(до 1917 г.)
Организация перевозочного процесса тесно связана с условиями, которые для реализация тех или иных технологий, предоставляются путевыми и другими устройствами, которые имеются на станциях, в первую очередь сортировочных и грузовых.
Что касается участковых и промежуточных станций, то здесь наиболее важным является число станционных путей и способы управления стрелками и сигналами. Сначала такое управление было ручным. Централизация стрелок и сигналов, которую начали внедрять в 1860-1870 г.г., в первое время была механической, позже электромеханической. В 1888 г. был изобретен электрический привод стрелок. Все эти устройства позволяли ускорять приготовление маршрутов для движения поездов и выполнение маневровой работы, сокращать станционные интервалы, увеличивать пропускную способность участков. В дальнейшем эти цели решались за счет внедрения электрической централизации стрелок.
Развитие грузовых станций, в части оказания влияния на перевозочный процесс, связано с созданием специализированных станций и погрузочно-выгрузочных устройств для работы с различными грузами. Если в самом начале строительства железных дорог погрузочно-выгрузочные операции выполнялись только на грузовых дворах железнодорожных станций, то по мере развития промышленности, сельского хозяйства появились станции специализированные для выполнения грузовой работы. Их-то и назвали грузовыми станциями. Позднее в местах массовой погрузки и выгрузки стали строиться станции для работы с определенными грузами, такими как – зерно, живность, уголь, руда, лес, контейнеры и др.
Образование специализированных грузовых станций способствовало развитию ускоренных грузовых перевозок, маршрутизации, в том числе групповой.
Наибольшее влияние на развитие методов организации перевозочного процесса оказывают сортировочные станции. По мере увеличения размеров движения, развития сети, образования все новых и новых железнодорожных узлов, где соединяются линии различных направлений, требовалось увеличивать объемы сортировочной работы.
Историю развития сортировочных станций можно разделить на несколько наиболее характерных этапов, отличающихся качественными изменениями. Первый этап длился от возникновения сортировочных станций до начала ХХ века, второй – до конца второй мировой войны, третий продолжается в настоящее время.
В первом периоде развития сортировочных станций расформирование составов и направление отцепов на пути, соответствующие их назначению, осуществлялось, как правило, на горизонтальных путях, расходящихся веерообразно от одного общего (вытяжного) пути с помощью стрелочных переводов. Сначала этот процесс осуществлялся методом осаживания, затем стали применять подталкивание. При этом группы вагонов (отцепы) отцеплялись от подталкиваемого маневровым локомотивом состава, а затем, после затормаживания этого локомотива, отцепы отделялись от него и двигались по инерции по приготовленным маршрутам.
Наряду с этим способом, передвижение отцепов на соответствующие пути в ряде стран выполнялось с помощью конной тяги, например в России. В США на станциях Ист-Детройт, Хоторн, Пекертон и др. применялись маневры с помощью шеста, используемого в качестве рычага.
Сразу возник вопрос о возможности использования силы тяжести при движении вагонов на уклоне. Впервые в 1846 г. в Германии была построена сортировочная станция Дрезден-Фридрихштадт, расположенная на сплошном уклоне.
В 1863 г. такая станция была сооружена во Франции (Сен-Этьен), в 1873 г. – в Англии (Эдж-Хилл). В США некоторые станции или отдельные их парки также сооружались на уклоне, например, такими были станции Гринвиль, Логанспорт, Шеридан. На таких станциях маневры осуществлялись «самотеком» под действием силы тяжести вагонов.
Торможение вагонов осуществлялось ручным тормозом вагона или подкладыванием под движущийся вагон различного типа упоров.
Работа по совершенствованию тормозных средств привела к созданию в 1857 г. в Германии устройства, отличающегося компактностью, универсальностью и эффективностью, нашедшего впоследствии широчайшее распространение на всех сортировочных станциях мира. Этим устройством явился ручной тормозной башмак, укладываемый на рельс перед движущимися вагонами и оказывающий значительное тормозное воздействие при наезде на него колеса.
Одним из таких башмаков, который позднее стал применяться и в России, был немецкий башмак системы Бюссинга (одно- и двубортный). Хорошо зарекомендовали себя также башмаки системы Ширенко и некоторые другие конструкции.
Тормозные башмаки первоначально использовали только для полной остановки вагонов. Постепенно потребовалось сделать так, чтобы вагон мог снизить свою скорость до определенного значения и затем двигаться дальше. Выполнить указанное требование удалось в результате изобретения в начале 1900 г. так называемых башмакосбрасывателей. Применение башмакосбрасывателей существенно повысило надежность регулирования скорости движения вагонов. Остановка вагонов тормозными башмаками с башмакосбрасывателями впервые была применена в Европе.
Сортировочные станции выполняют работы по приему, расформированию, формированию и отправлению поездов. Для выполнения этих работ необходимо иметь специальные пути, устройства управления и маневровые средства. Все это составляет сортировочную систему, включающую, как правило, парк приема. сортировочный парк и парк отправления.
В Европе сооружались преимущественно односторонние сортировочные станции, имеющие объединенные парки путей для всех направлений движения поездов. В США предпочтение было отдано двусторонним станциям, т.е. с двумя сортировочными системами, каждая для одного направления движения поездов.
Первой сортировочной станцией в России стала сооруженная в 1879 г. станция Санкт-Петербург - сортировочный Московский. Предварительно руководством Николаевской (ныне Октябрьской) дороги в Саксонию был командирован инженер для изучения опыта сортировочной работы на немецких железных дорогах.
Станцию построили по двусторонней схеме на горизонтальной площадке с наклонными вытяжками для сортировки вагонов в каждой системе.
Поворотным моментом в развитии сортировочных станций стало применение сортировочных горок, определившее технологию переработки вагонопотоков на многие десятилетия вперед.
Первыми станциями с сортировочными горками были: в Германии Шпельдорф (1876 г.), во Франции Терр-Нуар (1888 г.). В России первая горка была сооружена на станции Ртищево в 1889 г. Применение сортировочных горок позволило устранить основной недостаток наклонных вытяжек – необходимость расцеплять вагоны на уклоне, используя для этого ручные тормозные средства. На сортировочной горке для этой цели имеется надвижная часть, расположенная, как правило, на подъеме. Отцеп, достигнув при надвиге вершины надвижной части горки, отрывается от состава и скатывается вниз по спускной части горки.
Сортировочные горки разной производительности имеют все страны с развитым железнодорожным транспортом. Хотя прошло уже более 130 лет с начала строительства горок, лучшего решения в ближайшей перспективе не просматривается.
Появление сортировочных горок позволило принципиально изменить схемы сортировочных станций. Теперь составы из парка прибытия можно было сразу надвигать на горку для расформирования по путям сортировочного парка. То есть сортировка вагонов стала поточным производством. Все основные сортировочные станции во всех странах были быстро переустроены на новые схемы с последовательным расположением парков – приема, сортировки и отправления.
Такое переустройство осуществлялось и в России. Так, станция Санкт-Петербург - сортировочный Московский была переустроена в двухстороннюю станцию с последовательным расположением парков в 1909 году.
В начале 1900-х годов создаются и первые образцы ряда новых и важных для организации эффективной сортировки вагонов устройств.
В 1914 г. на станции Герне (Германия) был осуществлен автоматический перевод стрелок. В США на двусторонней станции Потомак стрелки горочной горловины были оборудованы электропневматическими приводами, управляемыми с горочных постов.
Качественно новый скачок в деле механизации горок связан с разработкой вагонных замедлителей балочного типа, нашедших самое широкое распространение. Первым из них явился замедлитель Фрелиха в Германии (1913-1914 гг.), обеспечивающий снижение скорости движущихся вагонов прижатием балок к боковым поверхностям колес. Затем в течение сравнительно короткого времени были созданы самые разные конструкции замедлителей (пневматические, гидравлические, электродинамические), а впоследствии – с резиновым рабочим органом в виде отдельных точечных элементов и т.д. Известно более 100 типов замедлителей, но основными из них являются балочные, которые легко приспособить к различным условиям торможения вагонов на горках. По-видимому, такие замедлители будут основным средством механизации горок еще длительное время.
Таким образом, к началу 1920-х годов были разработаны схемные решения путевого развития сортировочных станций, а также основные технические решения для механизированного торможения вагонов и перевода стрелок.