυτήν την κατεύθυνση, ότι θα χρειαστεί να παραχωρήσουν πιθανόν προτεραιότητα σε άλλους χρήστες της οδού, όπως για παράδειγμα σε πεζούς ή ποδηλάτες (όπως στην ασφαλή λειτουργία του σηματοδότη, παραπάνω). Όταν ο κύριος σηματοδότης είναι κίτρινος ή ερυθρός, τότε τα βέλη σβήνουν, αφού η σήμανση του κύριου σηματοδότη επιβάλλεται και στην ιδιαίτερη αυτή κατεύθυνση.

Λειτουργία αναγγελίας ερυθρού σηματοδότη

Ορισμένοι σηματοδότες με δύο λαμπτήρες, οι οποίοι πάλλονται ταυτόχρονα με κίτρινο φως, τοποθετούνται σε αρκετούς δρόμους ταχείας κυκλοφορίας μόνο και μόνο, για να προειδοποιήσουν τους οδηγούς, ότι προσεγγίζουν ερυθρό σηματοδότη, άρα πρέπει να ελαττώσουν την ταχύτητά τους, ώστε να σταματήσουν έγκαιρα. Αντίστροφα, οι λαμπτήρες του σηματοδότη είναι σβηστοί ενημερώνοντας τους οδηγούς, ότι ο σηματοδότης, που προσεγγίσουν, είναι πράσινος. Ο χρόνος ενεργοποίησης και απενεργοποίησης αυτών των σηματοδοτών ρυθμίζεται ανάλογα με την απόσταση του τρίχρωμου σηματοδότη από το σημείο και το όριο ταχύτητας της οδού.

Λειτουργία αναγγελίας κινδύνου/διάβασης

Είναι σηματοδότες με δύο (συνήθως) λαμπτήρες, οι οποίοι πάλλονται ταυτόχρονα με κίτρινο φως εφιστώντας την προσοχή των οδηγών και τοποθετούνται κυρίως έξω από σχολεία, παιδικούς σταθμούς, παιδικές χαρές και γενικότερα κοντά σε διαβάσεις παιδιών ή ατόμων, που χρήζουν ιδιαίτερης προσοχής, ή σε επικίνδυνα σημεία (όπως επικίνδυνες στροφές, κινητά εμπόδια, οδικά έργα σε εξέλιξη). Οι οδηγοί πρέπει να ανακόπτουν ταχύτητα και να διέρχονται πολύ προσεκτικά από αυτή τη περιοχή.

Λειτουργία αναγγελίας διακοπής πορείας

Είναι σηματοδότες, οι οποίοι πάλλονται ταυτόχρονα με κόκκινο φως και τοποθετούνται κυρίως σε ισόπεδες σιδηροδρομικές διαβάσεις, πριν τις εισόδους χαμηλών σηράγγων ή γεφυρών, έξω από πυροσβεστικούς σταθμούς, έξω από αμαξοστάσια, κοντά σε αποβάθρες οχηματαγωγών πλοίων, σε εισόδους κινητών γεφυρών ή κοντά σε περιοχές απ' όπου μπορεί να πετούν σε χαμηλό ύψος αεροπλάνα. Οι οδηγοί πρέπει να ακινητοποιήσουν το όχημά τους έως ότου σβήσει ο παλλόμενος ερυθρός σηματοδότης.

Σηματοδότες για ποδηλάτες

Σε κάποιες χώρες του κόσμου, που υπάρχει ανεπτυγμένο δίκτυο ποδηλατοδρόμων, χρησιμοποιούν φωτεινούς σηματοδότες, οι οποίοι αφορούν μόνο τους ποδηλάτες.
Τα χρώματα, η διάταξη και η λειτουργία αυτών των σηματοδοτών είναι παρόμοια με εκείνη των λοιπών οχημάτων.
Όταν φωτίζονται, προβάλλεται, συνήθως, το εικονόγραμμα ενός ποδηλάτου, όπως φαίνεται στην διπλανή εικόνα.

Σηματοδότες για πεζούς

Οι σηματοδότες οι οποίοι ρυθμίζουν την κυκλοφορία των πεζών, έχουν στον ιστό τους εικονογράμματα ανθρώπων και δεν είναι τρίχρωμοι, όπως 
εκείνοι των οχημάτων, αλλά δίχρωμοι. Ο ερυθρός σηματοδότης έχει στον ιστό του μια φιγούρα ανθρώπου σε στάση προσοχής και ο
πράσινος μια φιγούρα ανθρώπου σε στάση βαδίσματος. Τις φιγούρες αυτές ο ελληνικός λαός τις ονομάζει "Σταμάτη" και "Γρηγόρη", αντίστοιχα. 
Σε διασταυρώσεις με μεγάλη κίνηση οχημάτων, ο "Γρηγόρης" δεν ανάβει συνεχώς, αλλά πάλλεται, το οποίο σημάνει πως οι πεζοί στο σημείο εκείνο μπορούν να διασχίζουν το δρόμο δίνοντας μεγάλη προσοχή και παραχωρώντας προτεραιότητα στα διερχόμενα οχήματα.

Ampelmännchen

Περίφημες είναι οι φιγούρες Ampelmännchen, στους σηματοδότες πεζών της Γερμανίας. Οι σηματοδότες αυτοί υιοθετήθηκαν πριν την επανένωση της Γερμανίας, οπότε τα δύο κράτη εισήγαγαν διαφορετικές ανθρώπινες φιγούρες στους σηματοδότες τους. Οι φιγούρες, της Δυτικής Γερμανίας έχουν γενικές μορφές ανθρώπου (βλ. δεξιά εικόνα), όμοιες με αυτές, που συναντώνται στην Ελλάδα, ενώ οι διάσημες φιγούρες της Ανατολικής Γερμανίας έχουν μια πιο αρσενική μορφή ανθρώπου, που φορά καπέλο (βλ. αριστερή εικόνα). Οι σηματοδότες διατηρήθηκαν ιστορικά και μετά την επανένωση του Βερολίνου και λειτουργούν παράλληλα στην πόλη μέχρι και σήμερα. Έτσι, μπορεί κάποιος να δει και τις δύο μορφές σηματοδότη πεζών, διασχίζοντας τις γειτονιές του (πρώην) Δυτικού και του (πρώην) Ανατολικού Βερολίνου, αντίστοιχα.

Σηματοδότες για μέσα σταθερής τροχιάς

Συχνά, οι τροχιόδρομοι εμπλέκονται στο οδικό δίκτυο των πόλεων, αλλά σε πολλές περιπτώσεις, η κυκλοφορία τους ρυθμίζεται ανεξάρτητα από την κυκλοφορία των λοιπών τροχοφόρων, χρησιμοποιώντας ειδικές φωτεινές σημάνσεις. Στην Ελλάδα και σε άλλες ευρωπαϊκές πολλές χώρες, οι φωτεινοί σηματοδότες έχουν την ίδια διάταξη με τους τρίχρωμους των οχημάτων, όμως διαφοροποιούνται στο χρώμα, το οποίο είναι πάντα λευκό, και στο σχήμα, που προβάλλεται, όταν ανάβουν.
Έτσι, ο κάτω σηματοδότης δείχνει μια λωρίδα κατακόρυφη (    |    ) ή διαγώνια (    \    ή    /    ), για να υποδείξει την ελεύθερη διέλευση προς τα εμπρός, προς τα αριστερά ή προς τα δεξιά αντίστοιχα. Όταν υπάρχουν πολλαπλές κατευθύνσεις, συνεγκαθίστανται ισάριθμοι σηματοδότες, για κάθε κατεύθυνση.
Ο μεσαίος σηματοδότης δείχνει για λίγα δευτερόλεπτα έναν μικρό δίσκο (    •    ), που προειδοποιεί τους ηλεκτροδηγούς, ότι πλησιάζει διακοπή πορείας, την οποία σημαίνει ο πάνω σηματοδότης με μια οριζόντια λωρίδα (    ―    ).