Transport ferroviaire
Renseignements g??n??raux
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Le transport ferroviaire est un moyen de transport de passagers et de marchandises par voie de v??hicules ?? roues fonctionnant sur voies ferr??es. Contrairement ?? transport routier, o?? les v??hicules roulent uniquement sur une surface pr??par??e, v??hicules ferroviaires sont ??galement directionnelle guid?? par les voies sur lesquelles ils se ex??cutent. Piste se compose g??n??ralement de l'acier des rails install??s sur Traverses / liens et ballast, sur laquelle le mat??riel roulant, g??n??ralement ??quip?? de roues m??talliques, se d??place. Toutefois, d'autres variantes sont ??galement possibles, telles que la voie sur dalle o?? les rails sont fix??s sur une fondation en b??ton reposant sur un sous-sol pr??par??.
Mat??riel roulant des syst??mes de transport ferroviaire a g??n??ralement une plus faible r??sistance de frottement en comparaison avec les v??hicules routiers, et les voitures de passagers et de fret (voitures et wagons) peut ??tre coupl?? en plus trains . Le On proc??de par un compagnie ferroviaire, assurant le transport entre les gares ou les installations de fret de clients. La puissance est fournie par locomotives qui tirent soit l'??nergie ??lectrique ?? partir d'un syst??me d'??lectrification ferroviaire ou de produire leur propre ??nergie, habituellement par moteurs diesel. La plupart des pistes sont accompagn??s d'un Syst??me de signalisation. Les chemins de fer sont un syst??me de transport terrestre s??re par rapport ?? d'autres formes de transport. Le transport ferroviaire est capable de niveaux ??lev??s de passagers et de l'utilisation de la cargaison et l'efficacit?? ??nerg??tique, mais est souvent moins souple et plus le capital de brasseries canadiennes le transport routier est, lorsque les niveaux de trafic inf??rieurs sont consid??r??s.
Les plus anciens chemins de fer, l'homme transport?? datent du 6??me si??cle avant JC, avec Periander, l'un des Sept Sages de la Gr??ce, cr??dit?? de son invention. Le transport ferroviaire se ??panouit apr??s le d??veloppement britannique de la machine ?? vapeur comme source durable d'??nergie dans les 18e et 19e si??cles. Avec les moteurs ?? vapeur, il ??tait possible de construire des chemins de fer de la canalisation principale, qui ??taient un ??l??ment cl?? de la r??volution industrielle . En outre, les chemins de fer ont r??duit les co??ts d'exp??dition, et ont permis moins de biens perdus. Le changement de canaux pour les chemins de fer ont permis de "march??s nationaux" dont les prix variaient tr??s peu de ville en ville. Des ??tudes ont montr?? que l'invention et le d??veloppement du chemin de fer en Europe ??tait l'une des inventions technologiques les plus importants de la fin du 19e si??cle aux ??tats-Unis, sans laquelle, le PIB aurait ??t?? inf??rieur de 7,0% en 1890. Dans les ann??es 1880, ??lectrifi??e trains ont ??t?? introduites, et aussi les premiers tramways et les syst??mes de transport en commun rapide a vu le jour. ?? partir des ann??es 1940, les chemins de fer non ??lectrifi??es dans la plupart des pays avaient leur vapeur locomotives remplac?? par locomotives diesel-??lectrique, avec le processus ??tant presque compl??te d'ici 2000. Au cours des ann??es 1960, ??lectrifi??es syst??mes ferroviaires ?? grande vitesse ont ??t?? introduits dans le Japon et quelques autres pays. Autres formes de transport terrestre guid?? en dehors des d??finitions de chemin de fer traditionnels, tels que monorail ou maglev , ont ??t?? essay??es mais qui ont vu l'utilisation limit??e.
Histoire
L'histoire de la croissance, le d??clin et la r??surgence du transport ferroviaire peut ??tre divis?? en plusieurs p??riodes distinctes d??finies par les principaux moyens de puissance motrice utilis??e.
Pr??-vapeur
Les premi??res traces d'un chemin de fer ??tait un 6-km (3,7 mi) Diolkos wagonway, qui a transport?? les bateaux ?? travers le Corinthe isthme en Gr??ce au cours de la 6??me si??cle avant JC. Camions pouss??s par les esclaves ont couru dans des rainures dans le calcaire, qui a fourni l'??l??ment de piste. Les Diolkos couru pour plus de 600 ans.
Les chemins de fer ont commenc?? ?? r??appara??tre en Europe apr??s les Ages Sombres . La premi??re mention connue d'un chemin de fer en Europe ?? partir de cette p??riode est un vitrail dans le Ministre de Freiburg im Breisgau en Allemagne, datant d'environ 1350. En 1515, Cardinal Matth??us Lang a ??crit une description de la Reisszug, un funiculaire au Ch??teau Hohensalzburg en Autriche . La ligne ?? l'origine utilis?? rails en bois et un c??ble tracteur de chanvre, et a ??t?? op??r?? par la force humaine ou animale. La ligne existe toujours, mais sous une forme mise ?? jour, et est l'un des chemins de fer les plus anciennes fonctionne toujours.
En 1550, chemins de fer ?? voie ??troite avec des rails de bois ??taient communes dans les mines en Europe. Par le 17??me si??cle, Wagonways bois ??taient communes au Royaume-Uni pour le transport du charbon des mines aux quais du canal pour la r??exp??dition ?? bateaux. Plus ancien chemin de fer de travail au monde, construite en 1758, est le Middleton Railway dans Leeds . En 1764, la premi??re gravit?? chemin de fer aux ??tats-Unis a ??t?? construit en Lewiston, New York. Le premier tramway permanente ??tait le Leiper Railroad en 1810.
Le premier chemin de fer en forme de plaque en fer ?? base de plaques en fonte sur le dessus de rails en bois, a ??t?? pris en usage en 1768. Cela a permis une variation de jauge ?? utiliser. Dans un premier temps uniquement boucles de ballonnet peuvent ??tre utilis??s pour le tournage, mais par la suite, les points mobiles ont ??t?? pris en utilisation qui a permis pour la commutation. Depuis les ann??es 1790, rails de pointe de fer ont commenc?? ?? appara??tre dans le Royaume-Uni. En 1803, William Jessop a ouvert la Chemin de fer Fer Surrey au sud de Londres, sans doute premier chemin de fer public cheval du monde. L'invention de la rail de fer forg?? par John Birkinshaw en 1820 a permis aux courts, fragiles, et souvent in??gaux, rails en fonte ?? ??tre ??tendues ?? 15 pieds (4,6 m) longueurs. Ils ont ??t?? r??ussi par l'acier en 1857.
Age of Steam
Le d??veloppement de la machine ?? vapeur au cours de la r??volution industrielle dans le Royaume-Uni a incit?? id??es pour mobile locomotives ?? vapeur qui pourraient tracter des trains sur les voies. James Watt moteurs ?? vapeur brevet??e de 1769 (r??vis??e en 1782) ??taient lourds moteurs ?? basse pression qui ne ??taient pas appropri??s pour une utilisation dans les locomotives. Cependant, en 1804, utilisant de la vapeur ?? haute pression, Richard Trevithick d??montr?? la premi??re train locomotive transport?? dans Merthyr Tydfil, Royaume-Uni. Accompagn?? Andrew Vivian, il a couru avec un succ??s mitig??, brisant certaines des plaques en fonte cassants. Deux ans plus tard, le premier passager chemin de fer ?? cheval a ??t?? ouvert ?? proximit?? entre Swansea et Mumbles.
Premiers chemins de fer ?? vapeur britanniques
En 1811, John Blenkinsop a con??u le premier chemin de fer r??ussie et pratique locomotive d'un cr??maill??re travaill?? par une locomotive ?? vapeur entre Middleton Colliery et Leeds sur le Middleton Railway. La locomotive, Salamanque, a ??t?? construite l'ann??e suivante. En 1825, George Stephenson a construit le La locomotion pour le Stockton et Darlington Railway, au nord-Angleterre, qui ??tait le premier chemin de fer ?? vapeur publique dans le monde. En 1829, il construit Le Rocket, qui a ??t?? entr?? dans et a remport?? les essais Rainhill . Ce succ??s a conduit ?? Stephenson ??tablir son entreprise comme le constructeur pr????minent de locomotives ?? vapeur utilis??s sur les chemins de fer au Royaume-Uni, les ??tats-Unis et de l'Europe.
En 1830, la premi??re Chemin de fer interurbain, le Liverpool et Manchester Railway , ouvert. La jauge ??tait celle utilis??e pour les premiers Wagonways et avait ??t?? adopt??e pour le Chemin de fer de Stockton et Darlington. Le 1435 mm (4 pi 8 1/2 po) de largeur est devenu connu comme l'international ??cartement standard, utilis?? par environ 60% des chemins de fer du monde. Cela a entra??n?? la propagation du transport ferroviaire en dehors du Royaume-Uni.
Au d??but des ann??es 1850, la Grande-Bretagne avait plus de 7000 miles de chemin de fer, ??une r??alisation ??tonnante ??tant donn?? que seulement vingt ans se ??taient ??coul??s depuis l'ouverture du chemin de fer de Liverpool et Manchester.
Les premiers chemins de fer aux ??tats-Unis
Chemins de fer (comme on les appelle aux ??tats-Unis) ont ??t?? construits ?? une ??chelle beaucoup plus grande que ceux en Europe continentale, ?? la fois en termes de distances parcourues et ??galement dans le gabarit adopt??e, qui a permis de locomotives plus lourds et les trains ?? deux ??tages.
L'??re de chemin de fer aux ??tats-Unis a commenc?? en 1830, lorsque la locomotive de Peter Cooper, Tom Pouce, premier long de la vapeur 13 miles (21 kilom??tres) de Baltimore and Ohio Railroad piste. En 1833, second chemin de fer de la nation a couru 136 miles (219 km) de Charleston ?? Hambourg en Caroline du Sud. Ce ne est que dans les ann??es 1850, cependant, les chemins de fer b??n??ficient d'un service de longue distance ?? des tarifs raisonnables. Un voyage de Philadelphie ?? Charleston impliqu?? huit jauges diff??rentes, ce qui signifie que les passagers et le fret ont d?? changer de train ?? sept reprises. Seulement dans des endroits comme Bowling Green, Kentucky, les chemins de fer ont ??t?? reli??s entre eux.
Le Baltimore et de l'Ohio qui a ouvert en 1830 ??tait le premier ?? ??voluer d'une seule ligne ?? un r??seau aux ??tats-Unis. En 1831, un chemin de fer ?? vapeur connect?? Albany et Schenectady, New York, une distance de 16 miles, qui a ??t?? couvert en 40 minutes.
Les ann??es entre 1850 et 1890 ont connu une croissance ph??nom??nale dans le syst??me de chemin de fer des ??tats-Unis, qui ?? son apog??e constituait un tiers du kilom??trage total mondial. Bien que la guerre civile am??ricaine a plac?? un arr??t temporaire de nouveaux d??veloppements majeurs, le conflit a fait preuve de l'??norme importance strat??gique des chemins de fer en temps de guerre. Apr??s la guerre, les faits marquants incluent le premier chemin de fer sur??lev??e construite ?? New York en 1867, ainsi que l'importance symbolique premier chemin de fer transcontinental a ??t?? achev??e en 1869.
Electrification et di??s??lisation
Les exp??riences avec les chemins de fer ??lectriques ont ??t?? ouvertes par Robert Davidson en 1838. Il a compl??t?? une voiture capable de 6,4 km / h (4 mph) aliment?? par batterie. Le Gross-Lichterfelde Tramway ??tait le premier ?? utiliser l'??lectricit?? alimentant les trains en cours de route, quand il a ouvert en 1881. Cat??naires ont ??t?? prises en utilisation dans le M??dling et Hinterbr??hl Tram en Autriche en Octobre 1883. Au d??but, cela a ??t?? pris en utilisation sur tramways qui, jusque-l??, avaient ??t?? tir??s par des chevaux tramways . La premi??re ligne principale de chemin de fer classique compl??tement ??lectrifi??e ??tait les 106 km Valtellina ligne en Italie qui a ??t?? ouverte le 4 Septembre 1902. Pendant les ann??es 1890, de nombreuses grandes villes, telles que Londres , Paris et New York City a utilis?? la nouvelle technologie pour construire transport rapide pour les d??placements urbains. Dans les petites villes, tramways est devenu commun et ??taient souvent le seul mode de transport public jusqu'?? l'introduction de bus dans les ann??es 1920. En Am??rique du Nord, interurbans est devenu un mode commun pour atteindre les zones suburbaines. Dans un premier temps, tous les chemins de fer ??lectriques utilis??s courant, mais, en 1904, le Ligne Stubaital en Autriche ouvert avec courant alternatif .
Locomotives ?? vapeur n??cessitent de grandes piscines de travail pour nettoyer, charge, maintenir et ex??cuter. Apr??s la Seconde Guerre mondiale , de fa??on spectaculaire augmentation des co??ts de main-d'??uvre dans les pays d??velopp??s la vapeur fait une forme de plus en plus co??teux de puissance motrice. Dans le m??me temps, la guerre avait forc?? am??liorations dans la technologie de moteur ?? combustion qui fait locomotives diesel moins cher et plus puissant. Cela a caus?? de nombreux soci??t??s de chemin de fer ?? lancer des programmes pour convertir toutes les sections non ??lectrifi??es de la vapeur ?? diesel locomotion.
Suite ?? la construction ?? grande ??chelle d'autoroutes apr??s la guerre, le transport ferroviaire est devenu moins populaire pour les d??placements et le transport a??rien ont commenc?? ?? prendre des parts de march?? des trains de passagers long-courriers. La plupart des tramways ont ??t?? soit remplac??s par des transits ou les bus rapides, tandis que les co??ts ??lev??s de transbordement caus??s trains de marchandises court-courrier ?? devenir comp??titive. La crise p??troli??re de 1973 a conduit ?? un changement de mentalit?? et de la plupart des syst??mes de tramway qui avaient surv??cu dans les ann??es 1970 restent aujourd'hui. En m??me temps, conteneurisation autoris?? les trains de marchandises ?? devenir plus comp??titives et participent ?? transport intermodal de marchandises. Avec l'introduction de la 1964 Shinkansen ferroviaire ?? grande vitesse au Japon, trains pourrait ?? nouveau avoir une position dominante sur Voyage interurbain. Durant les ann??es 1970, l'introduction de syst??mes de m??tro automatis??s permis op??ration moins cher. Les ann??es 1990 ont vu une concentration accrue sur trains d'accessibilit?? et ?? plancher surbaiss??. Beaucoup de tramways ont ??t?? mis ?? niveau vers train l??ger sur rail et de nombreuses villes qui ont ferm?? leurs vieux tramways ont rouvert nouveaux syst??mes ferroviaires lumi??re.
Innovations
Beaucoup de points de rep??re dans les ??quipements et les infrastructures ont conduit ?? l'utilisation croissante des chemins de fer. Certaines fonctionnalit??s innovantes qui ont lieu dans les 19e et 20e si??cles ont ??t?? des v??hicules en bois remplac??es par des voitures tout-acier, qui ont fourni une meilleure s??curit?? et d'entretien; fer rails remplac??s par l'acier des rails, qui a fourni une vitesse plus ??lev??e et la capacit?? avec un poids plus faible et le co??t; voitures du po??le chauff??e ?? chauffage ?? la vapeur, voitures canalisations de locomotive; l'??clairage au gaz ?? ??clairage ??lectrique, avec l'utilisation de batterie / unit?? de l'alternateur sous la voiture; d??veloppement de la climatisation avec un ??quipement de soubassement suppl??mentaires et compartiment ?? glace. Certains mat??riel roulant innovant inclus l'l??ger, ?? moteur diesel streamliner, qui ??tait, un train a??rodynamique de style moderniste avec des contours qui coule; puis vint la voiture ultra-l??ger avec Moteur ?? combustion interne dans la voiture ??lectrique de chaque train; d'autres ont inclus la voiture d??me, trains turbin??e-aliment??s, deux niveaux de mat??riel roulant, et les trains ??lectriques de haute technologie / haute-vitesse.
Bien plus, dans la premi??re moiti?? du 20e si??cle, des ??l??ments d'infrastructure adopt?? changements technologiques, y compris le rail soud??s en continu qui ??tait 1/4 miles de long; l'utilisation de la traverse en b??ton; ?? double suivi les principales compagnies; terminal intermodal et de manutention; les progr??s de la propulsion diesel-??lectrique ?? inclure AC Les syst??mes de traction et les syst??mes de freinage de propulsion; et juste-??-temps le contr??le des stocks. Au-del?? de la technologie, m??me la gestion des syst??mes am??liorations avec l'adoption de vue pr??occupations de l'impact environnemental; pr??occupation accrue des employ??s et la s??curit?? publique; introduction de r??seaux r??gion ferroviaires urbains et les organismes publics pour les g??rer; et la r??duction des effectifs de l'emploi de l'industrie avec une plus grande utilisation des entrepreneurs et consultants.
Trains
Un train est reli?? ?? une s??rie de v??hicules sur rails qui se d??placent le long de la piste. Propulsion pour le train est assur??e par une locomotive ou s??par?? de moteurs individuels en plusieurs unit??s autopropuls??es. La plupart des trains transportent une charge de recettes, bien que les voitures non-recettes existent pour son propre usage du chemin de fer, comme par fins d'entretien de la voie. Le conducteur de locomotive contr??le la locomotive ou d'autres voitures ??lectriques, bien que navettes et des transits rapides sont sans conducteur.
Transport routier
Traditionnellement, les trains sont tir??s en utilisant une locomotive. Il se agissait d'un seul ou plusieurs v??hicules ?? moteur ??tant situ??s ?? l'avant du train et de fournir une adh??rence suffisante pour transporter le poids du train complet. Cela reste dominante pour les trains de fret et est souvent utilis?? pour les trains de passagers. Un push-pull train a la voiture de passagers extr??mit?? ??quip??e d'une cabine de conducteur afin que le conducteur du moteur peut contr??ler ?? distance la locomotive. Cela permet des inconv??nients du train de locomotive transport?? ?? enlever, depuis la locomotive ne doit pas ??tre d??plac?? ?? la fin du train chaque fois que le train change de direction. Un voiture de chemin de fer est un v??hicule utilis?? pour le transport de passagers ou de fret.
Une unit?? multiple a aliment?? roues tout au long du train. Ceux-ci sont utilis??s pour le transit et de tramway syst??mes rapides, ainsi que de nombreux trains de voyageurs ?? la fois ?? court et long-courriers. Un autorail est une seule voiture, auto-aliment??. Plusieurs unit??s ont une cabine de conduite ?? chaque extr??mit?? de l'unit?? ont ??t?? d??velopp??s et suivant la capacit?? de construire des moteurs ??lectriques et moteurs assez petit pour tenir dans le cadre du coach. Il ya seulement quelques multiples unit??s de fret, dont la plupart sont des trains de poste ?? haute vitesse.
La force motrice
Les locomotives ?? vapeur sont les locomotives avec une machine ?? vapeur qui fournit adh??rence. charbon , le p??trole ou le bois est br??l?? dans une foyer. La chaleur fait bouillir l'eau dans le chaudi??re ?? tube pour cr??er de la vapeur sous pression. La vapeur d'eau se d??place ?? travers le bo??te ?? fum??e avant de quitter par la chemin??e. Dans le processus, il alimente un piston qui transmet la puissance directement ?? travers une et un: tige (tige principale US) reliant maneton (US: wristpin) sur le roue motrice (US principal moteur) ou ?? un manivelle sur un essieu moteur. Les locomotives ?? vapeur ont ??t?? ??limin??es dans la plupart des r??gions du monde pour des raisons ??conomiques et de s??curit?? bien que beaucoup sont conserv??s en ordre de marche par chemins de fer du patrimoine.
Locomotives ??lectriques sont aliment??s par une source fixe via un fil ou troisi??me rail. Certains ont ??galement ou ?? la place utiliser un la batterie. Un transformateur dans la locomotive convertit la haute tension, de faible puissance actuelle de basse tension, courant fort utilis?? dans le moteurs ??lectriques qui alimentent les roues. Locomotives modernes utilisent moteurs triphas??s ?? induction AC. Locomotives ??lectriques sont la traction la plus puissante. Ils sont aussi les moins co??teux ?? g??rer et de fournir moins de bruit et aucune pollution locale de l'air. Cependant, ils n??cessitent des investissements ??lev??s en capital tant pour la lignes a??riennes et de l'infrastructure de soutien. En cons??quence, la traction ??lectrique est utilis?? sur les syst??mes urbains, les lignes ?? fort trafic et pour la grande vitesse ferroviaire.
locomotives diesel utilisent un Moteur diesel la motrice. La transmission d'??nergie peut ??tre soit diesel-??lectrique, diesel-m??canique ou diesel-hydraulique mais diesel-??lectrique est dominante. Locomotives Electro-diesel sont con??us pour fonctionner comme diesel-??lectrique sur les sections non ??lectrifi??es et les locomotives ??lectriques sur les sections ??lectrifi??es.
Des m??thodes alternatives de puissance motrice comprennent la l??vitation magn??tique , hippomobile, c??ble, gravit??, pneumatique et Turbine ?? gaz.
Les trains de voyageurs
Un train de passagers se d??place entre les stations o?? les passagers peuvent embarquer et d??barquer. La surveillance du train est le devoir d'un garde gestionnaire / train. Les trains de voyageurs font partie des transports publics et constituent souvent la tige du service, avec des bus alimentation des stations. Les trains de voyageurs peuvent impliquer une vari??t?? de fonctions, y compris Voyage de longue distance interurbain, les trajets quotidiens de banlieue, ou des services de transport en commun urbains locaux. Ils incluent m??me une diversit?? de v??hicules, vitesses de fonctionnement, droit des exigences de passage, et la fr??quence de service. Les trains de voyageurs peuvent g??n??ralement ??tre divis??s en deux op??rations: Chemin de fer interurbain et de transit intra-urbain. Consid??rant que, ferroviaire interurbain impliquer des vitesses plus ??lev??es, des routes plus longues et plus basse fr??quence (g??n??ralement pr??vu), de transit intra-urbain implique des vitesses plus faibles, des routes plus courtes, et une fr??quence plus ??lev??e (surtout pendant les heures de pointe).
Trains Intercity sont les trains long-courriers qui fonctionnent avec quelques arr??ts entre les villes. Les trains ont g??n??ralement des ??quipements tels que wagon-restaurant. Certaines lignes fournissent ??galement plus de nuit avec des services voitures-lits. Certains trains long-courriers re??u un nom sp??cifique. Les trains r??gionaux sont les trains de moyenne distance qui relient les villes avec des zones environnantes p??riph??riques, ou fournissent un service r??gional, faisant plusieurs escales et ayant des vitesses inf??rieures. Les trains de banlieue desservent les banlieues des zones urbaines, en fournissant un jour navette service. Liaisons ferroviaires a??roportuaires fournissent un acc??s rapide ?? partir des centres de la ville pour a??roports.
La grande vitesse ferroviaire sont des trains sp??ciaux inter-villes qui fonctionnent ?? des vitesses beaucoup plus ??lev??es que les chemins de fer classiques, la limite ??tant consid??r?? de 200 ?? 320 kilom??tres par heure. Trains ?? grande vitesse sont surtout utilis??s pour le service long-courrier et la plupart des syst??mes sont en Europe occidentale et en Asie orientale. Le record de vitesse est 574,8 kilom??tres par heure (357,2 mph), fix??e par un Fran??ais modifi??e TGV . l??vitation magn??tique trains tels que l'a??roport, l'utilisation des trains sous-circonscription aimants Shanghai qui se attirent ?? la hausse vers la face inf??rieure d'un rail de guidage et cette ligne a atteint un peu plus ??lev?? vitesse de pointe en exploitation au jour le jour que les chemins de fer ?? grande vitesse classiques, mais seulement sur de courtes distances. En raison de leurs vitesses accrues, alignements de route pour la grande vitesse ferroviaire ont tendance ?? ??tre pentes plus raides et les courbes plus larges par rapport aux chemins de fer classiques. Leur ??nergie cin??tique ??lev??e se traduit par des ratios plus ??lev??s chevaux-??-tonne (20 ch / tonne); ce qui permet d'acc??l??rer les trains et maintenir des vitesses plus ??lev??es et de n??gocier des pentes raides que l'??lan se accumule et r??cup??r?? dans les d??classements (r??duction de coupe, remplir, et les exigences de tunneling). Depuis que les forces lat??rales agissent sur des courbes, des courbures sont con??us avec le rayon le plus ??lev?? possible. Toutes ces caract??ristiques sont tr??s diff??rentes des op??rations de fret, justifiant ainsi des lignes exclusives de trains ?? grande vitesse se il est ??conomiquement faisable.
Transport en commun rapide est un syst??me intra-urbain construit dans les grandes villes et a la plus grande capacit?? de tout syst??me de transport de passagers. Il est de qualit?? s??par??s et g??n??ralement construit sous terre ou ??lev??e. Au niveau de la rue, les petits tramways peuvent ??tre utilis??s. Rails l??gers sont mis ?? niveau tramways qui ont acc??s sans marche, leurs propres sections droit de passage et parfois souterrain. syst??mes de monorail fonctionnent, les syst??mes de capacit?? moyenne comme ??lev??es. Un mover personnes est un conducteur, train de d??nivel?? qui ne sert qu'?? quelques stations, comme une navette. En raison de la grande vari??t?? de syst??mes de transport en commun rapide sans grande uniformit??, l'alignement de la route varient largement les moyens de droit-divers (terrain priv??, c??t?? de la route, rue m??diane) et caract??ristiques g??om??triques (virages serr??s ou larges, raides ou pentes douces). Par exemple, le Trains de Chicago El sont con??us avec des voitures extr??mement courts pour n??gocier les courbes raides de la Boucle. NJ de PATH ont des voitures de taille similaire pour accueillir courbes dans les tunnels trans-Hudson. De San Francisco BART fonctionne grosses voitures sur ses routes bien con??us.
train de marchandises
Un train de marchandises poses fret en utilisant wagons sp??cialis??s pour le type de marchandises. Les trains de marchandises sont tr??s efficaces, avec des ??conomies d'??chelle et une efficacit?? ??nerg??tique ??lev??e. Toutefois, leur utilisation peut ??tre r??duite par manque de souplesse, se il est n??cessaire de transbordement aux deux extr??mit??s du voyage en raison d'un manque de titres ?? des points de ramassage et de livraison. Les autorit??s encouragent souvent l'utilisation du transport ferroviaire de marchandises en raison de son profil environnemental.
trains de conteneurs sont devenus le type dominant aux ??tats-Unis pour le transport non-vrac. Les conteneurs peuvent facilement ??tre transbord??s ?? d'autres modes, tels que les navires et les camions, ?? l'aide de grues. Cela a succ??d?? ?? la wagon (wagon-charge), o?? la cargaison devait ??tre charg?? et d??charg?? dans le train manuellement. Le intermodal conteneurisation du fret a r??volutionn?? le la cha??ne d'approvisionnement logistique de l'industrie, la r??duction navire co??te beaucoup. En Europe, la paroi coulissante wagon a largement supplant?? la wagons couverts ordinaires. D'autres types de voitures sont les voitures de r??frig??rateurs , stock-cars pour le b??tail et autoracks pour les v??hicules routiers. Lorsque le rail est combin?? avec le transport routier, un RoadRailer permettra remorques ?? ??tre entra??n??s dans le train, ce qui permet une transition facile entre la route et le rail.
La manutention en vrac repr??sente un avantage cl?? pour le transport ferroviaire. Faibles co??ts voire nulle transbordement combin??es ?? l'efficacit?? ??nerg??tique et les co??ts d'inventaire bas permettent trains ?? manipuler mani??re group??e beaucoup moins cher que par la route. Marchandises en vrac typique inclut le charbon, le minerai, les c??r??ales et les liquides. Vrac est transport?? dans voitures ?? toit ouvert, des wagons-tr??mies et wagons-citernes.
Infrastructure
Droit de passage
Les voies ferr??es sont pos??es sur des terrains appartenant ou lou??s par la soci??t?? de chemin de fer. En raison de l'opportunit?? de maintenir les qualit??s modestes, rails seront souvent pondus dans des voies d??tourn??es en terrain vallonn?? ou montagneux. Exigences de longueur et de qualit?? Route peuvent ??tre r??duits par l'utilisation d'alternance boutures, ponts et tunnels, qui tous peuvent augmenter consid??rablement les d??penses en immobilisations n??cessaires pour d??velopper un droit de passage, tout en r??duisant consid??rablement les co??ts d'exploitation et en permettant des vitesses plus ??lev??es sur les plus longues courbes de rayon. Dans les zones dens??ment urbanis??es, les chemins de fer sont parfois pos??s dans les tunnels afin de minimiser les effets sur les propri??t??s existantes.
Rails
Piste est constitu??e de deux rails parall??les en acier, ancr??e perpendiculaire aux membres appel??s (liens) traverses de bois, b??ton, acier, ou en plastique pour maintenir une distance constante ?? part, ou ??cartement des rails. jauges ferroviaires sont g??n??ralement class??s comme ??cartement standard (1435 mm (4 pi 8 1/2 po)) utilis?? sur environ 60% des lignes ferroviaires existantes dans le monde, Voie large et Voie ??troite. En plus de l'??cartement des voies, les pistes seront port??es rendre conforme ?? une Le gabarit qui d??finit la hauteur et la largeur maximale pour les v??hicules ferroviaires et leurs charges pour assurer le passage en toute s??curit?? par des ponts, tunnels et autres structures.
La piste guide les roues ?? boudin, coniques, en gardant les voitures sur la piste sans direction active et donc permettant trains d'??tre beaucoup plus que les v??hicules routiers. Les rails et les traverses sont g??n??ralement plac??s sur une fondation en terre comprim??e au sommet de laquelle est plac?? un lit de ballast de r??partir la charge des liens et de pr??venir la piste ?? partir flambage que le sol se d??pose au cours du temps sous le poids des v??hicules passant au-dessus.
Le ballast sert ??galement de moyens de drainage. Certains piste plus moderne dans les zones sp??ciales est attach?? par fixation directe sans lest. Piste peut ??tre pr??fabriqu?? ou assembl?? en place. Par soudage des rails ensemble pour former des longueurs de rails soud??s, l'usure du mat??riel roulant caus?? par l'??cart petite surface au niveau des articulations entre les rails peut ??tre contrecarr?? suppl??mentaire; cela fait aussi pour une conduite plus silencieuse (trains de passagers).
Dans les courbes du rail ext??rieur peut ??tre ?? un niveau plus ??lev?? que le rail int??rieur. Cela se appelle d??vers ou d??vers. Cela r??duit les forces tendant ?? d??placer la piste et permet une conduite plus confortable pour le b??tail et debout ou passagers assis debout. Une quantit?? donn??e de d??vers sera le plus efficace sur une gamme limit??e de vitesses.
Aiguillages, ??galement connus comme des points et des commutateurs, sont les moyens de diriger un train sur une section divergente de la piste. Laid similaire ?? voie normale, un point se compose g??n??ralement d'un grenouille (passage commun), contre-rails et deux lames d'aiguille. Les aiguilles peuvent ??tre d??plac??s ?? gauche ou ?? droite, sous le contr??le du syst??me de signalisation, pour d??terminer le chemin le train va suivre.
Spikes en traverses de bois peuvent se desserrer au fil du temps, mais fendu et liens pourris peuvent ??tre remplac??s individuellement avec de nouvelles traverses en bois ou en b??ton substituts. Traverses en b??ton peuvent ??galement d??velopper des fissures ou des fentes, et peuvent ??galement ??tre remplac??s individuellement. Si les rails se r??gler en raison de l'affaissement du sol, ils peuvent ??tre soulev??s par la machinerie sp??cialis??e et le ballast suppl??mentaire tass??e sous les liens pour ??galiser les rails.
P??riodiquement, ballast doit ??tre enlev?? et remplac?? par ballast propre pour assurer un drainage ad??quat. Ponceaux et autres passages pour l'eau doivent ??tre d??gag??es de peur que l'eau est mis en fourri??re par la trackbed, provoquant des glissements de terrain. O?? trackbeds sont plac??s le long des rivi??res, une protection suppl??mentaire est habituellement plac?? pour pr??venir l'??rosion des berges en p??riode de hautes eaux. Ponts n??cessitent une inspection et d'entretien, car ils sont soumis ?? de fortes pouss??es de stress dans un court laps de temps quand un train lourd traverse.
syst??mes d'inspection du train
L'inspection du mat??riel ferroviaire est essentiel pour le mouvement s??curitaire des trains. De nombreux types de d??tecteurs de d??fauts sont utilis??s sur les chemins de fer du monde. Ces dispositifs utilisent des technologies varient d'une pagaie simpliste et commutateur et infrarouge ?? balayage laser, et m??me analyse audio ?? ultrasons. Leur utilisation a ??vit?? de nombreux accidents ferroviaires au cours des 70 ann??es, ils ont ??t?? utilis??s.
Signalisation
Signalisation ferroviaire est un syst??me utilis?? pour contr??ler le trafic ferroviaire en toute s??curit?? pour emp??cher les trains d'entrer en collision. ??tant guid?? par fixe rails avec un faible frottement, les trains sont particuli??rement sensibles ?? la collision car ils fonctionnent souvent ?? des vitesses qui ne leur permettent pas de se arr??ter rapidement ou dans la distance d'avertissement du conducteur. La plupart des formes de contr??le des trains impliquent autorisation de mouvement ??tant pass?? de ceux responsables de chaque section d'un r??seau ferroviaire ?? l'??quipe du train. Toutes les m??thodes ne n??cessitent pas l'utilisation de signaux, et certains syst??mes sont sp??cifiques ?? chemins de fer ?? voie unique.
Le proc??d?? de signalisation est traditionnellement r??alis??e dans un bo??te de signal, un petit b??timent qui abrite le b??ti de levier n??cessaire pour le signaleur ?? des commutateurs et ??quipement de signalisation. Ceux-ci sont plac??s ?? divers intervalles le long de la voie d'un chemin de fer, le contr??le des sections sp??cifiques de piste. Plus r??cents d??veloppements technologiques ont fait de tels doctrine op??rationnelle superflue, avec la centralisation des op??rations de signalisation pour les salles de contr??le r??gionaux. Cela a ??t?? facilit?? par l'utilisation accrue des ordinateurs, ce qui permet de vastes sections de voie ?? surveiller ?? partir d'un seul endroit. La m??thode commune de signalisation de cantonnement divise la piste en zones gard??es par des combinaisons de signaux de bloc, r??gles de fonctionnement, et des dispositifs de contr??le automatique de sorte que seul un train peut ??tre dans un bloc ?? tout moment.
??lectrification
Le syst??me d'??lectrification fournit de l'??nergie ??lectrique pour les trains, ils peuvent donc fonctionner sans un moteur principal ?? bord. Cela permet des co??ts d'exploitation inf??rieurs, mais n??cessite des investissements importants le long des lignes. syst??mes de r??seau principal et de tramway ont normalement c??bles a??riens, qui pendent des poteaux le long de la ligne. D??nivel??s transport rapide utilisent parfois un terrain troisi??me rail.
La puissance peut ??tre aliment?? que directe ou courant alternatif . Les tensions continues les plus courantes sont de 600 et 750 V pour le tram et les syst??mes de transport en commun rapide, et 1500 et 3000 V pour lignes principales. Les deux syst??mes de climatisation sont dominants AC 15 kV et 25 kV AC.
Stations
Une gare sert comme une zone o?? les passagers peuvent embarquer et d??barquer des trains. Un gare de marchandises est une cour qui est exclusivement utilis?? pour le chargement et le d??chargement de marchandises. Les grandes gares de passagers ont au moins un b??timent offrant confort pour les passagers, tels que l'achat de billets et de la nourriture. De plus petites stations en g??n??ral seulement se composent d'un plate-forme. Les premi??res stations ont parfois ??t?? construits avec des passagers et des installations de biens.
Plates-formes sont utilis??s pour permettre un acc??s facile aux trains, et sont reli??s les uns aux autres par l'interm??diaire de souterrains, passerelle et passages ?? niveau. Certaines grandes stations sont construites comme cul-de-sac, avec des trains ne op??rant ?? partir d'une direction. De plus petites stations servir normalement zones r??sidentielles locales, et peuvent avoir une connexion sur Chargeur services d'autobus. Les grandes stations, en particulier stations centrales, servent de principale hub de transport public pour la ville, et ont transfert disponible entre les services ferroviaires, et ?? des services rapides transit, tram ou en bus.
Op??rations
Possession
Depuis les ann??es 1980, il ya eu une tendance croissante ?? s??parer les entreprises de chemin de fer, avec des entreprises poss??dant le mat??riel roulant s??par??s de ceux propri??taire de l'infrastructure. Cela est particuli??rement vrai en Europe, o?? cette disposition est requise par l'Union europ??enne. Cela a permis un acc??s ouvert par tout op??rateur de train ?? une partie du r??seau ferroviaire europ??en.
Aux ??tats-Unis, presque tous les r??seaux ferroviaires et des infrastructures en dehors de la Northeast Corridor sont des propri??t??s priv??es par des lignes de fret. lignes de passagers, principalement Amtrak, fonctionnent comme des locataires sur les lignes de fret. Par cons??quent, les op??rations doivent ??tre ??troitement synchronis??s et coordonn??s entre les chemins de fer marchandises et voyageurs, avec des trains de passagers ??tant souvent envoy??s par le chemin de fer de marchandises h??te. En raison de ce syst??me partag??, les deux sont r??glement??s par le Federal Railroad Administration (FRA) et suivre la Normes de l'AREMA pour les travaux de la piste et Normes de l'AAR pour v??hicules.
Financement
La principale source de revenus pour les entreprises de chemin de fer est de recettes de billetterie (pour le transport de passagers) et les frais d'expédition pour le fret. Réductions et laissez-passer mensuels sont parfois disponibles pour les voyageurs fréquents. Les produits marchandises peut être vendu par tranche de récipient ou pour un train entier. Parfois, l'expéditeur détient les voitures et ne loue le transport. Pour le transport de passagers, annonce le revenu peut être importante.
Le gouvernement peut choisir de donner des subventions à l'exploitation ferroviaire, depuis le transport ferroviaire a moins de coûts externes que les autres modes de transport dominant. Si la compagnie de chemin de fer appartient à l'Etat, l'Etat peut simplement fournir des subventions directes en échange d'une augmentation de la production. Si les opérations ont été privatisées, plusieurs options sont disponibles. Certains pays ont un système où l'infrastructure est détenue par un organisme gouvernemental ou une entreprise-avec libre accès aux pistes pour toute entreprise qui répond aux exigences de sécurité. Dans de tels cas, l'Etat peut choisir de fournir les pistes gratuitement ou pour une somme qui ne couvre pas tous les coûts. Ceci est considéré comme analogue au gouvernement offrant un accès gratuit aux routes. Pour les opérations de passagers, une subvention directe peut être accordée à un opérateur public détenue, ou obligations de service public appel d'offres peut être helt, et un contrat limité dans le temps accordé au plus bas soumissionnaire.
Service ferroviaire voyageurs national du ??tats-Unis, Amtrak, est une société de chemin de fer privé affrété par le gouvernement. De même, au Canada le système Via Rail exploite de la même façon. Comme les services de tourisme perdu beaucoup de terrain dans la concurrence à l'automobile et de l'avion et a été forcé sur le marché, ils sont devenus actionnaires de Amtrak soit avec un droit d'entrée de trésorerie ou de renoncer à leurs locomotives et du matériel roulant. aide au gouvernement appuie Amtrak en fournissant démarrage capitale et compense perd à la fin de la exercice fiscal.
S??curit??
Le transport ferroviaire est une des formes les plus sûres de Voyage de la terre. Les trains peuvent se déplacer à très grande vitesse, mais ils sont lourds, sont incapables de dévier de la piste et nécessitent une grande distance pour s'arrêter. Accidents possibles comprennent déraillement (sauter la piste), une collision avec un autre train ou une collision avec une automobile ou un autre véhicule à un passage à niveau. Ce dernier représente la majorité des accidents ferroviaires et de blessés. Les mesures les plus importantes en matière de sécurité pour prévenir les accidents sont des règles strictes d'exploitation, par exemple, de signalisation ferroviaire et de portes ou de séparation de qualité aux passages à niveau. Former les sifflets, cloches et Klaxons avertissent de la présence d'un train, alors que les signaux de voie maintenir les distances entre les trains.
Un élément important de la sécurité de nombreux réseaux interurbains à grande vitesse tels que le Japon Shinkansen est le fait que les trains circulent que sur les lignes de chemin de fer dédiés, sans passages à niveau. Ceci élimine efficacement le risque de collision avec des voitures, d'autres véhicules et les piétons, réduit considérablement le risque de collision avec d'autres trains et permet d'assurer des services restent opportun.
Entretien
Comme dans toute l'infrastructure actif, les chemins de fer doivent se tenir à l'inspection et l'entretien périodique afin de minimiser les effets des défaillances d'infrastructure qui peuvent perturber les opérations de recettes de fret et les services passagers. Parce que les passagers sont considérés comme les plus cruciales fret et fonctionnent généralement à des vitesses plus élevées, pentes plus raides, et une plus grande capacité / fréquence, leurs lignes sont particulièrement importants. pratiques d'inspection comprennent les voitures de géométrie de la voie ou inspection à pied. l'entretien de la courbe particulier pour les services de transport en commun comprend jaugeage, fixation resserrement, et le remplacement du rail. Ferroviaire ondulation est un problème commun avec les systèmes de transport en commun en raison du nombre élevé de lumière essieux, des passages de roues qui se traduisent par broyage de l'interface roue / rail. Depuis l'entretien peut se chevaucher avec des exploitations, des fenêtres de maintenance (heures de nuit, les heures creuses, modifiant les horaires des trains ou des routes) doivent être suivis de près. En outre, la sécurité des passagers pendant les travaux d'entretien (d'escrime inter-hippodromes, le stockage approprié des matériaux, des avis de travail de piste, les dangers de l'équipement près Etats) doit être considérée à tout moment. À certains moments, les problèmes d'accès d'entretien peuvent émerger en raison de tunnels, les structures élevées, et des paysages urbains congestionnés. Ici, l'équipement spécialisé, des versions plus petites d'engins d'entretien conventionnels sont utilisés.
Contrairement ?? des autoroutes ou des réseaux routiers où les capacités sont ventilées en voyages non couplés au cours des segments de route individuelles, la capacité ferroviaire est fondamentalement considéré comme un système de réseau. En conséquence, de nombreux composants sont les causes et les effets des perturbations du système. Maintenance doit reconnaître la vaste gamme de la performance d'un itinéraire (de type de service de train, d'origination / destination, impacts saisonniers), la capacité de la ligne (longueur, terrain, nombre de pistes, types de contrôle des trains), le débit de train (vitesses max, accélération / décélération taux), et des fonctions de service avec les pistes partagées passagers-fret (voies d'évitement, les capacités du terminal, des itinéraires de commutation, et le type de conception).
Impact
??nergie
Le transport ferroviaire est un, mais économe en énergie à forte intensité capitalistique, les moyens de transport terrestre mécanisé. Les pistes offrent des surfaces lisses et dures sur lequel les roues du train peut rouler avec un minimum de friction. déplacement d'un véhicule sur et / ou sur un support (terre, mer, air) ou il faut surmonter la résistance au mouvement. Résistance totale d'un véhicule terrestre (en livres ou en newtons) est une fonction quadratique de la vitesse du véhicule:
o??:
- Rdésigne la résistance totale
- unerésistance constante dénote initiale
- bdénote la constante liée vitesse-
- cdénote constante qui est fonction de la forme, la surface frontale, et les côtés du véhicule
- vreprésente la vitesse
- v 2représente la vitesse, squared
Essentiellement, la résistance diffère entre le contact et la surface du point de véhicules de chaussée. Les roues métalliques sur des rails métalliques ont un avantage significatif de vaincre la résistance par rapport aux roues de pneus en caoutchouc sur toute surface de la route (ferroviaire - 0,001 g à 10 mph et 0,024 g à 60 mph; camion - 0,009 g à 10 mph et 0,090 à 60 mph) . En termes de capacité de fret combinant vitesse et la taille étant déplacé dans une journée (en tonnes-miles / jour):
- humaine - peut transporter 100 livres. 20 miles par jour (une tonne-mile / jour)
- cheval et brouette - peut transporter 4 tonnes-miles / jour
- charrette à cheval sur la bonne trottoir - peut transporter 10 tonnes-miles / jour
- entièrement camion utilitaire - peut transporter 20.000 tonnes-miles / jour
- le train long-courriers - peut transporter 500 000 tonnes-milles / jour La plupart des trains prennent 250-400 camions sur les routes, ce qui rend la route plus sûre.
En termes de puissance motrice, la puissance et de poids, utilisé pour surmonter la résistance au mouvement lorsque locomotives convertissent combustible pour chauffer pour la propulsion d'une barge lent nécessite 0,2 ch / tonne nette, un chemin de fer et par pipeline nécessite 2,5 ch / tonne nette, et camion nécessite 10 ch / tonne nette. Cependant, à des vitesses plus élevées, un chemin de fer surmonte la barge et prouve la plus économique.
A titre d'exemple, un wagon moderne typique peut contenir jusqu'à 113 tonnes de fret sur ??????deux à quatre roues bogies. La piste distribue le poids du train de façon uniforme, ce qui permet des charges beaucoup plus importantes par la roue et que dans le transport routier, menant à moins d'usure sur la façon permanente. Cela peut économiser de l'énergie par rapport aux autres modes de transport, comme le transport routier, qui dépend de la friction entre les pneus en caoutchouc et la route. Les trains ont une petite surface frontale par rapport à la charge qu'ils transportent, ce qui réduit la résistance de l'air et donc la consommation d'énergie.
En outre, la présence de la piste de guidage des roues permet de très longs trains à être tirées par un ou quelques moteurs et entraînés par un seul opérateur, même autour de courbes, ce qui permet des économies d'échelle à la fois la main-d'??uvre et d'énergie; en revanche, dans le transport routier, plus de deux articulations provoque fishtailing et rend le véhicule dangereux.
Usage
En raison de ces avantages, le transport ferroviaire est une forme majeure de passagers et de fret dans de nombreux pays. Il est omniprésent en Europe, avec un réseau intégré couvrant pratiquement l'ensemble du continent. En Inde, la Chine, la Corée du Sud et au Japon, de nombreux trains millions utilisent le transport régulier. le transport ferroviaire de fret est très répandue et largement utilisé en Amérique du Nord, mais le transport ferroviaire interurbain de passagers sur ce continent est relativement rare à l'extérieur du corridor du Nord en raison de la perte de la concurrence d'autres modes préférés, en particulier les voitures et les avions.
Afrique et Amérique du Sud ont des réseaux étendus comme en Afrique du Sud, Afrique du Nord et de l'Argentine, mais certains chemins de fer sur ces continents sont des lignes isolées. Australie dispose d'un réseau généralement clairsemée qui sied à sa densité de la population, mais a quelques zones avec des réseaux importants, en particulier dans le sud-est. En plus de la ligne transcontinentale est-ouest existant précédemment en Australie, une ligne du nord au sud a été construit. Le plus haut chemin de fer dans le monde est la ligne à Lhassa, au Tibet, en cours d'exécution en partie sur le territoire de pergélisol. La région Europe de l'Ouest a la densité de chemin de fer la plus élevée dans le monde et a beaucoup de trains individuels qui opèrent à travers plusieurs pays, malgré les différences techniques et organisationnelles de chaque réseau national.
Avantages sociaux et économiques
Les chemins de fer ont également été montré à contribuer au dynamisme social et la compétitivité économique dans sa capacité à transporter de grandes quantités de clients et des travailleurs de centres-villes et banlieues (c.-à Washington DC comme un centre culturel / politique en raison de système Metrorail, San Francisco animée d ' le centre-ville en raison de la système BART). Hong Kong a reconnu rail comme "l'épine dorsale du système de transport en commun "et à ce titre développé leur système de bus franchisés et l'infrastructure routière dans l'alignement compherensive avec leurs services ferroviaires. Les grandes villes de la Chine telles que Pékin , Shanghai et Guangzhou reconnaissent lignes de transport ferroviaire que les cadres et les lignes de bus que le corps principal de leurs systèmes de transport métropolitain. Le japonais Shinkansen a été construit pour répondre à la demande croissante du trafic dans le "coeur de l'industrie et de l'économie du Japon" situé sur la Tokyo - ligne Kobe.
Par opposition ?? l'expansion de l'autoroute, l'indicatif de la politique des transports des États-Unis, qui incite le développement des banlieues à la périphérie, contribuant à l'augmentation des miles parcourus par les véhicules, les émissions de carbone , développement des espaces vierges, et l'épuisement des réserves naturelles, des chemins de fer la croissance de canal vers la ville denses agglomérations et le long de son artère. Ces arrangements réévaluer les espaces urbains, locaux impôts , logement , les valeurs et la promotion de développement à usage mixte.
