Opastin (rautatietekniikka)

Rautateillä käytettävä opastin on mekaaninen tai sähköinen laite, jolla junien kuljettajille annetaan tieto edessä olevan ratalinjan tilasta. Niillä ohjataan junaliikennettä tiukkojen turvalaitekriteerien perusteella. Tieliikenteen ohjauksesta poiketen rautatien opastimet eivät toimi syklisesti, vaan ajon sallivat opasteet vaativat aina tiettyjen kulkutiehen liittyvien ehtojen toteutumista. Opastimella annettava informaatio eli opaste voi olla pysähtymiskäsky, määräys hidastaa tiettyyn nopeuteen esimerkiksi poikkeavalle raiteelle asetetun vaihteen vuoksi, valmistautua pysähtymään seuraavalla opastimella, tai lupa jatkaa matkaa suurimmalla sallitulla nopeudella.

Visuaalisisten opastimien lisäksi käyttöön on otettu niitä täydentäviä automaattisia kulunvalvontatekniikoita. Kulunvalvontajärjestelmiä on käytössä useita, alkaen yksinkertaisista järjestelmistä joissa opaste ainoastaan toistetaan kuljettajan näyttölaitteeseen, aina järjestelmiin jotka on suunniteltu estämään inhimillisen virheen mahdollisuus esim. hätäjarruttamalla juna pysähdyksiin.

Opaste
Opastimella annettava visuaalinen opaste muodostuu yleensä eri värisistä valoista tai siipiopastimen siivistä, jotka on ryhmitelty tietyllä tavalla. Jokaisella opasteella on oma merkityksensä, joka kertoo kuljettajalle, mihin toimiin hänen on ryhdyttävä. Jokaisella opasteella on oma nimitys, joka yleensä ilmaisee samalla myös opasteen tarkoituksen. 

Eri rautatieyhtiöt ovat pääsääntöisesti käyttäneet omia sääntöjään, joten visuaalisesti samankaltaisille opasteille on ollut useita eri merkityksiä yhtiöistä riippuen. Tämä on aiheuttanut ongelmia etenkin silloin, kun yhtiötoimintoja on fuusioitu: seurauksena on ollut rataosia, joilla on  ollut täysin erilaiset säännöt opasteista.

Yleisimmät opasteet kuitenkin ovat vihreä, keltainen ja punainen. Käytännössä kaikilla rautateillä punainen valo tarkoittaa aina pysähtymiskäskyä, keltaisen valon tarkoittaessa että seuraava opastin on punainen. Vihreä valo on lähes kaikkialla ollut vapaan kulun opaste.

Kuitenkin eri maissa ja eri rautateillä on ollut suuria variaatioita opasteiden määrässä ja merkityksessä. Esimerkiksi Suomessa yksi punainen valo tarkoittaa aina seis-opastetta. Kuitenkin esimerkiksi Ranskassa vasta kaksi punaista valoa on ehdoton seis-opaste, yhden punaisen valon tarkoittaessa että rataosuus edessäpäin on varattu, ja että opastimen saa ohittaa korkeintaan nopeudella 15 km/h. Nopeus on pidettävä tässä arvossa seuraavan opastimen sivuutukseen saakka.

Myös pohjoisamerikkalaisissa opastinjärjestelmissä punainen valo ei aina tarkoita seis-opastetta. Yhdessä muun väristen valojen kanssa sen merkitys muuttuu siten, että jos punainen valo on ylinnä, mennään seuraavasta vaihteesta poikkeavalle raiteelle, ja jos punainen valo on alinna, sitä ei tarvitse huomioida lainkaan. Pohjoisamerikkalaisilla radoilla opastimien suhteen onkin voimassa muistisääntö If it is not all red, it's not red at all, eli mikäli opastimen kaikki valot eivät ole punaisia, ei opastin näytä seis-opastetta vaan jotain ajon sallivaa opastetta.

Opastimien ohjaus
Opastimien ohjaus tapahtuu pääasiassa sähköisesti. Lähes kaikkien sähköisesti asetettavien opastimien perusopaste on seis. Automaattisen opastimen, kuten linjasuojastusopastimen, perusopaste voi kuitenkin olla ajon salliva opaste.

Opastimien ohjaukselle kaikkialla yhteistä on, että ne palautuvat seis-asentoon junan sivuutettua opastimen. Tämä tapahtuu raidevirtapiirien avulla: kun junan etumainen akseli oikosulkee opastimen takana olevan raidevirtapiirin, palauttaa virtapiiriä valvova rele opastimen punaiselle. Opastinta ei voida asettaa ajon sallivaan asentoon, ennen kuin raidevirtapiiriosuus vapautuu junan poistuttua sen alueelta. Automaattisen opastimen ollessa kyseessä tällöin opastimeen ohjautuu välittömästi jokin ajon salliva opaste, muissa opastimissa liikenteenohjaajan on asetettava ajon salliva opaste joka kerta uudelleen.

Automaattiset opastimet
Linjasuojastuksen yhteydessä käytetään automaattisia opastimia. Näihin opastimiin ohjautuu automaattisesti ajon salliva opaste, kun niiden suojaava osuus on vapaa. Automaattisia opastimia ei myöskään yleensä voida asettaa erikseen seis-asentoon.

Opastimien sijoitus
Opastimet sijoitetaan sen raiteen lähelle, jonka liikennettä ne koskevat. Suomessa opastimet sijaitsevat ensisijaisesti kulkusuuntaan nähden raiteen oikealla puolella. Opastin voi myös sijaita normaalista sijoituskäytännöstä poikkeavasti toisella puolella raidetta, jolloin siihen on kiinnitetty merkki, joka ilmaisee mitä raidetta opastin koskee. Opastin voidaan myös sijoittaa portaaliin raiteen yläpuolelle. Tämä ratkaisu on yleinen ratapihoilla, joilla raiteiden välissä on vähän tilaa.

Opastintyypit

Siipiopastin

Opastintyypeistä varhaisimpia ovat siipiopastimet. Niillä annettiin opasteita asettamalla siivet eri asentoihin. Eri yhdistelmillä saatiin aikaan riittävä määrä opasteita aikana, jolloin junien nopeudet olivat hiljaisia. Siipiopastimen haittapuolena oli huono näkyvyys yöaikaan, sillä opastimissa käytetty kynttilä- tai öljylyhdyt eivät olleet riittävän tehokkaita.

Valo-opastimet
Hehkulampun keksimisen myötä värillisten ja valoteholtaan riittävän voimakkaiden sähkövalojen käyttö tuli mahdolliseksi. Sähkövalolla kyettiin tuottamaan niin kirkas valo, että se oli nähtävissä myös päivällä. Tämän johdosta useat rautatieyhtiöt muuttivat nopeaan tahtiin siipiopastimia valo-opastimiksi.

Valo-opastimissa ei yleensä käytetä heijastimia, jotta vältettäisiin auringonvalon tai veturin kirkkaan valonheittimen heijastuminen. Tällainen heijastuminen saattaa tuottaa väärän opasteen ja siten heikentää turvallisuutta. Auringonvalosta aiheutuvia heijastumia pyritään myös ehkäisemään asentamalla opastimiin varjostimia.

Suomalaisissa rautatien pääopastimissa käytetyt värit ovat ylhäältä alas vihreä, punainen ja keltainen. Ellei vaihteita ole, keltaista valoa ei käytetä. Kaksivaloisessa opastimessa vihreä ja punainen voivat olla toisessa järjestyksessä.Yleisimmin valot on aseteltu päällekkäin siten, että punainen on alinna ja vihreä ylinnä. Valojen järjestys riippuu käytössä olevastasta opastinjärjestelmästä. Britteinsaarilla ja Pohjois-Amerikassa punainen on sijoitettu alimmaksi, koska tällöin valon alla ei ole varjostinta, jonka päälle satava lumi voisi muodostaa esteen ja siten estää opasteen näkymisen.  

Jokaiselle värille on yleensä oma erillinen hehkulamppunsa, mutta Pohjois-Amerikassa on myös käytössä opastinmalli, jossa yhdestä valoaukosta näkyvä valo muutetaan erivärisillä linsseillä kulloinkin vaaditun väriseksi. Näissä opastimissa laitteisto liikuttaa hehkulampun edessä kolmea eriväristä linssiä, tuottaen siten kulloinkin vaaditun värin.

Hehkulamppuja on alettu korvata LED-valoilla, sillä ledit ovat pitkäikäisiä ja kestäviä. Niiden virrankulutus on myös alhainen, ja nykyisillä ledeillä voidaan tuottaa tavallista hehkulamppua kirkkaampi valo. Ledien hyödyiksi lasketaan yleensä myös tasaisempi valon väri.

Viat valo-opastimissa
Valo-opastinten yhteydessä yleisin vika on punaisen valon tuottavan hehkulampun palaminen. Tämän vuoksi on annettu määräys, että pimeänä oleva opastin on aina seis-opaste. Jotta opastimen pimeneminen saataisiin estettyä, on käytössä kaksoishehkulankalamppuja. Näissä lampuissa käytetään pääasiallisesti niin sanottua päähehkulankaa, ja virta kytkeytyy varahehkulankaan vasta päähehkulangan vaurioiduttua. Tällöin opastin voi edelleen näyttää punaista korjausmiesten tuloon saakka. Päähehkulangan rikkoutumisesta ja virran kytkeytymisestä varahehkulankaan saadaan myös vikailmaisu, jonka perusteella paikalle voidaan lähettää korjaaja. Suomessa kaksoishehkulangalla varustettuja hehkulamppuja käytetään pääasiassa vain punaisen valon yhteydessä, mutta niiden käyttö kaikkien värien yhteydessä on yleistymässä uusien turvalaitteiden myötä.

Katso myös
 Suomen rautateiden opastinjärjestelmä
 Norjan rautateiden opastinjärjestelmä
 Helsingin metron opastinjärjestelmä
 Opastejärjestelmä

Rautatietekniikka
Liikenneturvalaitteet