История железнодорожного транспорта России. Том 1. 1836—1917 (книга, часть 6)
Как уже отмечалось, Александровский механический завод Петербурго-Московской железной дороги явился первенцом железнодорожного машиностроения. К 1845 г. по специальной ветке, подведённой к заводу, проследовали изготовленные здесь первые два паровоза.
В 1847 г. на заводе было 230 станков и машин, в том числе уникальное по тому времени оборудование: паровые молоты, стан для протяжки труб, зуборезный станок, специальная установка для испытания металлоконструкций, механический и гидравлические прессы. Он имел механический, лесопильный, литейный, машинно-кузнечный, слесарный и другие цеха, оборудованные новой техникой.
Первые паровозы были без будок и площадок, продувательные краны открывались снаружи при пуске паровоза. Товарный паровоз развивал скорость до 22 км/ч, пассажирский — до 30. В дальнейшем эти локомотивы модернизировали: установили будки, площадки, кулисное парораспределение, инжекторы, буфера.
В 1893 г. завод вместе с Петербурго-Московской дорогой передали из Главного общества российских железных дорог в казну. К этому времени при содействии МПС предприятие было реконструировано, построены новые цеха, электростанция, заменена значительная часть оборудования, создана первая лаборатория со стендом для испытания паровозов на месте, организованы ходовые и теплотехнические испытания локомотивов. Здесь впервые стали применять электропайку и электросварку. Паровой привод станков и механизмов в большинстве случаев заменили электрическим. Планировка цехов завода после реконструкции стала типовой для строительства предприятий по выпуску и ремонту подвижного состава.
Трудно переоценить роль Александровского завода и в становлении вагоностроения. Ещё в 1844 г. здесь построили вагонные мастерские (их тогда называли «вагонное заведение»). Таким образом, завод разделился на два отделения — паровозное и вагонное. В 1850 г. в вагонных мастерских, помимо постройки новых, производили ремонт вагонов и изготовляли запасные части к ним .
К открытию Петербурго-Московской дороги было выпущено 174 пассажирских, около 2000 товарных вагонов и 580 платформ. Пассажирские вагоны I, II и III классов отличались друг от друга внутренним оборудованием и отделкой. В 1875 г. началась постройка пассажирских вагонов на Русско-Балтийском заводе в Риге, затем на Брянском и Путиловском предприятиях.
В 1910—1912 гг. в мастерских Александровского завода разработали новый тип 20-метрового классного вагона, который был принят в качестве стандарта для всей сети. В это же время выпущено несколько вагонов-ресторанов для поездов дальнего следования. В 1913 г. построены первый динамометрический вагон и четыре образцовых салон-вагона. Через год для государственного банка завод выпустил бронированный вагон для перевозки золотой и серебряной монеты.
Во время Первой мировой войны вагонные мастерские ремонтировали оборудование, формировали санитарные и специальные воинские поезда, а паровозные мастерские изготовляли снаряды.
В конце 60-х годов прошлого столетия появились новые паровозостроительные заводы: Коломенский, Воткинский, Невский, Мальцевский. С 1869 по 1900 г. отечественные предприятия построили 7619 паровозов, всего к 1917 г. ведущие заводы выпустили 21 101 локомотив (см. таблицу).
Эти предприятия составили основу локомотивостроения России в конце XIX в.
На рубеже XIX и XX вв. вступили в строй вагоностроительные заводы, которые наладили выпуск четырёхосных крытых, изотермических вагонов, полувагонов, платформ и цистерн. К 1910 г. 19 предприятий занималось постройкой товарных вагонов, что позволило отказаться от зарубежных поставок.
Важное значение для развития железнодорожного машиностроения имели совещательные съезды инженеров службы тяги. Первый съезд, организованный по инициативе известного учёного Н. Л. Щукина, проходил в Москве в 1879 г. На этом и последующих съездах обсуждались вопросы, связанные с выбором технической политики в строительстве и эксплуатации паровозов, направленности научных разработок, а также намечались пути модернизации подвижного состава. В дальнейшем совещательные съезды поочерёдно собирались в разных городах России. Благодаря положительному влиянию этих съездов на развитие отрасли их опыт использовали и другие железнодорожные службы (пути, движения). Подобные научно-технические форумы стали практиковаться и в международном масштабе. Например, в 1885 г. состоялся первый международный съезд по паровозостроению в Брюсселе.
16.2. ПаровозыПоявление паровозов в России для дорог общего пользования было связано со строительством и эксплуатацией Царскосельской железной дороги.
Шесть паровозов для дороги строились на заводах Англии и Бельгии. По конструкции паровозы были однотипны: в общей жёсткой раме они имели одну движущую колёсную пару большого диаметра (в пределах 1700—1900 мм), бегунковую и поддерживающую колёсные пары меньшего диаметра. Полная испаряющая поверхность нагрева котла составляла 50—60 кв. м, давление пара достигало 6,7 атм, мощность — 70—75 л. с., наибольшая скорость движения доходила до 60 км/ч. Паровозы имели названия: «Стрела», «Проворный», «Богатырь», «Орёл», «Лев» и «Слон».
До начала строительства Петербурго-Московской дороги были заказаны один паровоз в Англии, другой в США; в 1843 г. они поступили в Россию. Первый отечественный паровоз построили на Александровском заводе в Петербурге в 1845 гг.
Пассажирские локомотивы типа 2—2—0, выпускавшиеся заводом, позднее получили обозначение «В». Паровоз имел две спицевые, чугунные, без противовесов движущие колёсные пары диаметром 1705 мм, из которых ведущей являлась первая. Внутренний эксцентриковый парораспределительный лительный механизм приводил в движение двойные (расширительные) золотники, позволявшие реверсировать машину и изменять степень наполнения цилиндров паром. Это явилось значительным шагом вперёд по сравнению с конструкциями, применявшимися на первых отечественных паровозах. В трубчатом котле использовалась конусная тяга, что позволило регулировать процесс горения топлива в зависимости от интенсивности работы паровой машины. Давление в котле возросло до 8 атм, мощность паровоза — до 130 л. с. Он водил поезда из шести вагонов со скоростью 40 км/ч. Кроме того, строились паровозы типа 1—2—0 и 1—2—1.
Выпускавшиеся Александровским заводом товарные паровозы типа 0—3—0, получившие обозначение «Д», по многим конструктивным решениям были аналогичны пассажирским. Они имели мощность около 140 л. с. и водили 22-вагонные составы со скоростью 15 км/ч. Котлы этих паровозов имели развитую испаряющую поверхность нагрева, составлявшую около 100 кв. м при давлении пара в котле 8 атм. Паровая машина простого действия питалась насыщенным паром. Все паровозы отапливались дровами.
С середины 60-х годов на рабочем месте паровозной бригады стали монтировать металлические листы для защиты от встречного ветра, затем так называемые зонтики и, наконец, закрытые будки, что было особенно важно в условиях северного климата. Тогда же вместо поршневых насосов для подачи воды в котёл начали использовать простые и компактные устройства — инжекторы.
В 60-х годах в связи с усилением железнодорожного строительства потребность в паровозах значительно возросла. Назрела необходимость организовать новые паровозостроительные заводы и школы инженеров-конструкторов. В 1866 г. было принято решение обеспечить поездное движение отечественными паровозами. В связи с этим отменили право беспошлинного ввоза подвижного состава частными железными дорогами из-за рубежа. Министерство путей сообщения заключило контракты на приобретение паровозов с Невским механическим в Петербурге, Камско-Воткинским, Мальцевским и другими заводами
В последующие годы выпуск отечественных локомотивов заметно возрос и в 1878 г. составил 323 машины, при этом особенно выделялись Невский и Коломенский заводы, построившие соответственно 138 и 89 паровозов.
Появилась и своя школа паровозостроения, выросли талантливые инженеры-конструкторы, учёные, исследователи. В 1854 г. инженер-полковник А. Г. Добронравов опубликовал Правила для составления проекта паровоза, профессор Петербургского технологического института Л. А. Ераков в 1871 г. написал первый «Курс паровозов». Большую работу по испытанию паровозов и организации для этой цели первой в мире лаборатории в Киевских мастерских провёл в 80-х годах инж. А. П. Бородин. Вместе с ним проводил испытания паровозов на линии Киев — Фастов инж. Л. М. Леви. С участием проф. Н. П. Петрова проектировались паровозы типа 0—4—0
Впервые для испытания паровозов в 1898 г. инж. Г. Н. Теодорович использовал на Харьковско-Николаевской дороге динамометрический вагон. Исследованием динамики прохождения паровозов в кривых участках пути в 1898 г. занимались инж. А. А. Холодецкий и проф. А. С. Раевский.
К концу столетия испаряющие поверхности нагрева котлов достигли на отечественных паровозах 150—160 кв. м при поверхности нагрева топки до 11 кв. м и площади колосниковой решётки до 2,2 кв. м. Для уменьшения конденсации пара улучшалась теплоизоляция котла и трубопроводов. В целях уменьшения потерь тепла в паровой машине стали использовать принцип двойного расширения пара (компаунд). В России паровозы с машиной компаунд стали применять по инициативе А. П. Бородина. Первые шесть таких паровозов типа 2—2—0 серии П б были построены в 1885 г. Одесскими мастерскими для Юго-Западных дорог. Применение таких локомотивов давало до 15 % экономии топлива.
К концу 90-х годов около 13 % паровозов имели машины компаунд преимущественно в двухцилиндровом исполнении
Рост скоростей движения пассажирских поездов требовал более паропроизводительных котлов паровозов, с давлением пара 11—12 атм, и дальнейшего увеличения диаметра движущих колёс. Последнее вызывалось тем, что Правила технической эксплуатации железных дорог ограничивали число оборотов в минуту движущих колёс: для пассажирских паровозов — до 260, товарных — до 225. Реализуемые на ряде дорог высокие скорости вызвали потребность в постройке быстроходных паровозов с большими движущими колёсами (диаметром до 2000 мм у пассажирских и 1300 мм у товарных), хотя это в какой-то мере и снижало силу тяги локомотивов.
В связи с необходимостью повышения безопасности движения в 1891 г. введены в действие Правила устройства, установки и содержания паровых котлов и их освидетельствования, а также Правила проверки действия измерителей скоростей. Циркуляром МПС предписывалось на лобовой части паровозов, отправляемых с поездами большой скорости, обязательно ставить фонари с посеребрённым или никелированным рефлектором.
Постоянные противоречия между требованиями роста силы тяги и ограничения нагрузок от движущих колёс на рельсы заставляли конструкторов искать новые решения. Одним из них явилось объединение нескольких колёсных пар посредством тяг (дышел). К концу столетия пассажирские паровозы имели до трёх сцепных осей, а товарные — до четырёх, нагрузки же от колёсной пары на рельсы составляли 13 т.
В 1902 г. по инициативе Е. Е. Нольтейна Коломенский завод оборудовал первый в стране паровоз (серии Ж типа 2—3—0) устройством для перегрева пара. С началом применения перегретого пара, обеспечивавшего экономию до 25 % топлива и около 35 % воды, широкое распространение получили круглые (поршневые) золотники, надёжно выдерживавшие температуру насыщенного пара 300—350°.
Увеличение размеров и веса котлов, составлявших большую часть общего веса паровозов, привело к росту нагрузок на путь, которые ограничивались нормами. В связи с этим дополнительно стали вводить сцепные колёсные пары, число которых достигло пяти. Однако размещение их в одной жёсткой раме затрудняло вписывание паровозов в кривые участки пути. Для решения этой проблемы инженеры и конструкторы-паровозостроители шли на некоторые усложнения экипажной части: введение безребордных колес, разбегов осей в буксах, букс в раме, дышловых подшипников на пальцах.
Поверхность нагрева котлов достигала 200 кв. м, давление пара 12—13 атм. Использование перегретого пара способствовало повышению экономичности машин. Диаметр колёс паровозов с целью увеличения силы тяги был установлен в оптимальных размерах: пассажирских — 1830—1920 мм, товарных — до 1320. Пассажирские паровозы имели конструкционную скорость 115—130 км/ч, товарные — 65—70. Нагрузки от движущих колёсных пар на рельсы составляли 16—17 т. Мощности при расчётной форсировке котла и машины достигали 1500 л. с.
С 1 января 1913 г. в целях упорядочения обозначений локомотивов была введена единая система серий для всей сети железных дорог.
Наибольшие заказы на паровозы и их поставки в России были в период 1895—1907 гг. Максимальный выпуск (более 1300 локомотивов) отмечен в 1906 г.
Паровозный парк на конец предвоенного 1913 г. характеризовался следующими данными: всего на сети казённых и частных дорог числилось 18 695 паровозов, в том числе 3550 пассажирских. Из общего количества локомотивов 54 % построено в 1900—1913 гг. 17 % паровозов имели устройства для измерения скорости. В среднем на 100 км сети приходилось 32 паровоза, при этом на частных дорогах, составлявших примерно 30 % от общей сети, паровозов было в полтора раза меньше. Среднесуточный пробег составлял около 112 км. 67 % из общего числа паровозов работали на угле, расходуя в год 7,2 млн т; 26 % использовали нефть и мазут (1,8 млн т), остальные отапливались дровами (5,2 млн кубометров). Стоимость всего парка паровозов составляла 642 млн. 71 тыс. руб.
В целом некоторые серии отечественных паровозов по качеству изготовления и конструкции находились на уровне лучших образцов мирового паровозостроения. Этому способствовали научные разработки, теоретические и экспериментальные исследования, выполненные А. П. Бородиным, Ю. В. Ломоносовым, В. И. Лопушинским, Б. С. Малаховским и другими специалистами в области паровозостроения, получившими признание как в России, так и за рубежом.
В годы первой мировой войны производство паровозов резко сократилось, значительная часть локомотивного парка оказалась выведенной из строя, что вызвало огромные трудности в организации движения поездов.
16.3. ВагоныПервые товарные вагоны отечественного производства появились на Петербурго-Московской железной дороге. Их начали строить на Александровском заводе в 1846 г. Вагоны были четырёхосными, с деревянными кузовами, центральной сцепкой, без боковых буферов, с тормозным устройством с ручным приводом. Грузоподъёмность крытого вагона при таре 7,8 т составляла 8,2 т. Для насыпных и длинномерных грузов строились также четырёхосные платформы с весом тары 6 т и грузоподъёмностью 10 т. Их осевая нагрузка составляла 4 т вместо 10, на которую был рассчитан рельсовый путь.
Вагоны строились из деревянных деталей, поэтому были пожароопасны и не обладали достаточно высокой прочностью. Улучшить их технико- экономические показатели представлялось возможным путём изготовления основных несущих элементов кузова и рамы из металла. Однако его в то время выплавлялось недостаточно, что явилось одной из причин перехода на выпуск преимущественно двухосных вагонов. Для перевозки грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков, стали выпускать двухосные вагоны без крыши (полувагоны), а также платформы. Они имели боковые буфера и центральные тягово-сцепные устройства.
Одновременно парк пополнялся приобретёнными за рубежом двухосными товарными вагонами. Их колёса состояли из спицевых центров с бандажами.
С введением на дорогах России бесперегрузочного сообщения возникла потребность в стандартизации вагонов — выпуске их одинаковыми по типу, конструкции, размерам и внешнему оформлению для всех дорог. Крытые вагоны начали строить длиной внутри кузова 6400 мм и шириной 2743 мм, устанавливались единые размеры и для других однотипных вагонов. Вводились единообразные устройства для запирания дверей, чугунные колёса заменялись железными, крыши изготовлялись из кровельного железа; регламентировалась наружная окраска стенок в красный цвет.
Конструкция вагонов для своего времени была рациональной и просуществовала долгое время без изменений, причём грузоподъёмность вагонов постепенно увеличивалась, достигнув 15 т. Для этого усиливались лишь оси колёсных пар и рессорное подвешивание.
Развитие нефтяной промышленности обусловило появление цистерн, сначала зарубежных (1863), а затем отечественной постройки (1872). Первые изотермические вагоны с ледяным охлаждением для перевозки скоропортящихся грузов появились в России в 1862 г., вагон с опрокидывающимся кузовом (думпкар) для высыпания груза построили в 1868 г., задолго до появления таких вагонов в других странах.
Увеличение грузооборота железных дорог выдвинуло задачу дальнейшего повышения грузоподъёмности подвижного состава. С этой целью в конце 90-х годов разработали и внедрили несколько типов большегрузных вагонов.
К 1917 г. в стране насчитывалось 569 тыс. товарных вагонов.
Первые пассажирские вагоны строились трёх классов. Они, как и товарные, были деревянными и отличались друг от друга внутренним оборудованием и отделкой. Устройство рессорного подвешивания обеспечивало необходимую плавность хода. Вагоны первых выпусков не отличались удобствами, однако уже в 1850 г. Александровский завод построил два восьмиосных вагона усовершенствованной конструкции, со сравнительно комфортными условиями для пассажиров. Отечественный пассажирский вагон характеризовался наличием сквозного прохода посередине кузова, устройством закрытых тамбуров, хорошей теплоизоляцией, имел окна с двойными рамами. С 1863 г. вагоны стали оборудовать умывальниками, печами сухого отопления и другими устройствами, создававшими удобства для пассажиров.
В годы интенсивного строительства железных дорог на новые линии стали поступать вагоны из Англии, Германии, Франции, Бельгии. Они имели продольный проход, сдвинутый к краю стенки с целью устроить места для лежания поперёк вагона (I и II классы). Вагоны изготовлялись двух- и трёхосными, отличались конструктивным разнообразием, что осложняло их эксплуатацию и ремонт. Пришлось увеличить выпуск пассажирских вагонов на отечественных заводах. Новые вагоны были трёхосными и имели длину 11 м, что позволило увеличить объём кузова и площадь пола, приходящиеся на одного пассажира.
К 1880-м годам относится введение водяного, а затем парового отопления пассажирских вагонов как с помощью повагонных устройств, так и централизованным способом посредством отдельного вагона-паровика. Совершенствовались также вентиляционные устройства, свечное освещение заменялось газовым, а позднее — электрическим. Многие новшества и удобства в пассажирских вагонах появлялись благодаря умельцам Главных дорожных мастерских.
С течением времени парк пассажирских вагонов был сведён к нескольким основным видам, предназначенным для эксплуатации в дальнем, местном и пригородном сообщениях.
Вагоны дальнего следования подразделялись на мягкие I и II классов, «микст» (смешанные) и жёсткие III класса, строившиеся, как правило, в четырёхосном исполнении. В составы дальних поездов кроме классных вагонов включались почтовые, багажные и служебные. Некоторые поезда имели вагоны Международного общества спальных вагонов. Их кузова располагались на тележках с тройным рессорным подвешиванием, обшивались снаружи ценными породами дерева. Внутренняя отделка обеспечивала пассажирам повышенный комфорт.
Для окраски вагонов предусматривались определённые цвета: I класса — синий, II — золотисто-жёлтый, III — зелёный, IV — серый.
Перевозка переселенцев из центральной России на Дальний Восток производилась специальными поездами, составленными из жёстких двухосных вагонов IV класса, а иногда из «теплушек» — крытых товарных вагонов, оборудованных для перевозки людей.
В состав пригородных поездов обычно входили жёсткие двухосные вагоны III класса и по мере надобности — трёхосные; местные поезда для перевозки рабочих составлялись из двухосных вагонов III и IV классов.
По состоянию на 1 января 1914 г., на отечественных дорогах эксплуатировалось 30 858 пассажирских вагонов, в том числе: мягких — 6740, смешанных II и III классов — 330, жёстких III класса — 10 611, жёстких IV класса — 7174, почтовых и багажных — 2961, служебных — 1298, вспомогательных — 540, прочих — 1204.
Особо следует остановиться на эволюции тормозных устройств в пассажирских и товарных поездах. В первых поездах для регулирования скорости движения железнодорожных экипажей и обеспечения безопасности их следования применялись простейшие тормозные устройства. Ручной привод посредством тяг, рычагов и винта, преобразующего вращательное движение в поступательное, прижимал тормозные колодки к колёсам экипажа. Обслуживались эти устройства тормозильщиками по звуковому сигналу, подаваемому машинистом паровоза.
В период 1855—1890 гг. в пассажирских вагонах применялся механический автоматический тормоз, управлявшийся машинистом с помощью троса, натянутого вдоль поезда над крышами вагонов. Натянутый трос удерживал рычаг со шкивом, и поезд оставался в расторможенном состоянии. При ослаблении натяжения троса машинистом или при разрыве поезда рычаг опускался, и тормоза автоматически приводились в действие.
В 1876 г. были проведены испытания воздушных автотормозов. С 80-х годов пассажирские вагоны на Николаевской и Юго-Западной дорогах начали оборудоваться автоматическими тормозами с быстродействующим клапаном системы Вестингауза. В 1878 г. отечественные учёные впервые поставили вопрос о необходимости перевода товарных поездов на автоматическое торможение. После крушения воинского эшелона Государственный совет в 1898 г. высказался за применение автотормозов в товарных поездах. Однако к этому важному нововведению железные дороги не были готовы, и его реализовали в более позднее время.
16.4. Депо и главные мастерские дорогУже на начальном этапе эксплуатации на дорогах были созданы службы подвижного состава и тяги, в ведении которых находились линейные подразделения — депо и мастерские для технического обслуживания и ремонта паровозов и вагонов. Для сложного ремонта, а иногда и для изготовления подвижного состава дороги имели свои главные мастерские.
По мере увеличения протяжённости линий и объёмов перевозок возрастала численность подвижного состава. На некоторых дорогах, например Екатерининской и Южной, насчитывалось более 1300 паровозов и до 40 тыс., вагонов.
Паровозы приписывались к основным депо и работали на определённых участках, которые назывались тяговыми плечами. Основные депо размещались по линии на расстоянии примерно 150 км. Между ними устраивались оборотные депо. Они, как и основные, имели устройства для экипировки паровозов (снабжения топливом, водой, песком, смазкой), кочегарные канавы для чистки топок, поворотные круги и треугольники. С течением времени экипировочное хозяйство совершенствовалось. Так, в 1865 г. на ст. Лапы Петербурго-Варшавской дороги для снабжения паровозов углём вместо ручной подачи корзинами применили подъёмный кран, а в 1883 г. — эстакаду. В дальнейшем эти нововведения получили распространение и в других депо железных дорог.
В основных депо выполнялись периодический, подъёмочный и нередко средний ремонт паровозов. Более крупный — капитальный (через пять и более лет работы) — производился, как правило, в главных мастерских железных дорог.
Пассажирские вагоны приписывались к определённым вагонным депо дороги, где проводился их ремонт. При следовании по другим дорогам технический осмотр, снабжение водой и топливом возлагались на пункты технического обслуживания участковых станций этих дорог. Для планового ремонта пассажирские вагоны возвращались в депо приписки.
Что касается товарных вагонов, то они приписывались не к определённым пунктам, а непосредственно к дорогам, и их обслуживание и ремонт производились по месту нахождения. В 80-х годах после введения на сети бесперегрузочного сообщения эту работу выполняли специальные пункты технического осмотра и ремонта независимо от того, какой дороге принадлежал вагон. На стыковых пунктах дорог выделялись ремонтные пути, строились специальные здания — «вагонные сараи».
Особая роль в выполнении всех видов ремонта и постройки подвижного состава принадлежала главным мастерским дорог. Они не только производили средний и капитальный ремонт, строили новые паровозы и вагоны, изготовляли специальное оборудование, но и проводили совместно с научными учреждениями натурные испытания.
Ведущее место занимал Александровский завод, ставший с 1868 г. главными мастерскими Николаевской дороги.
40 типов и конструкций пассажирских вагонов, в том числе трёхосные с креслами-диванами, создали Ковровские центральные мастерские Московско-Нижегородской дороги. Впервые в мировой практике здесь внедрили системы индивидуального парового и водяного отопления пассажирских вагонов. Выпущенный в 1872 г. товарный вагон после усовершенствования был введён в 1882 г. на сети железных дорог в качестве «нормального» (стандартного). На Первой Всероссийской политехнической выставке Ковровские мастерские были награждены золотой медалью и получили право наносить на свои изделия Государственный герб.
Главные мастерские Юго-Западных железных дорог продолжительное время развивались при участии видного ученого А. П. Бородина. В 1881 г. в мастерских впервые создали научную лабораторию — катковую станцию для натурных испытаний паровозов в стационарных условиях. Здесь же проводились и линейные испытания с динамометрическим вагоном. А. П. Бородин выступал за типизацию подвижного состава и применение взаимозаменяемых деталей при его изготовлении.
Нельзя не отметить мастерские Комиссаровской технической школы в Москве, которые в 1870—1876 гг. построили 616 пассажирских и 2800 товарных вагонов. Одновременно школа готовила мастеров и техников по вагонному делу.
В 60-х годах были открыты главные мастерские Петербурго-Варшавской и Московско-Курской дорог, которые выполняли ремонт паровозов, товарных и пассажирских вагонов. В последующие годы на базе мастерских были созданы Двинский локомотиворемонтный и Московский вагоноремонтный заводы.
В 1874 г. сооружены Ростовские главные мастерские. Здесь наряду с ремонтом подвижного состава строились новые паровозы, крытые вагоны, платформы и цистерны, изготовлялись запасные части. В 1895 г. паровоз серии С, выпущенный мастерскими, был отмечен на Всероссийской Нижегородской выставке почётным дипломом. В 1900 г. мастерские строили пассажирские вагоны для поездов «Экспресс Москва — Тифлис».
Широкую известность имели Красноярские главные мастерские Средне-Сибирской дороги, Ташкентские Средне-Азиатской дороги, Московские Московско-Казанской дороги, Великолукские Московско-Виндаво-Рыбинской дороги и др. Все перечисленные мастерские были открыты на рубеже XIX и XX вв.
Глава 17. Сигнализация, централизация, блокировка и связь
17.1. СигнализацияВ первые годы становления и развития железных дорог основной функцией устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) являлось обеспечение безопасности движения.
Для линии Петербург — Павловск задачи безопасности начали решать ещё до сдачи её в эксплуатацию. В 1836 г. учредители Общества Царскосельской дороги обязались «иметь на паровых экипажах колокольчики или другие предвещательные знаки» для предупреждения прохожих. Однако колокольчики не привились: дальность действия этих акустических сигналов была невелика. Стали использовать паровозные свистки, но и их пришлось заменить, так как они, по свидетельству современников, « наводили ужас на публику». Было решено закупить органы (шарманки) для размещения на паровозах. Вращая рукоятки органов, специальные работники воспроизводили музыку и этим предупреждали о подходе поезда. Вскоре люди привыкли к паровозам, и надобность в таких сигналах отпала.
Любопытное решение было принято в первое время на случай столкновения поездов. Между локомотивом и открытым вагоном, где ехали пассажиры, ставилась платформа, пол которой устилался соломой. Рассчитывали, что в случае столкновения поездов пассажиры будут падать на солому.
Для исключения столкновений поездов был принят принцип разграничения поездов временем. Поезд отправлялся в строго назначенное время. Кондукторам выдавались часы, которые полагалось еженедельно сверять в конторе с контрольными. 11 августа 1841 г. на ст. Шушары Царскосельской дороги произошло столкновение встречных поездов; были убитые и раненые. Этот печальный случай показал неприемлемость разграничения поездов временем. Поэтому было принято решение отправлять поезд из Петербурга и Павловска только после прибытия поезда обратного направления. Этим положили начало использованию метода разграничения поездов пространством.
С момента ввода линии в эксплуатацию возникла проблема передачи с перегона на станцию информации об остановке поезда или о необходимости вызова резервного локомотива. Тогда ещё не было воздушных и кабельных линий, и разработанные в 1832 г. П. Л. Шиллингом и в 1836 г. С. Морзе телеграфные аппараты не могли быть использованы. Поэтому стали применять оптический телеграф, опыт использования которого имелся в русском военно-морском флоте.
Царскосельскую железную дорогу оборудовали оптическим телеграфом для передачи важных сообщений. Телеграфные посты находились у будок путевых сторожей, то есть на расстоянии 1—2 км друг от друга. Сигналы передавались днём чёрными шарами, а ночью — красными фонарями. Шары или фонари поднимались с помощью проволочной передачи. В инструкции для сторожей указывалось: «В случае остановки на линии поезда по причине какого-либо в нём повреждения, препятствующего его дальнейшему следованию, сторож этого участка по приказанию обер-кондуктора должен подать соответствующий времени дневной или ночной сигнал оптическим телеграфом в сторону ближайшей станции и в то же время должен бежать по направлению к следующему сторожу и возвращаться оттуда лишь тогда, когда убедится в выкинутии им того же самого сигнала». На некоторых линиях сторож не бежал к своему соседу, а привлекал его внимание звуком охотничьего рога. Оптический телеграф применялся на отдельных дорогах, например Уральской, до 1870 г.
Безопасности движения угрожали разрывы поезда и другие несчастные случаи. Надо было иметь возможность срочно передать машинисту требование об остановке поезда. После того как в 1838 г. на одной из платформ загорелся багаж от искры из паровозной трубы, было принято решение об использовании «сигнальной верёвки»: на паровозе имелся колокол, а от него на специальных крючках протягивалась верёвка вдоль всего состава. При пожаре, разрыве поезда или в других экстренных случаях кондуктор или смазчик пассажирских вагонов, дергая за верёвку, извещали машиниста о необходимости срочной остановки поезда. Впоследствии веревка привязывалась к рычагу свистка паровоза.
В первый период сигнальная верёвка была обязательна для всех пассажирских поездов. Позднее, когда появились автоматические тормоза, она использовалась как резерв, на случай выхода из строя автотормозов. Через некоторое время надобность в сигнальной верёвке отпала.
В связи с завершением строительства магистрали Петербург — Москва и сооружением других линий возник вопрос о введении постоянных оптических сигналов. Их начали применять впервые в 1860 г. в виде красных и зелёных дисков. Красные диски в качестве входного сигнала имели два положения: открытое (днём к машинисту обращено ребро, ночью — белый огонь) и закрытое (днём к машинисту обращена плоскость, ночью виден красный огонь). Зелёные диски устанавливались на расстоянии 500—800 м от входной стрелки станции и предупреждали о приближении к входному сигналу.
До 1870 г. на железных дорогах России, значительная часть которых была в частном владении, применялись разнообразные постоянные сигналы: на одних линиях в качестве входных сигналов использовались красные диски, на других — семафоры с крыльями или подъёмными красными шарами. Отдельные участки вовсе не имели постоянных сигналов.
В 1870 г. в соответствии с приказом Министерства путей сообщения почти все дороги установили единые входные сигналы — красные диски. В то же время разрешалась установка семафоров. Так, на Петербурго-Московской дороге на станциях установили входные и выходные семафоры, что связано с введением блокировки. Семафоры также появились на участке Петербург — Павловск.
В 1873 г. было опубликовано Положение о сигналах, обязательное для всех российских железных дорог. Оно упорядочивало применение красных и зелёных дисков, разрешалось применять семафоры. Конструктивно семафоры существенно различались. Они были с деревянными либо с металлическими мачтами. Управление осуществлялось от стрелочной будки или мачты, а в ряде случаев — из помещения дежурного по станции. Для передачи усилий использовалась проволочная тяга. На поворотных шкивах взамен проволоки применялась железная цепь. В проволочную передачу включалась стяжная муфта для регулирования натяжения. В некоторых случаях устанавливался компенсатор натяжения. Всего насчитывалось 15 конструкций семафоров и 10 конструкций красных дисков.
Наиболее удачным оказался семафор, предложенный профессором Петербургского института инженеров путей сообщения Я. Н. Гордеенко. Это был двухпозиционный семафор, управлявшийся двухпроводной гибкой тягой с компенсатором. К 90-м годам он стал преобладающим типом сигнальных устройств, хотя красные диски в качестве входных сигналов ещё остались на ряде дорог.
В 1889 г. на ст. Перово инж. Н. А. Рахманинов установил устройство по управлению семафором с помощью электроэнергии, получаемой от индуктора переменного тока.
В эти же годы начальник службы телеграфа Курско-Харьково-Азовской дороги К. А. Кайль предложил электромеханизм, который управлял «окуляром» с тремя цветными стеклами. Это был предшественник прожекторного светофора.
К началу нынешнего столетия официально продолжало действовать Положение о сигналах 1873 г., но фактически сигнализация оставалась неунифицированной и отличалась пестротой не только на дорогах, но даже на соседних станциях, что, по мнению военного ведомства, могло вызвать аварии в военное время, когда машинисты нередко используются для работы на нескольких дорогах.
В 1909 г. вышли в свет Общие правила сигнализации, явившиеся определённым шагом вперёд в стандартизации сигналов. Основным сигнальным прибором стал семафор. Красные поворотные диски допускались в качестве входных сигналов на станциях. Предписывалось также устанавливать в помещении дежурного по станции повторители входных сигналов. Однако в правилах были допущены некоторые противоречия в отношении сигнальных цветов.
Эти противоречия устранили в дальнейшем, при совершенствовании правил сигнализации. Одновременно велись работы по улучшению управления семафорами. Если входной семафор размещался на расстоянии 660 м и более от помещения дежурного по станции и управлять им с помощью гибкой передачи становилось затруднительным, то использовался электрозаводной механизм (ЭЗМ). В нем предусматривалось устройство, которое с помощью груза позволяло открыть или закрыть семафор. Груз поднимался заводной рукояткой. Электромагнит ЭЗМ при срабатывании освобождал тормоз, препятствовавший падению груза. Электромагнит был включён в цепь, которая имела контакт и источник питания. При необходимости открыть сигнал дежурный по станции замыкал контакты, и в цепь поступал ток; якорь электромагнита, притягиваясь к сердечнику, освобождал тормоз, груз начинал опускаться до тех пор, пока семафор не открывался; в этом положении груз стопорился. Для закрытия сигнала контакт размыкался, якорь электромагнита, отпадая от сердечника, освобождал тормоз, груз снова опускался и приводил крыло в закрытое положение.
Естественно, что это устройство требовало регулярного подъёма груза (один-два раза в сутки, в зависимости от размеров движения). Рассмотренный ЭЗМ можно трактовать как первое устройство дистанционного управления сигналами на железных дорогах. Для передачи оперативной информации, связанной с движением поездов, на железных дорогах в течение многих лет применялась так называемая электроколокольная сигнализация, извещавшая о выходе поезда с указанием направления движения, о повреждении пути, вызове вспомогательного локомотива, а также для предупреждения гужевого транспорта и прохожих о предстоящем подходе поезда. Сигналы устанавливались около помещения дежурного по станции, у будок путевых обходчиков, возле жилищ дорожных мастеров и охраняемых переездов. Электроколокольная сигнализация на неохраняемых переездах явилась предшественником современной автоматической переездной сигнализации.
В конце 50-х годов прошлого века на дорогах начали применять укладку петард на пути, если видимость сигналов составляла менее 125 м, а также для ограждения поезда, остановившегося в пути.
17.2. Перегонные устройства СЦБЗначительный рост сети железных дорог и увеличение размеров перевозок потребовали разработки способов и устройств для регулирования движения поездов. Способы регулирования в определённой мере регламентировались Правилами движения поездов, утверждёнными в 1874 г. и усовершенствованными в 1883 г. Первоначально применялось три способа — посредством единственного паровоза, единственного жезла и единственного жезла с отправлением поезда «против жезла».
При первом способе, применявшемся на однопутных линиях, предусматривалось нахождение лишь одного локомотива на перегоне. Это обеспечивало безопасность движения, но оказывалось возможным только при крайне ограниченных размерах движения. При втором способе для каждого перегона предназначался лишь один жезл, который вручался машинисту и давал право занять перегон. Такой порядок гарантировал безопасность движения, но мог использоваться только при парном непакетном движении.
С 1884 г. разрешалось отправление поездов «против жезла» по смешанной системе. Если требовалось отправить поезд со станции, где не быложезла, об этом телеграфировали дежурному соседней станции. Получив его согласие, выписывали машинисту разрешение на отправление поезда.
В дальнейшем указанные способы регулирования движения заменили более совершенными — независимой блокировкой и полуавтоматической путевой блокировкой. В первом случае выходные сигналы могли быть открыты вне зависимости от свободности перегона, а информацию об их положении давали дежурному по станции блокировочные аппараты. Первым независимой блокировкой был оборудован участок Петербург — Ораниенбаум в 1868—1869 гг. Полуавтоматическая путевая блокировка предусматривает необходимую зависимость, при этом выходной сигнал может быть открыт только в случае, если поезд фактически прибыл на соседнюю станцию (или прошёл проходной семафор) и за ним закрыт сигнал.
В 1878 г. Петербурго-Московская дорога была оборудована блокировкой, при которой перегон делился на блок-участки, на границе каждого из которых имелся блокпост, где устанавливался семафор. Хотя при этой блокировке не существовало принудительной зависимости от фактического проследования поезда, тем не менее она в определённой мере обеспечивала безопасность движения и увеличивала пропускную способность двухпутных перегонов. Отечественные специалисты приспособили эту систему к суровым климатическим условиям, для чего управление семафорами было перенесено в помещение.
В области полуавтоматической путевой блокировки для двухпутных дорог многое сделал проф. Я. Н. Гордеенко. Он разработал блок-механизм, предложил педальную замычку для фиксации прибытия поезда и прибор, получивший в дальнейшем название «переменный замыкатель». Прибор обеспечивал переход с механического замыкания сигнального рычага на электромеханическое. В этой же области работали инж. Л. Д. Вурцель, создавший ряд приборов полуавтоматической блокировки, электромеханики К. Г. Пухальский и Ф. С. Александров, предложившие ключ-жезл для замыкания выходных семафоров при отправлении толкачей с возвращением обратно. Схемы включения телефонных аппаратов в блокировочные провода разработал инж. Г. П. Ботяновский.
Несмотря на наличие высококачественных в стране разработок путевой блокировки, значительная часть государственных и частных железных дорог применяла в то время полуавтоматическую путевую блокировку немецкой фирмы «Сименс — Гальске». Это объясняется отсутствием производственной базы для массового выпуска аппаратуры и недоверием чиновников МПС к отечественным разработкам.
В 1897 г. началось широкое применение на однопутных участках российских железных дорог электрожезловой системы. К 1914 г. ею оборудовали 28 тыс. км. Поставленные зарубежной фирмой электрожезловые аппараты были несколько реконструированы: уменьшены размеры корпуса и жезлов, введены развинчивающиеся жезлы для случая отправления поезда с толкачом на весь перегон и ключи-жезлы для толкачей, возвращавшихся обратно. В процессе эксплуатации выявилась необходимость создать приборы для обмена жезлов на ходу поезда, что позволило поездам проходить станцию без остановки. Такие приборы использовались на нескольких дорогах. Над созданием и совершенствованием жезловых систем работали инженеры В. А. Зеест, Г. Г. Вершинин, Н. Г. Дикушин, В. А. Ремизов, Е. И. Орурк.
Наряду с применением указанных систем для повышения безопасности движения поездов широко использовалась телеграфная связь. При этом обеспечивалась запись на бумажной ленте переговоров между соседними дежурными по станции, что повышало их ответственность. Предполагалось, что в случае неисправности связи на однопутных участках дежурные должны переходить на письменные сношения, а на двухпутных — разграничивать движение поездов временем.
Основными способами регулирования движения поездов в конце века и вплоть до 1917 г. являлись телеграфная связь, электрожезловая система и полуавтоматическая путевая блокировка. Для отправления и приёма поездов почти на 30 тыс. км однопутных дорог использовалась электрожезловая система.
Применять рельсы как провода электрической цепи для регулирования движения предложил в 1898 г. Ф. В. Прохорович в заявке на изобретение «Устройство для предупреждения столкновения железнодорожных поездов». Вопрос о применении рельсовых цепей автоматической блокировки был поднят на VIII съезде представителей служб телеграфа русских железных дорог в 1901 г. Однако принятое решение провести опыты по устройству автоблокировки не было реализовано, и лишь в 1914 г. XV съезд представителей служб телеграфа вернулся к этому вопросу. Доклад об автоматической блокировке сделал инж. Н. О. Рогинский. В том же году его командировали за границу для изучения систем автоблокировки, но практическому её внедрению помешала война.
Предшественниками современных устройств автоматической локомотивной сигнализации и автостопов можно считать появившиеся в конце прошлого века разработки, включавшие в себя автоматический контроль превышения скорости движения поездов. Эти разработки потребовались в связи с тем, что значительное число аварий и крушений явилось следствием превышения скорости на участках с плохим состоянием пути. Были предложены устройства, устанавливавшиеся на пути и фиксировавшие скорость проходивших поездов, а также соответствующие приборы для установки на локомотиве. Наиболее оригинальными явились устройства, разработанные С. И. Добровольским и М. И. Лиходеевским (1897), обеспечившие взаимодействие путевого магнита и прибора на локомотиве. При проходе локомотивного прибора над путевым магнитом изменялось магнитное поле и замыкался ртутно-платиновый контакт. Это приводило в действие звонок и электромагнит, который делал отметку на ленте, передвигавшейся часовым механизмом. Проход поезда в следующей путевой точке снова фиксировался на ленте, что позволяло судить о скорости движения. Взаимодействие путевого и локомотивного устройств было реализовано в первой индуктивной педали, предвосхитившей современные устройства подобного типа.
Из приборов, устанавливавшихся на локомотиве, следует отметить скоростемер электромеханика О. И. Графтио, относящийся к 1878 г. Прибор фиксировал скорость движения поезда, моменты остановки и трогания с места. Фиксация осуществлялась грифелем на бумажной ленте. По данным Московско-Брестской дороги, число случаев превышения скорости поезда после введения указанных скоростемеров снизилось в 8 раз. В последующем скоростемер О. И. Графтио соединили со свистком паровоза и автотормозами. Система срабатывала при превышении максимально допустимой скорости. Это был прообраз современной автоматической локомотивной сигнализации с автостопом.
В это же время инж. С. Я. Тимохович предложил устройство, которое обеспечивало извещение машиниста об опасности. В качестве путевого устройства предлагалось использовать деревянный брусок с пружиной, крепившийся к шпалам справа от пути. На паровозе устанавливался коленчатый рычаг. В случае опасности при проходе локомотива рычаг задевал брусок и с помощью тяги воздействовал на кран, который открывал доступ пара из котла паровоза в цилиндр специального устройства. Пар приводил в движение поршень цилиндра, шток которого закрывал регулятор. Часть пара из цилиндра выпускалась через свисток. Если машинист не реагировал на свисток и не закрывал кран, то поезд останавливался,
В 1914 г. на однопутном участке Гатчина — Владимирская Балтийской дороги была успешно испытана система автостопа, в которой автоматически передавалась на локомотив информация о приближении к опасной точке. На пути устанавливались два металлических бруса длиной 20 м, расположенных друг от друга на расстоянии 425 м. Брусья имели разную высоту: первый по ходу поезда возвышался над уровнем головки рельса на 56, второй — на 94 мм. Под локомотивом подвешивалось устройство, в котором имелся башмак, соединённый с контактной системой. При проходе башмака над брусьями поочерёдно размыкались разные контакты. Таким образом на локомотив с пути передавалась информация, что позволяло включать свисток при проходе над первой точкой. Если машинист не реагировал на свисток, то при проходе второй точки включались автотормоза.
17.3. Станционные устройства СЦБПодавляющее большинство станций не имело централизации управления стрелками и сигналами. Стрелки запирались висячими замками.
Для контроля положения стрелок ещё в 70-х годах прошлого столетия на некоторых станциях применяли табло с изображением схемы станции. Датчиком положения стрелки являлся контакт, установленный на ней. Этот контакт, соединённый с переводной стрелочной тягой, переключал электрическую цепь, в которую был включён электромагнит, управлявший на табло указателем положения стрелки. Указатели монтировались на схеме станции.
Такого рода установка имелась на ст. Гатчина-Товарная. На ст. Нижнеднепровск на табло у дежурного по станции отражалось не только положение стрелок, но и состояние входных сигналов. Задание на подготовку маршрута давалось стрелочникам по телефону. Кроме того, на специальном столбе поднималось такое количество фонарей, которое соответствовало номеру пути приёма. Этой системой оборудовали более 20 станций на Полесской дороге, причём в систему контроля включались не все стрелки, а по одной-две важнейших в каждой горловине.
На ряде станций нашли применение контрольные замки. Первым получил распространение замок системы Владикавказской дороги. Он имел два ригеля и два ключа с разными бородками. Стрелка переводилась, если оба ключа находились в замке. После перевода стрелки можно было вынуть только один ключ, по надписи на котором дежурный судил о положении стрелки.
В 1904 г. начальник службы телеграфа Рязано-Уральской дороги А. П. Руднев разработал и внедрил систему ключевой зависимости. В этой системе устанавливались контрольные замки как на стрелках, так и в аппарате на стрелочном посту. Она применялась при числе стрелок не более трёх на один стрелочный пост и при размерах движения не более 10 пар поездов в сутки.
В 1909 г. на ст. Павловск-Второй под Петербургом была установлена ключевая зависимость системы В. С. Мелентьева, в основе которой лежали изобретённые им замки, отличавшиеся высокой надёжностью. Эта система получила в дальнейшем широкое применение.
Следует отметить ряд оригинальных разработок в области контроля замыкания стрелок. К ним относится предложение И. П. Тахеева по замыканию стрелки электромагнитным замком, электрическая цепь которого включалась при воздействии поезда на педаль, расположенную у входного семафора. Разработка Ф. В. Новожёнова и С. И. Мартынова обеспечивала перевод и замыкание стрелок с локомотива.
В 70-х годах прошлого столетия на смену ручному управлению стрелками пришли устройства централизации стрелок и сигналов. Это были механические системы, в которых для управления использовалась мускульная сила человека. При централизации значительно сокращалось время на приготовление маршрута и уменьшалось количество работников станций.
Первые системы централизации стрелок и сигналов появились в 1870 г. на станциях Петербурго-Московской дороги. В дальнейшем они получили распространение и на других магистралях. Эти системы были весьма несовершенными. Семафоры управлялись однопроводной гибкой передачей. Провод подвешивался на роликах, установленных на опорах, расположенных в 10 м друг от друга. Стрелочные переводы управлялись с помощью жёстких трубчатых тяг, что ограничивало дальность действия до 300—400 м. На стрелках первоначально не было замыкателей, но в последующем они появились на противошёрстных стрелках. Управлялись замыкатели отдельными рычагами с помощью жёсткой передачи.
Аппараты централизации, в которых устанавливались стрелочные сигнальные рычаги, обеспечивали замыкание стрелок только после полного открытия сигнала, однако отмыкались стрелочные рычаги немедленно после закрытия семафора, что могло приводить к переводу стрелки под составом. Несмотря на недостатки первых систем централизации, они в определённой мере способствовали повышению безопасности движения поездов.
К началу 80-х годов появился ряд разработок, направленных на улучшение имевших и создание новых устройств централизации. В 1884 г. была разработана система механической централизации проф. Я. Н. Гордеенко. По его инициативе на заводе «Электромеханик» в Петербурге наладили производство аппаратуры. Первыми станциями, на которых установили отечественную централизацию, были Саблино Петербурго-Московской и Кошедары Петербурго-Варшавской дорог.
В системе централизации Гордеенко, в отличие от иностранных систем, предусматривались замыкатели для обеспечения зависимости между стрелками и сигналами. В дальнейшем замыкатели устанавливались на станциях, ранее оборудованных импортной системой централизации.
Значительную роль в повышении безопасности движения сыграла применявшаяся в системе механической централизации станционная блокировка, которая обеспечивала дежурному по станции контроль над действиями исполнительных постов. На исполнительном аппарате устанавливались сигнальные и стрелочные рычаги. Над ними находился ящик зависимостей положения стрелок и сигналов и блок-механизмы станционной блокировки. На распорядительном аппарате имелся ящик зависимостей с рукоятками управления и блок-механизмы станционной блокировки. Блок-механизмы, взаимодействуя, позволяли дежурному по станции давать распоряжения сигналисту и контролировать его работу.
Я. Н. Гордеенко принадлежит также заслуга в разработке электросцепляющего механизма и гидравлической рельсовой педали. К концу прошлого века его системой механической централизации было оборудовано около 1700 стрелок — больше, чем другими системами, вместе взятыми.
В 1906 г. Я. Н. Гордеенко усовершенствовал свою систему, заменив жёсткие тяги гибкими. Это позволило увеличить дальность управления стрелками до 500 м, а для стрелок, которые в специализированных маршрутах являются пошёрстными, — до 550 м. В результате оказалось возможным для управления стрелками и сигналами на многих станциях иметь лишь один центральный пост вместо двух. Учёный возглавил работу по переходу к механическим замыканиям стрелок и сигналов.
Дальнейший шаг в совершенствовании техники СЦБ сделан благодаря применению электромеханических замыкателей. Была создана путевая блокировка на основе блок-механизмов, в которых использовались электромеханические замыкатели. Блок-механизмы отличались оригинальными решениями, в частности использованием притирающихся контактов, что явилось в конце прошлого века определённым прогрессом в повышении надёжности путевой блокировки.
К 1917 г. на железных дорогах страны действовало более 11 тыс. стрелок, оборудованных механической централизацией. Наряду с ней применяли централизацию, разработанную итальянской фирмой «Бианки и Серветтаса». Здесь, как и во всех импортных системах, стрелки отмыкались сразу после закрытия сигнала. В 1894 г. произошло крушение поезда из-за перевода стрелки под составом на станции, оборудованной гидравлической централизацией. Тем не менее эту систему продолжали использовать в течение некоторого времени. В начале XX в. на ст. Сосыка Владикавказской дороги начали внедрять электропневматическую централизацию, предложенную инж. Б. Н. Акимовым. Источником энергии для управления стрелками и сигналами служил сжатый воздух, который накачивался в резервуар под давлением 4—5 атм воздушным насосом паровоза. Контроль осуществлялся с помощью электрического тока от батареи напряжением 15 В. Однако рассматриваемая установка не была завершена в связи с начавшейся войной.
Электрическая централизация стрелок и сигналов появилась в 1909 г. на ст. Витебск Риго-Орловской дороги. В 1914 г. электрической централизацией оборудовали ст. Петербург-Витебский. Это были установки с электромоторами постоянного тока для управления стрелками и с соленоидными приводами для управления семафорами. Замыкания между стрелками и сигналами обеспечивались ящиками механической зависимости. Так как рельсовых цепей не было ни на путях, ни на стрелочных участках, уровень безопасности движения был недостаточно высоким.
В 1913 г. В. П. Сухарников изобрёл электрическую централизацию маршрутного типа, основанную на механических замыканиях. В следующем году Г. Цебоев для исключения приёма поездов на занятый путь предложил устройство рельсовых цепей. К этому времени на дорогах страны было оборудовано электрической централизацией с механическими замыканиями более 100 стрелочных переводов.