El transporte por ferrocarril
Antecedentes
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El transporte por ferrocarril es un medio de transporte de pasajeros y mercanc??as a trav??s de veh??culos de ruedas que se ejecuta en v??as del tren. En contraste con el transporte por carretera, donde los veh??culos s??lo se ejecutan sobre una superficie preparada, veh??culos ferroviarios est??n tambi??n direccionalmente guiado por las pistas en las que se ejecutan. Track lo general consiste de acero ra??les instalados en traviesas / lazos y lastre, en la que el material rodante, por lo general equipado con ruedas de metal, se mueve. Sin embargo, otras variaciones tambi??n son posibles, como v??a en placa, donde los carriles est??n fijados a una base de hormig??n que descansa sobre un subsuelo preparado.
El material rodante en los sistemas de transporte ferroviario en general, tiene una menor resistencia de fricci??n en comparaci??n con los veh??culos de carretera y los coches de viajeros y mercanc??as (coches y vagones) se puede acoplar en largos trenes . La la operaci??n se lleva a cabo por una empresa ferroviaria, proporcionando transporte entre estaciones de tren o instalaciones de clientes de carga. La energ??a es proporcionada por locomotoras que o bien dibujan energ??a el??ctrica de una sistema de electrificaci??n ferroviaria o producir su propio poder, por lo general por motores diesel. La mayor??a de las pistas son acompa??ados por un sistema de se??alizaci??n. Los ferrocarriles son un sistema de transporte terrestre segura en comparaci??n con otras formas de transporte. El transporte ferroviario es capaz de altos niveles de pasajeros y la utilizaci??n de la carga y la eficiencia energ??tica, pero a menudo es menos flexible y m??s de capital -Intensivo de transporte por carretera es, cuando se consideran los niveles de tr??fico inferiores.
Los m??s antiguos, ferrocarriles hombre de ce??ida datan del siglo sexto antes de Cristo, con Periandro, una de las Siete Sabios de Grecia, acreditados con su invenci??n. El transporte ferroviario floreci?? despu??s del desarrollo brit??nico de la m??quina de vapor como fuente viable de poder en los siglos 18 y 19. Con las m??quinas de vapor, era posible construir v??as de ferrocarril, que eran un componente clave de la revoluci??n industrial . Tambi??n, ferrocarriles redujeron los costos de env??o, y permitieron menos bienes perdidos. El cambio de los canales a los ferrocarriles permitieron "mercados nacionales" en el que los precios variaban muy poco de ciudad en ciudad. Los estudios han demostrado que la invenci??n y el desarrollo del ferrocarril en Europa fue uno de los m??s importantes inventos tecnol??gicos de finales del siglo 19 por los Estados Unidos, sin la cual, el PIB habr??a sido inferior en un 7,0% en 1890. En la d??cada de 1880, electrificada trenes se introdujeron, y tambi??n los primeros tranv??as y sistemas de tr??nsito r??pido entr?? en vigor. A partir de la d??cada de 1940, los ferrocarriles no electrificados en la mayor??a de los pa??ses ten??an su vapor locomotoras sustituido por locomotoras diesel-el??ctricas, con el proceso de ser casi completo en el a??o 2000. Durante la d??cada de 1960, electrificadas sistemas ferroviarios de alta velocidad se introdujeron en Jap??n y algunos otros pa??ses. Otras formas de transporte terrestre guiado fuera de las definiciones de ferrocarril tradicionales, como monorra??l o maglev , se han intentado, pero han tenido un uso limitado.
Historia
La historia del crecimiento, decadencia y resurgimiento del transporte ferroviario se puede dividir en varios per??odos discretas definidas por los principales medios de propulsi??n utilizados.
Pre-vapor
La evidencia m??s temprana de un ferrocarril fue un 6 kil??metros (3.7 millas) Diolkos wagonway, que transportan los barcos a trav??s de la Corinto istmo en Grecia durante el siglo sexto antes de Cristo. Camiones empujados por esclavos corrieron en surcos en la piedra caliza, que proporcionaron el elemento de pista. Los Diolkos corri?? durante m??s de 600 a??os.
Ferrocarriles comenzaron reapareciendo en Europa despu??s de la Edad Media . El registro m??s antiguo conocido de un ferrocarril en Europa a partir de este per??odo es una vidriera en el Ministro de Friburgo en Alemania, que data de alrededor de 1350. En 1515, Cardenal Matth??us Lang escribi?? una descripci??n de la Reisszug, una funicular en el Castillo de Hohensalzburg en Austria . La l??nea originalmente utilizado rieles de madera y un cuerda de c????amo transporte, y fue operado por el poder humano o animal. Todav??a existe la l??nea, aunque de forma actualizada, y es uno de los ferrocarriles m??s antiguos a??n funcionando.
En 1550, ferrocarriles de v??a estrecha con barandas de madera eran comunes en las minas de Europa. En el siglo 17, wagonways madera eran comunes en el Reino Unido para el transporte de carb??n desde las minas hasta los muelles del canal para el transbordo a los barcos. Ferroviario en funcionamiento m??s antiguo del mundo, construido en 1758, es el Middleton Ferrocarril en Leeds . En 1764, la primera ferrocarril gravedad en los Estados Unidos fue construido en Lewiston, Nueva York. El primer tranv??a permanente era el Leiper ferrocarril en 1810.
El primer ferrocarril placa de hierro hecho con placas de fundici??n en la parte superior de los carriles de madera, se tuvo en uso en 1768. Esto permiti?? una variaci??n de man??metro para ser utilizado. Al principio s??lo bucles de globo se podr??an utilizar para el torneado, pero m??s tarde, puntos m??viles se tuvieron en uso que permiti?? para la conmutaci??n. Desde la d??cada de 1790, Canales de bordes de hierro comenzaron a aparecer en el Reino Unido. En 1803, William Jessop abri?? la Surrey hierro de ferrocarril en el sur de Londres, podr??a decirse que el primer ferrocarril p??blico de caballos del mundo. La invenci??n de la barandilla de hierro forjado por John Birkinshaw en 1820 permiti?? a los cortos, quebradizos, ya menudo desiguales rieles de hierro, emitidos para extender a 15 pies (4,6 m) de longitud. Estos fueron sucedidos por acero en 1857.
Edad de vapor
El desarrollo de la m??quina de vapor durante la revoluci??n industrial en el Reino Unido impuls?? las ideas para el m??vil locomotoras de vapor que podr??an remolcar trenes en las v??as. James Watt motores de vapor patentado 's de 1769 (revisada en 1782) fueron los motores de baja presi??n pesados que no eran adecuados para su uso en las locomotoras. Sin embargo, en 1804, el uso de vapor a alta presi??n, Richard Trevithick demostr?? el primer Tren de la locomotora de ce??ida en Merthyr Tydfil, Reino Unido. Acompa??ado con Andrew Vivian, funcion?? con ??xito desigual, rompiendo algunas de las placas de hierro fundido quebradizas. Dos a??os m??s tarde, el primer pasajero ferrocarril tirado por caballos se abri?? cerca entre Swansea y Refunfu??os.
Primeros ferrocarriles de vapor brit??nicos
En 1811, John Blenkinsop dise???? el primer ferrocarril ??xito y pr??ctico locomotora-a cremallera trabaj?? por una locomotora de vapor entre Middleton Colliery y Leeds en el Middleton Ferrocarril. La locomotora, Salamanca, fue construido el a??o siguiente. En 1825, George Stephenson construy?? el Locomotion para el Stockton y Darlington Railway, al noreste de Inglaterra, que fue el primer tren de vapor p??blica en el mundo. En 1829, construy?? El cohete, que fue introducido en y gan?? los ensayos de Rainhill . Este ??xito llev?? a Stephenson establecer su empresa como el constructor preeminente de las locomotoras de vapor utilizados en los ferrocarriles en el Reino Unido, los Estados Unidos y gran parte de Europa.
En 1830, la primera tren interurbano, el ferrocarril Liverpool-Manchester , abri??. El indicador es el usado para las primeras wagonways y hab??a sido adoptado para el Stockton y Darlington Railway. El 1435 mm (4 pies 8 1/2 pulgadas) de ancho se conoc??a como el internacional ancho de v??a est??ndar, utilizado por cerca del 60% de los ferrocarriles del mundo. Esto estimul?? la expansi??n del transporte ferroviario fuera del Reino Unido.
A principios de la d??cada de 1850, Gran Breta??a ten??a m??s de 7.000 kil??metros de ferrocarril, "un logro impresionante dado que hab??an transcurrido veinte a??os desde la apertura del ferrocarril Liverpool-Manchester.
Los primeros ferrocarriles en los EE.UU.
Ferrocarriles (como se les conoce en los EE.UU.) fueron construidos en una escala mucho m??s grande que los de la Europa continental, tanto en t??rminos de las distancias recorridas y tambi??n en la g??libo adoptado, lo que permiti?? a las locomotoras m??s pesadas y trenes de dos pisos.
La era del ferrocarril en los Estados Unidos comenz?? en 1830, cuando la locomotora de Peter Cooper, Tom Thumb, primero al vapor a lo largo de 13 millas (21 km) de Baltimore y Ohio v??a f??rrea. En 1833, segundo ferrocarril de la naci??n corri?? 136 millas (219 km) de Charleston a Hamburgo, en Carolina del Sur. No fue sino hasta la d??cada de 1850, sin embargo, ferrocarriles ofrecen servicio de larga distancia a precios razonables. Un viaje desde Filadelfia a Charleston incluy?? ocho calibres diferentes, lo que significaba que los pasajeros y de carga tuvieron que cambiar de tren en siete ocasiones. S??lo en lugares como Bowling Green, Kentucky, los ferrocarriles estaban conectados el uno al otro.
La Baltimore y Ohio, que abri?? sus puertas en el a??o 1830 fue el primero en evolucionar desde una sola l??nea a la red en los Estados Unidos. Hacia 1831, un tren de vapor conectada Albany y Schenectady, Nueva York, una distancia de 16 millas, que fue cubierto en 40 minutos.
Los a??os entre 1850 y 1890 tuvieron un crecimiento fenomenal en el sistema ferroviario de Estados Unidos, que en su apogeo constituy?? un tercio del kilometraje total del mundo. Aunque la guerra civil americana coloca el cese temporal de las principales novedades, el conflicto s?? demostr?? la enorme importancia estrat??gica de los ferrocarriles en tiempos de guerra. Despu??s de la guerra, las principales novedades son el primer ferrocarril elevado construido en Nueva York en 1867, as?? como la importancia simb??lica primer ferrocarril transcontinental fue terminado en 1869.
Electrificaci??n y dieselizaci??n
Los experimentos con los ferrocarriles el??ctricos fueron iniciadas por Robert Davidson en 1838. Complet?? un carro de bater??as capaz de 6,4 km / h (4 mph). La Gross-Lichterfelde Tranv??a fue el primero en utilizar la electricidad alimenta a los trenes en ruta, cuando se inaugur?? en 1881. Cables a??reos se tuvieron en uso en el M??dling y Hinterbr??hl Tranv??a en Austria en octubre de 1883. En un principio, esta fue tomada en el uso de los tranv??as que, hasta entonces, hab??an sido tirados por caballos tranv??as . La primera l??nea principal de trenes totalmente electrificada convencional era los 106 kilometros L??nea de Valtellina en Italia que se abri?? el 4 de septiembre de 1902. Durante la d??cada de 1890, muchas grandes ciudades, como Londres , Par??s y Ciudad de Nueva York utiliza la nueva tecnolog??a para construir tr??nsito r??pido para los desplazamientos urbanos. En ciudades m??s peque??as, los tranv??as se hicieron comunes y eran a menudo el ??nico modo de el transporte p??blico hasta la introducci??n de autobuses en la d??cada de 1920. En Am??rica del Norte, interurbanos se convirti?? en un modo com??n para llegar a zonas suburbanas. Al principio, todos los ferrocarriles el??ctricos usados corriente continua, pero, en 1904, el Stubaital Line en Austria abri?? con corriente alterna .
Las locomotoras de vapor requieren grandes reservas de mano de obra para limpiar, cargar, mantener y ejecutar. Despu??s de la Segunda Guerra Mundial , el aumento espectacular de los costes laborales en los pa??ses desarrollados hizo vapor una forma cada vez m??s costoso de fuerza motriz. Al mismo tiempo, la guerra hab??a obligado a las mejoras en la tecnolog??a de los motores de combusti??n interna que hizo locomotoras diesel m??s barato y m??s potente. Esto hizo que muchos empresas ferroviarias para iniciar programas para convertir todas las secciones no electrificadas de vapor para locomoci??n diesel.
Despu??s de la construcci??n a gran escala de las autopistas despu??s de la guerra, el transporte ferroviario se hizo menos popular para los desplazamientos y el transporte a??reo comenz?? a tomar grandes cuotas de mercado de los trenes de pasajeros de larga distancia. La mayor??a de los tranv??as fueron sustituidos ya sea por tr??nsitos r??pidos o autobuses, mientras que los altos costos de transbordo causaron trenes de carga de corta distancia para ser competitivos. La crisis del petr??leo de 1973 dio lugar a un cambio de mentalidad y la mayor??a de los sistemas de tranv??a que hab??an sobrevivido en la d??cada de 1970 siguen siendo hoy en d??a. Al mismo tiempo, contenerizaci??n permitido trenes de carga para ser m??s competitivos y participa en transporte intermodal de mercanc??as. Con la introducci??n del 1964 Shinkansen tren de alta velocidad en Jap??n, los trenes podr??a volver a tener una posici??n dominante en viajes interurbanos. Durante la d??cada de 1970, la introducci??n de sistemas de tr??nsito r??pido automatizados permite la operaci??n m??s barato. La d??cada de 1990 vio un mayor enfoque en de accesibilidad y de piso bajo los trenes. Muchos tranv??as se han actualizado a tren ligero y muchas ciudades que cerr?? sus viejos tranv??as han vuelto a abrir nuevos sistemas ferroviarios luz.
Innovaciones
Muchos puntos de referencia en equipos e infraestructura condujo a la creciente utilizaci??n de los ferrocarriles. Algunas de las caracter??sticas innovadoras que tienen lugar en los siglos 19 y 20 incluyen los coches de madera sustituidas con los coches completamente de acero, que proporcionan una mayor seguridad y mantenimiento; hierro carriles reemplazados con acero carriles, que proporcionan una mayor velocidad y capacidad con menor peso y costo; coches estufa calentada a vapor de calefacci??n-cars, hilo de locomotora; alumbrado de gas a iluminaci??n el??ctrica, con el uso de de la bater??a / unidad alternador debajo del coche; desarrollo de aire acondicionado con equipo adicional y la parte de abajo del compartimiento para hielo. Algunos rodante innovador incluido el peso ligero, con motor diesel Streamliner, que era un tren modernista, estilo aerodin??mico, con un chorro de contornos; luego vino el coche ultra-ligero, con motor de combusti??n interna en el coche de energ??a de cada tren; otros incluyeron el coche c??pula, trenes-propulsados turbinado, de dos niveles de material rodante, y los trenes el??ctricos de alta tecnolog??a / de alta velocidad.
A??n m??s, en la primera mitad del siglo 20, los elementos de infraestructura adoptaron cambios tecnol??gicos, incluyendo el carril de soldadura continua que era 1/4 millas de largo; uso traviesa de hormig??n; las principales l??neas de doble seguimiento; terminal intermodal y manipulaci??n; avances en propulsi??n diesel-el??ctrica para incluir CA sistemas de tracci??n y sistemas de frenos de propulsi??n; y just-in-time control de inventario. M??s all?? de la tecnolog??a, incluso la gesti??n de los sistemas visto mejoras con la adopci??n de preocupaciones de impacto ambiental; aumentado la preocupaci??n de los empleados y seguridad p??blica; introducci??n de redes ferroviarias ??rea urbana y agencias p??blicas para afrontarlos; y la reducci??n del empleo en la industria con un mayor uso de contratistas y consultores.
Trenes
Un tren es una serie conectada de veh??culos ferroviarios que se mueven a lo largo de la pista. Propulsi??n para el tren es proporcionada por una locomotora o de motores individuales en m??ltiples unidades autopropulsadas. La mayor??a de los trenes llevan una carga de pago, aunque existen coches que no generan ingresos para el propio uso del ferrocarril, como por con fines de mantenimiento de v??a. La conductor del motor controla la locomotora o otros coches de la energ??a, aunque transporte de personas y algunos tr??nsitos r??pidos son sin conductor.
Acarreo
Tradicionalmente, los trenes se extraen mediante una locomotora. Esto implic?? una sola o m??ltiples veh??culos motorizados que se encuentran en la parte delantera del tren y proporcionando una adherencia suficiente para transportar el peso del tren completo. Esto sigue siendo dominante para los trenes de carga y se utiliza a menudo para los trenes de pasajeros. La push-pull tren tiene el coche de pasajeros final equipado con una cabina de conducci??n para que el conductor del motor se puede controlar de forma remota la locomotora. Esto permite que uno de los inconvenientes de la locomotora del tren de ce??ida a ser eliminado, ya que la locomotora no necesita ser movido a la final del tren cada vez que el tren cambia de direcci??n. La vag??n es un veh??culo utilizado para el transporte de los viajeros y de mercanc??as.
Una unidad m??ltiple ha impulsado las ruedas a trav??s de todo el tren. Estos se utilizan para los sistemas de transporte y tranv??a r??pidos, as?? como muchos trenes de pasajeros de corto y de largo recorrido. La autov??a es un solo coche, autoalimentado. M??ltiples unidades tienen una cabina de conductor en cada extremo de la unidad y se desarrollaron despu??s de la capacidad de construir motores el??ctricos y motores lo suficientemente peque??o como para caber bajo el entrenador. Hay s??lo unas pocas unidades m??ltiples de carga, la mayor??a de los cuales son puestos trenes de alta velocidad.
La fuerza motriz
Las locomotoras de vapor son locomotoras con un motor de vapor que proporciona adherencia. El carb??n , el petr??leo o la madera se quema en una c??mara de combusti??n. El calor hierve el agua en el caldera de tubos de humos para crear vapor a presi??n. El vapor viaja a trav??s de la Smokebox antes de salir por la chimenea. En el proceso, se alimenta un pist??n que transmite la potencia directamente a trav??s de una biela (US: barra principal) y un mu??equilla (US: wristpin) en el rueda motriz (US controlador principal) o a una manivela en un eje motor. Las locomotoras de vapor se han eliminado en la mayor??a de las partes del mundo por razones econ??micas y de seguridad, aunque muchos se conservan en buen estado de funcionamiento por ferrocarriles patrimoniales.
Locomotoras el??ctricas consumen energ??a desde una fuente estacionaria a trav??s de una cable a??reo o tercer carril. Algunos tambi??n o en lugar utilice un de la bater??a. La transformador en la locomotora convierte la alta tensi??n, de baja potencia actual a bajo voltaje, alta corriente utilizado en el motores el??ctricos que accionan las ruedas. Locomotoras modernas utilizan motores de inducci??n AC de tres fases. Las locomotoras el??ctricas son la tracci??n m??s potente. Tambi??n son los m??s baratos para funcionar y proporcionar menos ruido y ninguna contaminaci??n del aire local. Sin embargo, requieren altas inversiones de capital tanto para la l??neas a??reas y la infraestructura de apoyo. En consecuencia, la tracci??n el??ctrica se utiliza en los sistemas urbanos, l??neas con alto tr??fico y para el ferrocarril de alta velocidad.
Locomotoras diesel utilizan un motor diesel como la motor primario. La transmisi??n de energ??a puede ser tanto diesel-el??ctrica, diesel-mec??nica o diesel-hidr??ulica pero diesel-el??ctrico es dominante. Locomotoras diesel-el??ctricos est??n dise??ados para funcionar como diesel-el??ctrica en secciones no electrificadas y como locomotoras el??ctricas en secciones electrificadas.
Los m??todos alternativos de energ??a motriz incluyen la levitaci??n magn??tica , tirado por caballos, cable, la gravedad, neum??tica y turbina de gas.
Los trenes de pasajeros
Un tren de pasajeros viaja entre las estaciones donde los pasajeros pueden embarcar y desembarcar. La supervisi??n del tren es el deber de un gerente / tren guardia. Los trenes de pasajeros son parte del transporte p??blico y, a menudo constituyen el tallo del servicio, con autobuses que alimentar a las estaciones. Los trenes de pasajeros pueden implicar una variedad de funciones incluyendo larga distancia de viaje entre ciudades, viajes de cercan??as al d??a, o los servicios locales de transporte urbano. Incluso incluyen una diversidad de veh??culos, velocidades de funcionamiento, a la derecha de los requisitos de forma, y la frecuencia del servicio. Los trenes de pasajeros por lo general se pueden dividir en dos operaciones: tren interurbano y de tr??nsito intracity. Considerando que, de tren interurbano implicar velocidades m??s altas, las rutas m??s largas, y la frecuencia m??s baja (normalmente programada), tr??nsito intracity implica velocidades m??s bajas, las rutas m??s cortas y mayor frecuencia (especialmente durante las horas pico).
Los trenes interurbanos son los trenes de larga distancia que operan con pocas paradas entre ciudades. Los trenes suelen tener comodidades como coche comedor. Algunas l??neas tambi??n proporcionan m??s de la noche con los servicios coches-cama. Se dan algunos trenes de largo recorrido un nombre espec??fico. Los trenes regionales son los trenes de media distancia que conectan las ciudades con las ??reas perif??ricas, cerco, o prestan un servicio regional, haciendo m??s paradas y con velocidades m??s bajas. Los trenes de cercan??as sirven suburbios de las zonas urbanas, proporcionando un diario los desplazamientos de servicio. Aeropuerto conexiones ferroviarias proporcionan un acceso r??pido de los centros urbanos a aeropuertos.
El tren de alta velocidad, son trenes especiales interurbanos que operan a velocidades mucho m??s altas que los ferrocarriles convencionales, el l??mite que se considera a 200 320 km / h. Los trenes de alta velocidad se utilizan sobre todo para el servicio de larga distancia y la mayor??a de los sistemas est??n en Europa occidental y Asia oriental. La r??cord de velocidad es 574,8 kmh (357,2 mph), establecido por una francesa modificado TGV . levitaci??n magn??tica trenes como el Shanghai uso de tren del aeropuerto imanes debajo de a caballo, que atraen a s?? mismos hacia arriba, hacia la parte de abajo de un carril-gu??a y esta l??nea ha logrado algo m??s alto las velocidades m??ximas en la operaci??n del d??a a d??a de ferrocarriles de alta velocidad convencionales, aunque s??lo en distancias cortas. Debido a sus velocidades aumentadas, alineaciones de rutas de tren de alta velocidad tienden a ser m??s pronunciadas grados y curvas amplias en comparaci??n con los ferrocarriles convencionales. Su alta energ??a cin??tica se traduce en mayores proporciones caballos de fuerza-a-ton (20 CV / tonelada); esto permite que los trenes para acelerar y mantener velocidades m??s altas y negocian pendientes pronunciadas ya que el impulso se acumula y recupera en rebajas (reduciendo corte, relleno y requisitos de t??neles). Dado que las fuerzas laterales act??an en las curvas, curvaturas est??n dise??ados con la m??s alta radio posible. Todas estas caracter??sticas son dr??sticamente diferentes de las operaciones de transporte de mercanc??as, lo que justifica l??neas exclusivas de alta velocidad ferroviaria si es econ??micamente factible.
El tr??nsito r??pido es un sistema intracity construido en las grandes ciudades y tiene la capacidad m??s alta de cualquier sistema de transporte de pasajeros. Es a desnivel y com??nmente construido bajo tierra o elevado. A nivel de calle, peque??os tranv??as pueden ser utilizados. Rieles ligeros se actualizan los tranv??as que tienen acceso sin escalones, sus propias secciones de derecho de v??a y a veces subterr??neo. Sistemas de monorriel operan sistemas de capacidad como elevadas, medianas. La mover la gente es un conductor de tren, a desnivel que sirve pocas emisoras, como un servicio de transporte. Debido a la amplia variedad de sistemas de tr??nsito r??pido sin mucha uniformidad, la alineaci??n de ruta var??an ampliamente con formas de derecho de diversas (terrenos privados, lado de la carretera, la mediana de la calle) y caracter??sticas geom??tricas (curvas cerradas o amplios, empinadas o grados suaves). Por ejemplo, la Chicago El trenes est??n dise??ados con los coches extremadamente cortos para negociar las curvas cerradas en el Loop. NJ de CAMINO tienen coches de tama??o similar para dar cabida a las curvas en los t??neles trans-Hudson. De San Francisco BART de operar coches grandes en sus rutas bien dise??ados.
Tren de carga
A lances tren de carga carga utilizando vagones especializados para el tipo de mercanc??as. Los trenes de carga son muy eficientes, con econom??a de escala y de alta eficiencia energ??tica. Sin embargo, su uso puede ser reducida por la falta de flexibilidad, si hay necesidad de transbordos en ambos extremos del viaje debido a la falta de pistas a los puntos de recogida y entrega. Las autoridades a menudo fomentan el uso del transporte ferroviario de carga, debido a su perfil medioambiental.
Los trenes de contenedores se han convertido en el tipo dominante en los EE.UU. para el transporte no a granel. Los contenedores pueden ser f??cilmente transbordados a otros modos, como barcos y camiones, utilizando gr??as. Esto ha sucedido a la vag??n (el carro de carga), donde la carga tuvo que ser cargado y descargado en el tren manualmente. La intermodal contenerizaci??n de la carga ha revolucionado el la oferta de la cadena log??stica de la industria, lo que reduce significativamente los costes de la nave. En Europa, la Vag??n de paredes corredizas ha reemplazado en gran medida la carros cubiertos ordinarios. Otros tipos de coches incluyen vagones refrigerados , stock cars para el ganado y autoracks para veh??culos de carretera. Cuando ferrocarril se combina con el transporte por carretera, un RoadRailer permitir?? remolques para ser conducidos en el tren, lo que permite una f??cil transici??n entre carretera y ferrocarril.
Manejo a granel representa una ventaja clave para el transporte ferroviario. Bajos costes o incluso cero transbordo combinados con la eficiencia energ??tica y los bajos costos de inventario permiten a los trenes para manejar abultan mucho m??s barato que por carretera. Carga a granel t??pica incluye carb??n, mineral, granos y l??quidos. A granel se transporta en coches descapotable,- vagones tolva y carros tanque.
Infraestructura
Derecho de v??a
Las v??as del tren est??n puestos sobre la tierra en propiedad o arrendadas por la empresa ferroviaria. Debido a la conveniencia de mantener los grados modestos, rieles menudo se establecer??n en rutas indirectas en terreno monta??oso o monta??oso. Requisitos de longitud y grado de ruta se pueden reducir mediante el uso de alterna esquejes, puentes y t??neles, todos los cuales pueden aumentar considerablemente los gastos de capital necesarios para desarrollar un derecho de paso, al tiempo que reduce significativamente los costos de operaci??n y permitiendo mayores velocidades en curvas de radio m??s largas. En zonas densamente urbanizadas, ferrocarriles veces se colocan en t??neles para minimizar los efectos sobre las propiedades existentes.
Trackage
Track consta de dos rieles paralelos de acero, anclado perpendicular a los miembros de llamadas lazos (durmientes) de madera, hormig??n, acero o pl??stico para mantener una distancia constante de diferencia, o ancho de v??a. Anchos de v??a por lo general se clasifican como Ancho de v??a normal (1435 mm (4 pies 8 1/2 in)) utiliza en aproximadamente el 60% de las l??neas ferroviarias existentes en el mundo, V??a ancha y De v??a estrecha. Adem??s del ancho de v??a, las pistas se establecer??n para conformarse con un G??libo que define la altura m??xima y el ancho de los veh??culos ferroviarios y sus cargas para garantizar el paso seguro a trav??s de puentes, t??neles y otras estructuras.
La pista de gu??a a las bridas, ruedas c??nicas, manteniendo los coches en la pista sin direcci??n activa y, por tanto, permitan a los trenes sean mucho m??s tiempo que los veh??culos de carretera. Los carriles y los lazos se colocan generalmente sobre una base hecha de tierra comprimido en la parte superior de la cual se coloca un lecho de lastre para distribuir la carga de las ataduras y para evitar que la pista de pandeo como el suelo se asienta en el tiempo bajo el peso de los veh??culos que pasan por encima.
El lastre tambi??n sirve como un medio de drenaje. Algunos pista m??s moderno en zonas especiales se adjunta por fijaci??n directa sin lastre. Track puede ser prefabricado o montado en su lugar. Por soldadura de carriles para formar longitudes de carril continuo soldado, desgaste adicional en el material rodante causada por la brecha peque??a superficie en las uniones entre los carriles pueden ser contrarrestadas; esto tambi??n hace que para un viaje m??s tranquilo (trenes de pasajeros).
En curvas del carril exterior puede estar a un nivel m??s alto que el carril interior. Esto se llama peralte o peralte. Esto reduce las fuerzas que tienden a desplazar a la pista y lo convierte en un viaje m??s c??modo para el ganado y de pie o pasajeros sentados en pie. Una cantidad dada de peralte ser?? el m??s efectivo sobre una gama limitada de velocidades.
Desv??os, tambi??n conocidos como puntos e interruptores, son el medio para dirigir un tren en una secci??n divergente de la pista. Laid similar a la pista normal, un punto consiste t??picamente en una rana (cruce com??n), contracarriles y dos carriles de cambio. Los carriles de cambio se pueden mover izquierda o la derecha, bajo el control del sistema de se??alizaci??n, para determinar qu?? camino el tren va a seguir.
Los picos en los durmientes de madera pueden aflojarse con el tiempo, pero se separaron y lazos podridos pueden ser reemplazados individualmente con nuevas traviesas de madera o sustitutos de concreto. Lazos de concreto tambi??n pueden desarrollar grietas o fracturas, y tambi??n pueden ser reemplazados individualmente. Si los rieles resolver debido al hundimiento del suelo, pueden ser levantadas por maquinaria especializada y lastre adicional apisonada bajo los v??nculos para nivelar los rieles.
Peri??dicamente, el lastre debe ser removido y reemplazado con lastre limpio para asegurar un drenaje adecuado. Alcantarillas y otros pasajes de agua deben estar libres no sea agua es incautado por el trackbed, causando deslizamientos de tierra. Donde v??as f??rreas se colocan a lo largo de los r??os, la protecci??n adicional se coloca generalmente para prevenir la erosi??n streambank en momentos de mucho agua. Bridges requieren inspecci??n y mantenimiento, ya que est??n sujetos a grandes aumentos repentinos de estr??s en un corto per??odo de tiempo cuando un tren pesado cruza.
Sistemas de inspecci??n de tren
La inspecci??n de material ferroviario es esencial para la circulaci??n segura de los trenes. Muchos tipos de Detectores de defectos est??n en uso en los ferrocarriles del mundo. Estos dispositivos utilizan tecnolog??as var??an de un remo simplista y cambie a infrarrojos y de barrido l??ser, e incluso ultras??nica an??lisis de audio. Su uso se ha evitado muchos accidentes ferroviarios durante los 70 a??os que han sido utilizados.
Se??alizaci??n
Se??alizaci??n ferroviaria es un sistema utilizado para controlar el tr??fico de trenes de manera segura para evitar que los trenes choquen. Guiadas por el fijo carriles de baja fricci??n, los trenes son particularmente sensibles a la colisi??n, ya que con frecuencia operan a velocidades que no les permiten detener r??pidamente o dentro de distancia de vista del conductor. La mayor??a de las formas de control de trenes implican autorizaci??n de movimiento que se transmite de los responsables de cada secci??n de una red ferroviaria de la tripulaci??n del tren. No todos los m??todos requieren el uso de se??ales, y algunos sistemas son espec??ficos de ferrocarriles de v??a ??nica.
El proceso de se??alizaci??n se lleva a cabo tradicionalmente en una caja de se??al, un peque??o edificio que alberga el Marco de palanca necesario para el se??alero para operar interruptores y equipos de la se??al. Estos se colocan en varios intervalos a lo largo de la ruta de un ferrocarril, el control de secciones especificadas de pista. M??s desarrollos tecnol??gicos recientes han hecho tal doctrina operacional superfluo, con la centralizaci??n de las operaciones de se??alizaci??n para salas de control regionales. Esto ha sido posible por el incremento en el uso de las computadoras, permitiendo vastos tramos de v??a a controlar desde una ??nica ubicaci??n. El m??todo com??n de la se??alizaci??n de bloqueo divide la pista en zonas protegidas por las combinaciones de se??ales de bloqueo, las normas de funcionamiento y dispositivos de control autom??tico, de manera que s??lo un tren puede estar en un bloque en cualquier momento.
Electrificaci??n
El sistema de electrificaci??n proporciona energ??a el??ctrica a los trenes, por lo que puede funcionar sin un motor primario a bordo. Esto permite reducir los costes operativos, sino que requiere grandes inversiones de capital a lo largo de las l??neas. Sistemas Mainline y tranv??a normalmente tienen cables a??reos, que cuelgan de los postes a lo largo de la l??nea. Tr??nsito r??pido a desnivel a veces usan una planta tercer carril.
El poder puede ser alimentado como directa o corriente alterna . Las tensiones continuas m??s comunes son 600 y 750 V para el tranv??a y sistemas de tr??nsito r??pido, y 1500 y 3000 V para l??neas principales. Los dos sistemas de corriente alterna dominantes son 15 kV AC y 25 kV AC.
Estaciones
Una estaci??n de tren sirve como un ??rea donde los pasajeros pueden subir y bajar de los trenes. La estaci??n de mercanc??as es un patio que se utiliza exclusivamente para la carga y descarga. Estaciones de pasaje de gran tama??o tienen al menos un edificio proporcionando facilidades para los pasajeros, tales como la compra de boletos y comida. Estaciones m??s peque??as normalmente s??lo consisten en un plataforma. Estaciones tempranas fueron construidas a veces con tanto de pasajeros como de mercanc??as instalaciones.
Plataformas se utilizan para permitir el f??cil acceso a los trenes, y est??n conectados entre s?? a trav??s pasos inferiores, la pasarela y de nivel cruces. Algunas estaciones grandes se construyen como cul-de-sac, con trenes que s??lo operan a partir de una direcci??n. Estaciones m??s peque??as normalmente servir a zonas residenciales locales, y pueden tener conexi??n al alimentador servicios de autob??s. Estaciones grandes, en particular, estaciones centrales, sirven como el principal concentrador de transporte p??blico de la ciudad, y tienen de transferencia disponible entre los servicios ferroviarios, y para los servicios de transporte, tranv??a o autobuses r??pidos.
Operaciones
Propiedad
Desde la d??cada de 1980, ha habido una tendencia creciente para dividir las empresas ferroviarias, con compa????as que poseen el material rodante separado de aquellos que poseen la infraestructura. Esto es particularmente cierto en Europa, donde se requiere este acuerdo por la Uni??n Europea. Esto ha permitido el libre acceso por cualquier operador de tren a cualquier parte de la red ferroviaria europea.
En los EE.UU., pr??cticamente todas las redes de ferrocarril y la infraestructura fuera de la Corredor Nordeste son de propiedad privada por las l??neas de transporte de mercanc??as. L??neas de pasajeros, principalmente Amtrak, operar como inquilinos en las l??neas de transporte de mercanc??as. En consecuencia, las operaciones deben estar estrechamente sincronizados y coordinados entre los ferrocarriles de carga y de pasajeros, con trenes de pasajeros a menudo siendo enviados por el ferrocarril de la carga de acogida. Debido a este sistema compartido, ambos est??n regulados por la Administraci??n Federal de Ferrocarriles (FRA) y siga el AREMA normas para el trabajo de pista y Normas AAR para veh??culos.
Financiamiento
La principal fuente de ingresos para las empresas ferroviarias es de ingresos por entradas (para el transporte de pasajeros) y tasas de embarque de carga. Descuentos y pases mensuales a veces están disponibles para los viajeros frecuentes. Los ingresos de carga puede ser vendido por ranura recipiente o para un tren entero. A veces, el remitente es titular de los coches y sólo alquila el transporte. Para el transporte de pasajeros, anuncio el ingreso puede ser significativo.
Gobierno puede optar por dar subsidios a la operación ferroviaria, ya que el transporte ferroviario tiene menos externalidades que otros modos dominantes de transporte. Si la empresa ferroviaria es de propiedad estatal, el estado puede simplemente proporcionar subsidios directos a cambio de un aumento de la producción. Si se han privatizado las operaciones, hay varias opciones disponibles. Algunos países tienen un sistema donde la infraestructura es propiedad de una agencia del gobierno o una empresa, con acceso abierto a las pistas para cualquier empresa que cumpla con los requisitos de seguridad. En tales casos, el Estado puede optar por proporcionar las pistas de forma gratuita o por un precio que no cubre todos los gastos. Esto es visto como análogo al gobierno proporcionar libre acceso a las carreteras. Para las operaciones de pasajeros, un subsidio directo se puede pagar a un operador de propiedad pública, o la obligación de servicio público de licitación puede ser helt, y un contrato de duración limitada adjudicado a la oferta más baja.
Servicio ferroviario de pasajeros nacional de Estados Unidos, Amtrak, es una compañía de ferrocarril privado fletado por el gobierno. Del mismo modo, de Canadá sistema de Via Rail opera de la misma manera. Dado que los servicios privados de pasajeros perdieron terreno significativo en la competencia para el automóvil y el avión y se vio obligado a cabo el mercado, se convirtieron en accionistas de Amtrak, ya sea con una cuota de entrada de efectivo o renunciar a sus locomotoras y material rodante. Ayuda Gobierno apoya Amtrak suministrando la puesta en marcha de capital y lo compensa pierde al final de la a??o fiscal.
Seguridad
El transporte por ferrocarril es una de las formas más seguras de los viajes por tierra. Los trenes pueden viajar a muy alta velocidad, pero son pesados, no pueden desviarse de la pista y requieren una gran distancia para detenerse. Accidentes posibles incluyen descarrilamiento (saltar la pista), una colisión con otro tren o colisión con un automóvil u otro vehículo en los pasos a nivel. Las últimas cuentas de la mayoría de los accidentes ferroviarios y bajas. Las medidas de seguridad más importantes para prevenir los accidentes son estrictas reglas de operación, por ejemplo, señalización ferroviaria y portones o separación de grado en los cruces. Tren silbatos, campanas o bocinas advierten de la presencia de un tren, mientras que las señales en tierra mantienen las distancias entre los trenes.
Un elemento importante en la seguridad de muchas redes interurbanas de alta velocidad, tales como la japonesa Shinkansen es el hecho de que sólo los trenes pasan en las líneas ferroviarias dedicadas, sin los pasos a nivel. Esto elimina efectivamente la posibilidad de colisión con automóviles, otros vehículos y peatones, reduce enormemente la probabilidad de colisión con otros trenes y ayuda a garantizar los servicios siguen siendo oportuna.
Mantenimiento
Como en cualquier infraestructura de activos, los ferrocarriles deben mantenerse al día con la inspección y el mantenimiento periódico con el fin de minimizar los efectos de los fallos de infraestructura que pueden interrumpir las operaciones de ingresos de carga y servicios de pasajeros. Debido a que los pasajeros se consideran los más cruciales de carga y por lo general operan a velocidades más altas, los grados más escarpados, y mayor capacidad / frecuencia, sus líneas son especialmente importantes. Las prácticas de inspección incluyen coches geometría de la vía o la inspección a pie. Mantenimiento Curva especialmente para los servicios de tránsito incluye calibración, ajuste sujetador, y la sustitución del carril. Ondulación Rail es un problema común con los sistemas de transporte, debido al alto número de ejes luz, pasajes de la rueda que se traducen en la molienda de la interfaz de rueda / carril. Desde el mantenimiento puede solaparse con las operaciones, ventanas de mantenimiento (horas de la noche, fuera de las horas pico, alterando los horarios de trenes o rutas) deben ser seguidos de cerca. Además, la seguridad de pasajeros durante los trabajos de mantenimiento (inter-pista de esgrima, el almacenamiento adecuado de los materiales, los avisos de trabajo de pista, peligros de equipo cerca de los estados) debe considerarse en todo momento. A veces, los problemas de acceso de mantenimiento pueden surgir debido a los túneles, estructuras elevadas y paisajes urbanos congestionados. Aquí, el equipo especializado, se utilizan versiones más pequeñas de artes mantenimiento convencional.
Desemejante carreteras o redes de carreteras donde la capacidad se desagregan en viajes disociados más segmentos de ruta individuales, capacidad ferroviaria se considera fundamentalmente un sistema de red. Como resultado, muchos componentes son causas y efectos de las interrupciones del sistema. El mantenimiento debe reconocer la amplia gama de rendimiento de una ruta (tipo de servicio de tren, originación / destino, efectos estacionales), la capacidad de la línea (longitud, el terreno, el número de pistas, tipos de control de trenes), el rendimiento del tren (velocidades máximas, aceleración / deceleración tasas), y características de servicio con rutas compartidas pasajeros-carga (apartaderos, las capacidades terminales, rutas de conmutación, y el tipo de diseño).
Impacto
Energ??a
El transporte ferroviario es un eficiente de la energía, pero intensiva en capital, los medios de transporte terrestre mecanizada. Las pistas proporcionan superficies lisas y duras en que las ruedas del tren pueden rodar con un mínimo de fricci??n. un vehículo en movimiento en y / oa través de un medio (tierra, mar o aire) requiere la superación de la resistencia al movimiento. Resistencia total de un vehículo terrestre (en libras o newtons) es una función cuadrática de la velocidad del vehículo:
donde:
- Rdenota resistencia total
- undenota resistencia constante inicial
- bdenota velocidad constante relacionada
- cdenota constante que es función de la forma, el área frontal, y los lados del vehículo
- vdenota la velocidad
- v 2denota la velocidad, cuadrado
En esencia, la resistencia se diferencia entre el punto de contacto del vehículo y la superficie de la calzada. Ruedas de metal en rieles de metal tienen una ventaja significativa de la superación de la resistencia frente a las ruedas con llantas de goma sobre cualquier superficie de la carretera (tren - 0,001 g a 10 mph y 0,024 g a 60 millas por hora; camión - 0,009 g a las 10 millas por hora y 0.090 a 60 millas por hora) . En términos de capacidad de carga que combinan velocidad y el tamaño que se mueve en un día (toneladas-millas / día):
- humano - puede llevar 100 libras. 20 millas por día (una tonelada-milla / día)
- caballo y carretilla - llevar 4 toneladas-millas / día
- carro de caballos en buen pavimento - llevar 10 toneladas-millas / día
- totalmente camión utilitario - puede llevar a 20.000 toneladas-millas / día
- de largo recorrido en tren - puede transportar 500.000 toneladas-millas / día La mayoría de los trenes tienen 250 a 400 camiones de la carretera, esta manera de hacer el camino más seguro.
En términos de fuerza motriz, la relación de potencia y peso, utilizado para superar la resistencia al movimiento cuando locomotoras convierten el combustible para calentar para la propulsión de una barcaza de movimiento lento requiere 0,2 CV / tonelada neta, un ferrocarril y la tubería requiere 2,5 CV / tonelada neta, y camión requiere 10 CV / tonelada neta. Sin embargo, a velocidades más altas, un ferrocarril supera la barcaza y demuestra más económica.
A modo de ejemplo, un carro moderno típico puede contener hasta 113 toneladas de carga en dos de cuatro ruedas bogies. La pista distribuye el peso del tren de manera uniforme, lo que permite significativamente mayores cargas por eje y la rueda que en el transporte por carretera, que conduce a un menor desgaste en el camino permanente. Esto puede ahorrar energía en comparación con otras formas de transporte, como el transporte por carretera, que depende de la fricción entre los neumáticos de goma y la carretera. Los trenes tienen una pequeña área frontal en relación con la carga que están llevando, lo que reduce la resistencia del aire y por lo tanto el uso de energía.
Además, la presencia de la pista guiado de las ruedas permite a los trenes muy largos para ser tirados por uno o unos pocos motores y conducidos por un solo operador, incluso en las curvas, lo que permite economías de escala, tanto en el uso de mano de obra y energía; por el contrario, en el transporte por carretera, más de dos articulaciones provoca coleando y hace que el vehículo inseguro.
Uso
Debido a estas ventajas, el transporte ferroviario es una forma importante de pasajeros y de carga de transporte en muchos países. Es omnipresente en Europa, con una red integrada que cubre prácticamente todo el continente. En la India, China, Corea del Sur y Japón, muchos millones usan los trenes como el transporte regular. El transporte ferroviario de mercancías es generalizada y muy utilizado en América del Norte, pero el transporte ferroviario interurbano de pasajeros en ese continente es relativamente escaso fuera del corredor noreste, debido a la pérdida de competencia con otros modos preferidos, en particular los automóviles y aviones.
África y América del Sur tienen algunas redes extensas, como en África del Sur, África del Norte y Argentina, pero algunos ferrocarriles en estos continentes son líneas aisladas. Australia cuenta con una red general escasa acorde con su densidad de población, pero tiene algunas zonas con redes importantes, sobre todo en el sureste. Además de la línea transcontinental este-oeste ya existente en Australia, una línea de norte a sur se ha construido. El ferrocarril más alto del mundo es la línea a Lhasa, en el Tíbet, en parte, corriendo sobre el territorio permafrost. La región occidental de Europa tiene la densidad de ferrocarril más alto del mundo y tiene muchos trenes individuales que operan a través de varios países a pesar de las diferencias técnicas y de organización en cada red nacional.
Beneficios sociales y económicos
Ferrocarriles también se han demostrado que contribuyen a la vitalidad social y la competitividad económica en su capacidad para transportar grandes cantidades de clientes y trabajadores de centros de las ciudades y suburbios interiores (es decir, de Washington DC como un centro cultural / política debido al sistema de Metrorail, San Francisco animado 's el centro debido al sistema de BART). Hong Kong ha reconocido ferrocarril como "la columna vertebral del sistema de transporte público "y, como tal, desarrollado su sistema de autobuses de franquicia y de la infraestructura vial en la alineación compherensive con sus servicios ferroviarios. Grandes ciudades chinas como Beijing , Shanghai y Guangzhou reconocen líneas de transporte ferroviario como las líneas marco y autobús como el cuerpo principal de sus sistemas de transporte metropolitanos. El japonés Shinkansen fue construido para satisfacer la creciente demanda de tráfico en el "corazón de la industria y la economía de Japón", situado en el Tokio - línea de Kobe.
Opuesto a Ampliación de vía, indicativo de la política de transporte de Estados Unidos, que incentive el desarrollo de los suburbios en la periferia, lo que contribuye al aumento de millas recorridas por vehículo, las emisiones de carbono , el desarrollo de espacios totalmente nuevos, y el agotamiento de las reservas naturales, ferrocarriles crecimiento del canal hacia metropolitanas aglomeraciones ya lo largo de su arteria. Estos acuerdos revalorizar espacios de la ciudad, locales impuestos , vivienda valores y promoción de desarrollo de uso mixto.
