Železnice je vedena způsob dopravy používají k přesunutí osob a zboží. Obecně se vyznačuje specializovanou infrastrukturou složenou ze dvou paralelních kolejnic umožňujících jízdu motorových vlaků . Spolu se silničními , říčními a leteckými režimy je jedním z hlavních moderních dopravních prostředků.
Objevil se v první polovině XIX -tého století s průmyslovou revolucí , železnice zažil velkolepý růst v Evropě a Americe, hrát důležitou roli v hospodářské a vojenské oblasti a výrazně zlepšit cestování. Jeho použití se poté rozšířilo do celého světa jak pro osobní dopravu, tak pro obchod.
I přes relativní pokles zisku automobilu , XX . Století vidí transformaci železnice s rozvojem elektrické trakce a vzhledem k vysokorychlostním vlakům, které umožňují obnovený zájem o železniční režim. Objevují se také dopravní prostředky odvozené ze železnice, jako je jednokolejka nebo magnetický levitační vlak .
Kolejových vozidel a provozních postupů železnice nejčastěji volají po zásahu člověka, a to i v případě, že vývoj automatizace stále více omezuje roli člověka k jednoduché dohledem.
Tím, metonymie , „železnice“ rovněž označuje, že provozní společnosti , často dříve nazývané „společnosti“. Zaměstnanci železnice se nazývají „železniční pracovníci“.
Ve Francii, výraz „Chemin de fer“ oficiálně objevil v královské vyhlášky z26. února 1823kterým se schvaluje výstavba první francouzské linky v Saint-Étienne . Odpovídající adjektivum , „železniční“, který pochází z italské železnice , se objevil kolem roku 1911.
Železniční systém se také používá v různých specializovaných verzích: metro , tramvaje , ozubené dráhy .
Železniční infrastruktura se nazývá železnice . Skládá se většinou ze dvou řad kolejnic položených na pražcích , výhybkách , úrovňových přejezdech , zabezpečovacích zařízeních a případně elektrických trakčních zařízeních ( rozvodny , trolejové vedení atd.). Železnice je obecně umístěna v zásypu na štěrku a může si půjčit různá díla, tunely , viadukty , příkopy .
Kolejová vozidla běžně jezdí v konvojích nazývaných vlaky nebo vlakové soupravy . Konvoje se skládají z nákladních vozů nebo osobních automobilů a jsou taženy lokomotivami . Mohou to být také vlakové soupravy s vlastním pohonem , to znamená včetně vlastního trakčního systému.
Lidé jsou ve středu běžně se vyskytujících železničních systémů, ať už jde o řízení vlaků , vedení konvojů na místo určení, zabezpečení cestujících nebo přepravovaného zboží. Lidská práce je ohraničena postupy.
Velmi brzy jsme vydali právní předpisy pro železnici. Ve Francii zákon z15. července 1845klade základy železniční policie. Od té doby k němu byly přidány nové zákony a četné předpisy týkající se bezpečnosti, organizace a veřejné služby.
Železnice se skutečně rozvinula během železničního rozmachu 40. let 18. století, ale v předchozích stoletích došlo k velkému množství inovací.
Jedním z prvních příkladů řízenou cestou je to Diolkos , systém umožňující lodě přejít šíji Korintu v Řecku, postavený v VI th století před naším letopočtem. AD Vozíky tažené příšerami obíhaly kamenné bloky se zářezy. Tato trasa vedena v činnosti, dokud jsem st století .
Na obtížných úsecích římských silnic (v horách, poblíž mostů) byla kola vozů vedena kameny rozřezanými do hlubokých vyjetých kolejí.
Znovuobjevení řízené dopravy je v Evropě doloženo kolem roku 1550 pro těžební cesty. Ty používaly dřevěné kolejnice. První železniční linka byla založena v Británii na počátku XVII th století , a to především pro přepravu uhlí z dolu do kanálu, kde by to mohlo být naložené na člunech. Stopy tohoto druhu železnice najdete v Broseley v Shropshire. Kolejnice byly vyrobeny z holého dřeva, kola byla opatřena přírubami, jako na současných kolejových vozidlech. V roce 1768 měla společnost Coalbrookdale myšlenku nahradit své dřevěné kolejnice litinovými kolejnicemi, omezit opotřebení trati a nést těžší břemena.
Železné kolejnice se objevily na počátku XVIII -tého století . Inženýr William Jessop navrhl kolejnice určené pro použití s přírubovými koly: tvořily jakýsi úhelník. Tyto kolejnice měly být použity pro projekt v oblasti Loughborough , Leicestershire v roce 1789 . V roce 1790 byl jedním z těch, kteří založili ocelárnu v Butterley v Derbyshire na výrobu kolejnic (mimo jiné). První železnice otevřená pro veřejnost byla železnice Surrey Iron , otevřená v roce 1802 Jessopem. Konvoje táhli koně.
První parní lokomotiva jezdící po kolejích byla postavena Richardem Trevithickem a testována v roce 1804 ve Merthyr Tydfil ve Walesu . Tento pokus nebyl korunován úspěchem, stroj byl tak těžký, že zlomil cestu.
V roce 1811 navrhl John Blenkinsop první skutečně použitelnou lokomotivu. Patentoval (č. 3431) dopravní systém uhlí poháněný parní lokomotivou. Linka byla postavena a spojovala Middletonský důl s Leedsem. Lokomotivu postavili Matthew Murray z Fentonu, Murray a Wood. Middleton železnice byla proto v roce 1812 první železnice používat páru úspěšně ke komerčním účelům. Je také první, kdo je předmětem právních aktů. 40 km Stockton a Darlington železnice trať , slavnostně otevřen27. září 1825s Locomotion č 1 z George Stephenson byl první na světě komerční přepravu cestujících s parními lokomotivami.
První parní železniční trať provozovaná veřejným sektorem v kontinentální Evropě byla uvedena do provozu 5. května 1835 mezi Bruxelles-Allée verte a Mechelen ; je to také první linka s pevnými jízdními řády konvojů složených z vozů zahrnujících tři třídy.
Compagnie du Chemin de fer de Saint-Étienne à la Loire postavil první řádek v kontinentální Evropě v oblasti Saint-Étienne , Francie, mezi 1827 ( Louis-Antoine Beaunier ) a 1830 ( Marc Seguin ); konvoje jsou tažené koňmi a používají se k přepravě uhlí.
První linka vedoucí do Paříže byla linka z Paříže do Le Pecq otevřená v roce 1837. Zákon o 15. únoru 1838 rozhoduje o výstavbě devíti hlavních tratí státem. Ale další zákon, ten z 11. června 1842, rozhodl ve prospěch soukromého financování. Expanze akciový trh z 1840s v Anglii dal tuto zemi polovinu 9500 kilometrů evropské železnice v roce 1845 , během „ železnice mánie “ epizoda .
V Evropě a Severní Americe bylo období největšího rozvoje železnice od roku 1848 do roku 1914 . Železniční nadšení Německa způsobuje, že země má kolem 1870 téměř dvacet tisíc kilometrů tratí. Francie v roce 1870 snížila část zpoždění nad svým soupeřem z druhé strany Lamanšského průlivu na 15 600 km železnic, zatímco v Anglii to bylo 24 900 km .
Po první světové válce se železnice dále rozvíjela, ale vedlejší tratě se začaly uzavírat a čelily silné konkurenci automobilové dopravy.
Ropná krize v roce 1973 znamenala začátek obnovy železnice, zejména pro osobní dopravu ve velkých městech a díky novým meziměstským linkám, které jezdí vysokorychlostními vlaky .
Magnetické levitace (známý jako Maglev ), u nichž o 43 km byla linka uvedena do provozu v roce 2005 v Šanghaji ( Čína ), by se mohla stát životaschopným konkurentem.
Železniční projekty vyžadují inženýrství, jehož hlavní role spočívá v projektantovi odpovědném za designové studie v různých fázích, projektovém manažerovi monitorování implementace, pilotních a zkušebních provozu a certifikačních operací. Celé nebo část tohoto inženýrství může klient delegovat na externí konzultanty .
Ocel na ocelovém ložisku: základní charakteristikou železnice je ložisko ocel ( kolo ) na oceli ( kolejnici ) s nízkým součinitelem adheze , což velmi významně omezuje odolnost proti pohybu , ale zvyšuje brzdnou dráhu . Nízká přilnavost rovněž ukládá řádku rozvržení omezení, aby se zabránilo příliš strmé rampy: layout na dně údolí, hlavní inženýrské stavby ( tunely , viadukty , atd ).
Řízená doprava je to řízená doprava (po kolejích), která nabízí vozidlům pouze jeden stupeň volnosti , vpřed nebo vzad. Změny jízdního pruhu lze provádět pouze na výhybkách , předjíždění je možné pouze na určitých místech na trati (stanice, vyhýbání se dopravě) nebo v případě, že jsou plánovány stálé protisměrné instalace (IPCS); formace vlaku vyžaduje složité manévry. Cestování konvoje vozidla ( vozy a vozy) necirkulují izolovaně jako na silnici, ale seskupují se do konvoje, vlaku taženého lokomotivou . To umožňuje velkou přepravní kapacitu a omezuje odolnost proti postupu. To ukládá minimální standardy pevnosti v tlaku a v tahu pro konstrukci a spojování vozů a osobních vozů.Všechny tyto vlastnosti indukují konkrétní operační systém, který je založen především na přísném signalizačním systému a na vytvoření grafu provozu . Na oplátku omezují energetický výdej a poskytují železnici vysokou úroveň bezpečnosti .
Železniční systémy vyžadují speciální infrastrukturu zvanou železnice . Vozidla jsou vedena jednou nebo více řadami kolejnic upevněných na pražcích pomocí zpožďovacích šroubů ve Francii. Předřadník je drenážní vrstva, na které se pražce. Upřesňuje geometrii trati, například k vytvoření svahu v oblouku tak, aby absorboval vibrace při projíždění vlaků. Jelikož jsou vozidla vedena po kolejích, nemohou bez zvláštní instalace změnit směr. Většinou se jedná o přepínač , ovládaný buď v práci, nebo z přepínače .
Železniční zařízení kvůli své technologii válcování nemůže stoupat nebo sestupovat příliš strmý svah, ani dělat příliš prudký oblouk. Aby se přizpůsobilo terénu, výstavba železničních tratí vyžadovala vybudování struktur : mostů , viaduktů a tunelů . Trať může také protínat silnici na železničním přejezdu .
Vzdálenost mezi oběma kolejnicemi (nejčastější případ) se nazývá rozchod . Měří se mezi vnitřními plochami kolejnice. Nejčastěji používaným rozchodem je normální rozchod koleje : 1 435 m (standard UIC ). Kromě toho mluvíme o širokém rozchodu , pod ním je úzký rozchod .
Některé vlaky jsou poháněny elektřinou a vyžadují specifickou infrastrukturu, protože neposkytují vlastní energii. Ve většině případů je tato dodávka energie zajištěna trolejovým vedením zavěšeným nad kolejí, přičemž vlak přichází zachytit proud pomocí pantografu nebo sloupu. Na metro a některé země (Anglie) pomocí třetího železničního stranu: capture je pak zajištěna pomocí smyků. Jiné systémy používají třetí centrální kolejnici, například novou tramvajovou stanici v Bordeaux .
Vzhledem k tomu, že na společné trati mohou jezdit dva vlaky současně, je z důvodu zajištění bezpečnosti nutné stanovit pravidla silničního provozu. Stejně jako na silnicích bylo zavedeno značení i systémy zabraňující železničním rizikům . Jedním z těchto systémů je kantonování (nebo blokový systém) , které zakazuje vlaku vjet do úseku trati, kde se již nachází jiný vlak.
Stejně jako veškerá veřejná doprava ani vlaky nezastavují jen tak kdekoli. Cestující jedou vlakem na jedné stanici, aby vystoupili na jiné, někdy poté, co museli provést spojení. Zboží je naloženo na vozy v nákladní stanici nebo na konkrétní vlečce . Mění směr ve yardech . Kontejnery jsou nakládány a vykládány v terminálu kombinované dopravy .
Železniční infrastruktura vyžaduje neustálou údržbu. Jedná se o diverzifikovaný provoz, jehož povaha závisí na povaze samotné trati a podmínkách, ve kterých se nachází: odklízení sněhu , obnova štěrkové dráhy , kontrola inženýrských staveb , odplevelení atd.
Kolejová vozidla se nazývají vlaky . Od druhé poloviny XX th století, se objevil termín vysokorychlostní vlak se kvalifikovat materiály přesahující 250 km / h .
Vlaky, které potkáme, mají několik struktur. První, nejklasičtější, je konvoj složený z jedné (nebo více) lokomotiv , automobilů v případě osobních vlaků nebo dokonce vagónů . Pokud lokomotiva může vlak tlačit, místo aby jej táhla, jsou k dispozici pilotní vozy vybavené kabinou strojvedoucího. V Belgii probíhá schvalování motorových pilotních vozidel M7 .
Lokomotivy mohou být několika typů, v závislosti na jejich zdroji energie. Dříve zde byly parní lokomotivy spalující uhlí nebo topný olej. V současné době existují hlavně dieselové lokomotivy poháněné tepelným motorem a také elektrické lokomotivy poháněné trolejovým vedením nebo třetí kolejnicí.
Druhým scénářem jsou nedeformovatelné konvoje, které obsahují jak hnací prvky, tak prostory pro cestující nazývané vlaky s vlastním pohonem . V Německu jsou nákladní vlaky s vlastním pohonem. Diesel-poháněl vlaková souprava s vlastním pohonem se nazývá self- pohonem vlaku nebo železničního vozu , s výraznou výjimkou turbotrains .
Pro manévrování nebo tažení lehkých vlaků se používají lokomotivy , elektrické nebo naftové. Zatímco ve Francii najdeme pouze naftu, Švýcarsko má většinu elektrických vozidel.
Údržba traťových služeb využívá draisiny , malá vozidla schopná pohybovat týmem na svém místě. Při údržbě tratí lze nalézt také širokou škálu specializovaného vybavení: přípravky na ničení plevelů, mývaly, pěchovače atd.
Existuje široká škála dopravních systémů odvozených od základního principu železnice. Společnými body mezi těmito systémy jsou ložisko železa na železu a vedení. Variace se týkají struktury a režimu provozu.
V městských oblastechV městských oblastech představuje kvůli velkému množství infrastruktur a potřebě přepravy velkého počtu cestujících řešení pro upřednostňování velkých aglomerací využití metra , založené buď na podzemní nebo nadzemní infrastruktuře, k omezení obsazeného prostoru. Jinde byly použity méně těžké systémy: VAL - Skytrain .
Pro obsluhu celé metropole se používá systém regionální expresní sítě . Jde o nastavení os umožňující přepravu velkého množství cestujících, často mezi předměstími a městským centrem.
Tramvaj poskytuje jemnější službu (blíže zastávek) nasazením do městské zástavby. Jeho kapacita na linku je však mnohem nižší než u metra. Jeho podstatně nižší cena však umožňuje za stejný rozpočet zvýšit počet linek, a tedy i obsluhovaných míst, a tedy ne uměle soustředit tok cestujících.
Specifické technikyDíky svému principu provozu nemůže vlak stoupat do prudkých stoupání. Aby to kompenzovali, měli inženýři nápad umístit třetí osu, na které se konvoj zastaví. Toto je ozubená železnice .
Pokud jsou svahy ještě strmější, použije se lanovka . Pohon je poté zajištěn kabelem. V některých městech ( například San Francisco ) existují tramvajové lanovky, které umožňují soustředění trakčního motoru do jednoho bodu.
Lanovka může být považován za „zavěšené lanové dráhy“, jejíž dráha je složena z jednoho nebo více pevných nosných lan. Toto plnohodnotné železniční zařízení se v jeho počátcích nazývalo také „letecká lanovka“. Slovník Flammarion z roku 1982 definuje lanovku jako „typ železnice, jejíž vozidla jezdí po trolejích působících jako kolejnice“.
Gondola na trati, „ SK systém (doprava) “ nebo starý Poma 2000 systém z Laon : Tyto světelné systémy se skládají z řízených kabin, tažených jedním nebo více kabelů.
Abychom omezili obsazený prostor, někteří mysleli na jednokolejky . Tento systém se v osobní dopravě používá relativně málo, ale v průmyslu je běžný ve své nosné verzi (stropní lišta).
Jednou z evolučních drah železnice je magnetický levitační vlak . Zkoušky tohoto systému jsou slibné .
Naopak, jiné experimenty se zaměřují (nebo se zaměřovaly) na gravitační vlaky , pohybované gravitací, způsobem vlaků zábavních parků, které, jakmile se spustí, postupují díky své vlastní setrvačnosti.
Údržba vlaků vyžaduje velké množství zařízení, stejně jako skladiště a střediska údržby železnic, která sama vyžadují údržbu. Z těchto zařízení můžeme zmínit:
Železniční podniky obecně provádějí dva typy operací údržby: plánované operace na opravu hlavních systémů a neplánované drobné zásahy do poškozeného zařízení (oprava dveří nebo oken). Tyto dva přístupy však mají dvě hlavní nevýhody: v prvním případě prokázané riziko příliš brzkých oprav dílů a ve druhém případě vysokou pravděpodobnost zpoždění vlaku, což způsobuje nespokojenost uživatelů.
Kraj | Celková délka
(km) |
včetně širokého rozchodu
(km) |
z toho normální trasa
(km) |
z toho úzkorozchodná
(km) |
---|---|---|---|---|
Celkem na světě | 1 115 000 | 257 500 | 671 500 | 186 000 |
Evropa bez Ruska | 326,350 | 62 400 | 255 300 | 8 450 |
Samotná Evropská unie | 269 350 | 34 438 | 227,205 | 7 500 |
Severní Amerika včetně
Mexika |
293,050 | 293,050 | ||
Asie bez Ruska | 235 000 | 65 000 | 110 000 | 60 000 |
Rusko | 87 157
více než 30.000 kilometrů z |
86 200 | 957 | |
Jižní Amerika | 84 000 | 28 300 | 9 500 | 46 200 |
Afrika | Cca. 80 000
včetně 21 000 km v |
Cca. 60 000 | ||
Austrálie | 54 652 | 5 434 | 34 110 | 14 895 |