РАЗВИТИЕ АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ

Под редакцией канд. техн. наук Б. С. Рязанцева

М., «Транспорт», 1986

ОТ АВТОРОВ

В комплексе технических средств железнодорожного транспорта — основного вида транспорта СССР — важное место занимает автоматика, телемеханика и связь. От уровня развития этой техники и надежности ее работы зависит обеспечение бесперебойных перевозок грузов и пассажиров. Авторы поставили перед собой цель — рассказать, как на протяжении истории развития железных дорог нашей страны создавали и совершенствовали технические средства всего железнодорожного комплекса. Освещая этап за этапом их развитие, авторы стремились показать пройденный путь, эволюцию техники, особенно характерную для последних 50 лет. Широкое распространение и высокий уровень этой техники стали результатом упорного творческого труда большого коллектива специалистов и рабочих. Многие из них, те, которые своим трудом внесли значительный вклад в техническую оснащенность железных дорог, названы в книге.

Сосредоточивая внимание на развитии техники, авторы вынуждены кратко освещать вопросы, касающиеся производственно-технической базы, обеспечивавшей это развитие. В то же время работа электротехнических заводов, строительно-монтажных организаций, служб и дистанций сигнализации и связи железных дорог сама по себе представляет интерес и заслуживает в дальнейшем более полного освещения.

Наш рассказ оканчивается 1980 годом. Книга, предлагаемая вниманию читателей, является первой попыткой освещения истории развития автоматики, телемеханики и связи на железных дорогах Советского Союза, и авторы будут благодарны за возможные замечания и пожелания.

ВВЕДЕНИЕ

Железные дороги — основной вид транспорта СССР. От их четкой и слаженной работы в решающей степени зависит успех экономического и социального развития страны. На долю железных дорог приходится примерно 57% (1980 г.) общего объема грузовой перевозочной работы всех видов транспорта страны во внутреннем сообщении (включая трубопроводный транспорт). Железные дороги СССР — самая мощная транспортная система мира. Их средняя грузонапряженность более чем в 6 раз превышает грузонапряженность железных дорог наиболее развитых стран, а грузооборот составляет свыше половины мирового грузооборота железнодорожного транспорта.

Советское государство получило в наследство от царской России очень отсталый по техническому оснащению железнодорожный транспорт и превратило его в высокооснащенную отрасль — неразрывную составную часть народнохозяйственного и оборонного комплекса страны.

В работе железных дорог важное значение имеет применение средств автоматики и телемеханики, служащих для управления движением поездов и включающих в себя постоянные сигналы, централизованное управление стрелками, путевую блокировку и механизацию сортировочных горок. Эти современные технические средства, по старой терминологии называемые устройствами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), позволяют эффективно решать многие задачи перевозочного процесса. Они дают возможность его интенсифицировать, увеличивая пропускную способность перегонов и станций, обеспечивать высокий уровень безопасности движения поездов и существенно повышать производительность труда, автоматизируя многие операции по управлению движением поездов. Устройства СЦБ появились в простейшем виде на первых участках железных дорог, постоянно они усложнялись и совершенствовались, расширялись их функции. Вместе с тем повышалась безотказность устройств. Начиная с первых пятилеток, в нашей стране их комплекс уже не охватывается понятием СЦБ, а выходит за его пределы и более точно определяется словами «устройства автоматики и телемеханики, служащие для управления движением поездов».

Технические средства автоматики и телемеханики нашли и находят применение на железных дорогах, в том числе в управлении локомотивами, системе электроснабжения и других технологических процессах. Однако в основном они используются в области управления движением поездов, его организации. Поэтому, говоря о железнодорожной автоматике и телемеханике, мы имеем в виду именно это.

Создание и внедрение новейших систем и аппаратуры автоматики и телемеханики за последние более чем 50 лет стали одним из основных направлений технической реконструкции железных дорог страны. К началу восьмидесятых годов более половины их было оборудовано автоблокировкой и автоматической локомотивной сигнализацией с автостопом, широко внедрялась электрическая централизация стрелок и сигналов и в том числе диспетчерская централизация, большинство сортировочных горок механизировали. При максимальной концентрации на наиболее грузонапряженных линиях железных дорог те или иные устройства автоматики и телемеханики стали неотъемлемой частью каждой железнодорожной линии и станции.

В общую с техникой автоматики и телемеханики отрасль железнодорожного хозяйства входит сложная система железнодорожной связи. Эти две составные части отрасли, обычно сокращенно называемой «сигнализация и связь», базируются на единых теоретических основах — электротехнике и радиоэлектронике и имеют в значительной степени общую или близкую элементную базу. Такая общность позволила объединить создание новых технических средств и систем, производство аппаратуры и оборудования, строительство и техническое обслуживание устройств в общей системе научно-исследовательских, конструкторских, промышленных, строительных и эксплуатационных организаций. Таким образом, используя достижения научно-технического прогресса, автоматика, телемеханика и связь образовали отдельную отрасль железнодорожного хозяйства, имеющую свою историю и успешно развивающуюся в сочетании с другими видами железнодорожной техники.

История развития железнодорожной автоматики, телемеханики и связи является частью истории развития железнодорожного транспорта Советского государства и неотделима от пути, пройденного страной за эти годы. Вместе со всей страной под руководством Коммунистической партии работники отрасли настойчиво трудились над созданием более совершенных технических средств, их внедрением, освоением и совершенствованием, над обеспечением их надежной работы. С каждым годом техника усложнялась, к ней предъявлялись дополнительные требования, повышалась эффективность ее внедрения. В ней использовались новые принципы и элементы, многие достижения научно-технического прогресса.

В течение всего периода непрерывно совершенствовали технические средства, создавали новые системы и виды аппаратуры, заменяли устаревшую и менее эффективную технику. Бывало и так, что устройства, созданные и проверенные в работе, в дальнейшем не находили широкого применения или вообще не внедряли. Однако само их создание, проверка новых принципов и решений были прогрессивными, поскольку способствовали разработкам еще более эффективных видов техники.

Вместе с совершенствованием техники постепенно росли люди, расширялись области их знаний, повышалась квалификация, накапливался богатый опыт. Многие тысячи работников отрасли посвятили выбранной специальности всю свою жизнь, принимая активное участие в развитии техники и ее эксплуатации. С течением времени совершенствовались формы и методы работы, ее организация. Весь опыт, накопленный десятилетиями, бесценен, знакомство с ним позволяет выделить достижения и успехи, проанализировать ошибки и неудачные решения. Знание истории того, что действует сегодня, и анализ пройденного пути дают возможность более правильно решать вопросы на будущее, должным образом оценить сделанное ранее. Это относится не только к работникам отрасли и специалистам, готовящим себя к работе в ней. Широкому кругу железнодорожников и многим другим, соприкасающимся в работе с техникой, о которой идет речь, может быть интересно и полезно знать этапы ее развития, имена людей, с которыми это развитие связано.

Дореволюционный период характеризуется постепенным очень медленным появлением на железных дорогах новых технических средств сигнализации и связи, большая часть которых была производства зарубежных фирм. Однако уже в этот период были известны имена изобретателей, сумевших создать свою отечественную технику и внедрить ее, несмотря на многочисленные препятствия, связанные с широко распространенным в царской России преклонением перед Западом.

Великая Октябрьская социалистическая революция коренным образом изменила положение. Двадцатые годы стали годами восстановления разрушенного железнодорожного хозяйства и началом становления отрасли. В это время закладываются основы централизованного государственного управления хозяйством, делаются первые шаги по его развитию на базе пока еще старой техники, использующей зарубежный опыт. Получив мощный импульс, развивается изобретательство, и в государственном масштабе ведутся научные исследования отдельных вопросов железнодорожной сигнализации и связи.

Двадцатые годы — это переходный период. За ними следуют первые пятилетние планы. Тридцатые годы — начало развернутой реконструкции транспорта, в которой важное место занимало создание и внедрение новых средств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

Тогда же формируется научно-производственный комплекс, обеспечивающий решение поставленных перед отраслью задач, в который входят научно-исследовательские и проектно-конструкторские организации, заводы, поставляющие оборудование и аппаратуру, строительно-монтажные организации, дорожная эксплуатационно-ремонтная база, система подготовки кадров. Естественно, что за научно-производственным комплексом стоит большой коллектив людей, специалистов самой разной квалификации, своим трудом обеспечивающих успешное развитие отрасли и соответствие ее предъявляемым требованиям. Роль тех из них, которые внесли наиболее существенный вклад в общее дело и заложили фундамент сегодняшнего «здания отрасли», отмечена в рассказе об истории развития автоматики, телемеханики и связи на железных дорогах СССР.

Технические средства отрасли, созданные в значительной степени за тридцатые годы, помогли обеспечить поистине героическую работу железных дорог в период Великой Отечественной войны, во время которой железнодорожный транспорт так же, как и вся страна, понес огромные потери. Во временно оккупированных районах, на фронтовых и прифронтовых дорогах имело место массовое разрушение железных дорог, в том числе и устройств сигнализации и связи, вышли из строя многие промышленные предприятия, обслуживающие отрасль.

Последние годы Великой Отечественной войны и особенно послевоенные годы для всей страны и железнодорожного транспорта характеризовались высокими темпами восстановительных работ и началом нового этапа развития хозяйства. Используя накопленный опыт и достижения научно-технического прогресса, отрасль в короткие сроки залечила раны, нанесенные войной, и продолжала совершенствоваться уже на новой технической базе.

Годы последующего мирного развития страны внесли крупные изменения в техническую вооруженность железнодорожного транспорта. В этот период были проведены такие крупные реконструктивные мероприятия, как полная замена паровой тяги на электрическую и тепловозную, капитальное обновление вагонного парка, внедрение тяжелых типов рельсов, железобетонных шпал и бесстыкового пути, а также многое другое.

Средства автоматики и телемеханики, обеспечивая необходимую пропускную способность магистральных железных дорог при высоком уровне безопасности движения, позволили получить значительный технико-экономический эффект. При этом сокращался эксплуатационный штат, снималась или намного отодвигалась необходимость осуществления других дорогостоящих мероприятий по повышению провозной способности железных дорог. Современные средства связи дали возможность работникам на всех ступенях оперативно руководить высокоинтенсивным перевозочным процессом. При этом технические средства автоматики, телемеханики и связи железных дорог СССР находились и находятся на уровне передовой зарубежной техники, а накопленный опыт высоко ценится и широко используется во многих социалистических и развивающихся странах.

Глава 1 от первых железных дорог до 1917 года

Первая в России железная дорога общего пользования между Петербургом и Павловском была введена в эксплуатацию в 1837 году, а первую магистральную линию Петербург — Москва открыли для движения в 1851 году. В последующие годы началось сравнительно интенсивное железнодорожное строительство, достигшее максимальных темпов в девяностых годах.

Сигнализация

В первый период эксплуатации линия Петербург — Павловск постоянных сигналов не имела. Для передачи особо важных сообщений на линии применяли «оптический телеграф». Телеграфные посты находились у будок путевых сторожей на расстоянии 1 — 2 км друг от друга. Днем сигналы передавались черными шарами, а ночью — красными фонарями, которые поднимались с помощью проволочной передачи. В инструкции для сторожей того времени сказано: «В случае остановки на линии поезда по причине какого-нибудь в нем повреждения, препятствующего его дальнейшему следованию, сторож этого участка по приказанию обер-кондуктора должен подать соответственно 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». Оптический телеграф действовал на дороге до 1870 года. На некоторых участках сторож оставался на месте и привлекал внимание соседнего звуком охотничьего рога.

После того как в 1838 году на одной из платформ от искры из трубы паровоза загорелся багаж, было принято решение использовать «сигнальную веревку». На паровозе имелся колокол, а от него вдоль всего состава на крючках протягивали веревку. Во время пожара или в других экстренных случаях кондуктор или смазчик, находившиеся на тормозных площадках, а также проводники пассажирских вагонов дергали за веревку, тем самым извещая машиниста 6 необходимости срочной остановки. Впоследствии веревку привязывали не к колоколу, а к рычагу гудка паровоза.

Согласно положению о сигналах, объявленному позднее, сигнальная веревка стала обязательной на других железных дорогах для всех пассажирских поездов. Когда же появились автоматические тормоза, сигнальная веревка оставалась как резерв на случай их отказа. Сигнальную веревку отменили лишь после 1917 года.

В 1884 году механик И. П. Петров предложил использовать так называемую гальваническую сигнальную веревку. На паровозе установили батарею и электрический звонок, а вдоль состава проложили двухпроводную линию. Отрезки линии в пассажирских вагонах были смонтированы постоянно, их соединяли в одну цепь соединителями с пружинами, которые при обрыве поезда замыкали линию, и включался звонок. Кроме того, в каждом вагоне имелась кнопка, закрытая стеклом. Для срочной остановки поезда необходимо было разбить стекло и нажать кнопку, цепь гальванической сигнальной веревки замыкалась и на паровозе включался звонок.

Завершение строительства линии Петербург — Москва, строительство других железнодорожных линий потребовали решения вопроса о введении постоянных и поездных сигналов. В 1852 году было опубликовано «Положение о сигналах на Санкт-Петербург — Московской железной дороге», в котором предусматривались переносные сигналы, подаваемые главным кондуктором (тогда «обер-кондуктором»), кондуктором и путевыми сторожами.

В конце пятидесятых годов появились первые постоянные сигналы — красные и зеленые диски. Красные диски применялись в качестве входных сигналов. Они имели два положения: открытое (днем — ребро, обращенное к машинисту, ночью — белый огонь) и закрытое (днем — плоскость повернута к машинисту, ночью — красный огонь). На двухпутных линиях красный диск нормально был открыт, на однопутных — закрыт. Красные диски устанавливались на расстоянии 20 — 200 м от входной стрелки.

Для маневровой работы без выхода подвижного состава на перегон красный диск относили на 200 м. Красными дисками управляли на расстоянии с помощью однопроводной гибкой передачи.

Зеленые диски размещали на расстоянии 500-800 м от входной стрелки, их положение 'не менялось. Зеленые диски оповещали машиниста о наличии впереди сигнала. Ночью на диске был зеленый огонь. Зеленый диск по существу не был сигналом в современном понимании, это был знак.

До 1870 года на железных дорогах России, большая часть которых находилась в частном владении, применяли самую разнообразную сигнальную технику. В качестве входных сигналов использовали красные диски, семафоры с крыльями, семафоры с подъемными красными шарами. Были дороги, на которых семафоры размещали на середине станции. Открытое крыло этого семафора давало право выхода поезда на перегон только при наличии у машиниста письменного разрешения от дежурного по станции. На отдельных участках дорог вообще не было никаких постоянных сигналов.

К 1870 году в соответствии с приказом Министерства путей сообщения почти все дороги установили входные сигналы — красные диски или семафоры. Так, Петербург — Московскую железную дорогу оборудовали семафорами, что было связано с введением механической централизации стрелок и сигналов. Еще раньше семафоры установили на участке Петербург — Павловск в связи с устройством там независимой путевой блокировки.

В 1873 году Министерство путей сообщения опубликовало «Положение о сигналах», обязательное для всех железных дорог, согласно которому упорядочивалось применение красных и зеленых дисков. Однако обязательных указаний о введении семафоров не было. По-прежнему этот вопрос решался на разных дорогах по-своему.

Единой сигнализации семафоров также принято не было. Имелись три основных варианта семафорной сигнализации. Наиболее распространенной и в дальнейшем принятой была конструкция семафора, устанавливаемого справа от пути и сигнализировавшего крылом, поднимающимся из горизонтального положения вверх под углом 135° к мачте. Семафор другой конструкции имел два крыла, направленные в разные стороны. Для машиниста сигнальное значение имело то крыло, которое он видел слева от мачты, а правое крыло служило для встречного направления, то есть в одной конструкции сочетались два семафора для четного и нечетного поездов.

В качестве контрольных огней использовали красный, белый, зеленый и синий цвета. Конструкции семафоров имели и другие существенные различия. Применяли деревянные и металлические мачты. Семафорами управляли непосредственно с мачты или от стрелочной будки, а в ряде случаев — из помещения дежурного по станции. Для передачи усилий сначала использовали однопроводную передачу с гибкими проволочными тягами, только позднее получили распространение двухпроводные линии. На поворотных шкивах вместо троса применяли железную цепь, для регулировки натяжения в проволочную передачу включали стяжную муфту, а в некоторых случаях устанавливали компенсатор натяжения. Всего насчитывалось 15 конструкций семафоров и 10 красных дисков.

Самой лучшей конструкцией в то время был двухпозиционный семафор, предложенный Я. Н. Гордеенко, которым управляли с помощью двухпроводной гибкой передачи с компенсатором. Начало его применения относится к восьмидесятым годам XIX века.

В дальнейшем семафор стал преобладающим типом сигнала, хотя красные диски в качестве входных сигналов еще оставались на некоторых дорогах. Для информации дежурного по станции в это время наряду с контрольными огнями стали использовать электрические повторители, в которых подвижное крыло изменяло положение с помощью электромагнита, включающегося контактом на крыле семафора.

В 1889 году на подмосковной станции Перово Н. А. Рахманинов установил устройство по управлению семафором с помощью электроэнергии, получаемой от индуктора переменного тока. Примерно тогда же начальник службы телеграфа Курско-Харьково-Азовской дороги К. А. Кайль предложил электромеханизм, который управлял «окуляром» с тремя цветными стеклами. Этот механизм имел поляризованное реле и мог устанавливать тот или иной светофильтр перед фонарем семафора или диска, обеспечивая одно из трех показаний. Это был предшественник современного прожекторного светофора.

К началу XX века официально продолжало действовать «Положение о сигналах» 1873 года, но фактически единой сигнализации не было — на разных дорогах, даже на соседних станциях применяли различные сигналы и сигнальные показания. Так, в 1905 году в статье «Основные начала железнодорожной сигнализации» инженер Е. Н. Кульжинский писал: «Даже на одной и той же дороге рядом лежащие станции имеют различные сигнализации, по принципу друг другу противоречащие». Необходимость введения единой сигнализации была очевидна. Не только железнодорожники, но и военное ведомство считали, что следует иметь однообразную сигнализацию во избежание аварий в военное время, когда одни и те же машинисты могут обслуживать участки нескольких дорог.

В 1909 году через 36 лет после издания первого положения о сигналах были опубликованы «Общие правила сигнализации». Эти правила стали определенным шагом вперед. Основным сигнальным прибором был принят семафор. Его конструкция стабилизировалась, и он мало чем отличался от хорошо знакомого нам семафора двадцатых-тридцатых годов. Красные поворотные диски еще допускались в качестве входных сигналов на второстепенных участках. Семафоры с крыльями по разные стороны мачты упразднили, ввели двузначные предупредительные диски, предписывалось применение повторителей входных семафоров. Предупредительные диски в этот период были в основном механического действия, управляемые общей гибкой передачей, с входным семафором.

Тем не менее, правила 1909 года имели существенные недостатки. Главные из них — противоречия в отношении сигнальных цветов. Основными сигнальными цветами называли красный и зеленый, и в то же время указывалось, что сигнал «путь свободен» подается белым огнем. Для ночной сигнализации предупредительного диска предусматривали зеленый огонь (входной сигнал закрыт) и белый (входной сигнал открыт). На введенных к этому времени дисках сквозного прохода имелся белый огонь, если был разрешен проход поезда без остановки.

Недостатки общих правил сигнализации стали ясны сразу после их издания, однако они остались без изменений. Только в 1915 году в специальном циркуляре Министерства путей сообщения появилось предписание: «Появление белого огня на постоянных сигналах остановки указывает на неисправное состояние этих сигналов и требует остановки поезда».

Одним из первых технических средств звуковой сигнализации стала электроколокольная сигнализация, применявшаяся в течение многих лет для передачи информации со станции на перегон («путевой страже») о выходе поезда, а также для предупреждения гужевого транспорта у переездов о предстоящем проходе поезда. Этой сигнализацией пользовались для сообщения с перегона на станцию о повреждении пути, вызове вспомогательного локомотива и в других подобных случаях. Электроколокола устанавливали на станциях около помещения дежурного по станции, на перегонах у будок путевых обходчиков, у переездов, около путевых казарм.

Электроколокол имел заводной механизм с подъемной гирей. Один-два раза в сутки путевой обходчик вращением рукоятки поднимал гирю. Механизм электроколокола состоял из электромагнита, который срабатывал от каждого импульса тока, что вызывало один удар колокола. Электромагниты всех электроколоколов перегона и ограничивающих его станций включали в однопроводную цепь, которая питалась от батареи, с землей в качестве обратного провода.

При отправлении поезда дежурный по станции, поворачивая рукоятку переключателя, посылал в цепь несколько импульсов тока от индуктора, что приводило в действие все электроколокола перегона.

По этой же линии при помощи так называемых автотелеграфных дисков с перегона на станцию передавались телеграфные сообщения. При вращении диска, например путевым обходчиком, через его контакт в цепь посылались импульсы тока в виде телеграфного сигнала. На станции звонил звонок, услышав который, телеграфист поворотом переключателя подключал к линии телеграфный аппарат. На его ленте записывалось передаваемое сообщение. По окончании приема телеграфист с помощью индуктора посылал в линию условное число импульсов, давая знать, что сообщение принято.

На железных дорогах России имелось несколько систем электроколокольной сигнализации, и был накоплен большой опыт ее работы. Однако многолетняя эксплуатация электроколоколов показала их малую эффективность и поэтому многие дороги отказались от них. Решение о нецелесообразности дальнейшего использования электроколокольной сигнализации было принято в начале двадцатых годов.

Ограниченное применение 'нашли автоматические колокола на неохраняемых переездах, где они включались за 30 — 40 с до подхода поезда и звонили при его проходе. Их включение и выключение осуществлялись педалями.

В 1912 году на железных дорогах была введена практика укладки на рельсы петард (хлопушек), если видимость путевых сигналов уменьшалась до 200 саженей (426 м).

Перегонные устройства СЦБ

Протяженность железных дорог в дореволюционное время характеризуется следующими данными:

Годы	1851	1870	1890	1900	1910	1914
Протяженность, км	700	10700	23000	52000	66000	76000

С развитием сети железных дорог все большее значение приобретали вопросы обеспечения безопасности движения на перегонах.

На линии Петербург — Павловск во избежание столкновения поездов был принят «принцип разграничения поездов временем». Естественно, что такой способ, применяемый в настоящее время только в исключительных случаях, не обеспечивал безопасности движения. После столкновения двух встречных поездов было принято решение отправлять поезда из Петербурга только после прибытия поезда из Павловска и наоборот.

Постройка первой магистральной дороги Петербург — Москва и начало строительства других железных дорог России потребовали разработки способов и устройств для регулирования движения поездов.

В 1853 году Министерство путей сообщения издает «Положение о поездах», в котором содержалось следующее указание: «По прибытии каждого поезда на станцию местное начальство дает немедленно о том знать на заднюю станцию, и по этому извещению на последней станции тотчас выставляется сигнал; снимается сигнал тотчас по отходе со станции находящегося на оной поезда». Сигналом, о котором говорится в положении, был красный диск с белым кругом внутри, ночью — это был красный фонарь. Таким образом, поезд отправляли, как это ни кажется странным в наше время, по красному сигналу.

В дальнейшем в течение многих лет на железных дорогах, вводившихся в эксплуатацию, действовали различные, в том числе местные, правила. Только в 1874 году Министерство путей сообщения утвердило первые «Правила движения поездов», усовершенствованные в 1883 году.

В 1898 году были изданы первые «Правила технической эксплуатации». Для регулирования движения поездов на железных дорогах использовали следующие методы, постепенно усложняя их:

единственного паровоза; для однопутного участка предусматривали один паровоз, что обеспечивало безопасность движения, но возможно было только при ограниченных размерах движения;

единственного жезла; для каждого перегона однопутного участка имелся один жезл, который давал право на занятие перегона поездом; это обеспечивало безопасность движения поездов, но использование этого жезла было возможно только при парном движении;

телеграфную связь как средство сношений по движению поездов; при этом записывались переговоры дежурных по станции, что повышало их ответственность, при неисправности телеграфной связи на однопутных перегонах дежурные использовали письма, а на двухпутных — движение поездов с разграничением их временем;

электрожезловую систему, получившую широкое распространение на однопутных участках;

путевую блокировку, при которой в первые годы ее внедрения не предусматривалось зависимости действия дежурного по станции от фактического прибытия поезда, это была независимая блокировка; в дальнейшем применялась полуавтоматическая путевая блокировка с фиксацией прибытия техническими средствами.

Путевую блокировку начали применять раньше других технических средств регулирования движения поездов. Первой блокировкой системы Тейера был оборудован участок Петербург — Ораниенбаум в 1868 — 1869 годах. Это была независимая блокировка, т. е. выходные сигналы могли быть открыты независимо от того, свободен или занят перегон. Блокировочные аппараты информировали дежурного по станции о положении сигналов. При отправлении поезда дежурный по станции нажимал кнопку звонка. На соседней станции звенел звонок, дежурный по этой станции нажимал красную кнопку, и на его аппарате в индикаторе поднималось красное крыло, напоминавшее, что к станции идет поезд. Одновременно в аппарате на станции отправления поднималось белое крыло. По прибытии поезда дежурный по станции нажимал кнопку белого цвета с надписью «Свободно», крылья в аппаратах обеих станций устанавливались в нормальное положение, перегон считался свободным. В системе не было автоматического контроля прибытия поезда.

В 1878 году двухпутная линия Петербург — Бологое была оборудована блокировкой системы Лартига. При этой системе перегон делился на блок-участки, на границе каждого имелся блокпост, где ставился семафор с двумя нормально открытыми крыльями — красным и серым. Красное крыло — сигнализировало машинисту, а серое — информировало дежурного по блокпосту о том, что к 'нему вышел поезд. После прохода поезда дежурный по блокпосту поворачивал рычаг и закрывал красное крыло своего семафора. При этом в электрическую линию, соединяющую блокпосты, посылался постоянный ток, который воздействовал на электросцепляющий механизм находящегося впереди семафора. Серое крыло этого семафора поворачивалось и устанавливалось в вертикальном положении. При проходе поезда мимо следующего блокпоста его дежурный поворотом одной рукоятки закрывал красное крыло, а другой рукояткой ставил серое крыло в исходное наклонное положение. В цепи электросцепляющего механизма предыдущего семафора включался источник постоянного тока. Красное крыло этого семафора открывалось, разрешая проход очередного поезда. В этой блокировке также не было принудительной зависимости состояния системы от фактического проследования поезда. Русские инженеры и техники приспособили систему Лартига к более сложным, чем в Западной Европе, климатическим условиям, для чего управление семафорами перенесли в помещение.

В этот же период имелись разработки отечественных изобретателей, их целью было обеспечить безопасность движения поездов и увеличить пропускную способность железных

дорог.

В области полуавтоматической блокировки наибольший вклад сделал Я. Н. Гордеенко, первый крупный отечественный изобретатель в области СЦБ, который создал ряд систем и приборов. Им были разработаны педальная замычка и гидравлическая педаль для фиксации прибытия поезда, переменный замыкатель — прибор, исключающий возможность повторного открытия выходного семафора, а также блок-механизм, нашедший основное применение в станционной блокировке. Предложенная Я. Н. Гордеенко на основе этих приборов система путевой блокировки получила ограниченное применение.

В области путевой блокировки работали также Л. Д. Вурцель, создавший конструкцию блок-механизма, К. Г. Пухальский и Ф. С. Александров, разработавшие ключ-жезл для выходных семафоров при отправлении толкачей, Г. П. Ботяновский, предложивший схему включения телефонных аппаратов в блокировочные провода.

Несмотря на существование отечественных систем полуавтоматической путевой блокировки, железные дороги отдавали предпочтение блокировке немецкой фирмы «Сименс — Гальске». С одной стороны, это объяснялось отсутствием производственной базы для выпуска собственной аппаратуры, а с другой — «заинтересованностью» некоторых железнодорожных чиновников в использовании зарубежного оборудования. В восьмидесятых годах ограниченное применение получили системы путевой блокировки Годжсона (Петербург — Варшавская дорога) и Сайкса (Юго-Западная и Закавказская дороги).

К 1900 году полуавтоматическая путевая блокировка работала более чем на 5000 км в основном двухпутных линий железных дорог, а к 1914 году — на 9200 км.

Из созданных примерно тогда же систем обеспечения безопасности движения интересна разработка Н. Дихтом автоматической блокировки точечного типа. В 1878 году на эту систему автор получил «привилегию» (патент). Через каждые 4 — 5 верст на перегоне ставился семафор. Нормальное положение семафора было разрешающее, при этом крыло опускалось вниз параллельно мачте. При проходе паровоза мимо семафора механическое устройство автоматически закрывало крыло, оно устанавливалось под углом 90° к мачте и удерживалось в этом положении электромагнитным устройством. Для контроля свободности блок-участка между семафорами на каждой версте располагали столб с контактным прибором. На паровозе имелся стальной прут — прерыватель. При проходе поезда мимо столба стальной прут воздействовал на контактный прибор, что приводило к кратковременному размыканию контакта и обрыву цепи электромагнитного устройства на семафоре. Каждое размыкание приводило к опусканию крыла семафора на 1/4 его хода, а проход поезда мимо четырех столбов и, следовательно, четырехкратное размыкание цепи электромагнитного устройства приводили к повороту крыла на 90°, т. е. к открытию семафора. Однако разработка Н. Дихта практического применения не получила.

На однопутных железных дорогах некоторое время применяли метод единственного жезла, что вызывало значительные трудности при непарном движении поездов. С 1884 года было разрешено отправление поездов «против жезла» по так называемой смешанной системе. Если требовалось отправить поезд со станции, где в этот момент жезла не было, то дежурный по станции отправления по телеграфу запрашивал у дежурного по соседней станции разрешение. Получение согласия давало основание выписать разрешение на отправление поезда. Таким образом смешивались жезловая система и телеграфная связь. В 1895 году распоряжением Министерства путей сообщения эту смешанную систему исключили из числа применяемых.

В девяностых годах изобретатель С. И. Соколов усовершенствовал систему отправления поезда «против жезла». Для того чтобы уменьшить вероятность ошибки, дежурный по станции, у которого запрашивалось согласие на отправление к нему поезда «против жезла», должен был вложить имеющийся у него жезл в автоматически запиравшийся ящик. В окошке ящика появлялся «секретный» номер, который записывали в текст телеграммы, подтверждающей согласие на отправление поезда, без него телеграмма считалась недействительной. Дежурный по станции отправления сверял номер, полученный в телеграмме, с имеющимся у него списком, убеждался в его достоверности и вручал машинисту путевую телеграмму вместе с ключом от ящика на соседней станции. По прибытии поезда «против жезла» можно было вынуть жезл из ящика и возобновить парное движение.

Изобретатели Н. Г. Дикушин и А. О. Логин предложили электрокарточные аппараты, в которых вместо жезлов из аппаратов вынимали карточку, заменявшую путевую телеграмму. Карточку можно было извлечь из аппарата только при посылке тока от соседней станции, т. е. при получении согласия. Извлечь другую карточку было невозможно, пока ранее вынутую карточку не вложат в один из аппаратов перегона. На карточке дежурный по станции отмечал номер поезда. Благодаря значительному запасу карточек в аппаратах практически не возникало необходимости в регулировании их числа, как это имеет место в электрожезловой системе (нормировка жезлов).

В девяностых годах В. А. Зеест предложил так называемую «электроблокировочную систему». Право на отправление поезда на перегон давали открытое положение выходного сигнала и жезл, вручаемый машинисту. Открытие выходного сигнала и извлечение жезла разрешались соседней станцией посылкой тока от индуктора. Блокировочный сигнал прибытия мог быть дан только после вложения жезла в аппарат, т. е. после прибытия поезда. По сравнению с независимой блокировкой такая система стала шагом вперед в обеспечении безопасности движения поездов. Однако сочетание двух приказов на отправление поезда (открытого семафора и жезла) нельзя было признать удобным. Варианты электроблокировочной системы предлагали также В. А. Ремизов и Е. Орурк.

Электрокарточные аппараты, электроблокировочную жезловую систему и другие разработки отечественных изобретателей для своего времени следует оценить положительно. Однако они имели ограниченное применение в основном из-за отсутствия поддержки со стороны Министерства путей сообщения. Изобретение внедрял сам изобретатель, который к тому же должен был уплатить значительную сумму за «привилегию». Приходилось конкурировать с зарубежными фирмами, интересы которых обычно поддерживались чиновниками министерства и дорог, от которых зависело принятие предложений.

В 1895 году английская фирма «Вебб-Томпсон» начала продажу в России электрожезловых аппаратов. Первые аппараты были установлены на Московско-Казанской дороге. В выдаче «привилегии» фирме отказали, так как приоритет принадлежал В. А. Зеесту. Однако фирме удалось получить «привилегию» на некоторые частные усовершенствования. Чтобы окончательно устранить конкурента, фирма приобрела «привилегию» у В. А. Зееста и, выпустив небольшое число его аппаратов, прекратило их производство. В результате фирма «Вебб-Томпсон и Смис» фактически монополизировала продажу электрожезловых аппаратов для всех однопутных железных дорог России.

Аппараты были реконструированы — уменьшены габаритные размеры корпуса и жезлов, введены развинчивающиеся жезлы для случая отправления поезда с толкачом на весь перегон и ключи-жезлы для толкачей, возвращающихся обратно.

Во время эксплуатации появилась необходимость в приборах для обмена жезлами на ходу поезда, что давало возможность поездам проходить станцию без остановки. Такие приборы использовали на нескольких дорогах.

Над созданием электрожезловых систем работали русские изобретатели Г. Г. Вершинин и Н. Г. Дикушин. Систему Г. Г. Вершинина долгое время применяли на железных дорогах, в частности, в Средней Азии. Аппараты, предложенные Н. Г. Дикушиным, прошли двухлетние эксплуатационные испытания на Самаро-Златоустовской дороге, но большего распространения не получили.

К 1900 году электрожезловую систему эксплуатировали более чем на 7000 км однопутных линий, а в 1914 году — уже на 28 тыс. км. На большинстве дорог, не имевших электрожезловой системы или путевой блокировки, движение поездов осуществлялось по телеграфному способу. Протяженность таких линий составляла почти половину общей протяженности сети железных дорог.

Русские ученые исследовали влияние перегонных устройств на пропускную способность железных дорог. В 1878 году инженер В. М. Верховский опубликовал работу о наибольшем числе поездов, которое может быть пропущено по участку, и о значении в этом отношении системы сигнализации. В этой работе показана эффективность применения сигнальных постов на перегоне для организации пакетного движения. В 1893 году на съезде инженеров службы пути С. Д. Карейша сделал доклад «О мерах к увеличению пропускной способности железных дорог вообще и разных систем блокировки пути».

Вопрос о применении рельсовых цепей и устройства на их основе автоматической блокировки был поднят на VIII съезде представителей служб телеграфа русских железных дорог в 1901 году. Как известно, на железных дорогах США автоматическую блокировку начали применять несколько раньше. Однако решение съезда о постановке опытов по устройству автоблокировки реализовано не было. Только в 1914 году инженеров Н. О. Рогинского и В. В. Ландсберга командировали в США для изучения систем автоблокировки, но приобретенный ими опыт не был использован, этому помешала первая мировая война. Можно лишь отметить, что по предложению машиниста И. М. Маевского в эти годы оборудовали опытный участок автоблокировки длиной 3 км с рельсовыми цепями.

Необходимость частых ограничений скорости движения по состоянию пути вызвала к жизни различные появившиеся в конце прошлого века разработки устройств контроля скорости движения поездов, а точнее, контроля превышения допустимой скорости. Были предложены приборы, устанавливаемые на пути и фиксировавшие скорость проходящих поездов, а также приборы, размещаемые на локомотиве.

Наиболее оригинальным можно признать путевой прибор С. И. Добровольского и М. И. Лиходеевского (1897 год). При взаимодействии постоянных магнитов (путевого и локомотивного) замыкался контакт. Это фиксировалось на ленте, продвигавшейся часовым механизмом. Проход поездом следующей точки снова отмечался на ленте, что позволяло судить о скорости движения поезда. Это, по существу, была первая индуктивная педаль, предвосхитившая подобные педали, появившиеся через десятки лет.

Еще в 1878 году электромеханик О. И. Графтио предложил скоростемер, устанавливаемый на локомотиве. Прибор фиксировал скорость поезда, момент остановки и трогания с места, что осуществлялось грифелем на бумажной ленте. С помощью ременной передачи скоростемер соединялся с осью. Превышение максимально допустимой скорости сопровождалось свистком и действием тормозов. По данным Московско-Брестской дороги за 1897 год, после введения скоростемеров Графтио число случаев превышения скорости сократилось по сравнению с 1895 годом в 8 раз.

В начале XX века появились разработки устройств, направленных на предотвращение проезда закрытых сигналов. Некоторые из них обеспечивали лишь передачу на локомотив звукового сигнала. Так, в предложении И. Короткевича и В. Сонина, внедренном на Северо-Западной дороге, предусматривалась механическая связь между семафором, педалью и стреляющим устройством. При закрытом семафоре вступление поезда на педаль приводило к освобождению рычага, падавшего на патрон. Выстрел извещал машиниста, что он проезжает закрытый сигнал.

В других устройствах подобного типа, предлагавшихся разными авторами, на пути устанавливали рычаг, занимавший рабочее положение при закрытом семафоре. Во время прохода поезда рычаг задевал за приемное устройство локомотива, которое, отклоняясь, включало свисток. В некоторых предложениях механическое взаимодействие напольного и локомотивного устройств приводило к открытию крана, выпускавшего воздух из тормозной магистрали.

Одну из конструкций автостопа предложил инженер С. Я. Тимохович. Автостоп извещал машиниста об опасности и воздействовал на тормозную систему. Для этого справа от пути к шпалам крепили деревянный брусок с пружиной. Во время прохода локомотива над бруском через систему рычагов и вспомогательный цилиндр пружина воздействовала на регулятор, прекращая доступ пара в цилиндры, что сопровождалось свистком. Машинист имел возможность поворотом крана предотвратить остановку, в противном случае поезд останавливался. Автостоп Тимоховича был испытан и предназначался для предупреждения машиниста о приближении к красному диску или к месту производства путевых работ.

Позднее в 1914 году на однопутном участке Северо-Западной дороги прошла успешные испытания система точечного автостопа А. Р. Ангуса, в которой на локомотив автоматически передавалась информация о приближении к опасной точке. Напольными устройствами были железные брусья длиной 20 м, расположенные на шпалах между рельсами на расстоянии 425 м друг от друга. Брусья имели разную высоту — первый по ходу поезда возвышался над уровнем головки рельса меньше, чем второй. Под локомотивом подвешивалось устройство, в котором имелся башмак, соединенный с контактной системой из трех нормально замкнутых контактов. При проходе над первым брусом размыкался первый контакт, а при проходе над следующим брусом — первый и второй. Таким образом, в первой точке на локомотив передавалась информация, включающая свисток и требующая от машиниста подтверждения бдительности, а при проходе над второй точкой, если машинист не реагировал на свисток, включались тормоза. Практического применения системы Тимоховича и Ангуса не нашли.

Станционные устройства СЦБ

Первыми станционными устройствами СЦБ были поворотные диски, а несколько позднее — входные семафоры. Последние начали применять в пятидесятых годах прошлого столетия. С появлением путевой блокировки на станциях стали устанавливать выходные семафоры. Стрелки запирали висячими замками, и они не имели зависимости с сигналами.

В семидесятых годах начинают создавать и использовать первые технические средства контроля за положением стрелок, их запирания и увязки с сигналами, а в дальнейшем централизованного управления ими. Одним из первых таких средств, примененных на станциях, стало табло, указывающее положение стрелок. Датчиком являлся контакт, находящийся на стрелке, при ее переводе он переключал цепь электромагнита, управлявшего стрелкой, смонтированной на схеме станции. Таким образом, изменение положения стрелок на пути фиксировалось и давало необходимую информацию дежурному по станции.

Такого рода установка имелась на станции Гатчина-Товарная Балтийской дороги. На станции Нижнеднепровск на табло у дежурного по станции отражалось не только положение стрелок, но и состояние входных семафоров. На Полесской дороге по предложению начальника службы телеграфа Ф. Ф. Фидлера примерно такой же системой оборудовали более 20 станций, причем в систему контроля включались по одной — две стрелки в каждой горловине.

На некоторых станциях применяли контрольные замки. Первым был замок системы Владикавказской дороги, имевший два ригеля и два ключа с разными бородками. Стрелку можно было перевести, если оба ключа находились в замке. После перевода стрелки можно было вынуть один ключ, по надписи на котором дежурный по станции судил о положении стрелки.

Позднее в начале XX века начальник службы телеграфа Рязано-Уральской дороги А. П. Руднев разработал и внедрил свою систему ключевой зависимости. Контрольные замки устанавливали на стрелках и в аппарате на стрелочном посту. Для каждой стрелки имелись два замка на стрелке и два замка тех же серий на стрелочном посту. Контрольные замки в аппаратах стрелочного поста соединялись с контактами, которые замыкались при вставлении в замок соответствующего ключа и его повороте. В помещении дежурного по станции находился распорядительный аппарат, в котором предусматривались маршрутные указатели и сигнальные рукоятки. После того как стрелочник устанавливал маршрут — вкладывал ключи в замки аппарата на стрелочном посту и поворачивал их, замыкалась электрическая цепь маршрутного указателя у дежурного по станции. При срабатывании указателя замыкался контакт в цепи электросцепляющего механизма входного семафора, а второй кон-такт этой цепи замыкался дежурным по станции поворотом сигнальной рукоятки. По прибытии поезда дежурный по станции посылал ток от индуктора в электромагниты на стрелочном посту, ключи от стрелок отмыкались.

Система Руднева для того времени была довольно совершенным устройством. Ее применяли по указанию Министерства путей сообщения при числе стрелок не более трех на один стрелочный пост и при размерах движения не более десяти пар поездов в сутки.

В 1909 году на станции Павловск II под Петербургом внедрили ключевую зависимость системы В. С. Мелентьева. За основу были приняты изобретенные им замки, отличающиеся высокой надежностью и возможностью легко изменять серию. Как и в системе Руднева, на каждой стрелке предусматривались два замка разных серий и соответствующие замки на стрелочном посту. Замки на посту нормально запирали маршрутную линейку, что исключало возможность извлечения ключа от семафорной лебедки из замка. При правильной установке стрелок в маршруте стрелочник, вставив ключи от стрелок в замки аппарата, освобождал маршрутную линейку. Извлекать ключ из сигнальных замков разрешалось только дежурным по станции. Для осуществления этой зависимости маршрутная линейка механически связывалась с сигнальной линейкой, перемещение которой зависело от электромагнитов. Срабатывание одного из электромагнитов освобождало линейки. Стрелочник имел возможность вынуть соответствующий ключ семафора. Замки Мелентьева служат и до сегодняшнего времени, а ключевая зависимость этого типа проработала на некоторых станциях до 1924 года.

В те же годы нашла применение ключевая система инженера П. П. Дмитренко. В ней имелся ящик зависимости, элементы которого использовали также в механической централизации стрелок и сигналов.

Наряду с установками ключевой зависимости на особо ответственных стрелках ручного управления применяли так называемые приводные замки. Эти замки включали обычно в гибкие тяги семафора, что позволяло контролировать правильность установки противошерстной стрелки и запереть ее на время открытого положения семафора. Приводные замки могли иметь отдельную пару гибких тяг, тогда зависимость их с сигналом осуществлялась в аппарате управления. Рычаг семафора открывали только при соответствующем положении рычага приводного замка.

В конце прошлого и начале нашего века было еще несколько оригинальных разработок в области контроля замыкания стрелок. Однако авторам этих предложений, как правило, не удавалось испытать, а тем более их внедрить. К ним относятся разработки И. П. Тахеева по замыканию стрелки электромагнитным замком, предложение Ф. В. Новожилова и И. П. Мартынова, которое обеспечивало замыкание стрелок с локомотива, и некоторые другие.

Практически одновременно с первыми устройствами ключевой зависимости на железных дорогах России появились и первые установки механической централизации стрелок и сигналов с жесткими тягами. В начале семидесятых годов централизацией было оборудовано несколько станций на Петербург-Московской дороге. В дальнейшем она получила распространение и на других дорогах. Это были довольно несовершенные системы зарубежных фирм. Так, в одной из них семафоры управлялись однопроводной гибкой передачей, не исключавшей возможности ложного показания сигнала. Сначала стрелки не имели замыкателей. Позднее на противошерстных стрелках установили замыкатели, которыми управляли с помощью отдельных рычагов. Аппараты централизации, в которых имелись стрелочные и сигнальные рычаги, замыкали стрелки только после полного открытия сигнала; стрелочные рычаги — сразу же после закрытия семафора отпирались, что могло приводить к переводу стрелки под составом.

Однако даже несовершенные системы подобного типа в определенной мере способствовали обеспечению безопасности движения поездов. Об этом, в частности, свидетельствовали статистические данные об авариях на станциях, имеющих и не имеющих этих устройств, приведенные инженером М. В. Рутковским на I Совещательном съезде инженеров службы пути в 1894 году. Любопытно высказывание этого известного специалиста о перспективах централизации: «Я думаю, что с введением в более обширных размерах электромагнитных двигателей большой силы возможно будет сосредоточить все маневры в одном центре; может быть, удастся создать прибор, посредством которого подходящие к станции поезда автоматически (замыканием гальванических токов) будут открывать соответственные сигналы, если состояние других сигналов и путей дозволяет это сделать в данную минуту. Роль же тех людей, которым в настоящее время поручаются маневры, ограничится лишь разумным надзором над действием этих машин, так как действие и самых совершенных машин невозможно без подобного контроля». Под словом «маневры» здесь понимались все виды передвижения поездов на станциях. Сегодня ясно, что М. В. Рутковский сделал правильный прогноз развития централизации стрелок и сигналов, применения рельсовых цепей, маршрутного и программного управления.

Недостатки систем механической централизации зарубежных фирм привели к появлению в начале восьмидесятых годов разработок русских специалистов, направленных на улучшение существовавших устройств и на создание новых, более совершенных. В 1884 году начали применять систему механической централизации с жесткими тягами, предложенную Я. Н. Гордеенко. Производство аппаратуры было налажено в Петербурге, и первыми станциями, оборудованными отечественной системой, стали Саблино и Кошедары около Петербурга. В этой системе в отличие от зарубежных, были предусмотрены стрелочные замыкатели. Впоследствии эти замыкатели установили на многих станциях с централизациями зарубежных фирм. Зависимость между стрелками и сигналами осуществлялась при помощи ящика замыканий. В отличие от аппаратов зарубежных систем здесь стрелки замыкались одним рычагом, который соответствовал появившейся позже маршрутной рукоятке.

Особое внимание Я. Н. Гордеенко уделил прочности конструкций с учетом возможности их работы в условиях сурового климата. Последующая многолетняя эксплуатация устройств доказала правильность его расчетов. Положительную роль сыграла станционная блокировка, используемая в системе и обеспечивавшая дежурному по станции контроль над действиями сигналистов исполнительных постов.

В начале девяностых годов Я. Н. Гордеенко создал систему механической централизации с гибкими тягами, также нашедшую применение на железных дорогах сети. Обе системы этого видного изобретателя успешно работали на ряде станций и в послереволюционный период, а на отдельных станциях — до пятидесятых годов. Помимо этого, Я. Н. Гордеенко написал ряд трудов по расчету дальности управления для обоих видов механической передачи, принесших пользу при дальнейшем совершенствовании и внедрении централизации.

Кроме систем Я. Н. Гордеенко, ограниченное применение нашли устройства механической .централизации Л. Д. Вурцеля, П. Запольского-Довнара и других авторов.

Несмотря на наличие работоспособных отечественных систем механической централизации, станции железных дорог России оборудовали в основном устройствами централизации с гибкими тягами зарубежных фирм: «Сименс-Гальске», «Макс-Юдель», в меньшей степени «Циммерман и Бухло» и др. Оборудование и аппаратуру производили или собирали в России на заводах этих фирм или связанных с ними, а частично доставляли из-за границы.

В устройства механической централизации, как правило, входила аппаратура станционной блокировки, использовавшая блок-механизмы аналогично путевой блокировке и обеспечивавшая необходимые зависимости между распорядительным и несколькими исполнительными аппаратами данной станции. Наибольшее число станций, имевших механическую централизацию, было в Петербургском и Московском железнодорожных узлах, а также на линиях Петербург — Москва, Петербург — Варшава и некоторых других.

С 1892 года на железных дорогах наряду с механической централизацией стрелок и сигналов начали применять гидравлическую централизацию, в которой стрелки и сигналы переводились под давлением жидкости, передаваемой по трубам, проложенным в земле. Позднее внедрили электрогидравлическую систему с электрическим контролем положения стрелок. В основном использовали систему итальянской фирмы «Бианки и Серветаца», в которой дальность управления стрелками достигала 800 м. Централизацию этого типа применяли главным образом на дорогах Северного Кавказа и Закавказья и эксплуатировали до сороковых годов нашего столетия.

Электрическая централизация стрелок и сигналов зарубежных фирм появилась на железных дорогах России в 1909 году на станции Витебск Риго-Орловской дороги. В 1914 году электрической централизацией оборудовали станцию Петербург Витебского направления. Эти установки имели стрелочные моторные электроприводы постоянного тока и соленоидные электроприводы для управления семафорами, а замыкания между стрелками и сигналами обеспечивались ящиками зависимости. Рельсовых цепей не было ни на путях приема, ни на стрелочных участках, вследствие чего уровень обеспечения безопасности был недостаточно высок.

Незадолго перед первой мировой войной по предложению инженера Б. Н. Акимова на станции Сосыка Северо-Кавказской дороги начали строить электропневматическую централизацию. Источником энергии для управления стрелками и сигналами был сжатый воздух, который накачивался в резервуар под давлением 4 — 5 атмосфер. Контроль осуществлялся от батареи напряжением 15 В. Это строительство не было завершено.

В 1913 году В. П. Сухарников предложил электрическую централизацию маршрутного типа, основанную на механических замыканиях, однако она также не нашла применения. В 1914 году Г. Цебоевым были разработаны нормально разомкнутые рельсовые цепи для исключения приема поездов на занятый путь. Несколько путей приема питались от одной батареи, которая подключалась к тому или иному пути в зависимости от положения стрелок. Наличие вагонов на пути приема приводило к срабатыванию путевого реле, контакт которого обрывал цепь электросцепляющего механизма на входном семафоре, что исключало открытие сигнала.

К 1917 году на железных дорогах России действовало более 11 тыс. централизованных стрелок, оборудованных в основном механической централизацией. Сравнительно много стрелок ручного управления было оборудовано контрольными замками и введено в ключевую зависимость с семафорами. Однако абсолютное большинство стрелок на маршрутах приема и отправления поездов на сети железных дорог переводилось стрелочником вручную, запиралось висячими замками и не имело зависимости с семафорами.

Связь

Со строительством первых железных дорог в России встал вопрос об оборудовании их телеграфной связью. В 1845 году академик Б. С. Якоби получил задание на устройство телеграфа вдоль строящейся железной дороги между Петербургом и Москвой. Его назначение не было случайным, так как в 1841 году Б. С. Якоби руководил организацией телеграфной связи между Зимним дворцом и Главным штабом в Петербурге. Для этого проложили подземную линию, состоящую из двух медных проводов с двухслойной ниточной изоляцией, пропитанной смесью смолы, воска и сала. Для защиты от механических повреждений изолированные провода заключили в трубки, свернутые из листового железа. Через два года эту линию заменили другой, в которой каждый из изолированных проводов поместили в стеклянные трубки. Стыки трубок обматывали резиновой лентой и проволокой, а сами трубки укладывали в деревянные желоба, пропитанные смолой, и зарывали в землю. В 1842 году Б. С. .Якоби проложил такую же линию между Зимним дворцом и зданием Министерства путей сообщения.

Однако эти линии оказались недолговечными и их невозможно было использовать на больших расстояниях. Поэтому для линии телеграфной связи между Петербургом и Царским Селом (ныне город Пушкин) Б. С. Якоби использовал новый, только что появившийся изоляционный материал — гуттаперчу, отказавшись от хрупких стеклянных трубок. Однако и здесь столкнулись с большими трудностями при определении места повреждения изоляции, и, учитывая полученный опыт, Б. С. Якоби предложил вдоль строящейся железной дороги Петербург — Москва построить воздушную линию связи. Идея строительства воздушных линий для телеграфной связи принадлежала русскому ученому П. Л. Шиллингу, который в 1836 году поставил «опыты определения лучшего способа проведения гальванического тока для телеграфов», что, по существу, представляло собой изобретение воздушных линий связи.

После опытов с применением изоляции проводов нитками, пропитанными мастикой из воска и канифоли, залитых асфальтом в деревянных желобах, а также с использованием для изоляции гуттаперчи Б. С. Якоби окончательно убедился в нецелесообразности подземной линии на таком большом расстоянии и прекратил все работы в этом направлении.

Подземную линию сооружала вдоль железной дороги Петербург — Москва прусская фирма «Сименс». В результате проложили телеграфную линию, состоящую из двух медных проводов, изолированных гуттаперчей, в деревянном желобе, залитом изолирующей массой. Линию прокладывали по обочине пути у концов шпал. По ней работали телеграфные аппараты Сименса, но для прямых сношений между Петербургом и Москвой служили аппараты Морзе — по подземному проводу аппарат Сименса одолеть этого расстояния не мог. Телеграфную линию начали эксплуатировать в 1852 году. Знакомство с аппаратами Морзе привело к тому, что ими постепенно стали заменять аппараты Сименса.

Вскоре подтвердилась правильность убеждений Б. С. Якоби о ненадежности подземной телеграфной линии и трудностях ликвидации повреждений, которые прерывали телеграфную работу иногда до двух недель. Поэтому в 1854 году решили заменить подземную телеграфную линию воздушной. Начали постройку первой воздушной линии связи с подвеской сначала двух стальных проводов, а затем и третьего. Воздушную линию связи строили из расчета установки 16 столбов на версту (1,07 км). Арматуру для подвески проводов и сами провода выписывали из Германии. Чтобы предохранить верхнюю часть столба от гниения, на его макушку надевали литой чугунный колпак, предохраняющий от попадания влаги. Колпак имел один штырь для изолятора, дававший возможность подвески так называемого «колпачного» провода — наиболее ответственного: он находился в самых благоприятных условиях.

После постройки первой воздушной линии связи на участке Петербург — Москва, на всех других строящихся дорогах начали также применять воздушные линии связи. На них устанавливали сосновые столбы длиной 4 сажени (8,5 м). Их закапывали на глубину 2,5 аршина (1,8 м). Необходимо было, чтобы нижняя точка подвеса проводов находилась на расстоянии восьми футов (2,4 м) от поверхности земли. Линии имели крюковой профиль и только с 1895 года начали применять стальные и деревянные четырехштырные траверсы.

Для подвески использовали стальную (мягкую) проволоку диаметром 3; 4; 5 и 6 мм. Сначала проволоку оцинковывали, но оказалось, что процесс цинкования из-за его несовершенства снижает качество проволоки, и от него отказались. Для воздушных переходов через водные преграды служила стальная проволока повышенной прочности.

Сначала на воздушных линиях связи предусматривали сложные по конструкции изоляторы зарубежных фирм, имевшие чугунную литую арматуру для крепления на столбах. Вскоре от них отказались, перешли к изоляторам на крюках, по своим размерам и виду близким к применяемым в настоящее время. Протяженность воздушных линий железнодорожной связи в начале 1903 года составляла 55 тыс. км.

На воздушных линиях связи подвешивали только телеграфные провода, число которых быстро росло. Позднее, признавая пользу для железных дорог телефонной связи, было решено допустить устройство телефонных линий вдоль железных дорог, но только при соблюдении следующих условий: устройство телефонных линий вдоль железных дорог производить с особого разрешения по согласованию министерств внутренних дел и путей сообщения; телефоны не включать в телеграфные провода; депеши любого рода по телефону не передавать.

Запрещение использования проводов для одновременной телеграфной и телефонной связи тормозило введение последней, так как требовало подвески дополнительных проводов. В это время уже стали известны схемы одновременного телефонирования и телеграфирования. В разработке таких схем ведущее место принадлежит талантливому русскому изобретателю Е. М. Гвоздеву.

К 1903 году, несмотря на все препятствия, протяженность линий, одновременно служащих для телефонирования и телеграфирования, превысила 20 тыс. км. На этих линиях работало около 2,5 тыс. телефонных аппаратов в основном системы Гвоздева и фонопоров фирмы «Дэви». Фонопор — это телефонный аппарат, в котором вместо индуктора, посылающего вызов в аппаратах системы местной батареи (МБ), был применен зуммер с индукционной катушкой, а вместо звонка — телефон с рожком. При вызове в фонопоре возникал гудящий звук.

Пока подвешивали только телеграфные провода, никаких вопросов об их взаимном влиянии не возникало. Провода не скрещивали. Однако в 1895 году в связи с возможностью в скором времени соединения телефонной связью Петербурга с Москвой предстояло решить, можно ли подвешивать телефонную линию параллельно телеграфным проводам, не будут ли помехи, создаваемые телеграфной работой, препятствием для телефонной связи. Для решения это-го вопроса была создана специальная комиссия, которая осенью 1895 года провела на Николаевской (ныне Октябрьской) железной дороге необходимые испытания. Они показали возможность ведения переговоров по двухпроводной стальной цепи на расстоянии до 300 км.

Вскоре опыты возобновили. Первая попытка установить прямую телефонную связь с Москвой (650 км) окончилась неудачно, тем не менее поиски продолжались. Для этого на семи больших станциях провода цепи были скрещены и оказалось, что по такой цепи можно разговаривать с Москвой. Речь передавалась глухо, но вполне разборчиво. Слабые помехи от соседних цепей совсем не мешали переговорам. Полученные результаты давали возможность сделать вывод, что скрещивания на контрольных столбах всех 52 станций дороги позволили бы иметь удовлетворительную слышимость.

Это был первый опыт применения скрещивания проводов воздушных линий связи, который помог обратить внимание на необходимость разработки теории скрещиваний и их конструктивного выполнения. Несмотря на обнадеживающие результаты выполненных опытов, организовать постоянно действующую телефонную связь между Москвой и Петербургом по стальным проводам не удалось. Она была осуществлена только в 1898 году после подвески цветной цепи из бронзы.

При строительстве воздушных линий связи столбы устанавливали непосредственно в грунт без каких-либо мер, препятствующих гниению, что влекло за собой ежегодную замену значительного их числа. Начиная с 1909 года, в первую очередь на железных дорогах юга и средней полосы России стали усиленно переходить на установку новых столбов в рельсовые основания и укрепление старых рельсовыми приставками. В результате этого к началу 1913 года около 35% столбов было в рельсовых основаниях. Это оказалось выгодным, так как железные дороги имели большое число рельсов, непригодных для укладки в путь, а использование их для линий связи давало экономию за счет уменьшения потребности в столбах. Для укрепления столбов в рельсовые основания использовали различные скобы, хомуты, рекомендовалось крепление костылями, специальная затеска столбов и т. д. Однако наиболее целесообразным оказалось крепление проволочными хомутами, предложенное работниками Юго-Западной дороги, которое проверено десятилетиями и применяется до настоящего времени.

Основным телеграфным аппаратом, который применяли с 1854 года, был аппарат Морзе - простой в обслуживании и надежный в действии. Однако возрастающий объем телеграфной корреспонденции заставлял искать новые средства повышения пропускной способности телеграфных линий.

Аппарат Юза (изобретен в 1855 году) появился в России в 1865 году, его начали применять на железных дорогах, впервые — на линии Петербург — Москва. Это был электромеханический буквопечатающий аппарат с клавиатурой, напоминающей клавиатуру рояля. Принцип его работы основывался на синхронной работе механизмов передатчика и приемника. В линию подавались сигналы импульсно-селекционного кода. Аппарат отличался сложностью конструкции и ненадежным действием — 15 — 20% времени приходилось его настраивать и регулировать. Поэтому производительность линий с аппаратами Юза была невелика.

Более широкое распространение по сравнению с аппаратом Юза получил быстродействующий аппарат Уитстона (изобретен в 1858 году). В России телеграфный аппарат Уитстона применяли с 1881 года. В нем имелся автоматический передатчик, передающий телеграммы, предварительно заготовленные на бумажной ленте перфорацией по коду Морзе. На приемной станции телеграмма записывалась на ленте знаками кода Морзе, что ускоряло передачу телеграмм.

С 1895 года на Московско-Казанской дороге на участке длиной в 185 км начала действовать телеграфная линия Морзе-дуплекс. Для работы такой линии на больших расстояниях создали специальные поляризованные реле с двойными обмотками. Линию дуплексной связи между Москвой и Рузаевкой (600 км) ввели в действие в 1904 году. Переход на работу дуплексом дал значительные преимущества, в Москве стало возможным ежедневно обрабатывать до 10 тыс. десятисловных телеграмм. Пропускная способность линий Морзе-дуплекс равнялась пропускной способности линий, работавших на аппаратах Юза.

Начало работы в 1907 году линии Морзе-дуплекс между Петербургом и Москвой дало возможность увеличить объем передаваемой корреспонденции и меньше испытывать трудности, связанные с недостатками аппаратов Юза.

К 1903 году протяженность телеграфных проводов железных дорог России была 176 тыс. км, или 3,17 км на 1 км эксплуатационной длины железных дорог; число телеграфных аппаратов превышало 9000; 42 из них были быстродействующими. Число телеграфных линий с быстродействующими аппаратами росло медленно и их было недостаточно. В 1912 году на железных дорогах действовало 12 линий протяженностью 11 тыс. км, работавших на аппаратах Уитстона, и две линии протяженностью около 1 тыс. км, работавших на аппаратах Бодо. Пять линий протяженностью 3.5 тыс. км, работающих на аппаратах Юза и имевших пропускную способность, равную производительности Морзе- дуплекс, нельзя было отнести к быстродействующим. Отсутствие необходимого числа высокопроизводительных телеграфных линий сказывалось на сроках прохождения телеграмм, занимавших 10 — 15 ч при передаче из управлений железных дорог европейской части в Министерство путей сообщения и еще большее время при передаче с железных дорог Сибири.

Многократный буквопечатающий быстродействующий аппарат Бодо позволял по одному проводу одновременно передавать несколько телеграмм как в одном направлении, так и навстречу друг другу (две при двукратной, четыре при четырехкратной системе при симплексной работе и вдвое больше при дуплексной). Аппараты Бодо впервые появились в России в 1904 году, когда из Франции получили два оконечных четырехкратных аппарата для установки на одном из проводов Почтово-Телеграфного Ведомства в Петербурге и Москве. С 1906 года они стали вытеснять аппараты Юза. С 1909 года аппараты Бодо начали изготавливать на русских заводах в Петербурге (нынешние заводы им. Кулакова и им. Козицкого), и с этого времени они появляются на железных дорогах. К 1917 году аппараты Бодо имелись на дорогах: Юго-Западной, Сызрано-Вяземской, Привислянских, Екатерининской, Южной, Северной, Северо-Западных, Николаевской и Самаро-Златоустовской (в хронологическом порядке установки).

Быстрое распространение аппаратов Бодо объяснялось тем, что эта система обладала рядом преимуществ перед аппаратами, применявшимися ранее. Помимо устойчивости в работе и других качеств, аппарат Бодо значительно превосходил аппарат Уитстона в скорости приема и обмена телеграммами. Но главная особенность системы Бодо заключалась в возможности различных комбинаций по установке аппаратов на передачу и прием, что было особенно важно для связи на железных дорогах. При дуплексной работе Уитстона или Юза полное использование аппарата достигалось лишь при равенстве приема и передачи, а аппарат Бодо допускал переход на одностороннюю работу при неравенстве нагрузки двух станций. Малая производительность заводов и сильно возросшие в ходе первой мировой войны цены на аппаратуру Бодо задерживали их распространение. Спрос же на них был настолько высок, что пришлось установить очередность на поставку аппаратов с заводов.

Телефон, как известно, был изобретен значительно позже телеграфа (1876 год). С точки зрения оперативных работников железной дороги телефон являлся средством сношений гораздо более совершенным, чем телеграф. Поэтому железные дороги обратили на телефон самое серьезное внимание.

Первые опыты по применению телефонов для железнодорожной связи на железных дорогах России относятся к 1880 году и связаны с именем П. М. Голубицкого, который в дальнейшем многое сделал для развития телефонной связи. В 1883 году П. М. Голубицкий оборудовал первую телефонную станцию на десять линий в Петербургском паровозном депо. Здесь находился центральный телефонный пост, с помощью которого другие телефонные посты соединялись между собой.

Телефонные сношения могли быть устными или письменными, т. е. сопровождаемые записью переданного в определенном порядке. Первые называли переговорами, а вторые — телефонными депешами. По телефону разрешалось передавать все служебные распоряжения и донесения, за исключением поездных депеш о прибытии, отправлении, скрещивании и пропуске поездов. Телефонные посты должны были быть обязательно открыты для пользования с 9 до 16 ч (в остальное время — по указанию руководителей). Их обслуживали специальные агенты, при этом допускалось совмещение обязанностей.

Центральный телефонный пост имел номерник, принимающий сигнал вызова, телефонный аппарат системы МБ и «швейцарский коммутатор», на котором с помощью штепселей телефонные посты соединяли между собой.

В 1900 году Международный железнодорожный конгресс в Париже установил, что «с помощью весьма простых приспособлений в передаче и регистрации депеш телефон столь же надежен, как и телеграф Морзе при передаче сообщений, касающихся эксплуатации железных дорог и, в частности, безопасности движения поездов». На иную точку зрения стал VIII съезд начальников телеграфа (1901 год), постановивший что «телефон не может служить средством сношений станций по приему и отправлению поездов». Это решение было продиктовано тем обстоятельством, что имевшиеся к тому времени установки на дорогах (более 8200 телефонов и фонопоров) оказались далеки от технического совершенства и работали ненадежно.

Несмотря на предубеждение, местная телефонная связь все эти годы развивалась и к 1903 г. дороги использовала 272 коммутатора и номерника с числом гнезд более пяти и свыше 6 тыс. телефонных аппаратов. Каждая коммутаторная установка имела в среднем 22 номера. Коммутаторы и номерники были системы МБ в основном однопроводные, изготовленные фирмой «Эриксон» в Петербурге.

В 1914 году, когда телефонная сеть увеличилась в несколько раз, XVI съезд начальников телеграфов признал «наличие линейных телефонных установок на железных дорогах необходимым условием обеспечения безопасности движения поездов, а также быстрой и надлежащей организованной помощи при несчастиях с таковыми» и постановил «включить названные устройства в состав обязательного оборудования существующих и вновь строящихся железных до-рог».

В 1913 — 1914 годах на многих станциях и целых участках стрелочные посты оборудовали телефонной связью с помещением дежурного по станции. Начались поиски возможностей использования для этого телефонов центральной батареи (ЦБ). Телефоны системы МБ требовали источников питания, а стрелочные посты, где их устанавливали, часто зимой не отапливались — элементы замерзали, и связь прекращалась. На станциях с несколькими постами для стрелочной связи начали применять номерники и переключатели различной конструкции.

Железные дороги нуждались в телефонной связи по типу современной постанционной. Однако отсутствие необходимого оборудования не позволяло организовать хорошую связь такого типа. Одной из первых попыток явилась постанционная телефонная связь, действовавшая с 1893 года на Ириновской дороге под Петербургом на расстоянии в 35 км. В однопроводную линию было включено девять телефонных аппаратов системы МБ, установленных на промежуточных станциях, каждую из которых вызывали условным числом звонков. По этой линии вели также переговоры об отправлении поездов.

На Юго-Западных дорогах для организации связи постанционного типа использовали блокировочные провода, которые через конденсаторы заводились на коммутаторы, ограничивающие круг. Это давало возможность вызова каждой из станций.

Постанционная связь подобного типа с применением однопроводных и двухпроводных линий, несмотря на ее несовершенство, получила распространение на дорогах сети.

Попытки организовать телефонную связь по типу современной линейно-путевой имели место уже в конце прошлого столетия. Телефоны системы МБ и фонопоры, размещавшиеся в будках и казармах на перегонах, включали в жезловые и телеграфные провода, а также в провода электроколокольной сигнализации. К концу рассматриваемого периода на железных дорогах России в эксплуатации находилось 16 тыс. телеграфных и 44 тыс. телефонных аппаратов. Протяженность воздушных линий связи составляла около 90 тыс. км, а телеграфных проводов — 228 тыс. проводо-км.

В предреволюционное время промышленностью, в основном зарубежными фирмами, предлагался довольно широкий ассортимент аппаратуры телефонной связи: телефонные коммутаторы систем ЦБ и МБ, коммутаторы для стрелочной связи системы ЦБ, специальные типы телефонов для железных дорог, фонопоры различных типов и другое оборудование. В то же время развитие связи в определенной степени тормозилось недооценкой ее влияния на работу железных дорог.

Организация хозяйства сигнализации и связи

Единой системы организации хозяйства сигнализации и связи на железных дорогах дореволюционной России не существовало. На некоторых дорогах устройства связи находились в ведении самостоятельных служб телеграфа. Это было определено в 1880 году «Правилами устройства, содержания, ремонта и действия телеграфа железных дорог, открытых для общественного пользования». Однако на большинстве дорог эти правила не выполнялись, и устройствами связи ведал отдел, входивший в службу движения.

Службы и отделы телеграфа находились под контролем Почтово-Телеграфного ведомства, бывшего в подчинении Министерства внутренних дел. Устройства СЦБ находились в ведении служб пути (семафоры, диски, централизационные устройства) и служб телеграфа (сигнальные линии, блокировочные устройства).

Объединить в одной службе вопросы эксплуатации связи и СЦБ' не удавалось, хотя съезды начальников (представителей) служб телеграфа (начиная с I - в 1894 году и до XIII - в 1909 году) выносили решения о необходимости создать единую электротехническую службу. Только на Екатерининской дороге подобное объединение было выполнено.

Низовыми подразделениями служб телеграфа были участки контроллер-механиков, соответствующие сегодняшним дистанциям сигнализации и связи и разделенные на околотки «надсмотрщиков телеграфа» (в последующем электромеханики). Большинство дорог имело собственные электротехнические мастерские, которые ремонтировали съемную аппаратуру. Многие из них изготавливали различные нетиповые приборы и аппаратуру.

В Министерстве путей сообщения не было органа для руководства хозяйством сигнализации и связи на сети железных дорог России. Все вопросы решали на дорогах разрозненно. Только некоторые решения согласовывали с Министерством путей сообщения. Наиболее четко оценку состояния транспортной связи и сигнализации в дореволюционный период дал К. Н. Чеховский, в двадцатые годы ставший начальником вновь созданного управления НКПС. В докладе на съезде начальников служб телеграфа в 1921 году он сказал: «Какой-то злой рок преследовал эту отрасль русского железнодорожного дела и ее участь решали всегда не те люди, которые ею ответственно заведовали… Вопросы усиления и развития связи всегда были на последнем месте. Кажется, не было у нас ни одной, кроме врачебной, службы, которая не претендовала бы на право заведования нашим делом. О связи обыкновенно вспоминали в моменты резкого усиления работы транспорта, когда она оказывалась несостоятельной. Тогда принимались случайные меры, а затем работа падала, кризис проходил, и снова все забывалось и входило в свою колею».

Технические средства отрасли в дореволюционное время развивались под значительным влиянием немецких и английских фирм. Несмотря на наличие оригинальных и прогрессивных для того времени отечественных разработок, собственная аппаратура почти не производилась в связи со слабостью электротехнической промышленности. Кроме того, зарубежные фирмы, монополизировавшие сбыт аппаратуры для железных дорог России, препятствовали внедрению русских разработок, русские изобретения зачастую скупались зарубежными фирмами без последующей реализации, для того чтобы исключить конкуренцию.

Развитие и организация эксплуатации устройств СЦБ и связи во многом зависели от наличия квалифицированных кадров. Однако их подготовке уделялось мало внимания. В Петербургском институте инженеров путей сообщения готовились специалисты широкого профиля. Первые сведения о специальных дисциплинах относятся 'к 1864 году, когда на четвертом курсе института читался курс телеграфии (один час в неделю).

В 1882 году профессор Я. Н. Гордеенко включил в курс «Железные дороги» раздел железнодорожной сигнализации. В 1884 году вводится «Приложение электричества к телеграфии, железнодорожной сигнализации и освещению». В 1888 году на пятом курсе Петербургского института инженеров пустей сообщения был разработан дипломный проект на тему «Сигнализация и группировка стрелок на станции Казатин». В 1895 году в институте защитили первую диссертацию по вопросам, связанным с сигнализацией, централизацией и блокировкой. Это была работа С. Д. Корейши «О центральных устройствах управления стрелками и сигналами на русских железных дорогах». Только в 1908 году в Петербургском электротехническом институте организовали лабораторию электрической централизации, где преподаватель И. П. Вальд читал небольшой курс.

Подготовки специалистов средней квалификации в области железнодорожной сигнализации и связи также практически не было. Только в 1913 году на Сибирской дороге начали работать «Курсы по подготовке техников для централизации и надсмотрщиков по телеграфу и блокировке». Тогда же в Москве возникли частные платные курсы по подготовке электромехаников для железных дорог, на которых преподавали хорошо известные в послереволюционный период специалисты Н. О. Рогинский, П. В. Майшев и Н. М. Перов.

Работы по внедрению устройств СЦБ и связи на дорогах так же, как и их обслуживание, выполняли обычно практики. Лишь небольшая часть надсмотрщиков и среднего технического персонала начинала работать на железных дорогах после обучения на каких-либо курсах или в технических школах электротехнических специальностей.