Рельсовый транспорт

Железнодорожный транспорт (также известный как железнодорожный транспорт ) - это средство перевозки пассажиров и грузов на колесных транспортных средствах, движущихся по рельсам, которые расположены на путях . В отличие от автомобильного транспорта , где транспортные средства движутся по подготовленной плоской поверхности, рельсовые транспортные средства ( подвижной состав ) направляются по путям, по которым они движутся. Гусеницы обычно состоят из стальных рельсов, установленных на шпалах ( шпалах ), установленных в балласте., по которому движется подвижной состав, обычно оснащенный металлическими колесами. Возможны и другие варианты, например, «дорожка для плит», в которой рельсы крепятся к бетонному фундаменту, опирающемуся на подготовленную поверхность.

Карта мировой железнодорожной сети ( интерактивная карта )

Вагонетка 16-го века, ранний пример безмоторного железнодорожного транспорта

Установка KTT, управляющая сообщением Guangdong Through Train на железной дороге Гуаншен , используемой MTR Corporation Limited , примером современного железнодорожного транспорта

Серия DR2800 проезжает мимо железнодорожной станции Сицзяотин в районе Жуйфан , Новый Тайбэй , Тайвань.

SL Hitoyoshi пара -hauled экскурсионный поезд , курсирующих между Кумамото и Hitoyoshi в Кюсю , Япония

Часть серии по
Рельсовый транспорт
Операции Отслеживать Обслуживание Скоростные железные дороги Станции Поезда Локомотивы Вагоны Компании История Достопримечательности Терминология ( AU , NA , NZ , Великобритания ) По стране Несчастные случаи Муфты железнодорожные Муфты по странам Преобразование ответвителя Ширина колеи Переменный калибр Преобразование датчика Двойной манометр Колесная пара Выкатной (грузовик) Двойное сцепление Железнодорожные субсидии
Моделирование Дверь экрана платформы
v т е

Подвижной состав в системе железнодорожного транспорта обычно имеет более низкое сопротивление трению, чем дорожные транспортные средства с резиновыми шинами, поэтому пассажирские и грузовые вагоны (вагоны и вагоны) можно соединять в более длинные поезда . Операция осуществляется по железнодорожной компанией , обеспечивая перевозки между железнодорожной станцией и сооружений грузовых клиентов. Электроэнергия вырабатывается локомотивами, которые либо получают электроэнергию от системы электрификации железных дорог, либо вырабатывают свою собственную энергию, обычно с помощью дизельных двигателей или, исторически, паровых двигателей. Большинство треков сопровождаютсясигнальная система . Железные дороги - безопасная наземная транспортная система по сравнению с другими видами транспорта. ^{[Nb 1]} Железнодорожный транспорт способен обеспечить высокий уровень использования пассажиров и грузов и энергоэффективность, но часто менее гибок и более капиталоемкий, чем автомобильный транспорт, если учесть более низкие уровни движения.

Самые старые известные железные дороги, в которых перевозили людей и животных, восходят к 6 веку до нашей эры в Коринфе , Греция . Затем в середине 16 века в Германии начался железнодорожный транспорт в виде конных фуникулеров и вагонов . Современный железнодорожный транспорт начался с британской разработки паровоза в Мерхир-Тидвил, когда Ричард Тревитик управлял паровозом и загружал вагоны между металлургическим заводом Пенидаррен и Аберсиноном в 1802 году. Таким образом, железнодорожная система в Великобритании является старейшей в мире. Построенный Джордж Стефенсон и его сын Роберт Компании Роберт Стивенсон и компании, Locomotion № 1 - первый паровоз, который в 1825 году перевозил пассажиров на железнодорожной линии общего пользования, Стоктон-энд-Дарлингтон. Джордж Стивенсон также построил первую в мире междугороднюю железнодорожную линию общего пользования, в которой использовались только паровозы. Ливерпуль и Манчестер железной дороги , который был открыт в 1830 году . С помощью паровых двигателей можно было построить магистральные железные дороги, которые были ключевым элементом промышленной революции . Кроме того, железные дороги снизили расходы на транспортировку и позволили уменьшить потери товаров по сравнению с водным транспортом, который время от времени сталкивался с потоплением судов. Переход от каналовДля железных дорог разрешены «национальные рынки», на которых цены очень мало варьируются от города к городу. Распространение железнодорожной сети и использование железнодорожных расписаний привело к стандартизации времени (времени железных дорог) в Великобритании на основе среднего времени по Гринвичу. До этого в крупных городах местное время менялось относительно GMT. Изобретение и развитие железной дороги в Соединенном Королевстве было одним из важнейших технологических изобретений XIX века. Первая в мире подземная железная дорога Metropolitan Railway (часть лондонского метрополитена ) открылась в 1863 году.

В 1880-х годах были введены электрифицированные поезда, что привело к электрификации трамвайных путей и систем скоростного транспорта. Начиная с 1940-х годов, на неэлектрифицированных железных дорогах в большинстве стран паровозы были заменены на дизель- электрические, и к 2000-м годам этот процесс был почти завершен. В течение 1960-х годов в Японии, а затем и в некоторых других странах были введены электрифицированные высокоскоростные железнодорожные сети . Многие страны находятся в процессе замены тепловозов на электровозы, в основном из-за экологических проблем, ярким примером является Швейцария., который полностью электрифицировал свою сеть. Другие формы управляемого наземного транспорта, выходящие за рамки традиционных определений железных дорог, такие как монорельс или маглев , были опробованы, но получили ограниченное применение.

После спада после Второй мировой войны из-за конкуренции со стороны автомобилей и самолетов, железнодорожный транспорт возродился в последние десятилетия из-за перегруженности дорог и роста цен на топливо, а также из-за того, что правительства вкладывают средства в железнодорожный транспорт как средство сокращения выбросов CO 2 в странах. контекст озабоченности по поводу глобального потепления .

История [ править ]

История железнодорожного транспорта началась еще в доисторические времена.

Древние системы [ править ]

Post Track , доисторический дамба в долине реки Брю в Сомерсет уровней , Англия, является одним из самых старых известных построенных тропинок и датируется около 3838 г. до н.э., ^[1] , что делает его около 30 лет старше , чем сладкий Гусеницы из та же площадь. ^[2] Различные участки были внесены в список памятников старины . ^{[3] [4] [5] [6]}

Свидетельства указывают на то, что в Диолкосе протяженностью от 6 до 8,5 км была мощеная дорога, по которой лодки пересекали Коринфский перешеек в Греции примерно с 600 г. до н.э. ^{[7] [8] [9] [10] [11]} Колесные транспортные средства, запряженные людьми и животными, двигались по канавкам в известняке , которые служили элементом гусеницы, не позволяя вагонам покинуть предполагаемый маршрут. Диолкос использовался более 650 лет, по крайней мере, до I века нашей эры. ^[11] Мощеные дороги были позже построены в римском Египте . ^[12]

Предварительно паровые современные системы [ править ]

Введены деревянные перила [ править ]

В 1515 году кардинал Маттеус Ланг написал описание Reisszug , фуникулера в крепости Хоэнзальцбург в Австрии. Первоначально на линии использовались деревянные рельсы и канат для перевозки конопли, и она приводилась в действие силой человека или животных через гусеничное колесо . ^[13] Линия все еще существует и работает, хотя и в обновленном виде и, возможно, является самой старой действующей железной дорогой. ^[14]

Вагоны (или трамваи ) с деревянными рельсами, запряженными лошадьми, начали появляться в 1550-х годах, чтобы облегчить транспортировку рудных бад к рудникам и обратно, и вскоре стали популярными в Европе. Подобная операция была проиллюстрирована в Германии в 1556 году Георгием Агриколой в его работе De re Metallica . ^{[15] В} этой линии использовались тележки «Hund» с колесами без фланцев, движущимися по деревянным доскам, и вертикальный штифт на тележке, вставленный в зазор между досками, чтобы поддерживать его правильное движение. Шахтеры назвали фургоны Hunde («собаки») из-за шума, который они производили на путях. ^[16]

Есть много упоминаний об их использовании в Центральной Европе в 16 веке. ^[17] Такая транспортная система позже использовалась немецкими шахтерами в Калдбеке , Камбрия , Англия, возможно, с 1560-х годов. ^[18] В Прескот , недалеко от Ливерпуля , около 1600 года, возможно, уже в 1594 году была построена подъездная дорога . Принадлежащая Филиппу Лейтону линия доставляла уголь из карьера около Прескот-холла до конечной остановки примерно в полумиле. ^[19] Фуникулер также был построен в Брозли в Шропшире незадолго до 1604 года. Он доставлял уголь для Джеймса Клиффорда из его шахт до реки Северн.для погрузки на баржи и перевозки в прибрежные города. ^[20] Wollaton Wagonway , законченная в 1604 году Huntingdon Beaumont , иногда ошибочно приводится в качестве первой британской железной дороги. Он пролегал от Стрелли до Воллатона возле Ноттингема . ^[21]

Мидлтон железной дороги в Лидсе , который был построен в 1758 году, позже стал старейшим в мире оперативной железной дороги (кроме фуникулеров), хотя в настоящее время в обновленной форме. В 1764 году первая железная дорога в Америке была построена в Льюистоне, штат Нью-Йорк . ^[22]

Введены металлические рельсы [ править ]

В конце 1760-х годов компания Coalbrookdale начала прикреплять чугунные пластины к верхней поверхности деревянных реек. Это позволило использовать различные калибры . Сначала для поворота можно было использовать только баллонные петли , но позже стали использоваться подвижные точки, позволяющие переключаться. ^[23]

Была введена система, в которой колеса без фланцев шли по L-образным металлическим пластинам, которые стали называть пластинами . Джон Карр , управляющий шахтой в Шеффилде, изобрел этот рельс с фланцами в 1787 году, хотя точная дата его появления оспаривается. Бенджамин Аутрам использовал пластинчатый рельс для вагонов, обслуживающих его каналы, и изготовил их на своем металлургическом заводе в Баттерли . В 1803 году Уильям Джессоп открыл Суррейскую железную дорогу , двухколейную платформу, которую иногда ошибочно называют первой в мире железной дорогой общего пользования, на юге Лондона. ^[24]

Между тем, Уильям Джессоп ранее успешно использовал форму цельнометаллического краевого рельса и фланцевых колес для расширения лесного канала Чарнвуд в Нанпантане , Лафборо , Лестершир, в 1789 году. В 1790 году Джессоп и его партнер Outram начали производство краевых перил. . Джессоп стал партнером компании Butterley в 1790 году. Первой общественной эстакадой (а значит, и первой общественной железной дорогой), построенной в 1796 году, была Железная дорога Лейк-Лок . Хотя основной целью линии была перевозка угля, она также перевозила пассажиров.

Эти две системы построения железных железных дорог, L-образный рельс и рельс с гладкими краями, продолжали существовать бок о бок вплоть до начала 19 века. Колесо с фланцем и кромочная рейка в конечном итоге доказали свое превосходство и стали стандартом для железных дорог.

Чугун, используемый в рельсах, оказался неудовлетворительным, потому что он был хрупким и ломался при больших нагрузках. Кованое железо изобретено Джон Биркиншоу в 1820 году заменило чугун. Кованое железо (обычно называемое просто «железом») было пластичным материалом, который мог подвергаться значительной деформации перед разрушением, что делало его более подходящим для железных рельсов. Но производство железа было дорогостоящим, пока Генри Корт не запатентовал процесс пудлинга в 1784 году. В 1783 году Корт также запатентовал процесс прокатки , который в 15 раз быстрее уплотнял и формировал железо, чем молоток. ^[25]Эти процессы значительно снизили стоимость производства чугуна и рельсов. Следующим важным достижением в производстве чугуна был горячий дутье, разработанный Джеймсом Бомонтом Нилсоном (патент 1828 г.), который значительно снизил количество кокса (топлива) или древесного угля, необходимого для производства чугуна. ^[26] Кованое железо было мягким материалом, содержащим шлак или окалину . Мягкость и окалина имели тенденцию к деформации и расслоению железных рельсов, и они прослужили менее 10 лет. Иногда они длились всего год при высокой посещаемости. Все эти разработки в производстве железа в конечном итоге привели к замене композитных деревянных / железных рельсов на более качественные железные рельсы.

Внедрение Бессемеровского процесса , позволяющего производить сталь недорого, привело к эре большого расширения железных дорог, начавшейся в конце 1860-х годов. Стальные рельсы прослужили в несколько раз дольше железных. ^{[27] [28] [29]} Стальные рельсы сделали возможным создание более тяжелых локомотивов, что позволило использовать более длинные поезда и повысить производительность железных дорог. ^[30] В процессе Бессемера в сталь был введен азот, из-за чего сталь с возрастом становилась хрупкой. Мартеновские начал заменять процесс Бессемера ближе к концу 19 - го века, повышение качества стали и дальнейшее снижение затрат. Таким образом, сталь полностью заменила использование железа в рельсах, став стандартом для всех железных дорог.

Первая пассажирская конка или трамвай , Суонси и бормочут железную дорога были открыта между Суонси и Mumbles в Уэльсе в 1807 году ^[31] Лошади остаются предпочтительным способом трамвайного транспорта даже после прибытия паровых двигателей до конца 19 - го века, потому что они были чище по сравнению с паровыми трамваями, которые вызывали дым на городских улицах.

Представлена ​​мощность пара [ править ]

В 1784 году Джеймс Ватт , шотландский изобретатель и инженер-механик, запатентовал конструкцию паровоза . Ватты улучшили паровой двигатель от Ньюкомно , до сих пор используется для откачки воды из шахт, и разработали поршневой двигатель в 1769 , способных приводить колесо. Это был большой стационарный двигатель , приводивший в действие хлопчатобумажные фабрики и различное оборудование; состояние котельной техники требовало использования пара низкого давления, действующего на вакуум в цилиндре, что требовало отдельного конденсатора и воздушного насоса.. Тем не менее, по мере совершенствования конструкции котлов Уотт исследовал использование пара высокого давления, действующего непосредственно на поршень, что повысило вероятность создания двигателя меньшего размера, который можно было бы использовать для привода транспортного средства. Следуя его патенту, сотрудник Ватта Уильям Мердок в том же году создал рабочую модель самоходной паровой повозки. ^[32]

Первый полнофункциональный железнодорожный паровоз был построен в Великобритании в 1804 году британским инженером Ричардом Тревитиком , родившимся в Корнуолле . При этом для привода двигателя на один рабочий ход использовался пар высокого давления. В системе трансмиссии использовался большой маховик для выравнивания действия штока поршня. 21 февраля 1804 года состоялась первая в мире поездка по железной дороге с паровым двигателем, когда безымянный паровоз Тревитика тащил поезд по трамвайному пути металлургического завода Пенидаррен , недалеко от Мертир-Тидвил в Южном Уэльсе . ^{[33] [34]}Позже Тревитик продемонстрировал локомотив, работающий на участке кольцевого рельсового пути в Блумсбери , Лондон, « Поймай меня, кто может» , но так и не смог выйти за пределы экспериментальной стадии с железнодорожными локомотивами, не в последнюю очередь потому, что его двигатели были слишком тяжелыми для чугунных трамвайных путей. потом в употреблении. ^[35]

Первый коммерчески успешный паровоз был Мэтью Мюррей «ы стойки локомотив Саламанки построен для Мидлтон железной дороги в Лидс в 1812. Этот двухцилиндровый локомотива было достаточно света , чтобы не нарушать край рельсы отслеживать и решить проблему адгезии с помощью когнитивности колесо с помощью зубьев, отлитых со стороны одной из направляющих. Таким образом, это была первая зубчатая железная дорога .

За этим последовал в 1813 году локомотив Puffing Billy, построенный Кристофером Блэкеттом и Уильямом Хедли для железной дороги Wylam Colliery, первый успешный локомотив, работающий только за счет сцепления . Это было достигнуто путем распределения веса между несколькими колесами. Puffing Billy теперь выставлен в Музее науки в Лондоне, что делает его старейшим из существующих локомотивов. ^[36]

В 1814 году Джордж Стефенсон , вдохновленный ранними локомотивами Тревитика, Мюррея и Хедли, убедил управляющего шахтой Киллингворта, где он работал, позволить ему построить паровую машину. Стивенсон сыграл ключевую роль в разработке и широкомасштабном внедрении паровоза. Его проекты значительно улучшили работы более ранних пионеров. Он построил локомотив Блюхер , также успешный локомотив с фланцевым сцеплением колес. В 1825 году он построил локомотив Locomotion для Стоктон-энд-Дарлингтонской железной дороги.на северо-востоке Англии, которая стала первой общественной паровой железной дорогой в мире в 1825 году, хотя на разных трассах использовалась как мощность в лошадиных силах, так и мощность пара. В 1829 году он построил локомотив « Ракета» , который участвовал в испытаниях Рейнхилла и выигрывал их . Этот успех привел к тому, что Стивенсон основал свою компанию как ведущего производителя паровозов для железных дорог в Великобритании и Ирландии, США и большей части Европы. ^{[37] : 24–30} Первой общественной железной дорогой, на которой все время использовались только паровозы, была Ливерпульско-Манчестерская железная дорога , построенная в 1830 году.

Паровая энергия оставалась доминирующей энергосистемой на железных дорогах по всему миру более века.

Введена электроэнергия [ править ]

Первый известный электровоз был построен в 1837 году химиком Робертом Дэвидсоном из Абердина в Шотландии и питался от гальванических элементов (батарей). Таким образом, это был также самый ранний аккумуляторный электровоз. Позже Дэвидсон построил более крупный локомотив по имени Гальвани , выставленный на выставке Королевского шотландского общества искусств в 1841 году. Семитонный автомобиль имел два реактивных двигателя с прямым приводом , с фиксированными электромагнитами, действующими на стальные стержни, прикрепленные к деревянному цилиндру на каждой оси. и простые коммутаторы. Он буксировал груз массой шесть тонн со скоростью четыре мили в час (6 километров в час) на расстояние в полторы мили (2,4 километра). Он был испытан на железной дороге Эдинбурга и Глазго в сентябре следующего года, но ограниченная мощность от батарей помешала его общему использованию. Он был разрушен железнодорожниками, которые увидели в нем угрозу своей занятости. ^{[38] [39] [40]}

Вернер фон Сименс продемонстрировал электрическую железную дорогу в 1879 году в Берлине. Первая в мире линия электрического трамвая Gross-Lichterfelde Tramway открылась в Лихтерфельде недалеко от Берлина , Германия, в 1881 году. Она была построена компанией Siemens. Трамвай работал на постоянном токе 180 вольт, который питался по ходовым рельсам. В 1891 году путь был оборудован воздушным тросом и продлен до станции Берлин-Лихтерфельде Запад . В Electric Railway Volk в открытом в 1883 году в Брайтоне , Англия. Железная дорога все еще работает, что делает ее старейшей действующей электрической железной дорогой в мире. Также в 1883 году трамвай Мёдлинг и Хинтербрюльоткрылся недалеко от Вены в Австрии. Это была первая в мире регулярная линия трамвая с питанием от воздушной линии. Пять лет спустя в США в 1888 году на пассажирской железной дороге Ричмонд-Юнион впервые были внедрены электрические тележки с использованием оборудования, разработанного Фрэнком Дж. Спрагом . ^[41]

Первое использование электрификации на главной линии было на четырехмильном участке линии Балтиморского пояса железной дороги Балтимора и Огайо (B&O) в 1895 году, соединяющей основную часть B&O с новой линией, ведущей в Нью-Йорк через серию туннели по краям центра Балтимора. Электричество быстро стало предпочтительным источником энергии для метро, ​​чему способствовало изобретение Спрагом в 1897 году системы управления поездами с несколькими единицами. К началу 1900-х годов большинство уличных железных дорог было электрифицировано.

London Underground , старейший в мире метрополитен, открытый в 1863 году, и он начал работать электрические услуги , используя четвертую железнодорожную систему в 1890 году на города и Южном Лондоне железной дороги , в настоящее время часть лондонского метро Северной линии . Это была первая крупная железная дорога, в которой использовалась электрическая тяга . Это первая в мире глубокая электрическая железная дорога, она проходит от лондонского Сити под Темзой до Стоквелла на юге Лондона. ^[42]

Первый практический электровоз переменного тока был разработан Чарльзом Брауном , который тогда работал в компании Oerlikon , Цюрих. В 1891 году Браун продемонстрировал передачу электроэнергии на большие расстояния с использованием трехфазного переменного тока между гидроэлектростанцией в Лауффен- на -Неккаре и Франкфуртом-на-Майне на западе на расстояние 280 км. Используя опыт, полученный им во время работы на Джин Хейльманн над конструкциями паровых электрических локомотивов, Браун заметил, что трехфазные двигатели имеют более высокую удельную мощность, чем двигатели постоянного тока, и из-за отсутствия коммутатора, были проще в изготовлении и обслуживании. ^[43] Однако они были намного больше, чем двигатели постоянного тока того времени, и не могли быть установлены в подпольных тележках : их можно было перевозить только внутри локомотивов. ^[44]

В 1894 году венгерский инженер Кальман Кандо разработал новый тип трехфазных асинхронных электродвигателей и генераторов для электровозов. Проекты Кандо начала 1894 года были впервые применены в коротком трехфазном трамвае переменного тока в Эвиан-ле-Бен (Франция), который был построен между 1896 и 1898 годами. ^{[45] [46] [47] [48] [49]}

В 1896 году компания Oerlikon установила первый коммерческий образец системы на трамвае Лугано . Каждый 30-тонный локомотив имел два двигателя мощностью 110 кВт (150 л.с.), работающие от трехфазного тока 750 В 40 Гц, питаемые от двойных воздушных линий. Трехфазные двигатели работают с постоянной скоростью и обеспечивают рекуперативное торможение и хорошо подходят для крутых маршрутов, а первые трехфазные локомотивы для магистральных линий были поставлены Брауном (к тому времени в партнерстве с Вальтером Бовери ) в 1899 г. км. Линия Бургдорф – Тун , Швейцария.

Итальянские железные дороги первыми в мире внедрили электрическую тягу на всей длине магистрали, а не на ее коротком участке. 106-километровая линия Вальтеллина была открыта 4 сентября 1902 года по проекту Кандо и команды завода Ганца. ^{[50] [51]} Электрическая система была трехфазной на 3 кВ 15 Гц. В 1918 году ^[52] Кандо изобрел и разработал вращающийся фазовый преобразователь , позволивший электровозам использовать трехфазные двигатели при питании по единственному воздушному проводу, передавая простой однофазный переменный ток промышленной частоты (50 Гц) в высоковольтных национальных сетях. . ^[51]

Важный вклад в более широкое распространение тяги переменного тока внесла французская компания SNCF после Второй мировой войны. Компания провела испытания при переменном токе 50 Гц и установила его в качестве стандарта. После успешных испытаний SNCF частота 50 Гц, теперь также называемая промышленной частотой, была принята в качестве стандарта для магистральных линий по всему миру. ^[53]

Представлен дизельный двигатель [ править ]

Самые ранние зарегистрированные примеры двигателя внутреннего сгорания для железнодорожного транспорта включали прототип, разработанный Уильямом Дентом Пристманом , который был исследован сэром Уильямом Томсоном в 1888 году, который описал его как «[масляный двигатель Пристмана], установленный на грузовике, который работает на временном линия рельсов, чтобы показать приспособление бензинового двигателя для локомотивных целей ». . ^{[54] [55]} В 1894 году в доках Халла использовалась двухосная машина мощностью 20 л.с. (15 кВт), построенная братьями Пристман . ^[56]

В 1906 году Рудольф Дизель , Адольф Клозе и производитель паровых и дизельных двигателей Гебрюдер Зульцер основали компанию Diesel-Sulzer-Klose GmbH для производства дизельных локомотивов. Компания Sulzer производила дизельные двигатели с 1898 года. Прусские государственные железные дороги заказали у компании тепловоз в 1909 году. Первый в мире тепловоз с дизельным двигателем эксплуатировался летом 1912 года на железной дороге Винтертур – Романсхорн в Швейцарии, но не был Коммерческий успех. ^[57] Вес локомотива составлял 95 тонн, мощность - 883 кВт, максимальная скорость - 100 км / ч. ^[58] Небольшое количество прототипов тепловозов было произведено в ряде стран до середины 1920-х годов.

Значительный прорыв произошел в 1914 году, когда Герман Лемп , инженер-электрик General Electric , разработал и запатентовал надежную систему электрического управления постоянным током (последующие усовершенствования также были запатентованы Lemp). ^[59] В конструкции Лемпа использовался один рычаг для скоординированного управления двигателем и генератором, и он был прототипом для всех систем управления дизель-электрическим локомотивом . В 1914 году для Königlich-Sächsische Staatseisenbahnen ( Королевские саксонские государственные железные дороги ) компания Waggonfabrik Rastatt выпустила первые в мире функциональные дизель-электрические вагоны с электрооборудованием отBrown, Boveri & Cie и дизельные двигатели Swiss Sulzer AG . Они были классифицированы как DET 1 и DET 2 ( de.wiki ). Первое регулярное использование дизель-электрических локомотивов было в стрелочных переводах (маневровых). General Electric произвела несколько небольших коммутационных локомотивов в 1930-х годах (знаменитый « 44-тонный » стрелочный перевод был представлен в 1940 году) Westinghouse Electric и Болдуин сотрудничали в создании коммутационных локомотивов, начиная с 1929 года.

В 1929 году Канадские национальные железные дороги стали первой североамериканской железной дорогой, которая использовала дизельные двигатели для магистральных перевозок с двумя единицами, 9000 и 9001, от Westinghouse. ^[60]

Высокоскоростная железная дорога [ править ]

Хотя паровые и дизельные услуги достигая скорости до 200 км / ч было начато до 1960 - х годов в Европе, они были не очень успешными ^{[ править ]} .

Первая электрифицированная высокоскоростная железная дорога Токайдо Синкансэн была введена в 1964 году между Токио и Осакой в Японии. С тех пор высокоскоростной железнодорожный транспорт, работающий со скоростью до 300 км / ч и выше, был построен в Японии, Испании, Франции, Германии, Италии, Китайской Народной Республике, Тайване (Китайская Республика), Великобритании. , Южная Корея , Скандинавия , Бельгия и Нидерланды. Строительство многих из этих линий привело к резкому сокращению ближнемагистральных рейсов и автомобильного трафика между соединенными городами, такими как коридор Лондон – Париж – Брюссель, Мадрид – Барселона, Милан – Рим – Неаполь, а также многие другие крупные города. линий. ^{[ необходима цитата ]}

Высокоскоростные поезда обычно ездят по путям стандартной колеи из неразрезных рельсов на разделенной полосе отчуждения, что предусматривает большой радиус поворота в своей конструкции. Хотя высокоскоростные железные дороги чаще всего предназначены для пассажирских перевозок, некоторые высокоскоростные системы также предлагают грузовые перевозки.

Поезда [ править ]

Поезд - это соединенный ряд подвижных составов, движущихся по рельсам. Движение поезда обеспечивается отдельным локомотивом или отдельными двигателями в составе самоходных агрегатов. Большинство поездов несут коммерческую нагрузку, хотя существуют и некоммерческие вагоны для собственного использования железной дорогой, например, для обслуживания путей . Машинист (инженер в Северной Америке) управляет локомотивными или другими электрическими машинами, хотя люди двигатели и некоторые быстрые транзиты находятся под автоматическим управлением.

Перевозка [ править ]

Традиционно поезда тянут локомотивы. Это предполагает размещение одного или нескольких транспортных средств в передней части поезда, обеспечивающих достаточное тяговое усилие, чтобы выдержать вес целого поезда. Такое расположение остается доминирующим для грузовых поездов и часто используется для пассажирских поездов. В двухтактном поезде концевой пассажирский вагон оборудован кабиной машиниста, так что машинист может дистанционно управлять локомотивом. Это позволяет устранить один из недостатков поезда, буксируемого локомотивом, поскольку локомотив не нужно перемещать вперед каждый раз, когда поезд меняет направление. ССПС является транспортным средством , используемым для перевозки в любых пассажирах или грузов.

У составной части есть приводные колеса по всему поезду. Они используются в системах скоростного транспорта и трамвая, а также во многих пассажирских поездах ближнего и дальнего следования. Железнодорожный вагон является единым, автономным питанием автомобиля, и может быть электрический самоходным или питания от дизельного двигателя . Несколько единиц имеют кабину водителя на каждом конце единицы и были разработаны с учетом возможности создания электродвигателей и двигателей, достаточно маленьких, чтобы поместиться под автобусом. Есть только несколько единиц грузовых перевозок, большинство из которых являются высокоскоростными почтовыми поездами.

Движущая сила [ править ]

Паровозы - это локомотивы с паровым двигателем , обеспечивающим сцепление. Уголь , нефть или дрова сжигают в топке , кипятят воду в котле, чтобы создать пар под давлением. Пар проходит через дымовую коробку, а затем выходит через дымоход или дымовую трубу. При этом он приводит в действие поршень, который передает мощность непосредственно через шатун (США: главный стержень) и шатун (США: штифт) на ведущее колесо (главный привод США) или на кривошип.на ведущую ось. Паровозы были выведены из эксплуатации в большинстве частей мира из соображений экономии и безопасности, хотя многие из них сохранились в рабочем состоянии на старых железных дорогах .

Электровозы получают энергию от стационарного источника через контактный провод или третий рельс . Некоторые также или вместо этого используют батарею . В локомотивах, которые питаются переменным током высокого напряжения , трансформатор в локомотиве преобразует мощность высокого напряжения с низким током в низкий уровень напряжения с высоким током, который используется в тяговых двигателях , приводящих в действие колеса. Современные локомотивы могут использовать трехфазные асинхронные двигатели переменного тока или двигатели постоянного тока . Электровозы при определенных условиях - самая мощная тяга. ^{[ необходима цитата ]}Они также являются самыми дешевыми в эксплуатации, производят меньше шума и не загрязняют местный воздух. ^{[ необходима цитата ]} Однако они требуют больших капитальных вложений как в воздушные линии, так и в вспомогательную инфраструктуру, а также в генерирующую станцию, которая необходима для производства электроэнергии. Соответственно, электрическая тяга используется на городских сетях, линиях с интенсивным движением и на высокоскоростных рельсах.

В тепловозах в качестве тягача используется дизельный двигатель . Передача энергии может быть дизель-электрической , дизель-механической или дизель-гидравлической, но преобладает дизель-электрическая. Электродизельные локомотивы предназначены для работы как дизель-электрические на неэлектрифицированных участках и как электровозы на электрифицированных участках.

Альтернативные методы движущей силы включают магнитную левитацию , тягу на лошади, трос , силу тяжести, пневматику и газовую турбину .

Пассажирские поезда [ править ]

Пассажирский поезд курсирует между станциями, где пассажиры могут садиться и выходить. Наблюдение за поездом является обязанностью охранника / начальника поезда / проводника . Пассажирские поезда являются частью общественного транспорта и часто составляют основу движения автобусов, идущих до станций. Пассажирские поезда обеспечивают междугородние поездки на большие расстояния, ежедневные пригородные поездки или услуги местного городского транспорта, работая с различными транспортными средствами, рабочими скоростями, требованиями к полосе отчуждения и частотой обслуживания. Частота обслуживания часто выражается в количестве поездов в час (т / ч). ^[61]Пассажирские поезда обычно бывают двух типов: междугородные железнодорожные и внутригородские перевозки. В то время как междугородние железные дороги предполагают более высокие скорости, более длинные маршруты и более низкую частоту (обычно по расписанию), внутригородский транзит включает более низкие скорости, более короткие маршруты и более высокую частоту (особенно в часы пик). ^[62]

Междугородние поезда - это поезда дальнего следования, которые курсируют между городами с несколькими остановками. В поездах обычно есть такие удобства, как вагон-ресторан . Некоторые линии также предоставляют ночные перевозки со спальными вагонами . Некоторым поездам дальнего следования было дано определенное название . Региональные поезда - это поезда средней дальности, которые соединяют города с прилегающими районами или обеспечивают региональное сообщение, делая больше остановок и имея более низкую скорость. Пригородные поезда обслуживают пригороды городских районов, обеспечивая ежедневное транспортное сообщение. Железнодорожное сообщение с аэропортом обеспечивает быстрый доступ из центра города в аэропорты .

Высокоскоростные поезда - это специальные междугородние поезда, которые работают на гораздо более высоких скоростях, чем обычные железные дороги, причем предел считается от 200 до 350 километров в час (от 120 до 220 миль в час). Высокоскоростные поезда используются в основном для дальних перевозок, и большинство систем находится в Западной Европе и Восточной Азии. Поезда на магнитной подушке, такие как шанхайский поезд на магнитной подушке.используйте подъездные магниты, которые притягиваются вверх к нижней стороне рельсов, и эта линия достигает несколько более высоких пиковых скоростей при повседневной эксплуатации, чем обычные высокоскоростные железные дороги, хотя и только на короткие расстояния. Из-за повышенной скорости трассы для высокоскоростных железных дорог, как правило, имеют более широкие кривые, чем обычные железные дороги, но могут иметь более крутые уклоны, по которым легче преодолевать подъемы поездам с большой кинетической энергией.

Их высокая кинетическая энергия означает более высокое отношение мощности к тонне (например, 20 лошадиных сил на короткую тонну или 16 киловатт на тонну); это позволяет поездам ускоряться и поддерживать более высокие скорости и преодолевать крутые уклоны по мере нарастания импульса и его восстановления при спусках (снижение требований к выемке, насыпи и проходке туннелей). Поскольку на изгибы действуют поперечные силы, изгибы проектируются с максимально возможным радиусом. Все эти особенности резко отличаются от грузовых операций, что оправдывает эксклюзивные высокоскоростные железнодорожные линии, если это экономически целесообразно. ^[62]

Высокоскоростные железнодорожные перевозки - это междугородние железнодорожные перевозки, максимальная скорость которых выше, чем у обычных междугородных поездов, но не такая высокая, как у высокоскоростных железнодорожных служб. Эти услуги предоставляются после усовершенствования традиционной железнодорожной инфраструктуры для поддержки поездов, которые могут безопасно работать на более высоких скоростях.

Скоростной транзит - это внутригородская система, построенная в крупных городах и обладающая максимальной пропускной способностью среди всех систем пассажирского транспорта. Обычно он разделен на уровни и обычно строится под землей или на возвышении. На уровне улицы можно использовать трамваи меньшего размера . Легкие рельсы - это модернизированные трамваи, у которых есть свободный подъезд, собственная полоса отвода, а иногда и участки под землей. Монорельсовые дороги - это надземные системы средней грузоподъемности. А люди движителя является неуправляемым, классом разделенного поезда , который служит лишь несколько станций, как челнок. Из-за отсутствия единообразия систем скоростного транспорта маршруты маршрутов различаются, с разными полосами отвода (частная земля, обочина дороги, середина улицы) и геометрическими характеристиками.(резкие или широкие повороты, крутые или пологие уклоны). Например, чикагские поезда L созданы с очень короткими вагонами, чтобы преодолевать крутые повороты на кольце . В PATH в Нью-Джерси есть вагоны аналогичного размера, чтобы приспособиться к поворотам в туннелях за Гудзоном. BART из Сан-Франциско управляет большими автомобилями на своих маршрутах. ^[62]

Грузовые поезда [ править ]

Грузовой поезд перегон грузы с использованием грузовых вагонов специализированных для типа товаров. Грузовые поезда очень эффективны, с экономией на масштабе и высокой энергоэффективностью. ^[63] Однако их использование может быть сокращено из-за недостаточной гибкости, если есть необходимость перевалки в обоих концах маршрута из-за отсутствия путей к пунктам приема и доставки. Власти часто поощряют использование грузового железнодорожного транспорта из-за его известности. ^[64]

Контейнерные поезда стали в США бета-версией для перевозки насыпных грузов. Контейнеры можно легко перегрузить на другие виды транспорта, например на корабли и грузовики, с помощью кранов. Это пришло на смену товарному вагону (вагону), где груз нужно было загружать и выгружать в поезд вручную. Интермодальная контейнеризация грузов произвела революцию в отрасли логистики цепочки поставок , значительно снизив судовые издержки. В Европе вагоны с раздвижными стенками в значительной степени вытеснили обычные крытые вагоны . К другим типам автомобилей относятся рефрижераторы , складские вагоны для скота и автостоянки.для дорожных транспортных средств. Когда рельсы в сочетании с дорогой транспортировкой, roadrailer позволит прицепы для эксплуатации на поезд, что позволяет легко переход между автомобильным и железнодорожным транспортом.

Обработка насыпных грузов представляет собой ключевое преимущество для железнодорожного транспорта. Низкие или даже нулевые затраты на перевалку в сочетании с энергоэффективностью и низкими затратами на складские запасы позволяют поездам обрабатывать насыпные грузы намного дешевле, чем автомобильным транспортом. Типичный навалочный груз включает уголь, руду, зерно и жидкости. Насыпные грузы перевозятся в полувагонах , хопперах и цистернах .

Инфраструктура [ править ]

Отвод [ править ]

Железнодорожные пути прокладываются на землях, находящихся в собственности или арендованных железнодорожной компанией. Из-за желательности сохранения скромных уклонов рельсы часто будут прокладывать в обходных маршрутах в холмистой или гористой местности. Требования к длине маршрута и уклону могут быть уменьшены за счет использования чередующихся выемок , мостов и туннелей - все это может значительно увеличить капитальные затраты, необходимые для создания полосы отвода, при значительном сокращении эксплуатационных расходов и повышении скорости на большем радиусе кривые. В густонаселенных районах железные дороги иногда прокладывают в туннелях, чтобы минимизировать воздействие на существующие объекты.

Трек [ редактировать ]

Путь состоит из двух параллельных стальных рельсов, закрепленных перпендикулярно элементам, называемым шпалами ( шпалами ) из дерева, бетона, стали или пластика, чтобы поддерживать постоянное расстояние друг от друга или шириной колеи . Ширина колеи обычно подразделяется на стандартную колею (используется примерно на 55% существующих в мире железнодорожных линий), широкую колею и узкую колею . ^{[ необходимая цитата ]} В дополнение к ширине колеи, пути будут проложены в соответствии с габаритной шириной, которая определяет максимальную высоту и ширину для железнодорожных транспортных средств и их грузов для обеспечения безопасного проезда через мосты, туннели и другие конструкции.

Гусеница направляет конические колеса с фланцами, удерживая автомобили на рельсах без активного рулевого управления, что позволяет поездам быть намного длиннее, чем дорожные транспортные средства. Рельсы и шпалы обычно размещаются на фундаменте из спрессованной земли, поверх которого помещается балластный слой, чтобы распределять нагрузку от шпал и предотвращать коробление гусеницы, когда земля со временем оседает под весом транспортных средств. прохождение выше.

Балласт также служит средством отвода воды. Некоторые более современные пути на специальных участках крепятся напрямую без балласта. Гусеница может быть сборной или собранной на месте. Путем сваривания рельсов вместе для образования отрезков непрерывного сварного рельса можно противодействовать дополнительному износу подвижного состава, вызванному небольшим зазором на стыках между рельсами; это также способствует более тихой поездке.

На поворотах внешняя направляющая может находиться на более высоком уровне, чем внутренняя направляющая. Это называется виражом или наклоном . Это уменьшает силы, способные сместить гусеницу, и делает поездку более комфортной для стоящего скота и стоящих или сидящих пассажиров. Заданная величина виража наиболее эффективна в ограниченном диапазоне скоростей.

Стрелочные переводы , также известные как стрелочные переводы и стрелочные переводы, являются средством направления поезда на расходящийся участок пути. Laid аналогична обычная дорожка, точка , как правило , состоит из лягушки (общее пересечение), проверьте рельсы и два переключателя рельсов. Стрелочные рельсы можно перемещать влево или вправо под управлением системы сигнализации, чтобы определить, по какому пути будет следовать поезд.

Шипы в деревянных шпалах со временем могут ослабнуть, но расколотые и гнилые шпалы можно индивидуально заменить новыми деревянными шпалами или заменителями бетона. Бетонные стяжки также могут образовывать трещины или трещины, и их также можно заменить по отдельности. Если рельсы оседают из-за просадки грунта, их можно поднять с помощью специальной техники и утрамбовать дополнительный балласт под шпалами для выравнивания рельсов.

Периодически балласт необходимо снимать и заменять чистым балластом для обеспечения надлежащего дренажа. Водовыпускные трубы и другие проходы для воды должны быть чистыми, чтобы вода не забивалась полотном пути и не вызывала оползни. Там, где вдоль рек размещаются путепроводы, обычно устанавливают дополнительную защиту для предотвращения эрозии русла реки во время паводка. Мосты требуют осмотра и обслуживания, поскольку они подвергаются значительным скачкам напряжения за короткий период времени, когда проезжает тяжелый поезд.

Системы контроля поездов [ править ]

Осмотр железнодорожного оборудования важен для безопасного движения поездов. На железных дорогах мира используются многие типы детекторов дефектов . В этих устройствах используются технологии, которые варьируются от упрощенного манипулятора до инфракрасного и лазерного сканирования и даже ультразвукового анализа звука . Их использование позволило избежать многих железнодорожных аварий за 70 лет их эксплуатации.

Сигнализация [ править ]

Железнодорожная сигнализация - это система, используемая для безопасного управления железнодорожным движением и предотвращения столкновения поездов. Направляемые фиксированными рельсами, которые создают низкое трение, поезда однозначно чувствительны к столкновениям, поскольку они часто работают на скоростях, которые не позволяют им быстро останавливаться или в пределах видимости водителя; дорожные транспортные средства, которые сталкиваются с более высоким уровнем трения между резиновыми шинами и дорожным покрытием, имеют гораздо более короткий тормозной путь. Большинство форм управления поездом включают в себя передачу полномочий на движение от ответственных за каждый участок железнодорожной сети поездной бригаде. Не все методы требуют использования сигналов, а некоторые системы предназначены только для однопутных железных дорог.

Процесс сигнализации традиционно осуществляется в сигнальном ящике , небольшом здании, в котором находится рычажная рама, необходимая сигнальщику для управления переключателями и сигнальным оборудованием. Они размещаются в различных интервалах вдоль маршрута железной дороги, контролируя определенные участки пути. Более поздние технологические разработки сделали такую ​​операционную доктрину излишней с централизацией операций сигнализации на региональных диспетчерских. Этому способствовало более широкое использование компьютеров, позволяющих контролировать огромные участки пути из одного места. Распространенный метод блочной сигнализации делит путь на зоны, охраняемые комбинациями сигналов блокировки, правил работы и устройств автоматического управления, так что только один поезд может находиться в блоке в любой момент.

Электрификация [ править ]

Система электрификации обеспечивает поезда электроэнергией, поэтому они могут работать без первичного двигателя на борту. Это позволяет снизить эксплуатационные расходы, но требует больших капитальных вложений. Магистральные и трамвайные системы обычно имеют воздушные провода, которые свешиваются на столбах вдоль линии. Для скоростного транзита с разделением уровней иногда используется наземный третий рельс .

Электропитание может быть постоянным (DC) или переменным (AC). Наиболее распространенные напряжения постоянного тока составляют 600 и 750 В для трамвайных и скоростных систем и 1500 и 3000 В для магистралей. Две доминирующие системы переменного тока - 15 кВ и 25 кВ .

Станции [ править ]

Железнодорожная станция служит в качестве области , где пассажиры могут посадки и высадки из поездов. Товар станция является двор , который используется исключительно для погрузки и разгрузки грузов. На больших пассажирских станциях есть как минимум одно здание, обеспечивающее пассажирам такие удобства, как покупка билетов и еды. Небольшие станции обычно состоят только из платформы . Ранние станции иногда строились как с пассажирскими, так и с грузовыми помещениями. ^[65]

Платформы используются для обеспечения легкого доступа к поездам и связаны друг с другом подземными переходами , пешеходными мостами и железнодорожными переездами . Некоторые крупные станции построены как тупики , и поезда ходят только с одного направления. Меньшие станции обычно обслуживают местные жилые районы и могут иметь подключение к фидерным автобусам. Крупные станции, в частности центральные станции , служат основным узлом общественного транспорта в городе и имеют возможность пересадки между железнодорожными сообщениями и скоростным транспортом, трамваем или автобусом.

Операции [ править ]

Право собственности [ править ]

С 1980-х годов наблюдается усиление тенденции к разделению железнодорожных компаний, при этом компании, владеющие подвижным составом, отделены от компаний, владеющих инфраструктурой. Это особенно верно в Европе, где такой порядок требуется Европейским союзом. Это сделало возможным открытый доступ любого оператора поездов к любой части европейской железнодорожной сети. В Великобритании железнодорожные пути принадлежат государству , и их обслуживает, обслуживает и развивает государственный орган ( Network Rail ), а железнодорожные компании управляют поездами после приватизации в 1990-х годах . ^[66]

В США практически все железнодорожные сети и инфраструктура за пределами Северо-восточного коридора находятся в частной собственности грузовых линий. Пассажирские линии, в первую очередь Amtrak , действуют как арендаторы грузовых линий. Следовательно, операции должны быть тесно синхронизированы и координированы между грузовыми и пассажирскими железными дорогами, при этом пассажирские поезда часто отправляются принимающей грузовой железной дорогой. Благодаря этой общей системе, оба они регулируются Федеральным управлением железных дорог (FRA) и могут следовать рекомендациям AREMA для путевых работ и стандартам AAR для транспортных средств. ^[62]

Финансирование [ править ]

Основным источником доходов железнодорожных компаний является выручка от продажи билетов (для пассажирских перевозок) и сборов за перевозку грузов. Для часто путешествующих иногда доступны скидки и месячные абонементы (например, абонемент на поезд и абонемент на поезд ). Выручка от фрахта может быть продана за один контейнерный отсек или за целый поезд. Иногда грузоотправитель владеет машинами и арендует только транспортировку. Для пассажирского транспорта доход от рекламы может быть значительным.

Правительства могут выбрать субсидирование железнодорожных перевозок, поскольку у железнодорожного транспорта меньше внешних факторов, чем у других доминирующих видов транспорта. Если железнодорожная компания находится в государственной собственности, государство может просто предоставить прямые субсидии в обмен на увеличение производства. Если предприятия были приватизированы, доступны несколько вариантов. В некоторых странах есть система, в которой инфраструктура принадлежит государственному агентству или компании - с открытым доступом к путям для любой компании, отвечающей требованиям безопасности. В таких случаях государство может выбрать предоставление треков бесплатно или за плату, которая не покрывает все расходы. Это рассматривается как аналог предоставления правительством бесплатного доступа к дорогам. Для пассажирских перевозок прямая субсидия может выплачиваться государственному оператору, илиМожет быть проведен тендер на предоставление государственных услуг , и контракт с ограниченным сроком присуждения будет заключен с лицом, предложившим самую низкую цену. Общий объем субсидий ЕС на железнодорожные перевозки в 2005 году составил 73 миллиарда евро ^[67].

Компания Via Rail Canada и американская пассажирская железнодорожная компания Amtrak являются частными железнодорожными компаниями, зафрахтованными правительствами их соответствующих стран. Поскольку частные пассажирские перевозки сократились из-за конкуренции со стороны автомобилей и авиакомпаний, они стали акционерами Amtrak либо за наличные, либо за отказ от локомотивов и подвижного состава. Правительство субсидирует Amtrak, предоставляя стартовый капитал и компенсируя убытки в конце финансового года . ^{[68] [ необходима страница ]}

Безопасность [ править ]

Поезда могут двигаться с очень высокой скоростью, но они тяжелые, не могут отклоняться от маршрута и требуют больших расстояний для остановки. К возможным несчастным случаям относятся: сход с рельсов (выход за пределы трассы); столкновение с другим поездом; или столкновение с автомобилями, другими транспортными средствами или пешеходами на железнодорожных переездах, на долю которых приходится большая часть всех железнодорожных аварий и несчастных случаев. Чтобы свести к минимуму риск несчастных случаев, наиболее важными мерами безопасности являются строгие правила эксплуатации, например, железнодорожная сигнализация и разделение ворот или уровней на переходах. Свистки , колокольчики или гудки предупреждают о присутствии поезда, а сигналы у рельсов поддерживают расстояние между поездами.

Во многих высокоскоростных междугородних сетях, таких как японский Синкансэн , поезда ходят по выделенным железнодорожным линиям без каких-либо железнодорожных переездов. Это важный элемент безопасности системы, поскольку он эффективно исключает возможность столкновения с автомобилями, другими транспортными средствами или пешеходами и значительно снижает вероятность столкновения с другими поездами. Еще одним преимуществом является то, что услуги в междугородной сети остаются пунктуальными.

Техническое обслуживание [ править ]

Как и в любом инфраструктуры актива, железные дороги должны идти в ноге с периодической проверкой и техническим обслуживанием для того , чтобы свести к минимуму влияния сбоев инфраструктуры , которые могут нарушить работу грузовых доходов и пассажирские перевозки. Поскольку пассажиры считаются наиболее важным грузом и обычно работают на более высоких скоростях, крутых склонах и с большей пропускной способностью / частотой, их линии особенно важны. Практика проверки включает в себя геометрию гусениц или пешеходный осмотр. Обслуживание кривой, особенно для транспортных услуг, включает замеры, затяжку крепежных деталей и замену рельсов.

Гофрирование рельсов - обычная проблема для транспортных систем из-за большого количества проходов для легких осей и колес, что приводит к шлифованию поверхности раздела колесо / рельс. Поскольку техническое обслуживание может совпадать с операциями, необходимо тщательно соблюдать периоды технического обслуживания (ночные часы, непиковые часы, изменение расписания поездов или маршрутов). Кроме того, во время работ по техническому обслуживанию (ограждения между путями, надлежащее хранение материалов, уведомления о работе путей, опасности оборудования вблизи штатов) необходимо всегда учитывать безопасность пассажиров. Иногда проблемы с доступом для обслуживания могут возникать из-за туннелей, эстакад и перегруженных городских пейзажей. Здесь используется специализированное оборудование или уменьшенные версии обычных средств обслуживания. ^[62]

В отличие от автомагистралей или дорожных сетей, пропускная способность которых разбита на несвязанные маршруты по отдельным сегментам маршрута, пропускная способность железных дорог по сути считается сетевой системой. В результате многие компоненты являются причинами и следствиями системных сбоев. Техническое обслуживание должно учитывать широкий спектр характеристик маршрута (тип движения поездов, пункт отправления / назначения, сезонные воздействия), пропускную способность линии (длина, рельеф, количество путей, типы управления поездом), пропускную способность поездов (максимальные скорости, ускорение / замедление ставки), а также особенности обслуживания с общими грузопассажирскими путями (подъездные пути, пропускная способность терминалов, маршруты переключения и тип конструкции). ^[62]

Социальные, экономические и энергетические аспекты [ править ]

Энергия [ править ]

Железнодорожный транспорт является энергоэффективным ^[71], но капиталоемким ^[72] видом механизированного наземного транспорта. Гусеницы обеспечивают гладкую и твердую поверхность, по которой колеса поезда могут катиться с относительно низким уровнем трения. Для перемещения транспортного средства по среде (суше, морю или воздуху) и / или через нее необходимо, чтобы оно преодолевало сопротивление движению, вызванное трением. Общее сопротивление наземного транспортного средства (в фунтах или ньютонах ) является квадратичной функцией скорости транспортного средства:

${\displaystyle \qquad \qquad R=a+bv+cv^{2}}$

куда:

R обозначает полное сопротивление

а обозначает начальное постоянное сопротивление

b обозначает константу, связанную со скоростью

c обозначает константу, которая зависит от формы, площади лобовой части и сторон транспортного средства.

v обозначает скорость

v ² обозначает скорость в квадрате ^[62]

По сути, сопротивление различается между точкой контакта транспортного средства и поверхностью проезжей части. Металлические колеса на металлических рельсах имеют значительное преимущество в преодолении сопротивления по сравнению с колесами с резиновыми шинами на любом дорожном покрытии (железная дорога - 0,001 г при 10 милях в час (16 км / ч) и 0,024 г при 60 милях в час (97 км / ч). ч); грузовик - 0,009 г при 10 милях в час (16 км / ч) и 0,090 при 60 милях в час (97 км / ч)). С точки зрения грузоподъемности, сочетающей скорость и размер перемещаемого за день:

• человек - может нести 100 фунтов (45 кг) на 20 миль (32 км) в день или 1 тонну / день (1,5 ткм / день)
• лошадь и тачка - перевозка 4 тми / день (5,8 ткм / день)
• телега на хорошем асфальте - 10 т / сутки (14 ткм / сутки)
• полностью утилитарный грузовик - может перевозить 20 000 ткм / день (29 000 ткм / день) ^{[ необходима ссылка ]}
• поезд дальнего следования - может перевезти 500 000 т / м / день (730 000 ткм / день) ^[62] Большинство поездов уезжают с дороги на 250–400 грузовиков, что делает дорогу более безопасной.

Что касается отношения мощности к весу, для тихоходной баржи требуется 0,2 лошадиных силы на короткую тонну (0,16 кВт / т), для железной дороги и трубопровода требуется 2,5 лошадиных силы на короткую тонну (2,1 кВт / т), а для грузовика требуется 10 лошадиных сил на каждую тонну. короткая тонна (8,2 кВт / т). Однако на более высоких скоростях железная дорога преодолевает баржу и оказывается наиболее экономичной. ^[62]

Например, типичный современный вагон может вместить до 113 тонн (125 коротких тонн) груза на двух четырехколесных тележках . Гусеница распределяет вес поезда равномерно, позволяя значительно увеличить нагрузку на ось и колесо по сравнению с автомобильным транспортом, что приводит к меньшему износу на постоянном пути. Это может сэкономить энергию по сравнению с другими видами транспорта, такими как автомобильный транспорт, который зависит от трения между резиновыми шинами и дорогой. Поезда имеют небольшую переднюю поверхность по сравнению с грузом, который они перевозят, что снижает сопротивление воздуха и, следовательно, потребление энергии.

Кроме того, наличие рельсового пути, направляющего колеса, позволяет тянуть очень длинные поезда одним или несколькими двигателями и управлять одним оператором даже на поворотах, что позволяет экономить на масштабе как в рабочей силе, так и в использовании энергии; Напротив, в автомобильном транспорте более двух сочленений вызывают « рыбий хвост» и делают транспортное средство небезопасным.

Энергоэффективность [ править ]

Принимая во внимание только энергию, затрачиваемую на перемещение транспортных средств, и на примере городской зоны Лиссабона , электрические поезда кажутся в среднем в 20 раз более эффективными, чем автомобили для перевозки пассажиров, если рассматривать энергию, затрачиваемую на расстояние одного пассажира. с аналогичным коэффициентом занятости. ^[73] Принимая во внимание автомобиль с расходом топлива около 6 л / 100 км (47 миль на галлон ‑ _имп ; 39 миль на галлон ‑ _США ) топлива, средняя вместимость автомобиля в Европе составляет около 1,2 пассажира на автомобиль (коэффициент занятости около 24%. ) и что один литр топливасоставляет около 8,8 кВтч (32 МДж), что в среднем составляет 441 Втч (1590 кДж) на пассажиро-километр. Это можно сравнить с современным поездом со средней загруженностью 20% и потреблением около 8,5 кВт⋅ч / км (31 МДж / км; 13,7 кВт⋅ч / миль), что соответствует 21,5 Втч (77 кДж) на пассажиро-километр. , В 20 раз меньше легкового.

Использование [ править ]

Благодаря этим преимуществам железнодорожный транспорт является основным видом пассажирских и грузовых перевозок во многих странах. ^[72] Он широко распространен в Европе с интегрированной сетью, охватывающей практически весь континент. В Индии, Китае, Южной Корее и Японии многие миллионы людей используют поезда в качестве регулярного транспорта. В Северной Америке грузовой железнодорожный транспорт широко распространен и широко используется, но междугородные пассажирские железнодорожные перевозки относительно редки за пределами Северо-восточного коридора из-за возросшего предпочтения других видов транспорта, особенно автомобилей и самолетов. ^{[68] [ необходима страница ] [74]}Южная Африка, Северная Африка и Аргентина имеют разветвленную железнодорожную сеть, но некоторые железные дороги в других частях Африки и Южной Америки являются изолированными линиями. Австралия имеет в целом разреженную сеть, соответствующую ее плотности населения, но есть районы со значительными сетями, особенно на юго-востоке. В дополнение к ранее существовавшей трансконтинентальной линии восток-запад в Австралии была построена линия с севера на юг. Самая высокая железная дорога в мире - это линия до Лхасы в Тибете ^[75], частично пролегающая по территории вечной мерзлоты. В Западной Европе самая высокая плотность железных дорог в мире, и многие отдельные поезда ходят там через несколько стран, несмотря на технические и организационные различия в каждой национальной сети.

Социальные и экономические выгоды [ править ]

Модернизация [ править ]

Железные дороги играют центральную роль в формировании современности и идей прогресса. ^[76]Процесс модернизации в XIX веке включал переход от пространственно ориентированного мира к ориентированному на время миру. Точное время было очень важно, и каждый должен был знать, какое время. В результате появились башни для часов на вокзалах, часы в общественных местах, карманные часы для железнодорожников и путешественников. Поезда уходили вовремя (раньше никогда не уходили). Напротив, в досовременную эпоху пассажирские корабли уходили, когда у капитана было достаточно пассажиров. В досовременную эпоху местное время устанавливали на полдень, когда солнце было на пике. В каждом месте с востока на запад было разное время, и это изменилось с введением стандартных часовых поясов. Печатные расписания были удобны для путешественников, но более сложные расписания, называемые заказами поездов, были еще более важны для поездных бригад, ремонтных рабочих, персонала станции, а также для ремонтных и обслуживающих бригад, которые знали, когда ожидать прибытия поезда. Большинство путей было однопутным, с разъездами и сигналами, позволяющими отклонять поезда с более низким приоритетом. Расписания рассказывали всем, что делать, где быть и когда именно. Если плохая погода нарушала работу системы, телеграфисты немедленно передавали исправления и обновления по всей системе. Подобно тому, как железные дороги как бизнес-организации создали стандарты и модели для современного крупного бизнеса, расписание движения поездов также было адаптировано для бесчисленных применений, таких как расписания автобусов, паромов и самолетов, для радио- и телевизионных программ, для школьных расписаний, для заводов. часы времени. В современном мире правят часы и расписание. ^[77]

Модель корпоративного управления [ править ]

По словам историка Генри Адамса, система железных дорог требовала:

энергия поколения, поскольку для этого требовалось создание всего нового оборудования - капитала, банков, шахт, печей, магазинов, электростанций, технических знаний, механического населения, вместе с постоянным изменением социальных и политических привычек, идей, и институты, соответствующие новым масштабам и новым условиям. Поколение между 1865 и 1895 годами уже было заложено железными дорогами, и никто не знал этого лучше, чем само поколение. ^[78]

Воздействие можно оценить по пяти аспектам: судоходство, финансы, менеджмент, карьера и реакция населения.

Доставка грузов и пассажиров [ править ]

Сначала они предоставили высокоэффективную сеть для перевозки грузов и пассажиров на большом национальном рынке. Результатом стало трансформирующее воздействие на большинство секторов экономики, включая производство, розничную и оптовую торговлю, сельское хозяйство и финансы. Теперь у Соединенных Штатов был интегрированный национальный рынок размером практически с Европу, без внутренних барьеров или тарифов, все поддерживаемый общим языком, финансовой системой и общей правовой системой. ^[79]

Основа частной финансовой системы [ править ]

Финансирование железных дорог послужило основой для резкого расширения частной (негосударственной) финансовой системы. Строительство железных дорог было намного дороже заводов. В 1860 году общая сумма акций и облигаций железных дорог составляла 1,8 миллиарда долларов; В 1897 году он достиг 10,6 миллиарда долларов (по сравнению с общим государственным долгом в 1,2 миллиарда долларов). ^[80] Финансирование поступало от финансистов со всего Северо-Востока и из Европы, особенно из Великобритании. ^[81] Около 10 процентов финансирования поступило от государства, особенно в форме земельных грантов, которые могут быть реализованы при открытии определенного количества путей. ^[82]Формирующаяся американская финансовая система была основана на железнодорожных облигациях. К 1860 году Нью-Йорк был доминирующим финансовым рынком. Британцы вложили значительные средства в железные дороги по всему миру, но больше всего в Соединенных Штатах; К 1914 году общая сумма составила около 3 миллиардов долларов. В 1914–1917 годах они ликвидировали свои американские активы для оплаты военных поставок. ^{[83] [84]}

Изобретая современный менеджмент [ править ]

Руководство железной дороги разработало сложные системы, которые могли справиться с гораздо более сложными одновременными отношениями, чем мог бы мечтать местный владелец фабрики, который мог патрулировать каждую часть своей фабрики за считанные часы. Инженеры-строители стали высшим руководством железных дорог. Ведущими американскими новаторами были Западная железная дорога Массачусетса и железная дорога Балтимора и Огайо в 1840-х годах, Эри в 1850-х и Пенсильвания в 1860-х. ^[85]

Карьерный путь [ править ]

Железные дороги изобрели карьерный путь в частном секторе как для рабочих, так и для белых воротничков. Железная дорога стала для молодых людей карьерой всей жизни; женщин почти никогда не нанимали. Типичный карьерный путь: молодой человек, нанятый в 18 лет рабочим в магазине, будет повышен до квалифицированного механика в 24 года, тормозного мастера в 25 лет, грузового кондуктора в 27 и пассажирского кондуктора в 57 лет. очерчены. Образованные молодые люди начинали с канцелярской или статистической работы, а затем перешли к агентам станций или бюрократам в штаб-квартире дивизии или центрального управления. На каждом уровне у них было все больше и больше знаний, опыта и человеческого капитала.. Их было очень трудно заменить, им практически гарантировалась постоянная работа, предоставлялась страховка и медицинское обслуживание. Наем, увольнение и ставки заработной платы устанавливались не мастерами, а центральными администраторами, чтобы свести к минимуму фаворитизм и личные конфликты. Все делалось по книге, посредством которой все более сложный набор правил диктовал каждому, что именно следует делать в любых обстоятельствах, и в точности, каковы будут их звания и зарплата. К 1880-м годам карьерные железнодорожники уходили на пенсию, и для них были изобретены пенсионные системы. ^[86]

Транспорт [ править ]

Железные дороги способствуют повышению социальной активности и экономической конкурентоспособности, доставляя множество клиентов и рабочих в центры городов и пригороды . Гонконг признал железную дорогу «основой системы общественного транспорта » и в этом качестве разработал свою франчайзинговую автобусную систему и дорожную инфраструктуру в полном соответствии со своими железнодорожными услугами. ^[87] Крупные города Китая, такие как Пекин , Шанхай и Гуанчжоу, признают железнодорожные транзитные линии в качестве основы, а автобусные линии - в качестве основной части своих городских транспортных систем. ^[88] Японский Синкансэнбыл построен для удовлетворения растущего спроса на перевозки в «сердце промышленности и экономики Японии», расположенном на линии Токио - Кобе . ^[89]

Роли военного времени и воздушные цели [ править ]

В десятилетие 1863-70 гг. Интенсивное использование железных дорог во время Гражданской войны в США ^[90] и в войнах Германии против Австрии и Франции ^[91] обеспечило скорость передвижения, неслыханную во времена лошадей. На протяжении большей части 20-го века железная дорога была ключевым элементом военных планов для быстрой военной мобилизации , позволяя быстро и эффективно транспортировать большое количество резервистов к их пунктам сбора и солдат пехоты к линиям фронта. ^[92] Западному фронту во Франции во время Первой мировой войны требовалось много эшелонов с боеприпасами в день. ^[93] Железнодорожные станции и мосты в Германии и оккупированной Франции были главными целями авиации союзников во Второй мировой войне. ^[94]

Положительное влияние [ править ]

Железные дороги направляют рост в сторону плотных городских агломераций и вдоль их артерий, ^{[ цитата необходима ]} в отличие от расширения шоссе , что свидетельствует о транспортной политике США, которая поощряет развитие пригородов на периферии, способствуя увеличению пробега транспортных средств , выбросам углерода , развитию зеленые поля и истощение природных резервов . ^{[ сомнительно - обсудить ] [ необходима цитата ]} Эти меры переоценивают городские пространства, местные налоги ,^[95] жилищные ценности и содействие развитию смешанного использования . ^{[96] [97]}

Отрицательные воздействия [ править ]

Брайант Чад обнаружил, что в Австрии в 1840-х годах появление железных дорог и паровозов разозлило местных жителей из-за шума, запаха и загрязнения, вызванного поездами, а также из-за ущерба, нанесенного домам и окружающей земле сажей и раскаленными углями двигателя; и поскольку большинство путешествий было очень местным, обычные люди редко пользовались новой линией. ^[98]

Загрязнение [ править ]

Исследование, проведенное в 2018 году, показало, что открытие пекинского метро вызвало сокращение «большей концентрации загрязнителей воздуха (PM2,5, PM10, SO2, NO2 и CO), но мало повлияло на загрязнение озоном». ^[99]

Современная железная дорога как индикатор экономического развития [ править ]

Европейские экономисты , занимающиеся вопросами развития , утверждают, что наличие современной железнодорожной инфраструктуры является важным показателем экономического прогресса страны: эта перспектива, в частности, проиллюстрирована с помощью Индекса базовой инфраструктуры железнодорожного транспорта (известного как индекс BRTI). ^[100]

Субсидии [ править ]

Азия [ править ]

Китай [ править ]

В 2014 году общие расходы Китая на железнодорожные перевозки составили 130 миллиардов долларов и, вероятно, останутся на том же уровне до конца следующего пятилетнего периода страны (2016–2020 годы). ^{[ необходима цитата ]}

Индия [ править ]

В индийских железных дорог субсидируется около ₹ 260000000000 (US $ 3,6 млрд), из которых около 60% идет на пригородных железнодорожных и ближнемагистральных поездок. ^[101]

Европа [ править ]

Согласно Индексу производительности европейских железных дорог 2017 года по интенсивности использования, качеству обслуживания и показателям безопасности, европейские национальные железнодорожные системы высшего уровня состоят из Швейцарии, Дании, Финляндии, Германии, Австрии, Швеции и Франции. ^[102] Уровни эффективности показывают положительную корреляцию между государственными затратами и производительностью данной железнодорожной системы, а также выявляют различия в стоимости, которую страны получают в обмен на свои государственные затраты. Дания, Финляндия, Франция, Германия, Нидерланды, Швеция и Швейцария демонстрируют относительно высокое соотношение цены и качества, в то время как Люксембург, Бельгия, Латвия, Словакия, Португалия, Румыния и Болгария уступают по среднему соотношению производительности и стоимости среди европейских стран. страны. ^[103]

Страна	Субсидия в миллиардах евро	Год
Германия	17.0	2014 [105]
Франция	13,2	2013 [106]
Италия	8.1	2009 [107]
Швейцария	5,8	2012 [108]
Испания	5.1	2015 [109]
объединенное Королевство	4.5	2015 [110]
Бельгия	3,4	2008 [104]
Нидерланды	2,5	2014 [111]
Австрия	2.3	2009 [104]
Дания	1,7	2008 [104]
Швеция	1.6	2009 [112]
Польша	1.4	2008 [113]
Ирландия	0,91	2008 [113]

Россия [ править ]

В 2016 году ОАО «РЖД» получило от государства 94,9 млрд рублей (около 1,4 млрд долларов США). ^[114]

Северная Америка [ править ]

Соединенные Штаты [ править ]

В 2015 году финансирование из федерального правительства США на железнодорожный вокзал составил около US $ 1,4 млрд. ^[115] К 2018 г. ассигнованное финансирование увеличилось примерно до 1,9 млрд долларов США. ^[116]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Примечания [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Бертон, Энтони. Железнодорожная империя: как Британия подарила миру железные дороги (2018) отрывок
• Пей, Кристофер. Железные дороги мира: история и развитие железнодорожного транспорта (Chartwell Books, 2001).
• Вера, Николай. Мир, созданный железными дорогами (2014) отрывок
• Фриман, Майкл. «Железная дорога как культурная метафора:« Что за история железных дорог? » Пересмотрено ". Журнал истории транспорта 20.2 (1999): 160-167.
• Мукхопадхьяй, Апараджита. Имперская технология и «родное» агентство: социальная история железных дорог в колониальной Индии, 1850–1920 гг. (Тейлор и Фрэнсис, 2018).
• Нок, OS Паровые железные дороги в ретроспективе (1966), онлайн
• Нок, OS Railways в зените пара, 1920-40 (1970) онлайн
• Нок, OS Railways в годы превосходства 1905-1919 (1971) онлайн
• Нок, OS Railways в годы становления, 1851-1895 (1973) онлайн
• Нок, О. С. Железные дороги в переходный период от пара, 1940-1965 (1974) онлайн
• Нок, OS Railways тогда и сейчас: всемирная история (1975) онлайн
• Нок, OS Железные дороги Западной Европы (1977) онлайн
• Нок, OS Железные дороги Азии и Дальнего Востока (1978)
• Нок, OS Всемирный атлас железных дорог (1978) онлайн
• Нок, OS Railways США (1979) онлайн
• Нок, О.С. 150 лет магистральным железным дорогам (1980) онлайн
• Пири, Гордон. «Отслеживание железнодорожных историй». Журнал истории транспорта 35.2 (2014): 242–248.
• Савай, Минору, изд. Развитие железнодорожных технологий в Восточной Азии в сравнительной перспективе (#Sringer, 2017)
• Журнал "Поезда". Исторический справочник по североамериканским железным дорогам (3-е изд. 2014 г.)
• Вольмар, Кристиан. Кровь, железо и золото: как железные дороги изменили мир (Public Affairs, 2011).

Внешние ссылки [ править ]

В Wikiquote есть цитаты, связанные с: Железнодорожный транспорт

Викискладе есть медиафайлы по теме железнодорожного транспорта .

Найдите железную дорогу в Викисловаре, бесплатном словаре.

В Wikivoyage есть путеводитель по железнодорожным путешествиям .