История
Первые медленные и громоздкие конные поезда не создавали особых проблем с управлением, которые не решались принципами следования за лидером. Только после создания более быстрых поездов с паровым двигателем в начале XIX века более частое движение поездов и их близость друг к другу создали опасность столкновений. Гладкий контакт между рельсами и железными колесами позволял развивать большую скорость и перевозить большие грузы, но в то же время низкое трение требовало больших расстояний для остановки. Двигатели оснащались тормозами, а позднее — и тормозными фургонами с людьми, охранник которых мог нажать на тормоза по сигналу машиниста, поданному свистком.
Постепенно развивалось и управление на путях: появились первые сигнальщики, или «железнодорожные полицейские», которые располагались в пассажирских и товарных депо, или станциях, расположенных вдоль линии. Эти люди с помощью ручных сигналов указывали на состояние пути впереди. Для повышения безопасности в ночное время сзади поездов устанавливались красные задние фонари. Позже сигнальные флаги часто заменялись поворотными цветными щитами или дисками для дневного использования и цветными фонарями для ночного. Позже сигналы стали располагаться далеко от остановочных пунктов, что привело к появлению термина «дальний сигнал». Первым реальным методом контроля стала разработка временно-интервальной системы интервалов между поездами. Однако в случае поломки или аварии не было никаких средств задержать следующий поезд на участке пути, кроме физической проверки въезда и выезда по участкам — например, тормозного работника с флажком или фонарем.
Впервые электрический телеграф был применен на железной дороге в Англии между Юстоном и Камденом в 1837 году и позволял осуществлять связь между фиксированными сигнальными пунктами. Каждый сигнальщик отвечал за участок пути, называемый блок-участком. Коды звонков использовались для описания класса и маршрута поезда, который сигнальщик должен был передать на следующий участок, принять или отклонить поезд с предыдущего участка. Как правило, на участке одновременно находился только один поезд; в условиях плохой видимости участок обычно оставался пустым между каждыми двумя поездами. Многие решения, касающиеся очередности, оставались на усмотрение отдельного сигнальщика, и, имея в своем распоряжении лишь ограниченную информацию, сигнальщики часто принимали неверные решения, что приводило к чрезмерным задержкам.
Поскольку инженеру требовалась краткая и стандартизированная информация, в 1841 году в качестве основного средства связи были разработаны механические сигналы семафора, управляемые дистанционно по проводам от рычага в сигнальной будке. Угол наклона стрелы означал остановку, движение с осторожностью или проезд. Для использования в ночное время цветные линзы, установленные на шарнире рычага, пропускали через источник света, и таким образом при различных углах наклона рычага отображался либо привычный красный цвет — остановка, либо желтый — осторожность (приближение, снижение скорости), либо зеленый — чистота (движение разрешено). Потери времени из-за плохих характеристик ускорения и замедления поездов были в некоторой степени устранены благодаря все более широкому использованию предварительных сигналов, информирующих машиниста о том, что сигнал впереди может быть стоп-сигналом и требующих от него снизить скорость или медленно продолжить движение от остановки.
В США железным дорогам были предоставлены земельные гранты, которые давали им право собственности на земли, прилегающие к путям, в качестве стимула для расширения услуг и доступа с Восточного побережья на Запад. Это привело к созданию широко разветвленной сети железных дорог, находящихся в частной собственности, со значительным дублированием услуг. Поскольку сеть была сильно разбросана, перегрузки были незначительными, за исключением конечных пунктов. Неблагоприятным результатом политики земельных грантов стало избыточное предложение железнодорожных услуг и, в некоторых случаях, преднамеренные попытки использовать расширение железнодорожной сети для приобретения недвижимости. Хотя эти проблемы не были в такой степени распространены в других небольших странах, они помогли сформировать масштаб американской системы на долгие годы вперед.
