การขนส่งทางราง
การขนส่งทางราง (หรือที่รู้จักกันในชื่อการขนส่งโดยรถไฟ ) เป็นรูปแบบการขนส่งที่ใช้ยานพาหนะล้อเลื่อนวิ่งบนรางซึ่งโดยปกติประกอบด้วยรางเหล็ก คู่ขนานสองราง [ 1 ]การขนส่งทางรางเป็นหนึ่งในสองวิธีการขนส่งทางบก หลัก รองจากการขนส่งทางถนนมีการใช้สำหรับการขนส่งผู้โดยสารและสินค้า ประมาณ 8% ทั่วโลก[ 2 ]เนื่องจากประสิทธิภาพด้านพลังงาน[ 2 ]และความเร็วที่อาจสูงนอกจากนี้ รางยังช่วยกระจายน้ำหนักของรถไฟ ซึ่งหมายความว่าสามารถบรรทุกสินค้าได้มากกว่ารถบรรทุกบนถนน
โดยทั่วไปแล้ว รถไฟที่วิ่งบนรางจะพบกับแรงเสียดทาน น้อย กว่ารถยนต์ที่ใช้ล้อยาง ทำให้สามารถต่อรถไฟเข้าด้วยกันเป็นขบวน ยาวได้ พลังงานมักมาจาก หัว รถจักรดีเซลหรือไฟฟ้า แม้ว่าการขนส่งทางรถไฟจะมีค่าใช้จ่ายสูงและมีความยืดหยุ่นน้อยกว่าการขนส่งทางถนน แต่ก็สามารถบรรทุกผู้โดยสารและสินค้าได้มากด้วยประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความปลอดภัยที่สูงกว่า[ a ]
ต้นแบบของทางรถไฟที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากมนุษย์หรือสัตว์มีมาตั้งแต่สมัยโบราณ การขนส่งทางรถไฟสมัยใหม่เริ่มต้นขึ้นจากการประดิษฐ์หัวรถจักรไอน้ำในสหราชอาณาจักรในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ทางรถไฟโดยสารสายแรกคือทางรถไฟสต็อกตันและดาร์ลิงตันเปิดให้บริการในปี 1825 การแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของทางรถไฟทั่วทั้งยุโรปและอเมริกาเหนือ ภายหลังการเปิดให้บริการเชื่อมต่อระหว่างเมืองแห่งแรกในอังกฤษ ในปี 1830 ถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของการปฏิวัติอุตสาหกรรมการนำการขนส่งทางรถไฟมาใช้ช่วยลด ต้นทุน การขนส่ง เมื่อเทียบกับการขนส่งทางน้ำหรือเกวียน และนำไปสู่ "ตลาดระดับชาติ" ที่ ราคาสินค้าแตกต่างกันน้อยลงในแต่ละเมือง[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
ทางรถไฟไม่เพียงแต่เพิ่มความเร็วในการขนส่งเท่านั้น แต่ยังลดต้นทุนลงอย่างมากอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ทางรถไฟข้ามทวีปสายแรกในสหรัฐอเมริกาทำให้ผู้โดยสารและสินค้าสามารถเดินทางข้ามประเทศได้ภายในเวลาไม่กี่วัน แทนที่จะเป็นหลายเดือน ด้วยต้นทุนเพียงหนึ่งในสิบของการขนส่งด้วยรถม้าหรือเกวียน ด้วยการขนส่งที่ประหยัดในภาคตะวันตก (ซึ่งเคยถูกเรียกว่าทะเลทรายอเมริกันอันยิ่งใหญ่ ) การทำฟาร์ม การเลี้ยงปศุสัตว์ และการทำเหมืองจึงสามารถทำได้อย่างมีกำไร ส่งผลให้ทางรถไฟเปลี่ยนแปลงประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาคตะวันตก (ซึ่งมีแม่น้ำที่สามารถเดินเรือได้น้อย) [ 9 ] [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 10 ] [ 11 ]
ในช่วงทศวรรษ 1880 การใช้ไฟฟ้าในระบบรถไฟเริ่มต้นขึ้นด้วยรถรางและ ระบบ ขนส่งมวลชนความเร็วสูงตั้งแต่ทศวรรษ 1940 รถจักรไอน้ำถูกแทนที่ด้วยรถจักรดีเซลระบบรถไฟความเร็วสูงระบบแรกเปิดตัวในญี่ปุ่นในปี 1964 และปัจจุบันเส้นทางรถไฟความเร็วสูงเชื่อมต่อเมืองต่างๆ มากมายในยุโรปเอเชียตะวันออกและทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกา หลังจากที่ลดลงไปบ้างเนื่องจากการแข่งขันจากรถยนต์และเครื่องบิน การขนส่งทางรถไฟก็กลับมาฟื้นตัวอีกครั้งในช่วงไม่ กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากการจราจรติดขัดบนท้องถนนและราคาน้ำมันที่สูงขึ้น รวมถึงรัฐบาลที่ลงทุนในระบบรถไฟเพื่อลดการปล่อยก๊าซ
ประวัติศาสตร์
มีการสร้างพื้นผิวถนนที่เรียบและทนทาน สำหรับ ยานพาหนะล้อเลื่อนมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ ในบางกรณี พื้นผิวถนนจะแคบและเป็นคู่เพื่อรองรับเฉพาะล้อเท่านั้น กล่าวคือ เป็นทางเกวียนหรือทางวิ่ง บางแห่งมีร่อง ขอบ หรือกลไกอื่นๆ เพื่อช่วยให้ล้อวิ่งอยู่บนทาง
ตัวอย่างเช่น หลักฐานบ่งชี้ว่า ทางเดินปูหิน Diolkos ที่ มีความยาว 6 ถึง 8.5 กิโลเมตรใช้ในการขนส่งเรือข้ามคอคอดโครินธ์ในกรีซตั้งแต่ราว 600 ปีก่อนคริสตกาล ทางเดิน Diolkos นี้ถูกใช้งานมานานกว่า 650 ปี จนถึงอย่างน้อยศตวรรษที่ 1 หลังคริสตกาล[ 12 ]ต่อมามีการสร้างทางเดินปูหินในอียิปต์สมัยโรมันด้วย[ 13 ]
ระบบสมัยใหม่ก่อนยุคไอน้ำ
รางไม้ถูกนำมาใช้
ในปี ค.ศ. 1515 พระคาร์ดินัลมัทเทอุส ลังได้เขียนคำอธิบายเกี่ยวกับReisszugซึ่งเป็น รถราง ไฟฟ้าที่ป้อมปราการโฮเฮนซาลซ์บูร์กในออสเตรีย เดิมทีเส้นทางนี้ใช้รางไม้และ เชือกป่านสำหรับลาก จูงและดำเนินการโดยใช้พลังงานจากมนุษย์หรือสัตว์ผ่านล้อเหยียบ[ 14 ]เส้นทางนี้ยังคงใช้งานได้อยู่ แม้ว่าจะอยู่ในรูปแบบที่ปรับปรุงแล้ว และอาจเป็นทางรถไฟที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังใช้งานอยู่[ 15 ]
ทางรถไฟ (หรือทางรถราง ) ที่ใช้รางไม้ ลากโดยม้า เริ่มปรากฏขึ้นในช่วงทศวรรษ 1550 เพื่ออำนวยความสะดวกในการขนส่งถังแร่ไปและกลับจากเหมือง และในไม่ช้าก็ได้รับความนิยมในยุโรป การดำเนินงานดังกล่าวได้รับการอธิบายในเยอรมนีในปี 1556 โดยGeorgius AgricolaในงานของเขาDe re metallica [ 16 ] เส้นทางนี้ใช้รถเข็น "Hund" ที่มีล้อแบบไม่มีขอบวิ่งบนแผ่นไม้ และมีหมุดแนวตั้งบนตัวรถที่เสียบเข้าไปในช่องว่างระหว่างแผ่นไม้เพื่อให้รถวิ่งไปในทิศทางที่ถูกต้อง คนงานเหมืองเรียกเกวียนเหล่านี้ว่าHunde ("สุนัข") จากเสียงที่พวกมันทำบนราง[ 17 ]
มีการอ้างอิงถึงการใช้งานในยุโรปกลางในศตวรรษที่ 16 มากมาย[ 18 ]ระบบขนส่งดังกล่าวถูกนำมาใช้โดยคนงานเหมืองชาวเยอรมันที่Caldbeck , Cumbriaประเทศอังกฤษ ในภายหลัง อาจจะตั้งแต่ช่วงปี 1560 [ 19 ]มีการสร้างทางรถไฟบรรทุกสินค้าที่Prescotใกล้กับลิเวอร์พูลในช่วงประมาณปี 1600 อาจจะเร็วที่สุดในปี 1594 ทางรถไฟนี้เป็นของ Philip Layton และขนส่งถ่านหินจากเหมืองใกล้กับ Prescot Hall ไปยังสถานีปลายทางที่อยู่ห่างออกไป ประมาณ ครึ่งไมล์ (800 เมตร) [ 20 ]นอกจากนี้ยังมีการสร้างทางรถไฟแบบกระเช้าที่BroseleyในShropshireก่อนปี 1604 ทางรถไฟนี้ขนส่งถ่านหินให้กับ James Clifford จากเหมืองของเขาลงไปยังแม่น้ำ Severnเพื่อบรรทุกขึ้นเรือบรรทุกและขนส่งไปยังเมืองริมแม่น้ำ[ 21 ]ทางรถไฟวอลลาตัน (Wollaton Wagonway)ซึ่งสร้างเสร็จในปี ค.ศ. 1604 โดยฮันติงดอน บิวโมนต์ (Huntingdon Beaumont ) บางครั้งถูกอ้างถึงอย่างผิดพลาดว่าเป็นทางรถไฟที่เก่าแก่ที่สุดของอังกฤษ โดยวิ่งจาก สเตร ลลีย์ (Strelley)ไปยังวอลลาตัน (Wollaton ) ใกล้กับนอตติงแฮม (Nottingham ) [ 22 ]
ทางรถไฟมิดเดิลตันในลีดส์ซึ่งสร้างขึ้นในปี 1758 ต่อมากลายเป็นทางรถไฟที่ใช้งานได้ที่เก่าแก่ที่สุดในโลก (นอกเหนือจากรถราง) แม้ว่าปัจจุบันจะอยู่ในรูปแบบที่ได้รับการปรับปรุงแล้วก็ตาม ในปี 1764 ทางรถไฟสายแรกในทวีปอเมริกาถูกสร้างขึ้นใน ลูอิสตัน รัฐนิวยอร์ก[ 23 ]
รางโลหะ
ในช่วงปลายทศวรรษ 1760 บริษัท Coalbrookdaleเริ่มติดตั้งแผ่นเหล็กหล่อไว้บนพื้นผิวด้านบนของรางไม้ ซึ่งทำให้สามารถใช้ราง ที่มีขนาดแตกต่างกันได้ ในตอนแรก มีเพียง ห่วงบอลลูน เท่านั้น ที่ใช้สำหรับการเลี้ยว แต่ต่อมาได้มีการนำจุดเคลื่อนที่มาใช้ ซึ่งทำให้สามารถสับเปลี่ยนรางได้[ 24 ]
มีการนำระบบที่ล้อที่ไม่มีขอบวิ่งบนแผ่นโลหะรูปตัว L มาใช้ ซึ่งต่อมาเรียกว่ารางแผ่นโลหะจอห์น เคอร์ผู้จัดการ เหมืองถ่านหิน ในเชฟฟิลด์ เป็นผู้คิดค้นรางที่มีขอบนี้ในปี 1787 แม้ว่าวันที่แน่นอนจะยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ เบน จามิน เอาต์แรมนำรางแผ่นโลหะนี้ไป ใช้กับทาง รถม้าที่ให้บริการคลองของเขา โดยผลิตที่โรงงานเหล็กบัตเตอร์ลีย์ ของเขา ในปี 1803 วิลเลียม เจสซอปเปิดทางรถไฟเหล็กเซอร์เรย์ซึ่งเป็นรางแผ่นโลหะสองราง ซึ่งบางครั้งถูกกล่าวอ้างอย่างผิดพลาดว่าเป็นทางรถไฟสาธารณะแห่งแรกของโลก ในลอนดอนตอนใต้[ 25 ]
ก่อนหน้านี้ วิลเลียม เจสซอป เคยใช้ รางขอบเหล็กทั้งหมดและล้อขอบเหล็กอย่างประสบความสำเร็จในการต่อเติมคลองป่าชาร์นวูดที่นานปันตันลัฟโบโรห์ เลสเตอร์เชียร์ ในปี 1789 ในปี 1790 เจสซอปและหุ้นส่วนของเขา เอาท์แรม เริ่มผลิตรางขอบเหล็ก เจสซอปได้เป็นหุ้นส่วนในบริษัทบัตเตอร์ลีย์ในปีเดียวกัน ทางรถไฟสาธารณะสายแรก (และด้วยเหตุนี้จึงเป็นทางรถไฟสาธารณะสายแรก) คือทางรถไฟเลค ล็อกซึ่งสร้างขึ้นในปี 1796 แม้ว่าจุดประสงค์หลักของเส้นทางนี้คือการขนส่งถ่านหิน แต่ก็มีการขนส่งผู้โดยสารด้วยเช่นกัน
ระบบการสร้างทางรถไฟเหล็กสองแบบนี้ ได้แก่ รางแผ่นรูปตัว "L" และรางขอบเรียบ ยังคงใช้ควบคู่กันไปจนถึงช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ในที่สุดล้อที่มีขอบและรางขอบเรียบก็พิสูจน์ให้เห็นถึงความเหนือกว่าและกลายเป็นมาตรฐานสำหรับทางรถไฟ
เหล็กหล่อที่ใช้ในรางรถไฟพิสูจน์แล้วว่าไม่เหมาะสม เนื่องจากเปราะและแตกหักง่ายเมื่อรับน้ำหนักมากเหล็กดัดที่คิดค้นโดยJohn Birkinshawในปี 1820 ได้เข้ามาแทนที่เหล็กหล่อ เหล็กดัด ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า "เหล็ก" เป็นวัสดุที่อ่อนตัวได้ สามารถเสียรูปได้มากก่อนที่จะแตกหัก ทำให้เหมาะสำหรับรางเหล็กมากกว่า แต่เหล็กมีราคาแพงในการผลิต จนกระทั่งHenry Cortจดสิทธิบัตรกระบวนการรีดขึ้นรูปในปี 1784 ในปี 1783 Cort ยังจดสิทธิบัตรกระบวนการรีดซึ่งเร็วกว่าการตอกถึง 15 เท่าในการรวมและขึ้นรูปเหล็ก[ 26 ]กระบวนการเหล่านี้ช่วยลดต้นทุนการผลิตเหล็กและรางรถไฟลงอย่างมาก การพัฒนาที่สำคัญต่อไปในการผลิตเหล็กคือการเป่าลมร้อนที่พัฒนาโดยJames Beaumont Neilson (จดสิทธิบัตรในปี 1828) ซึ่งช่วยลดปริมาณโค้ก (เชื้อเพลิง)หรือถ่านที่จำเป็นในการผลิตเหล็กดิบ ลงอย่างมาก [ 27 ]เหล็กดัดเป็นวัสดุที่อ่อนนุ่มซึ่งมีตะกรันหรือกากอยู่ ความอ่อนนุ่มและสิ่งเจือปนทำให้รางเหล็กมีแนวโน้มที่จะบิดเบี้ยวและแยกชั้น และมีอายุการใช้งานน้อยกว่า 10 ปี บางครั้งอาจใช้งานได้เพียงหนึ่งปีภายใต้การจราจรที่หนาแน่น การพัฒนาทั้งหมดในการผลิตเหล็กในที่สุดก็ทำให้มีการแทนที่รางไม้และเหล็กผสมด้วยรางเหล็กล้วนที่มีคุณภาพเหนือกว่า การนำกระบวนการเบสเซเมอร์มา ใช้ ซึ่งทำให้สามารถผลิตเหล็กกล้าได้ในราคาถูก นำไปสู่การขยายตัวอย่างมากของทางรถไฟที่เริ่มต้นในช่วงปลายทศวรรษ 1860 รางเหล็กมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ารางเหล็กหลายเท่า[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]รางเหล็กทำให้สามารถใช้หัวรถจักรที่มีน้ำหนักมากขึ้นได้ ทำให้สามารถลากขบวนรถไฟได้ยาวขึ้นและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของทางรถไฟ[ 31 ]กระบวนการเบสเซเมอร์นำไนโตรเจนเข้าไปในเหล็ก ซึ่งทำให้เหล็กเปราะขึ้นตามอายุเตาหลอมแบบเปิดเริ่มเข้ามาแทนที่กระบวนการเบสเซเมอร์ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพเหล็กและลดต้นทุนลงอีก ดังนั้น เหล็กกล้าจึงเข้ามาแทนที่เหล็กในรางรถไฟอย่างสมบูรณ์ กลายเป็นมาตรฐานสำหรับทางรถไฟทั้งหมด
รถรางโดยสารคันแรกหรือรถรางม้าคือทางรถไฟสวอนซีและมัมเบิลส์เปิดให้บริการระหว่างสวอนซีและมัมเบิลส์ในเวลส์ในปี พ.ศ. 2350 [ 32 ]ม้ายังคงเป็นพาหนะที่นิยมสำหรับการขนส่งด้วยรถราง แม้หลังจากการมาถึงของเครื่องจักรไอน้ำ จนกระทั่งถึงปลายศตวรรษที่ 19 เนื่องจากม้าสะอาดกว่ารถรางที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำซึ่งก่อให้เกิดควันบนถนนในเมือง
มีการนำพลังงานไอน้ำมาใช้
ในปี ค.ศ. 1784 เจมส์ วัตต์นักประดิษฐ์และวิศวกรเครื่องกลชาวสก็อต ได้จดสิทธิบัตรการออกแบบหัวรถจักรไอน้ำวัตต์ได้ปรับปรุงเครื่องยนต์ไอน้ำของโทมัส นิวโคเมนซึ่งก่อนหน้านี้ใช้ในการสูบน้ำออกจากเหมือง และพัฒนาเครื่องยนต์ลูกสูบในปี ค.ศ. 1769 ที่สามารถขับเคลื่อนล้อได้ นี่เป็นเครื่องยนต์แบบอยู่กับที่ ขนาดใหญ่ ซึ่งใช้ในการขับเคลื่อนโรงงานปั่นฝ้ายและเครื่องจักรต่างๆ เทคโนโลยีหม้อไอน้ำในขณะนั้นทำให้จำเป็นต้องใช้ไอน้ำแรงดันต่ำที่กระทำต่อสุญญากาศในกระบอกสูบ ซึ่งต้องใช้คอนเดนเซอร์และปั๊มลม แยกต่างหาก อย่างไรก็ตาม เมื่อการสร้างหม้อไอน้ำดีขึ้น วัตต์ได้ตรวจสอบการใช้ไอน้ำแรงดันสูงที่กระทำโดยตรงกับลูกสูบ ทำให้เกิดความเป็นไปได้ของเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่สามารถขับเคลื่อนยานพาหนะได้ หลังจากได้รับสิทธิบัตรวิลเลียม เมอร์ด็อก พนักงานของวัตต์ ได้สร้างแบบจำลองรถม้าไอน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองได้สำเร็จในปีนั้น[ 33 ]
รถจักรไอน้ำสำหรับรถไฟขนาดเต็มรูปแบบคันแรกที่ใช้งานได้จริงถูกสร้างขึ้นในสหราชอาณาจักรในปี 1804 โดยRichard Trevithickวิศวกรชาวอังกฤษที่เกิดในคอร์นวอลล์ รถจักร คันนี้ใช้ไอน้ำแรงดันสูงในการขับเคลื่อนเครื่องยนต์ด้วยจังหวะการทำงานเพียงครั้งเดียว ระบบส่งกำลังใช้ล้อช่วยแรง ขนาดใหญ่ เพื่อปรับการทำงานของก้านลูกสูบให้สม่ำเสมอ ในวันที่ 21 กุมภาพันธ์ 1804 การเดินทางด้วยรถไฟพลังไอน้ำครั้งแรกของโลกเกิดขึ้นเมื่อรถจักรไอน้ำที่ไม่มีชื่อของ Trevithick ลากรถไฟไปตามรางรถรางของ โรงงานเหล็ก Penydarrenใกล้กับ Merthyr Tydfil ในเวลส์ใต้ [ 34 ] [ 35 ] ต่อมา Trevithick ได้สาธิตรถจักรที่วิ่งบนรางวงกลมในBloomsburyลอนดอน ชื่อว่าCatch Me Who Canแต่ไม่เคยไปไกลกว่าขั้นตอนการทดลองกับรถจักรสำหรับรถไฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะเครื่องยนต์ของเขาหนักเกินไปสำหรับรางเหล็กหล่อที่ใช้ในขณะนั้น[ 36 ]
รถจักรไอน้ำที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรกคือรถจักรไอน้ำแบบเฟืองล้อเลื่อนชื่อ ซาลามันกาของแมทธิว เมอร์ เรย์ ซึ่งสร้างขึ้นสำหรับทางรถไฟมิดเดิลตันในเมืองลีดส์ในปี 1812 รถจักรสองสูบนี้มีน้ำหนักเบาพอที่จะไม่ทำให้ ราง ขอบ เสียหาย และแก้ปัญหาการยึดเกาะด้วยล้อเฟืองโดยใช้ฟันที่หล่ออยู่ด้านข้างของรางด้านหนึ่ง ดังนั้นจึงถือเป็นทางรถไฟแบบเฟืองล้อเลื่อนแห่งแรกด้วย
ต่อมาในปี พ.ศ. 2356 คริสโตเฟอร์ แบล็กเก็ตต์และวิลเลียม เฮดลีย์ได้สร้าง หัวรถจักรชื่อ พัฟฟิง บิลลี่ ขึ้น สำหรับ ทางรถไฟเหมืองถ่านหิน ไวแลมซึ่งเป็นหัวรถจักรที่วิ่งได้สำเร็จเป็นครั้งแรกโดยใช้แรงยึดเกาะเพียงอย่างเดียว โดยทำได้โดยการกระจายน้ำหนักไปยังล้อหลายล้อ ปัจจุบัน พัฟฟิง บิลลี่จัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ในลอนดอน และเป็นหัวรถจักรที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงมีอยู่[ 37 ] [ 38 ]
ในปี ค.ศ. 1814 จอร์จ สตีเฟนสันได้รับแรงบันดาลใจจากหัวรถจักรยุคแรกๆ ของเทรวิธิค เมอร์เรย์ และเฮดลีย์ จึงได้ขอร้องผู้จัดการเหมืองถ่านหินคิลลิงเวิ ร์ธ ที่เขาทำงานอยู่ ให้เขาได้สร้าง เครื่องจักร ที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำสตีเฟนสันมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาและการนำหัวรถจักรไอน้ำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย การออกแบบของเขาได้ปรับปรุงผลงานของผู้บุกเบิกก่อนหน้านี้อย่างมาก เขาได้สร้างหัวรถจักรชื่อบลูเชอร์ (Blücher) ซึ่งเป็นหัวรถจักรแบบยึด เกาะล้อขอบ ที่ ประสบความสำเร็จเช่นกันในปี ค.ศ. 1825 เขาได้สร้างหัวรถจักรชื่อโลโคโมชั่น (Locomotion)สำหรับทางรถไฟสต็อกตัน และดาร์ลิงตัน ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของอังกฤษ ซึ่งกลายเป็นทางรถไฟไอน้ำสาธารณะแห่งแรกของโลก อย่างไรก็ตาม มันใช้ทั้งแรงม้าและพลังไอน้ำในการวิ่งที่แตกต่างกัน ในปี ค.ศ. 1829 เขาได้สร้างหัวรถจักรชื่อ ร็อกเก็ต (Rocket ) ซึ่งเข้าร่วมการทดสอบเรนฮิลล์ (Rainhill Trials)และชนะ ความสำเร็จนี้ทำให้สตีเฟนสันก่อตั้งบริษัทของเขาในฐานะผู้สร้างหัวรถจักรไอน้ำชั้นนำสำหรับทางรถไฟในสหราชอาณาจักรและไอร์แลนด์ สหรัฐอเมริกา และส่วนใหญ่ของยุโรป[ 39 ] : 24–30ทางรถไฟสาธารณะสายแรกที่ใช้เฉพาะหัวรถจักรไอน้ำตลอดเวลาคือทางรถไฟลิเวอร์พูลและแมนเชสเตอร์ซึ่งสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2473 [ 40 ]
พลังงานไอน้ำยังคงเป็นระบบพลังงานหลักในระบบรถไฟทั่วโลกมานานกว่าหนึ่งศตวรรษ
นำพลังงานไฟฟ้าเข้ามา
รถจักรไฟฟ้าคันแรกที่รู้จักกันถูกสร้างขึ้นในปี 1837 โดยโรเบิร์ต เดวิดสัน นักเคมี จากเมืองอะเบอร์ดีนประเทศสกอตแลนด์ มันใช้พลังงานจากเซลล์กัลวานิก (แบตเตอรี่) ดังนั้นจึงเป็นรถจักรไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่รุ่นแรกสุด ต่อมาเดวิดสันได้สร้างรถจักรขนาดใหญ่กว่าชื่อกัลวานี (Galvani ) ซึ่งจัดแสดงใน งานนิทรรศการ ของสมาคมศิลปะแห่งสกอตแลนด์ในปี 1841 รถจักรหนักเจ็ดตันคันนี้มีมอเตอร์แบบรีลักแทนซ์ขับเคลื่อนโดยตรง สองตัว โดยมีแม่เหล็กไฟฟ้าคงที่กระทำต่อแท่งเหล็กที่ติดอยู่กับกระบอกไม้บนเพลาแต่ละข้าง และมีคอมมิวเทเตอร์แบบง่ายๆมันสามารถลากน้ำหนักได้หกตันด้วยความเร็วสี่ไมล์ต่อชั่วโมง (6 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) เป็นระยะทางหนึ่งไมล์ครึ่ง (2.4 กิโลเมตร)มันถูกทดสอบบนทางรถไฟเอดินบะระและกลาสโกว์ในเดือนกันยายนของปีถัดมา แต่พลังงานแบตเตอรี่ที่จำกัดทำให้ไม่สามารถใช้งานได้ทั่วไป มันถูกทำลายโดยคนงานรถไฟที่มองว่ามันเป็นภัยคุกคามต่อความมั่นคงในงานของพวกเขา[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]ในช่วงกลางศตวรรษที่สิบเก้า ประเทศในยุโรปส่วนใหญ่มีการใช้งานทางรถไฟเพื่อการทหาร[ 44 ]
แวร์เนอร์ ฟอน ซีเมนส์ได้สาธิตรถไฟฟ้าระบบรางในปี 1879 ที่กรุงเบอร์ลิน รถไฟฟ้าระบบรางสายแรกของโลก คือรถไฟฟ้าระบบราง Gross-Lichterfeldeเปิดให้บริการที่เมือง Lichterfeldeใกล้กับกรุงเบอร์ลินประเทศเยอรมนี ในปี 1881 สร้างโดยบริษัทซีเมนส์ รถรางวิ่งด้วยไฟฟ้ากระแสตรง 180 โวลต์ โดยจ่ายไฟจากราง ในปี 1891 ได้มีการติดตั้งสายไฟเหนือรางและขยายเส้นทางไปยังสถานีเบอร์ลิน-ลิชเตอร์เฟลเดอตะวันตก รถไฟฟ้าระบบราง Volk 's Electric Railwayเปิดให้บริการในปี 1883 ที่เมืองไบรตันประเทศอังกฤษ รถไฟฟ้าระบบรางนี้ยังคงใช้งานอยู่จนถึงปัจจุบัน ทำให้เป็นรถไฟฟ้าระบบรางที่เก่าแก่ที่สุดในโลกที่ยังคงใช้งานอยู่ นอกจากนี้ ในปี 1883 รถไฟฟ้าระบบราง Mödling and Hinterbrühl Tramก็เปิดให้บริการใกล้กับกรุงเวียนนา ประเทศออสเตรีย เป็นรถไฟฟ้าระบบรางสายแรกของโลกที่ให้บริการเป็นประจำ โดยใช้พลังงานจากสายไฟเหนือราง ห้าปีต่อมา ในสหรัฐอเมริการถราง ไฟฟ้า ได้รับการบุกเบิกในปี พ.ศ. 2431 บนทางรถไฟโดยสารริชมอนด์ยูเนียนโดยใช้อุปกรณ์ที่ออกแบบโดยแฟรงค์ เจ. สปราก[ 45 ]
การใช้ระบบไฟฟ้ากับเส้นทางรถไฟสายหลักครั้งแรกเกิดขึ้นบนเส้นทางรถไฟสายBaltimore Belt Lineของบริษัทรถไฟ Baltimore and Ohio Railroad (B&O) ระยะทางสี่ไมล์ในปี 1895 โดยเชื่อมต่อส่วนหลักของ B&O กับเส้นทางใหม่ไปยังนิวยอร์กผ่านอุโมงค์หลายแห่งรอบขอบเมืองบัลติมอร์ ไฟฟ้ากลายเป็นแหล่งพลังงานที่ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วสำหรับรถไฟใต้ดิน โดยได้รับการสนับสนุนจากการประดิษฐ์ระบบควบคุมรถไฟหลายขบวนของสแปร็กในปี 1897 ในช่วงต้นทศวรรษ 1900 รถรางส่วนใหญ่จึงเปลี่ยนมาใช้ระบบไฟฟ้า
รถไฟใต้ดินลอนดอนซึ่งเป็นรถไฟใต้ดินที่เก่าแก่ที่สุดในโลก เปิดให้บริการในปี 1863 และเริ่มให้บริการด้วยระบบไฟฟ้าโดยใช้ ระบบ รางที่สี่ในปี 1890 บนเส้นทางรถไฟซิตี้แอนด์เซาท์ลอนดอนซึ่งปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของสายนอร์ เทิร์นของรถไฟใต้ดินลอนดอน นี่เป็นเส้นทางรถไฟสายหลักสายแรกที่ใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเป็นเส้นทางรถไฟไฟฟ้าใต้ดินสายแรกของโลก โดยวิ่งจากซิตี้ออฟลอนดอนใต้แม่น้ำเทมส์ไปยังสต็อกเวลล์ทางตอนใต้ของลอนดอน[ 46 ]
หัวรถจักรไฟฟ้า กระแสสลับแบบใช้งานได้จริงคันแรกได้รับการออกแบบโดยCharles Brownซึ่งขณะนั้นทำงานให้กับOerlikonในซูริค ในปี 1891 Brown ได้สาธิตการส่งกำลังไฟฟ้าทางไกลโดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสระหว่างโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่Lauffen am NeckarและFrankfurt am Main West ซึ่งมีระยะทาง280 กม. (170 ไมล์)โดยใช้ประสบการณ์ที่เขาได้รับขณะทำงานให้กับJean Heilmannในการออกแบบหัวรถจักรไอน้ำไฟฟ้า Brown สังเกตว่ามอเตอร์สามเฟสมีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก สูง กว่า มอเตอร์ กระแสตรงและเนื่องจากไม่มีคอมมิวเทเตอร์จึงผลิตและบำรุงรักษาได้ง่ายกว่า[ b ] อย่างไรก็ตาม มอเตอร์เหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่ามอเตอร์กระแสตรงในสมัยนั้นมาก และไม่สามารถติดตั้งใน โบกี้ใต้พื้นได้จึงต้องติดตั้งไว้ภายในตัวหัวรถจักรเท่านั้น[ 48 ]
ในปี พ.ศ. 2437 วิศวกรชาวฮังการีKálmán Kandóได้พัฒนามอเตอร์ขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส 3 เฟสและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดใหม่สำหรับหัวรถจักรไฟฟ้า การออกแบบในช่วงต้นปี พ.ศ. 2437 ของ Kandó ได้ถูกนำไปใช้ครั้งแรกในรถรางไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟสสายสั้นในเมืองÉvian-les-Bains (ประเทศฝรั่งเศส) ซึ่งสร้างขึ้นระหว่างปี พ.ศ. 2439 ถึง พ.ศ. 2441 [ 49 ] [ 50 ]
ในปี ค.ศ. 1896 บริษัท Oerlikon ได้ติดตั้งระบบเชิงพาณิชย์ระบบแรกบนเส้นทางรถรางลูกาโน หัวรถจักรแต่ละคันหนัก 30 ตัน มี มอเตอร์ 110 กิโลวัตต์ (150 แรงม้า) สองตัว ทำงานด้วยไฟฟ้าสามเฟส 750 โวลต์ 40 เฮิรตซ์ จากสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะคู่ มอเตอร์สามเฟสทำงานด้วยความเร็วคงที่และให้การเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเส้นทางที่มีความลาดชันสูง หัวรถจักรสามเฟสสำหรับเส้นทางหลักชุดแรกนั้นจัดหาโดยบริษัท Brown (ซึ่งในขณะนั้นเป็นหุ้นส่วนกับWalter Boveri ) ในปี ค.ศ. 1899 บน เส้นทาง Burgdorf–Thun ระยะ ทาง 40 กิโลเมตร ในสวิ ตเซอร์แลนด์
ทางรถไฟของอิตาลีเป็นแห่งแรกของโลกที่นำระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ามาใช้ตลอดความยาวของเส้นทางหลัก แทนที่จะใช้เพียงบางส่วน เส้นทาง Valtellina ระยะทาง 106 กิโลเมตรเปิดให้บริการเมื่อวันที่ 4 กันยายน พ.ศ. 2445 ออกแบบโดย Kandó และทีมงานจากโรงงาน Ganz [ 51 ] [ 52 ]ระบบไฟฟ้าเป็นแบบสามเฟสที่ 3 kV 15 Hz ในปี พ.ศ. 2461 [ 53 ] Kandó ได้คิดค้นและพัฒนาตัวแปลงเฟสแบบหมุนทำให้หัวรถจักรไฟฟ้าสามารถใช้มอเตอร์สามเฟสได้ในขณะที่ได้รับพลังงานผ่านสายไฟเหนือศีรษะเส้นเดียว ซึ่งเป็นสายส่งไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวความถี่อุตสาหกรรม (50 Hz) ของเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงของประเทศ[ 52 ]
การสนับสนุนที่สำคัญต่อการนำระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสสลับมาใช้ในวงกว้างนั้นมาจาก SNCF ของฝรั่งเศสหลังสงครามโลกครั้งที่สองบริษัทได้ทำการทดลองที่ความถี่ 50 เฮิรตซ์ของไฟฟ้ากระแสสลับ และกำหนดให้เป็นมาตรฐาน หลังจากการทดลองที่ประสบความสำเร็จของ SNCF ความถี่ 50 เฮิรตซ์ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อความถี่อุตสาหกรรม ได้ถูกนำมาใช้เป็นมาตรฐานสำหรับเส้นทางหลักทั่วโลก[ 54 ]
นำเครื่องยนต์ดีเซลมาใช้
ตัวอย่างเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้กับรถไฟที่บันทึกไว้ที่เก่าแก่ที่สุด ได้แก่ ต้นแบบที่ออกแบบโดยWilliam Dent Priestman เซอร์วิลเลียม ทอมสันตรวจสอบในปี 1888 และอธิบายว่าเป็น "เครื่องยนต์น้ำมันของ Priestman ที่ติดตั้งบนรถบรรทุกซึ่งใช้งานบนรางชั่วคราวเพื่อแสดงการปรับใช้เครื่องยนต์ปิโตรเลียมสำหรับวัตถุประสงค์ของหัวรถจักร" [ 55 ] [ 56 ]ในปี 1894 เครื่องจักรสองเพลาขนาด 20 แรงม้า (15 กิโลวัตต์)ที่สร้างโดยPriestman Brothersถูกนำมาใช้ที่ท่าเรือฮัลล์[ 57 ]
ในปี ค.ศ. 1906 รูดอล์ฟ ดีเซล , อดอล์ฟ โคลเซและเกบรุเดอร์ ซุลเซอร์ ผู้ผลิตเครื่องยนต์ไอน้ำและดีเซล ได้ร่วมกันก่อตั้งบริษัท Diesel-Sulzer-Klose GmbH เพื่อผลิตหัวรถจักรดีเซล ซุลเซอร์ได้ผลิตเครื่องยนต์ดีเซลมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1898 การรถไฟแห่งรัฐปรัสเซียได้สั่งซื้อหัวรถจักรดีเซลจากบริษัทนี้ในปี ค.ศ. 1909 หัวรถจักรดีเซลคันแรกของโลกได้เริ่มใช้งานในฤดูร้อนปี ค.ศ. 1912 บนทางรถไฟวินเทอร์ทูร์-โรมันส์ฮอร์นในสวิตเซอร์แลนด์ แต่ไม่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์[ 58 ]หัวรถจักรมีน้ำหนัก 95 ตัน และมีกำลัง 883 กิโลวัตต์ โดย มีความเร็วสูงสุด100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (62 ไมล์ต่อชั่วโมง) [ 59 ]มีการผลิตหัวรถจักรดีเซลต้นแบบจำนวนเล็กน้อยในหลายประเทศในช่วงกลางทศวรรษ ค.ศ. 1920 สหภาพโซเวียตได้ดำเนินการหน่วยทดลองสามหน่วยที่มีการออกแบบแตกต่างกันตั้งแต่ปลายปี พ.ศ. 2468 เป็นต้นไป แม้ว่าจะมีเพียงหน่วยเดียว ( E el-2 ) ที่พิสูจน์แล้วว่าใช้งานได้จริงทางเทคนิค[ 60 ]
ความก้าวหน้าครั้งสำคัญเกิดขึ้นในปี 1914 เมื่อเฮอร์มันน์ เลมป์วิศวกร ไฟฟ้าของ เจเนอรัลอิเล็กทริกได้พัฒนาและจดสิทธิบัตร ระบบควบคุมไฟฟ้า กระแสตรง ที่เชื่อถือได้ (เลมป์ยังจดสิทธิบัตรการปรับปรุงในภายหลังด้วย) [ 61 ]การออกแบบของเลมป์ใช้คันโยกเดียวในการควบคุมทั้งเครื่องยนต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างประสานงานกัน และเป็นต้นแบบ ของระบบควบคุม หัวรถจักรดีเซลไฟฟ้าทั้งหมดในปี 1914 รถรางดีเซลไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงคันแรกของโลกถูกผลิตขึ้นสำหรับKöniglich-Sächsische Staatseisenbahnen ( การรถไฟแห่งรัฐแซกโซนี ) โดยWaggonfabrik Rastattโดยใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าจากBrown, Boveri & Cieและเครื่องยนต์ดีเซลจากSwiss Sulzer AGพวกมันถูกจัดประเภทเป็นDET 1 และ DET 2 ( de.wiki ) หัวรถจักรดีเซลไฟฟ้าที่ใช้เป็นประจำครั้งแรกคือหัวรถจักรสับเปลี่ยน (shunter ) บริษัท General Electric ผลิตหัวรถจักรสำหรับสับเปลี่ยนรางขนาดเล็กหลายรุ่นในช่วงทศวรรษ 1930 (หัวรถจักรสับเปลี่ยนราง " 44 ตัน " ที่มีชื่อเสียงนั้นเปิดตัวในปี 1940) บริษัท Westinghouse Electric และ Baldwin ร่วมมือกันสร้างหัวรถจักรสำหรับสับเปลี่ยนรางตั้งแต่ปี 1929 เป็นต้นมา
ในปี พ.ศ. 2462 การรถไฟแห่งชาติแคนาดากลายเป็นการรถไฟแห่งแรกในอเมริกาเหนือที่ใช้รถจักรดีเซลในการให้บริการเส้นทางหลัก โดยมีรถจักรดีเซล 2 คัน คือ 9000 และ 9001 จาก Westinghouse [ 62 ]
รถไฟความเร็วสูง
ถึงแม้ว่าการให้บริการรถไฟไอน้ำและดีเซลที่ทำความเร็วได้ถึง200 กม./ชม. (120 ไมล์/ชม.)จะถูกนำมาใช้ในยุโรปก่อนทศวรรษ 1960 แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จมากนัก
รถไฟความเร็วสูงไฟฟ้าสายแรกโทไคโด ชินคันเซ็นเปิดให้บริการในปี 1964 ระหว่างโตเกียวและโอซาก้าในประเทศญี่ปุ่น นับตั้งแต่นั้นมา การขนส่งทางรถไฟความเร็วสูงซึ่งวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดถึง300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (190 ไมล์ต่อชั่วโมง)ได้ถูกสร้างขึ้นในหลายประเทศ การก่อสร้างเส้นทางรถไฟความเร็วสูงเหล่านี้จำนวนมากส่งผลให้เที่ยวบินระยะสั้นและการจราจรทางรถยนต์ระหว่างเมืองต่างๆ ลดลงอย่างมาก
โดยปกติแล้ว รถไฟความเร็วสูงจะวิ่งบน ราง มาตรฐานที่ทำจากรางเชื่อมต่อกันอย่างต่อเนื่องบนทางแยกต่างระดับที่ออกแบบให้มีรัศมีวงเลี้ยว ขนาดใหญ่ แม้ว่ารถไฟความเร็วสูงส่วนใหญ่จะออกแบบมาเพื่อการเดินทางของผู้โดยสาร แต่ระบบรถไฟความเร็วสูงบางระบบก็ให้บริการขนส่งสินค้าด้วย
การอนุรักษ์
นับตั้งแต่ปี 1980 การขนส่งทางรถไฟได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก แต่กระนั้นทางรถไฟสายประวัติศาสตร์ บางแห่งก็ ยังคงเปิดให้บริการอยู่ เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของประวัติศาสตร์ที่มีชีวิตชีวาโดยการอนุรักษ์และบำรุงรักษาเส้นทางรถไฟเก่าสำหรับรถไฟท่องเที่ยว
รถไฟ
รถไฟคือขบวนรถที่เชื่อมต่อกันเป็นชุด เคลื่อนที่ไปตามราง โดยส่วนใหญ่ใช้แรงยึดเกาะในการขับเคลื่อน แรงขับเคลื่อนของรถไฟมาจากหัวรถจักรแยกต่างหาก หรือจากมอเตอร์แต่ละตัวในรถไฟแบบหลายตู้ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง รถไฟส่วนใหญ่บรรทุกผู้โดยสารเพื่อการค้า แม้ว่าจะมีตู้โดยสารที่ไม่เก็บค่าโดยสารสำหรับใช้เองของทางรถไฟ เช่น เพื่อการบำรุงรักษาทาง รถไฟ คนขับรถไฟ (วิศวกรในอเมริกาเหนือ) ควบคุมหัวรถจักรหรือตู้โดยสารอื่นๆ อย่างไรก็ตาม รถไฟโดยสารและรถไฟความเร็วสูงบางประเภทอยู่ภายใต้การควบคุมอัตโนมัติ
การขนส่ง
โดยทั่วไปแล้ว รถไฟจะถูกลากโดยใช้หัวรถจักร ซึ่งประกอบด้วยยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานหนึ่งคันหรือมากกว่านั้นที่อยู่ด้านหน้าของขบวนรถ เพื่อให้แรงฉุด ที่เพียงพอ ในการลากน้ำหนักทั้งหมดของขบวนรถ การจัดเรียงแบบนี้ยังคงเป็นรูปแบบที่พบได้ทั่วไปสำหรับรถไฟขนส่งสินค้า และมักใช้สำหรับรถไฟโดยสารด้วยเช่นกัน รถไฟแบบผลัก-ดึง (push-pull train)จะมีตู้โดยสารท้ายสุดที่ติดตั้งห้องคนขับ ทำให้คนขับรถไฟสามารถควบคุมหัวรถจักรจากระยะไกลได้ ซึ่งช่วยขจัดข้อเสียอย่างหนึ่งของรถไฟที่ลากด้วยหัวรถจักร เนื่องจากไม่จำเป็นต้องย้ายหัวรถจักรไปด้านหน้าของขบวนรถทุกครั้งที่รถไฟเปลี่ยนทิศทางตู้รถไฟคือยานพาหนะที่ใช้ในการขนส่งผู้โดยสารหรือสินค้า
รถไฟแบบหลายตู้ ( Multiple Unit)มีล้อขับเคลื่อนตลอดทั้งขบวน รถไฟประเภทนี้ใช้สำหรับระบบขนส่งมวลชนด่วนและรถราง รวมถึงรถไฟโดยสารระยะสั้นและระยะยาวหลายขบวน ส่วนรถไฟแบบตู้ ( Railcar)คือตู้โดยสารเดี่ยวที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง อาจขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์ดีเซล รถไฟแบบหลายตู้มีห้องคนขับอยู่ที่ปลายแต่ละด้าน และได้รับการพัฒนาขึ้นหลังจากที่สามารถสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องยนต์อื่นๆ ที่มีขนาดเล็กพอที่จะติดตั้งใต้ตู้โดยสารได้ มีรถไฟแบบหลายตู้สำหรับขนส่งสินค้าเพียงไม่กี่ประเภท ส่วนใหญ่เป็นรถไฟไปรษณีย์ความเร็วสูง
พลังขับเคลื่อน
รถจักรไอน้ำเป็นรถจักรที่มีเครื่องยนต์ไอน้ำเป็นตัวขับเคลื่อน โดยใช้ถ่านหิน น้ำมันหรือไม้เป็นเชื้อเพลิงในเตาเผา ทำให้ เกิดน้ำเดือดในหม้อ ไอน้ำ และสร้างไอน้ำแรงดันสูง ไอน้ำจะไหลผ่านห้องควันก่อนที่จะออกทางปล่องควัน ในกระบวนการนี้ ไอน้ำจะไปขับเคลื่อนลูกสูบซึ่งส่งกำลังโดยตรงผ่านก้านสูบ (main rod) และข้อเหวี่ยง (wristpin) บนล้อขับเคลื่อน (main driver) หรือไปยังข้อเหวี่ยงบนเพลาขับเคลื่อน รถจักรไอน้ำได้ถูกเลิกใช้ไปแล้วในหลายส่วนของโลกด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจและความปลอดภัย แม้ว่าหลายคันยังคงได้รับการอนุรักษ์ไว้ในสภาพที่ใช้งานได้โดยการรถไฟ เพื่อการอนุรักษ์มรดกทาง ประวัติศาสตร์
หัวรถจักรไฟฟ้าดึงพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟคงที่ผ่านสายไฟเหนือศีรษะหรือรางที่สามบางรุ่นอาจใช้แบตเตอรี่หรืออาจใช้แบตเตอรี่แทน ก็ได้ ในหัวรถจักรที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดันสูง หม้อแปลงในหัวรถจักรจะแปลงพลังงานแรงดันสูงกระแสต่ำให้เป็นแรงดันต่ำกระแสสูงที่ใช้ในมอเตอร์ขับเคลื่อนล้อ หัวรถจักรสมัยใหม่อาจใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสหรือ มอเตอร์ กระแสตรงภายใต้เงื่อนไขบางประการ หัวรถจักรไฟฟ้าเป็นระบบขับเคลื่อนที่ทรงพลังที่สุดนอกจากนี้ยังประหยัดที่สุดในการเดินรถ มีเสียงรบกวนน้อยกว่า และไม่มีมลพิษทางอากาศในพื้นที่อย่างไรก็ตาม ต้องใช้เงินลงทุนสูงทั้งในส่วนของสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะและโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับ รวมถึงสถานีผลิตไฟฟ้าที่จำเป็นในการผลิตกระแสไฟฟ้า ดังนั้น การขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าจึงใช้ในระบบในเมือง บนเส้นทางที่มีการจราจรหนาแน่น และสำหรับรถไฟความเร็วสูง
หัวรถจักรดีเซลใช้เครื่องยนต์ดีเซลเป็นตัวขับเคลื่อนหลักการส่งกำลังอาจเป็นแบบดีเซล-ไฟฟ้าดีเซล-กลไก หรือดีเซล-ไฮดรอลิก แต่แบบดีเซล-ไฟฟ้าเป็นแบบที่ใช้กันมากที่สุดหัวรถจักรไฟฟ้าดีเซลถูกสร้างขึ้นเพื่อวิ่งเป็นแบบดีเซล-ไฟฟ้าในส่วนที่ไม่มีไฟฟ้า และวิ่งเป็นแบบหัวรถจักรไฟฟ้าในส่วนที่มีไฟฟ้า
วิธีการขับเคลื่อนทางเลือกอื่นๆ ได้แก่การลอยตัวด้วยแม่เหล็กการลากด้วยม้าการใช้สายเคเบิลระบบเฟืองและรางการใช้แรงโน้มถ่วงระบบลมและกังหันก๊าซ
รถไฟโดยสาร
รถไฟโดยสารจะจอดที่สถานีต่างๆ ซึ่งผู้โดยสารสามารถขึ้นและลงได้ การดูแลควบคุมรถไฟเป็นหน้าที่ของพนักงานรักษาความปลอดภัย/ผู้จัดการรถไฟ/พนักงานควบคุมรถไฟรถไฟโดยสารเป็นส่วนหนึ่งของระบบขนส่งสาธารณะและมักเป็นแกนหลักของการให้บริการ โดยมีรถบัสเชื่อมต่อไปยังสถานีต่างๆ รถไฟโดยสารให้บริการการเดินทางระยะไกลระหว่างเมือง การเดินทางไปทำงานประจำวัน หรือ บริการ ขนส่งมวลชน ในเมือง โดยมีการใช้งานยานพาหนะที่หลากหลาย ความเร็วในการวิ่ง ข้อกำหนดสิทธิ์ในการใช้ทาง และความถี่ในการให้บริการ (ในยุโรป ผู้ให้บริการจะใช้ประเภทรถไฟตามนั้น) ความถี่ในการให้บริการมักแสดงเป็นจำนวนรถไฟต่อชั่วโมง รถไฟโดยสารโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ รถไฟระหว่างเมืองและรถไฟภายในเมือง ในขณะที่รถไฟระหว่างเมืองเกี่ยวข้องกับความเร็วที่สูงกว่า เส้นทางที่ยาวกว่า และความถี่ที่ต่ำกว่า (โดยปกติจะมีตารางเวลา) รถไฟภายในเมืองเกี่ยวข้องกับความเร็วที่ต่ำกว่า เส้นทางที่สั้นกว่า และความถี่ที่สูงกว่า (โดยเฉพาะในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน) [ 63 ]
รถไฟระหว่างเมืองเป็นรถไฟระยะไกลที่วิ่งโดยจอดไม่กี่สถานีระหว่างเมืองต่างๆ โดยทั่วไปแล้วรถไฟจะมีสิ่งอำนวยความสะดวก เช่นตู้เสบียงอาหารบางสายยังมีบริการข้ามคืนพร้อมตู้โดยสารนอน ด้วย รถไฟ ระยะไกลบางขบวนมีชื่อเรียกเฉพาะรถไฟภูมิภาคเป็นรถไฟระยะกลางที่เชื่อมต่อเมืองกับพื้นที่รอบนอกหรือพื้นที่โดยรอบ หรือให้บริการในระดับภูมิภาค โดยจอดหลายสถานีและวิ่งด้วยความเร็วต่ำกว่ารถไฟชานเมืองให้บริการชานเมืองของเขตเมือง โดยให้บริการการเดินทางไปทำงาน ในแต่ละวัน รถไฟเชื่อมต่อสนามบินช่วยให้เดินทางจากใจกลางเมืองไปยังสนามบินได้ อย่างรวดเร็ว
รถไฟความเร็วสูงเป็นรถไฟระหว่างเมืองประเภทหนึ่งที่วิ่งด้วยความเร็วสูงกว่ารถไฟทั่วไปมาก โดยทั่วไปมีความเร็วสูงสุดประมาณ200 ถึง 350 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (120 ถึง 220 ไมล์ต่อชั่วโมง)รถไฟความเร็วสูงส่วนใหญ่ใช้สำหรับบริการระยะไกล และระบบส่วนใหญ่อยู่ในยุโรปตะวันตกและเอเชียตะวันออก รถไฟ แม่เหล็กเช่นรถไฟแม่เหล็กเซี่ยงไฮ้ใช้แม่เหล็กใต้ท้องรถซึ่งดึงดูดตัวเองขึ้นไปทางด้านล่างของราง และรถไฟสายนี้สามารถทำความเร็วสูงสุดได้สูงกว่ารถไฟความเร็วสูงทั่วไปในการใช้งานประจำวัน แม้ว่าจะทำได้เฉพาะในระยะทางสั้นๆ เท่านั้น เนื่องจากความเร็วที่สูงกว่า เส้นทางรถไฟความเร็วสูงจึงมักมีโค้งที่กว้างกว่ารถไฟทั่วไป แต่ก็อาจมีความลาดชันที่สูงกว่าซึ่งรถไฟที่มีพลังงานจลน์สูงกว่าสามารถปีนขึ้นได้ง่ายกว่า
พลังงานจลน์สูงส่งผลให้มีอัตราส่วนแรงม้าต่อตันสูงขึ้น (เช่น20 แรงม้าต่อตันสั้น หรือ 16 กิโลวัตต์ต่อตัน ) ซึ่งช่วยให้รถไฟสามารถเร่งความเร็วและรักษาระดับความเร็วที่สูงขึ้น และสามารถวิ่งขึ้นทางลาดชันได้ เนื่องจากโมเมนตัมจะเพิ่มขึ้นและลดลงในทางลง (ลด ความต้องการใน การขุดและถมดินและการสร้างอุโมงค์) เนื่องจากแรงด้านข้างกระทำต่อส่วนโค้ง จึงต้องออกแบบส่วนโค้งให้มีรัศมีสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ คุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้แตกต่างอย่างมากจากการขนส่งสินค้า จึงเป็นการพิสูจน์ว่าการสร้างเส้นทางรถไฟความเร็วสูงโดยเฉพาะนั้นคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ[ 63 ]
บริการ รถไฟความเร็วสูงคือบริการรถไฟระหว่างเมืองที่มีความเร็วสูงสุดสูงกว่ารถไฟระหว่างเมืองทั่วไป แต่ต่ำกว่ารถไฟความเร็วสูง บริการเหล่านี้มีให้บริการหลังจากมีการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟทั่วไปให้รองรับการวิ่งของรถไฟได้อย่างปลอดภัยที่ความเร็วสูงขึ้น
รถไฟในเมือง
ระบบขนส่งด่วนหมายถึงระบบที่สร้างขึ้นในเมืองใหญ่และมีความจุสูงสุดในบรรดาระบบขนส่งผู้โดยสารทั้งหมด เป็นระบบแยกต่างระดับและมักสร้างอยู่ใต้ดินหรือบนทางยกระดับ เนื่องจากการขาดความสม่ำเสมอในระบบขนส่งด่วน การจัดวางเส้นทางจึงแตกต่างกันไป โดยมีสิทธิ์ในการใช้ทางที่หลากหลาย (ที่ดินส่วนบุคคล ริมถนน เกาะกลางถนน) และลักษณะทางเรขาคณิต (โค้งหักหรือโค้งกว้าง ความลาดชันสูงหรือต่ำ) ตัวอย่างเช่น รถไฟ 'L' ของชิคาโกได้รับการออกแบบให้มีตู้โดยสารที่สั้นมากเพื่อให้สามารถวิ่งผ่านโค้งหักศอกในย่านLoop ได้ รถไฟ PATHของนิวเจอร์ซีย์ ก็มีตู้โดยสารขนาดใกล้เคียงกันเพื่อรองรับโค้งในอุโมงค์ข้ามแม่น้ำฮัดสัน รถไฟ BARTของซานฟรานซิสโกใช้ตู้โดยสารขนาดใหญ่ในเส้นทางต่างๆ เนื่องจากรางมีขนาด 5 ฟุต 6 นิ้ว[ 63 ]
ในระดับพื้นดินสามารถใช้รถราง ขนาดเล็กได้ ระบบ รถไฟฟ้ารางเบาใช้เทคโนโลยีรถรางที่ได้รับการปรับปรุง วิ่งบนเส้นทางของตัวเอง และบางครั้งก็วิ่งใต้ดินระบบโมโนเรล เป็นระบบยกระดับที่มีความจุขนาดกลาง ระบบ ขนส่งผู้โดยสารแบบ ไร้คน ขับ (People Mover) เป็นยานพาหนะที่แยกจากระดับพื้นดิน ให้บริการเพียงไม่กี่สถานี มักจะเป็นรถรับส่งหรือวิ่งเป็นวงกลม ระบบที่มีความจุมากกว่าจะถูกกำหนดให้เป็นระบบขนส่งแบบรางนำทางอัตโนมัติ (Automated Guideway Transit )
รถไฟขนส่งสินค้า
รถไฟขนส่งสินค้าใช้ตู้สินค้าที่ออกแบบมาสำหรับสินค้าแต่ละประเภทโดยเฉพาะ รถไฟขนส่งสินค้ามีประสิทธิภาพสูง ประหยัดต้นทุน และประหยัดพลังงานสูง[ 64 ]อย่างไรก็ตาม การขาดความยืดหยุ่นอาจลดการใช้งานลงได้ หากจำเป็นต้องมีการขนถ่ายสินค้าที่ปลายทางทั้งสองฝั่ง เนื่องจากขาดรางรถไฟไปยังจุดรับและส่งสินค้า หน่วยงานภาครัฐมักสนับสนุนการใช้การขนส่งสินค้าทางรถไฟ เนื่องจากมีประสิทธิภาพและเพื่อลดปริมาณการจราจรทางถนน[ 65 ]
รถไฟคอนเทนเนอร์ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายสำหรับการขนส่งสินค้าทั่วไป โดยเฉพาะในอเมริกาเหนือ ซึ่งการวางซ้อนสองชั้นช่วยลดต้นทุน คอนเทนเนอร์สามารถถ่ายโอนระหว่างโหมดการขนส่งอื่นๆ ได้ง่าย เช่น เรือและรถบรรทุก และที่จุดเปลี่ยนขนาดรางคอนเทนเนอร์เข้ามาแทนที่ รถไฟบรรทุกสินค้า แบบตู้ (wagonload) ซึ่งต้องขนถ่ายสินค้าจากรถไฟด้วยมือ การขนส่งสินค้าแบบคอนเทนเนอร์ข้ามโหมดได้ปฏิวัติ อุตสาหกรรม โล จิสติกส์ห่วงโซ่ อุปทาน ลดต้นทุนการขนส่งลงอย่างมาก ในยุโรป รถไฟบรรทุก สินค้าแบบผนังเลื่อนได้ เข้ามาแทนที่ รถไฟบรรทุกสินค้าแบบมีหลังคาธรรมดาเป็นส่วนใหญ่รถประเภทอื่นๆ ได้แก่รถตู้เย็นรถขนส่งปศุสัตว์ และรถบรรทุกรถยนต์เมื่อการขนส่งทางรางรวมกับการขนส่งทางถนน รถพ่วงสำหรับวิ่ง บนรถไฟ (roadrailer)จะช่วยให้สามารถ ขับ รถพ่วงขึ้นไปบนรถไฟได้ ทำให้การเปลี่ยนระหว่างถนนและรางเป็นไปได้ง่ายขึ้น
การขนส่งสินค้าจำนวนมากเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของการขนส่งทางรถไฟ ต้นทุนการขนถ่ายสินค้าที่ต่ำหรือแทบเป็นศูนย์ เมื่อรวมกับประสิทธิภาพด้านพลังงานและต้นทุนสินค้าคงคลังที่ต่ำ ทำให้รถไฟสามารถขนส่งสินค้าจำนวนมากได้ถูกกว่าการขนส่งทางถนนมาก สินค้าจำนวนมากทั่วไป ได้แก่ ถ่านหิน แร่ ธัญพืช และของเหลว สินค้าจำนวนมากจะถูกขนส่งในรถไฟแบบเปิดด้านบน รถไฟแบบถังและรถไฟบรรทุกของเหลว
เมโทร
ระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงหรือระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูง (MRT) หรือรถไฟรางหนัก[ 67 ] [ 68 ]ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า เมโทร เป็นระบบขนส่งสาธารณะที่ มีความจุสูงประเภทหนึ่ง ซึ่งโดยทั่วไปสร้างขึ้นในเขตเมืองเส้นทางรถไฟความเร็วสูงที่แยกจาก ระดับพื้นดินและวิ่งอยู่ใต้ระดับพื้นดินผ่าน อุโมงค์มักเรียกว่า รถไฟใต้ดิน หรือรถไฟฟ้าใต้ดิน[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]บางครั้งเส้นทางเหล่านี้จะแยกจากระดับพื้นดินบนทางรถไฟยกระดับซึ่งในกรณีนี้บางเส้นทางจะเรียกว่า รถไฟ el – ซึ่งย่อมาจาก "elevated" – หรือ skytrain ระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงมักเป็นรถไฟฟ้าซึ่ง แตกต่างจากรถบัสหรือรถรางที่วิ่งบนเส้นทาง เฉพาะ ซึ่งคนเดินเท้าหรือยานพาหนะอื่นๆ ไม่สามารถเข้าถึงได้[ 73 ]
ระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงสมัยใหม่ให้บริการตามเส้นทางที่กำหนดระหว่างสถานีโดยทั่วไปจะใช้รถไฟฟ้าหลายตู้บนรางรถไฟบางระบบใช้ยางล้อนำทางระบบแม่เหล็กไฟฟ้า ( maglev ) หรือรถไฟโมโนเรลสถานีมักจะมีชานชาลาสูงโดยไม่มีบันไดภายในรถไฟ ทำให้ต้องใช้รถไฟที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อลดช่องว่างระหว่างรถไฟกับชานชาลา โดยทั่วไปแล้วระบบเหล่านี้จะบูรณาการเข้ากับระบบขนส่งสาธารณะอื่นๆ และมักดำเนินการโดยหน่วยงานขนส่งสาธารณะ เดียวกัน ระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงบางระบบมีทางแยกที่ระดับพื้นดินระหว่างเส้นทางรถไฟความเร็วสูงกับถนน หรือระหว่างเส้นทางรถไฟความเร็วสูงสองสาย[ 74 ]
ระบบขนส่งด่วนแห่งแรกของโลกคือรถไฟใต้ดินเมโทรโพลิทันซึ่งเปิดให้บริการในปี พ.ศ. 2406 โดยใช้หัวรถจักรไอน้ำและปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของรถไฟใต้ดินลอนดอน[ 75 ]ในปี พ.ศ. 2401 นิวยอร์กได้เปิดทางรถไฟยกระดับเวสต์ไซด์และยองเกอร์สแพทเทนต์ ซึ่งในตอนแรก เป็นเส้นทางที่ใช้เคเบิลลากโดยใช้เครื่องยนต์ไอน้ำแบบอยู่กับที่
ข้อมูล ณ ปี 2021จีนมีระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงมากที่สุดในโลกถึง40ระบบ[ 76 ]ซึ่งวิ่งบนราง ยาวกว่า 4,500 กิโลเมตร (2,800 ไมล์)และเป็นผู้รับผิดชอบการขยายระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงส่วนใหญ่ของโลกในช่วงทศวรรษ 2010 [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] ระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงที่ มีผู้ให้บริการรายเดียวที่ยาวที่สุดในโลกตามความยาวของเส้นทางคือ รถไฟ ใต้ดินเซี่ยงไฮ้[ 80 ] [ 81 ]ผู้ให้บริการขนส่งมวลชนความเร็วสูงรายเดียวที่ใหญ่ที่สุดในโลกตามจำนวนสถานี (รวม 472 สถานี) [ 82 ]คือรถไฟใต้ดินนครนิวยอร์กระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงที่มีผู้โดยสารมากที่สุดในโลกตามจำนวนผู้โดยสารต่อปี ได้แก่ รถไฟใต้ดินเซี่ยงไฮ้รถไฟใต้ดินโตเกียวรถไฟใต้ดินโซลและรถไฟใต้ดินมอสโก
โครงสร้างพื้นฐาน
สิทธิในการใช้ทาง
รางรถไฟถูกวางบนที่ดินที่เป็นกรรมสิทธิ์หรือเช่าโดยบริษัทรถไฟ เนื่องจากความต้องการรักษาความลาดชันที่ไม่สูงชันมากนัก ในพื้นที่ที่เป็นเนินเขาหรือภูเขา รางรถไฟจึงมักถูกวางในเส้นทางที่คดเคี้ยว ความยาวของเส้นทางและความต้องการความลาดชันสามารถลดลงได้โดยการใช้ทางตัดสะพาน และอุโมงค์สลับ กัน ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถเพิ่มค่าใช้จ่ายในการลงทุนเพื่อพัฒนาทางรถไฟได้อย่างมาก ในขณะเดียวกันก็ลดต้นทุนการดำเนินงานลงอย่างมากและช่วยให้สามารถวิ่งด้วยความเร็วสูงขึ้นในโค้งที่มีรัศมียาวขึ้น ในพื้นที่ที่มีการพัฒนาเมืองอย่างหนาแน่น บางครั้งทางรถไฟจะถูกวางในอุโมงค์เพื่อลดผลกระทบต่อทรัพย์สินที่มีอยู่ให้น้อยที่สุด
ติดตาม
รางรถไฟประกอบด้วยรางเหล็กสองรางขนานกัน ยึดตั้งฉากกับชิ้นส่วนที่เรียกว่าหมอนรองราง (ties) ซึ่งทำจากไม้ คอนกรีต เหล็ก หรือพลาสติก เพื่อรักษาระยะห่างที่สม่ำเสมอ หรือระยะรางนอกจากนี้ยังสามารถใช้รูปแบบอื่นได้ เช่น "รางแผ่นพื้น" ซึ่งรางจะยึดติดกับฐานคอนกรีตที่วางอยู่บนพื้นดินที่เตรียมไว้แล้ว
โดยทั่วไปแล้ว รางรถไฟจะถูกแบ่งออกเป็นรางมาตรฐาน (ใช้กับเส้นทางรถไฟที่มีอยู่ประมาณ 70% ของโลก) รางกว้างและรางแคบ[ 83 ]นอกจากขนาดรางแล้ว รางจะถูกวางให้สอดคล้องกับขนาดการบรรทุกซึ่งกำหนดความสูงและความกว้างสูงสุดสำหรับยานพาหนะทางรถไฟและน้ำหนักบรรทุก เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถผ่านสะพาน อุโมงค์ และโครงสร้างอื่นๆ ได้อย่างปลอดภัย
รางรถไฟทำหน้าที่นำทางล้อรูปทรงกรวยที่มีขอบยื่นออกมา ช่วยให้รถไฟวิ่งอยู่บนรางโดยไม่ต้องใช้ระบบบังคับเลี้ยว ทำให้รถไฟสามารถยาวกว่ารถยนต์บนท้องถนนได้มาก โดยปกติแล้วรางและหมอนรองรางจะวางอยู่บนฐานที่ทำจากดินอัดแน่น ด้านบนจะปูด้วยหินกรวดเพื่อกระจายน้ำหนักจากหมอนรองรางและป้องกันไม่ให้รางโก่งงอเนื่องจากพื้นดินทรุดตัวลงตามกาลเวลาจากน้ำหนักของรถที่วิ่งผ่าน
หินรองรางยังทำหน้าที่เป็นระบบระบายน้ำด้วย รางรถไฟสมัยใหม่บางแห่งในพื้นที่พิเศษจะติดตั้งโดยตรงโดยไม่ต้องใช้หินรองราง รางอาจเป็นแบบสำเร็จรูปหรือประกอบในสถานที่การเชื่อม รางเข้าด้วยกันเพื่อสร้าง รางเชื่อมต่อเนื่องยาวๆจะช่วยลดการสึกหรอของรถไฟที่เกิดจากช่องว่างเล็กๆ บริเวณรอยต่อของรางได้ นอกจากนี้ยังทำให้การเดินทางเงียบขึ้นด้วย
บนทางโค้ง รางด้านนอกอาจอยู่สูงกว่ารางด้านใน ลักษณะนี้เรียกว่า การยกราง (superelevation หรือcant ) การยกรางจะช่วยลดแรงที่ทำให้รางเคลื่อนตัว ส่งผลให้การเดินทางสะดวกสบายยิ่งขึ้นสำหรับปศุสัตว์ที่ยืนอยู่ และสำหรับผู้โดยสารที่ยืนหรือนั่งอยู่ การยกรางในระดับหนึ่งจะมีประสิทธิภาพสูงสุดในช่วงความเร็วที่จำกัด
จุดสับรางและทางแยก—หรือที่เรียกว่าทางแยกต่างระดับ—คือวิธีการนำทางรถไฟไปยังส่วนที่แยกออกไปของราง โดยทั่วไปแล้ว จุดสับรางจะวางโครงสร้างคล้ายกับรางปกติ ประกอบด้วยทางแยก (ทางข้ามร่วม) รางตรวจสอบ และรางสับเปลี่ยนสองราง รางสับเปลี่ยนสามารถเลื่อนไปทางซ้ายหรือขวาได้ภายใต้การควบคุมของระบบสัญญาณ เพื่อกำหนดเส้นทางที่รถไฟจะวิ่ง
ตะปูในหมอนรองรางไม้สามารถหลวมได้เมื่อเวลาผ่านไป แต่หมอนรองรางที่แตกหรือผุสามารถเปลี่ยนได้ทีละชิ้นด้วยหมอนรองรางไม้ใหม่หรือหมอนรองรางคอนกรีต หมอนรองรางคอนกรีตก็อาจเกิดรอยแตกหรือรอยแยกได้เช่นกัน และสามารถเปลี่ยนได้ทีละชิ้น หากรางทรุดตัวลงเนื่องจากการทรุดตัวของดิน สามารถใช้เครื่องจักรพิเศษยกรางขึ้นได้ และสามารถเติมหินรองรางเพิ่มเติมใต้หมอนรองรางเพื่อปรับระดับรางได้
ต้องมีการขุดเอาหินรองรางออกและเติมหินรองรางใหม่เป็นระยะ เพื่อให้แน่ใจว่ามีการระบายน้ำที่เพียงพอ ท่อระบายน้ำและทางน้ำอื่นๆ ต้องได้รับการดูแลให้สะอาดอยู่เสมอ มิเช่นนั้นน้ำจะขังอยู่ใต้รางรถไฟ ทำให้เกิดดินถล่ม ในกรณีที่รางรถไฟอยู่ริมแม่น้ำ มักมีการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันเพิ่มเติมเพื่อป้องกันการกัดเซาะตลิ่งในช่วงที่มีน้ำมาก สะพานจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบและบำรุงรักษา เนื่องจากสะพานต้องรับแรงกดดันมหาศาลในระยะเวลาสั้นๆ เมื่อรถไฟหนักวิ่งผ่าน
ความไม่เข้ากันของมาตรวัด
การใช้รางรถไฟที่ มีขนาดต่างกัน ในภูมิภาคต่างๆ ของโลก และบางครั้งแม้แต่ภายในประเทศเดียวกัน อาจเป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนย้ายผู้โดยสารและสินค้า บ่อยครั้งที่มีการติดตั้งกลไกการเปลี่ยนเส้นทางที่ซับซ้อน ณ จุดที่รางรถไฟสองสายที่มีขนาดต่างกันมาบรรจบกัน เพื่ออำนวยความสะดวกในการเคลื่อนย้ายข้ามจุดเปลี่ยนขนาดรางประเทศที่มีการใช้รางหลายขนาด เช่นอินเดียและออสเตรเลียได้ลงทุนอย่างมากเพื่อรวมเครือข่ายรถไฟของตนให้เป็นหนึ่งเดียว จีนกำลังพัฒนาสะพานเชื่อมแผ่นดินยูเรเซีย ที่ทันสมัย เพื่อขนส่งสินค้าทางรถไฟไปยังยุโรปตะวันตก
ระบบตรวจสอบรถไฟ
การตรวจสอบอุปกรณ์รถไฟเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเดินรถไฟอย่างปลอดภัยมีการใช้อุปกรณ์ตรวจจับความบกพร่อง หลายประเภทในระบบรถไฟทั่วโลก อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เทคโนโลยีที่หลากหลาย ตั้งแต่แบบง่ายๆ เช่น คันโยกและสวิตช์ ไปจนถึงการสแกนด้วย อินฟราเรดและเลเซอร์ และแม้กระทั่งการวิเคราะห์เสียงอัลตราโซนิกการใช้งานอุปกรณ์เหล่านี้ช่วยป้องกันอุบัติเหตุทางรถไฟได้มากมายตลอด 70 ปีที่ผ่านมา
การส่งสัญญาณ
ระบบสัญญาณรถไฟเป็นระบบที่ใช้ควบคุมการจราจรทางรถไฟอย่างปลอดภัยเพื่อป้องกันไม่ให้รถไฟชนกัน เนื่องจากรถไฟวิ่งบนราง คง ที่ซึ่งมีแรงเสียดทานต่ำ ทำให้รถไฟมีความเสี่ยงต่อการชนกันเป็นพิเศษ เพราะมักวิ่งด้วยความเร็วที่ไม่สามารถหยุดได้อย่างรวดเร็วหรือภายในระยะสายตาของคนขับ ในขณะที่ยานพาหนะบนถนนซึ่งมีแรงเสียดทานระหว่างยางกับพื้นผิวถนนสูงกว่า มีระยะเบรกที่สั้นกว่ามาก การควบคุมรถไฟส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการส่งต่ออำนาจการเคลื่อนที่จากผู้รับผิดชอบแต่ละส่วนของเครือข่ายทางรถไฟไปยังพนักงานขับรถไฟ ไม่ใช่ทุกวิธีที่ต้องใช้สัญญาณ และบางระบบก็ใช้เฉพาะกับทางรถไฟรางเดี่ยวเท่านั้น
โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการส่งสัญญาณจะดำเนินการในห้องควบคุมสัญญาณซึ่งเป็นอาคารขนาดเล็กที่ตั้งของโครงคันโยกที่เจ้าหน้าที่ส่งสัญญาณใช้ในการควบคุมสวิตช์และอุปกรณ์ส่งสัญญาณต่างๆ อุปกรณ์เหล่านี้จะติดตั้งอยู่ตามช่วงระยะต่างๆ ของเส้นทางรถไฟ เพื่อควบคุมส่วนต่างๆ ของรางรถไฟ อย่างไรก็ตาม การพัฒนาทางเทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้หลักการปฏิบัติงานแบบนี้ไม่จำเป็นอีกต่อไป โดยการควบคุมสัญญาณได้รวมศูนย์ไว้ที่ห้องควบคุมระดับภูมิภาค ซึ่งเป็นไปได้ด้วยการใช้งานคอมพิวเตอร์ที่เพิ่มมากขึ้น ทำให้สามารถตรวจสอบรางรถไฟส่วนใหญ่ได้จากจุดเดียว วิธีการส่งสัญญาณแบบบล็อก ที่ใช้กันทั่วไป จะแบ่งรางรถไฟออกเป็นโซน โดยมีสัญญาณบล็อก กฎการปฏิบัติงาน และอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติคอยควบคุม เพื่อให้มีรถไฟเพียงขบวนเดียวอยู่ในบล็อกนั้นๆ ในแต่ละครั้ง
การใช้ไฟฟ้า
ระบบไฟฟ้าจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับรถไฟ ทำให้รถไฟสามารถวิ่งได้โดยไม่ต้องมีเครื่องยนต์อยู่บนรถ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการดำเนินงาน แต่ต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมากตลอดเส้นทาง โดยปกติแล้วระบบรถไฟสายหลักและรถรางจะใช้สายไฟเหนือศีรษะ ซึ่งห้อยลงมาจากเสาตามแนวเส้นทาง ระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงแบบแยกต่างระดับบางครั้งอาจใช้รางที่สาม บนพื้น ดิน
พลังงานอาจจ่ายเป็นกระแสตรง (DC) หรือกระแสสลับ (AC) แรงดัน DC ที่พบได้บ่อยที่สุดคือ 600 และ 750 โวลต์ สำหรับระบบรถรางและระบบขนส่งมวลชน และ 1,500 และ 3,000 โวลต์ สำหรับสายส่งหลัก ส่วนระบบ AC ที่ใช้กันทั่วไปมีสองระบบคือ15 กิโลโวลต์และ25 กิโลโวลต์
สถานี
สถานีรถไฟทำหน้าที่เป็นพื้นที่ที่ผู้โดยสารสามารถขึ้นและลงจากรถไฟได้สถานีขนส่งสินค้าเป็นลานที่ใช้สำหรับการขนถ่ายสินค้าโดยเฉพาะ สถานีผู้โดยสารขนาดใหญ่มีอาคารอย่างน้อยหนึ่งหลังที่ให้บริการอำนวยความสะดวกแก่ผู้โดยสาร เช่น การจำหน่ายตั๋วและบริการอาหาร สถานีขนาดเล็กโดยทั่วไปจะมีเพียงชานชาลาเท่านั้นสถานีในยุคแรกๆ บางครั้งถูกสร้างขึ้นโดยมีทั้งสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับผู้โดยสารและสินค้า[ 84 ]
ชานชาลาใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในการขึ้นลงรถไฟ และเชื่อมต่อกันด้วยทางลอดใต้ทางรถไฟสะพานลอยและทางข้ามระดับสถานีขนาดใหญ่บางแห่งสร้างเป็นแบบทางตันโดยมีรถไฟวิ่งออกจากสถานีได้เพียงทิศทางเดียว สถานีขนาดเล็กมักให้บริการพื้นที่อยู่อาศัยในท้องถิ่น และอาจเชื่อมต่อกับบริการรถโดยสารประจำทาง สถานีขนาดใหญ่ โดยเฉพาะสถานีกลาง ทำหน้าที่เป็น ศูนย์กลางการขนส่งสาธารณะหลักของเมือง และให้บริการเชื่อมต่อระหว่างบริการรถไฟกับรถไฟฟ้ารางเบา รถราง หรือรถโดยสารประจำทาง
การดำเนินงาน
กรรมสิทธิ์
นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา มีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นที่จะแยกบริษัทรถไฟออก โดยบริษัทที่เป็นเจ้าของขบวนรถจะแยกออกจากบริษัทที่เป็นเจ้าของโครงสร้างพื้นฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในยุโรป ซึ่งสหภาพยุโรปกำหนดให้ต้องมีการจัดระเบียบเช่นนี้ ทำให้ผู้ประกอบการรถไฟรายใดก็ได้สามารถเข้าถึงส่วนใดส่วนหนึ่งของเครือข่ายรถไฟยุโรปได้ ในสหราชอาณาจักร รางรถไฟเป็นของรัฐ โดยมีหน่วยงานที่รัฐควบคุม ( Network Rail ) ดำเนินการ บำรุงรักษา และพัฒนา ในขณะที่บริษัทเดินรถไฟได้ดำเนินการเดินรถไฟมาตั้งแต่การแปรรูปเป็นเอกชนในทศวรรษ 1990 [ 85 ]
ในสหรัฐอเมริกา เครือข่ายทางรถไฟและโครงสร้างพื้นฐานเกือบทั้งหมดนอกเขตภาคตะวันออกเฉียง เหนือ เป็นกรรมสิทธิ์ของบริษัทขนส่งสินค้าเอกชน โดยบริษัทขนส่งผู้โดยสาร ซึ่งส่วนใหญ่คือAmtrakดำเนินการในฐานะผู้เช่าบนเส้นทางรถไฟขนส่งสินค้า ดังนั้น การดำเนินงานจึงต้องมีการประสานงานและประสานงานกันอย่างใกล้ชิดระหว่างทางรถไฟขนส่งสินค้าและทางรถไฟโดยสาร โดยรถไฟโดยสารมักจะถูกส่งโดยทางรถไฟขนส่งสินค้าที่เป็นเจ้าของเส้นทาง เนื่องจากระบบที่ใช้ร่วมกันนี้ ทั้งสองประเภทจึงอยู่ภายใต้การกำกับดูแลของสำนักงานบริหารทางรถไฟแห่งสหรัฐอเมริกา (FRA) และอาจปฏิบัติตาม แนวทางปฏิบัติที่แนะนำ ของ AREMAสำหรับงานรางและ มาตรฐาน AARสำหรับยานพาหนะ[ 63 ]
การจัดหาเงินทุน
แหล่งรายได้หลักของบริษัทรถไฟมาจาก รายได้ จากตั๋ว (สำหรับการขนส่งผู้โดยสาร) และค่าธรรมเนียมการขนส่งสินค้า[ 86 ] [ 87 ]บางครั้งมีส่วนลดและบัตรโดยสารรายเดือนสำหรับผู้เดินทางบ่อย (เช่นตั๋วฤดูกาลและบัตรโดยสารรถไฟ ) รายได้จากการขนส่งสินค้าอาจขายเป็นรายช่องตู้คอนเทนเนอร์หรือสำหรับขบวนรถไฟทั้งหมด บางครั้งผู้ส่งสินค้าเป็นเจ้าของรถและเช่าเฉพาะการขนส่งเท่านั้น สำหรับการขนส่งผู้โดยสาร รายได้ จากการโฆษณาอาจมีจำนวนมาก
รัฐบาลอาจเลือกที่จะให้เงินอุดหนุนแก่การดำเนินงานทางรถไฟ เนื่องจากการขนส่งทางรถไฟมีผลกระทบภายนอก น้อย กว่ารูปแบบการขนส่งหลักอื่นๆ หากบริษัทรถไฟเป็นของรัฐ รัฐอาจให้เงินอุดหนุนโดยตรงเพื่อแลกกับการเพิ่มผลผลิต หากการดำเนินงานถูกแปรรูปเป็นของเอกชน มีหลายทางเลือกให้เลือก บางประเทศมีระบบที่โครงสร้างพื้นฐานเป็นของหน่วยงานหรือบริษัทของรัฐ โดยเปิดให้บริษัทใดๆ ก็ตามที่ตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสามารถเข้าถึงรางรถไฟได้ ในกรณีเช่นนี้ รัฐอาจเลือกที่จะให้บริการรางรถไฟโดยไม่คิดค่าใช้จ่ายหรือคิดค่าธรรมเนียมที่ไม่ครอบคลุมค่าใช้จ่ายทั้งหมด ซึ่งถือได้ว่าคล้ายคลึงกับการที่รัฐบาลให้การเข้าถึงถนนโดยไม่คิดค่าใช้จ่าย สำหรับการดำเนินงานด้านผู้โดยสาร อาจมีการจ่ายเงินอุดหนุนโดยตรงให้กับผู้ประกอบการที่เป็นของรัฐ หรืออาจมีการจัดประกวดราคาบริการสาธารณะ และมอบสัญญาที่มีระยะเวลาจำกัดให้กับผู้เสนอราคาต่ำสุด เงินอุดหนุนทางรถไฟทั้งหมดของสหภาพยุโรปมีมูลค่า 73 พันล้านยูโรในปี 2548 [ 88 ]
Via Rail CanadaและบริการรถไฟโดยสารAmtrak ของสหรัฐอเมริกา เป็นบริษัทรถไฟเอกชนที่ได้รับอนุญาตจากรัฐบาลของประเทศนั้นๆ เมื่อบริการรถไฟโดยสารเอกชนลดลงเนื่องจากการแข่งขันจากรถยนต์และสายการบิน บริษัทเหล่านี้จึงกลายเป็นผู้ถือหุ้น ของ Amtrak โดยการจ่ายค่าธรรมเนียม แรก เข้าเป็นเงินสดหรือโดยการสละสิทธิ์ในหัวรถจักรและขบวนรถของตน รัฐบาลให้เงินอุดหนุน Amtrak โดยการจัดหา เงินทุนเริ่มต้นและชดเชยการขาดทุนเมื่อสิ้นสุดปีงบประมาณ[ 89 ]
ความปลอดภัย
รถไฟบางขบวนวิ่งเร็วกว่ารถยนต์ รถไฟมีน้ำหนักมากและไม่สามารถเบี่ยงออกจากรางได้ อีกทั้งยังมีระยะหยุดที่ยาวกว่า อุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้นได้ ได้แก่การตกราง (วิ่งออกนอกราง) การชนกับรถไฟหรือรถยนต์คันอื่น และการชนกับคนเดินเท้าที่ทางข้าม ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของอุบัติเหตุและการเสียชีวิตจากทางรถไฟ เพื่อลดความเสี่ยง มาตรการความปลอดภัยที่สำคัญที่สุดคือ กฎระเบียบการเดินรถที่เข้มงวด (เช่นระบบสัญญาณรถไฟ ) และประตูหรือทางแยกต่างระดับที่ทางข้าม เสียงหวีด เสียงกระดิ่ง หรือเสียงแตรของรถไฟจะเตือนถึงการมีอยู่ของรถไฟ ในขณะที่สัญญาณข้างรางจะช่วยรักษาระยะห่างระหว่างรถไฟ อีกวิธีหนึ่งที่ใช้เพื่อเพิ่มความปลอดภัยคือ การติดตั้งประตูชานชาลาเพื่อแยกชานชาลาออกจากรางรถไฟ สิ่งเหล่านี้ช่วยป้องกันการบุกรุกเข้าไปในรางรถไฟโดยไม่ได้รับอนุญาต ซึ่งอาจนำไปสู่อุบัติเหตุที่ก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงหรือเสียชีวิตได้ และยังมีประโยชน์อื่นๆ เช่น การป้องกันการสะสมของขยะบนราง ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ได้
ในเครือข่ายรถไฟความเร็วสูงระหว่างเมืองหลายแห่ง เช่นชินคันเซ็น ของญี่ปุ่น รถไฟวิ่งบนรางรถไฟเฉพาะโดยไม่มีทางข้ามระดับ นี่เป็นองค์ประกอบสำคัญในด้านความปลอดภัยของระบบ เนื่องจากช่วยลดโอกาสการชนกับรถยนต์ ยานพาหนะอื่นๆ หรือคนเดินเท้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดโอกาสการชนกับรถไฟขบวนอื่นได้อย่างมาก ข้อดีอีกประการหนึ่งคือ บริการรถไฟระหว่างเมืองมีความตรงต่อเวลาเสมอ
การซ่อมบำรุง
เช่นเดียวกับ โครงสร้าง พื้นฐาน อื่นๆ ทางรถไฟต้องได้รับการตรวจสอบและบำรุงรักษาเป็นระยะ เพื่อลดผลกระทบจากความเสียหายของโครงสร้างพื้นฐานที่อาจขัดขวางการขนส่งสินค้าและบริการผู้โดยสาร เนื่องจากผู้โดยสารถือเป็นสินค้าที่สำคัญ ที่สุด และโดยปกติแล้วจะเดินทางด้วยความเร็วสูง ทางลาดชัน และมีความจุ/ความถี่สูงกว่า ดังนั้นเส้นทางรถไฟจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ การตรวจสอบประกอบด้วยการใช้รถตรวจสอบรูปทรงเรขาคณิตของรางหรือการตรวจสอบด้วยการเดินเท้า การบำรุงรักษาทางโค้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบริการขนส่งสาธารณะ ประกอบด้วยการวัดระยะ การขันน็อตยึดให้แน่น และการเปลี่ยนราง
การเกิดร่องบนรางเป็นปัญหาที่พบได้ทั่วไปในระบบขนส่งมวลชน เนื่องจากมีล้อที่มีเพลาเบาจำนวนมากวิ่งผ่าน ทำให้เกิดการเสียดสีระหว่างล้อกับราง เนื่องจากการบำรุงรักษาอาจทับซ้อนกับการดำเนินงาน จึงต้องปฏิบัติตามช่วงเวลาการบำรุงรักษาอย่างเคร่งครัด (ช่วงเวลากลางคืน ช่วงเวลานอกเวลาเร่งด่วนหรือการเปลี่ยนแปลงตารางเวลาหรือเส้นทางของรถไฟ) นอกจากนี้ ความปลอดภัยของผู้โดยสารในระหว่างการบำรุงรักษา (รั้วกั้นระหว่างราง การจัดเก็บวัสดุอย่างเหมาะสม การแจ้งเตือนเกี่ยวกับงานราง อันตรายจากอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้พื้น) จะต้องได้รับการพิจารณาอยู่เสมอ ในบางครั้ง ปัญหาการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษาอาจเกิดขึ้นเนื่องจากอุโมงค์ โครงสร้างยกระดับ และเขตเมืองที่แออัด ในกรณีนี้ จะใช้อุปกรณ์เฉพาะทางหรืออุปกรณ์บำรุงรักษาแบบทั่วไปที่มีขนาดเล็กกว่า[ 63 ]
ต่างจากทางหลวงหรือเครือข่ายถนนซึ่งความจุถูกแยกย่อยออกเป็นการเดินทางที่ไม่เชื่อมโยงกันในแต่ละส่วนของเส้นทาง ความจุของทางรถไฟนั้นโดยพื้นฐานแล้วถือเป็นระบบเครือข่าย ดังนั้น ส่วนประกอบหลายอย่างจึงเป็นสาเหตุและผลกระทบของการหยุดชะงักของระบบ การบำรุงรักษาต้องคำนึงถึงประสิทธิภาพที่หลากหลายของเส้นทาง (ประเภทของบริการรถไฟ ต้นทาง/ปลายทาง ผลกระทบตามฤดูกาล) ความจุของเส้นทาง (ความยาว ภูมิประเทศ จำนวนราง ประเภทของการควบคุมรถไฟ) ปริมาณการขนส่งของรถไฟ (ความเร็วสูงสุด อัตราการเร่ง/ลดความเร็ว) และคุณลักษณะของบริการที่มีรางร่วมสำหรับผู้โดยสารและสินค้า (ทางแยก ความจุของสถานีปลายทาง เส้นทางสับเปลี่ยน และประเภทการออกแบบ) [ 63 ]
ด้านสังคม เศรษฐกิจ และพลังงาน
พลังงาน
การขนส่งทางรางเป็น วิธีการขนส่งทางบกแบบใช้เครื่องจักร ที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงาน[ 92 ]แต่ต้องใช้เงินทุนสูง[ 93 ]รางรถไฟมีพื้นผิวเรียบและแข็งซึ่งล้อรถไฟสามารถกลิ้งได้โดยมีแรงเสียดทานค่อนข้างต่ำ
รถไฟบรรทุกสินค้าสมัยใหม่ทั่วไปสามารถบรรทุกสินค้า ได้มากถึง 113 ตัน (125 ตันสั้น) บน แช สซีสี่ล้อสอง ชุด รางรถไฟช่วยกระจายน้ำหนักของรถไฟอย่างสม่ำเสมอ ทำให้สามารถบรรทุกน้ำหนักต่อเพลาและล้อได้มากกว่าการขนส่งทางถนนอย่างมาก ส่งผลให้ประหยัดพลังงานมากขึ้น รถไฟมีพื้นที่หน้าตัดด้านหน้าเล็กกว่าเมื่อเทียบกับน้ำหนักบรรทุก ซึ่งช่วยลดแรงต้านอากาศและลดการใช้พลังงานลง
นอกจากนี้ การมีรางนำทางล้อทำให้สามารถลากขบวนรถไฟยาวๆ ได้ด้วยหัวรถจักรเพียงหนึ่งหรือสองคัน และควบคุมโดยผู้ควบคุมเพียงคนเดียว แม้กระทั่งในทางโค้ง ซึ่งช่วยประหยัดทั้งแรงงานและพลังงาน ในทางตรงกันข้าม ในการขนส่งทางถนน การมีข้อต่อมากกว่าสองข้อจะทำให้รถส่ายไปมา และไม่ปลอดภัย
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
เมื่อพิจารณาเฉพาะพลังงานที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายยานพาหนะ และใช้ตัวอย่างพื้นที่เมืองลิสบอนรถไฟไฟฟ้าดูเหมือนจะมีประสิทธิภาพมากกว่ารถยนต์โดยเฉลี่ย 20 เท่าสำหรับการขนส่งผู้โดยสาร เมื่อวัดพลังงานต่อกิโลเมตรต่อผู้โดยสาร โดยสมมติว่าอัตราส่วนการครอบครองใกล้เคียงกัน[ 94 ]เมื่อพิจารณารถยนต์ที่มีการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงประมาณ6 ลิตร/100 กม. (47 mpg ; 39 mpg )รถยนต์โดยเฉลี่ยในยุโรปมีผู้โดยสารประมาณ 1.2 คนต่อคัน (อัตราส่วนการครอบครองประมาณ 24%) และน้ำมันเชื้อเพลิงหนึ่งลิตรมีพลังงานประมาณ8.8 kWh (32 MJ)ซึ่งเทียบเท่ากับพลังงานเฉลี่ย441 Wh (1,590 kJ)ต่อกิโลเมตรต่อผู้โดยสาร เมื่อเปรียบเทียบกับรถไฟสมัยใหม่ที่มีอัตราการใช้ที่นั่งเฉลี่ย 20% และมีการใช้พลังงานประมาณ8.5 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลเมตร (31 เมกะจูลต่อกิโลเมตร; 13.7 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อไมล์)ซึ่งเท่ากับ21.5 วัตต์-ชั่วโมง (77 กิโลจูล)ต่อผู้โดยสารหนึ่งคนต่อกิโลเมตร น้อยกว่ารถยนต์ถึง 20 เท่า
การใช้งาน
เนื่องจากข้อดีเหล่านี้ การขนส่งทางรถไฟจึงเป็นรูปแบบหลักของการขนส่งผู้โดยสารและสินค้าในหลายประเทศ[ 93 ]ในยุโรปมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย โดยมีเครือข่ายแบบบูรณาการครอบคลุมเกือบทั้งทวีป ในอินเดีย จีน เกาหลีใต้ และญี่ปุ่น ผู้คนหลายล้านคนใช้รถไฟเป็นวิธีการเดินทางประจำ ในอเมริกาเหนือ การขนส่งสินค้าทางรถไฟแพร่หลายและมีการใช้งานอย่างมาก แต่การขนส่งผู้โดยสารทางรถไฟระหว่างเมืองค่อนข้างน้อยนอกเขตระเบียงตะวันออกเฉียงเหนือเนื่องจากผู้คนนิยมใช้โหมดการเดินทางอื่น ๆ มากกว่า โดยเฉพาะรถยนต์และเครื่องบิน[ 89 ] [ 95 ]อย่างไรก็ตาม การนำวิธีการใหม่และปรับปรุงมาใช้ เช่น การทำให้เข้าถึงได้ง่ายภายในย่านใกล้เคียง สามารถช่วยลดจำนวนผู้โดยสารที่ใช้รถยนต์ส่วนตัวและเครื่องบินได้[ 96 ]
แอฟริกาใต้ แอฟริกาเหนือ และอาร์เจนตินามีเครือข่ายทางรถไฟที่กว้างขวาง แต่ทางรถไฟบางแห่งในแอฟริกาและอเมริกาใต้เป็นเส้นทางที่แยกตัวออกไป ออสเตรเลียมีเครือข่ายที่ค่อนข้างเบาบางตามความหนาแน่นของประชากร แต่ก็มีบางพื้นที่ที่มีเครือข่ายที่สำคัญ โดยเฉพาะในภาคตะวันออกเฉียงใต้ นอกจากเส้นทางข้ามทวีปตะวันออก-ตะวันตกที่มีอยู่แล้วในออสเตรเลีย ยังมีการสร้างเส้นทางเหนือ-ใต้ขึ้นอีกด้วย ทางรถไฟที่สูงที่สุดในโลกคือเส้นทางไปยังลาซาในทิเบต[ 97 ]ซึ่งบางส่วนวิ่งผ่านดินแดนที่มีดินเยือกแข็งถาวร ยุโรปตะวันตกมีความหนาแน่นของทางรถไฟสูงที่สุดในโลก และรถไฟหลายขบวนในนั้นวิ่งข้ามหลายประเทศ แม้ว่าจะมีความแตกต่างทางเทคนิคและการจัดการระหว่างเครือข่ายระดับชาติก็ตาม
ผลกระทบทางสังคมและเศรษฐกิจ
การปรับปรุงให้ทันสมัย
ในอดีต ทางรถไฟถือเป็นสิ่งสำคัญต่อความทันสมัยและแนวคิดเรื่องความก้าวหน้า[ 98 ]กระบวนการพัฒนาสู่ความทันสมัยในศตวรรษที่ 19 เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนผ่านจากโลกที่เน้นพื้นที่ไปสู่โลกที่เน้นเวลา การรักษาเวลาจึงมีความสำคัญมากขึ้น ส่งผลให้มีหอนาฬิกาสำหรับสถานีรถไฟ นาฬิกาในที่สาธารณะ และนาฬิกาพกสำหรับพนักงานรถไฟและผู้โดยสาร รถไฟจะวิ่งตามตารางเวลาที่แน่นอนและไม่เคยออกเดินทางก่อนเวลา ในขณะที่ในยุคก่อนสมัยใหม่ เรือโดยสารจะออกเดินทางเมื่อใดก็ตามที่กัปตันมีผู้โดยสารเพียงพอ ในยุคก่อนสมัยใหม่ เวลาท้องถิ่นจะถูกกำหนดไว้ที่เที่ยงวัน เมื่อดวงอาทิตย์อยู่สูงที่สุด ซึ่งเปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีการนำเขตเวลา มาตรฐานมา ใช้ ตารางเวลาที่พิมพ์ออกมาเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับผู้เดินทาง แต่ตารางเวลาที่ซับซ้อนกว่าที่เรียกว่าคำสั่งรถไฟเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพนักงานรถไฟ พนักงานซ่อมบำรุง เจ้าหน้าที่สถานี และทีมซ่อม โครงสร้างของตารางเวลารถไฟได้รับการดัดแปลงในภายหลังเพื่อการใช้งานที่แตกต่างกัน เช่น ตารางเวลาสำหรับรถบัส เรือเฟอร์รี่ และเครื่องบิน สำหรับรายการวิทยุและโทรทัศน์ สำหรับตารางเรียน และสำหรับนาฬิกาบอกเวลาในโรงงาน[ 99 ]
การประดิษฐ์โทรเลขไฟฟ้าในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาและการดำเนินงานของเครือข่ายทางรถไฟเช่นกัน หากสภาพอากาศเลวร้ายทำให้ระบบหยุดชะงัก พนักงานส่งโทรเลขจะส่งข้อมูลแก้ไขและอัปเดตทันทีทั่วทั้งระบบ นอกจากนี้ ทางรถไฟส่วนใหญ่เป็นรางเดี่ยว มีทางแยกและสัญญาณเพื่ออนุญาตให้รถไฟที่มีลำดับความสำคัญต่ำกว่าเบี่ยงไปใช้ทางอื่น และเพื่อให้สามารถนัดพบกันได้ตามกำหนดเวลา
การสร้างชาติ
นักวิชาการได้เชื่อมโยงทางรถไฟเข้ากับความพยายามสร้างชาติที่ประสบความสำเร็จของรัฐต่างๆ[ 100 ]
แบบจำลองการบริหารจัดการองค์กร
ตามที่เฮนรี อดัมส์ นักประวัติศาสตร์กล่าวไว้ เครือข่ายทางรถไฟจำเป็นต้องมี:
- พลังงานของคนรุ่นหนึ่ง เนื่องจากจำเป็นต้องสร้างเครื่องจักรใหม่ทั้งหมดไม่ว่าจะเป็นทุน ธนาคาร เหมือง เตาหลอม ร้านค้า โรงไฟฟ้า ความรู้ทางเทคนิค ประชากรเชิงกล พร้อมกับการปรับเปลี่ยนรูปแบบทางสังคมและการเมืองอย่างต่อเนื่อง ทั้งนิสัย ความคิด และสถาบัน เพื่อให้เข้ากับขนาดใหม่และเงื่อนไขใหม่ คนรุ่นระหว่างปี 1865 ถึง 1895 ผูกพันกับทางรถไฟไปแล้ว และไม่มีใครรู้เรื่องนี้ดีไปกว่าคนรุ่นนั้น[ 101 ]
ผลกระทบสามารถวิเคราะห์ได้จากห้าแง่มุม ได้แก่ การขนส่ง การเงิน การจัดการ อาชีพ และปฏิกิริยาของประชาชน
การขนส่งสินค้าและผู้โดยสาร
ทางรถไฟเป็นเครือข่ายที่มีประสิทธิภาพสำหรับการขนส่งสินค้าและผู้โดยสารทั่วตลาดระดับชาติขนาดใหญ่ การพัฒนาทางรถไฟจึงเป็นประโยชน์ต่อเศรษฐกิจของประเทศในหลายด้าน รวมถึงการผลิต การค้าปลีกและค้าส่ง การเกษตร และการเงิน ในช่วงทศวรรษ 1940 สหรัฐอเมริกามีตลาดระดับชาติแบบบูรณาการที่มีขนาดเทียบเท่ากับยุโรป แต่ปราศจากอุปสรรคภายในหรือภาษีศุลกากร และได้รับการสนับสนุนจากภาษา ระบบการเงิน และระบบกฎหมายที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน[ 102 ]
ระบบการเงิน
การจัดหาเงินทุนสำหรับทางรถไฟเป็นพื้นฐานสำหรับการขยายตัวอย่างมากของระบบการเงิน เอกชน (ที่ไม่ใช่ภาครัฐ) การก่อสร้างทางรถไฟมีราคาแพงกว่าโรงงานมาก: ในปี 1860 มูลค่ารวมของหุ้นและพันธบัตรทางรถไฟอยู่ที่ 1.8 พันล้านดอลลาร์ ในปี 1897 มูลค่ารวมเพิ่มขึ้นเป็น 10.6 พันล้านดอลลาร์ (เมื่อเทียบกับหนี้สาธารณะรวม 1.2 พันล้านดอลลาร์) [ 103 ]
เงินทุนมาจากนักการเงินในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกาและจากยุโรป โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากสหราชอาณาจักร[ 104 ]ประมาณร้อยละ 10 ของเงินทุนมาจากรัฐบาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบของการให้ที่ดินซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อสร้างทางรถไฟเสร็จสมบูรณ์ตามจำนวนที่กำหนด[ 105 ]ระบบการเงินของอเมริกาที่กำลังเกิดขึ้นใหม่นั้นตั้งอยู่บนพื้นฐานของพันธบัตรทางรถไฟ และในปี 1860 นิวยอร์กเป็นตลาดการเงินที่โดดเด่น ชาวอังกฤษลงทุนอย่างหนักในทางรถไฟทั่วโลก แต่ไม่มีที่ใดลงทุนมากไปกว่าในสหรัฐอเมริกา มูลค่าพันธบัตรรวมสูงถึงประมาณ 3 พันล้านดอลลาร์ในปี 1914 อย่างไรก็ตาม ในปี 1914–1917 ชาวอังกฤษได้ขายสินทรัพย์ในอเมริกาเพื่อจ่ายค่าอุปกรณ์สงคราม[ 106 ] [ 107 ]
การจัดการสมัยใหม่
ฝ่ายบริหารทางรถไฟได้ออกแบบระบบที่ซับซ้อนซึ่งสามารถจัดการกับความสัมพันธ์พร้อมกันที่ซับซ้อนกว่าที่พบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมอื่นๆ ในเวลานั้น วิศวกรโยธากลายเป็นผู้บริหารระดับสูงของทางรถไฟ ผู้ริเริ่มนวัตกรรมชั้นนำของอเมริกา ได้แก่ ทางรถไฟเวสเทิร์นแห่งแมสซาชูเซตส์และทางรถไฟบัลติมอร์และโอไฮโอในช่วงทศวรรษ 1840 ทางรถไฟอีรีในช่วงทศวรรษ 1850 และทางรถไฟเพนซิลเวเนียในช่วงทศวรรษ 1860 [ 108 ]
เส้นทางอาชีพ
การพัฒนาระบบรถไฟนำไปสู่การเกิดขึ้นของอาชีพในภาคเอกชนสำหรับทั้งแรงงานภาคอุตสาหกรรมและแรงงานภาคบริการ การทำงานในระบบรถไฟกลายเป็นอาชีพที่มั่นคงตลอดชีวิตสำหรับชายหนุ่ม ในขณะที่ผู้หญิงแทบจะไม่ได้รับการจ้างงาน เส้นทางอาชีพโดยทั่วไปคือ ชายหนุ่มได้รับการจ้างงานเมื่ออายุ 18 ปีในตำแหน่งกรรมกรโรงงาน เลื่อนตำแหน่งเป็นช่างเครื่องฝีมือเมื่ออายุ 24 ปี เป็นพนักงานควบคุมเบรกเมื่ออายุ 25 ปี เป็นพนักงานควบคุมรถไฟขนส่งสินค้าเมื่ออายุ 27 ปี และเป็นพนักงานควบคุมรถไฟโดยสารเมื่ออายุ 57 ปี เส้นทางอาชีพของแรงงานภาคบริการก็เช่นกัน ชายหนุ่มที่ได้รับการศึกษาจะเริ่มต้นในงานธุรการหรืองานสถิติ พวกเขาจะเลื่อนตำแหน่งขึ้นเป็นเจ้าหน้าที่สถานีหรือข้าราชการที่สำนักงานใหญ่ระดับเขตหรือส่วนกลาง โดยได้รับความรู้และประสบการณ์เพิ่มเติมและสร้างทุนมนุษย์ในแต่ละระดับ เนื่องจากหาคนมาทดแทนได้ยากมาก พวกเขาจึงได้รับการรับประกันงานประจำและได้รับประกันภัยและการดูแลทางการแพทย์
การจ้างงาน การเลิกจ้าง และอัตราค่าจ้างไม่ได้ถูกกำหนดโดยหัวหน้างาน แต่ถูกกำหนดโดยผู้บริหารส่วนกลางเพื่อลดการเลือกปฏิบัติและความขัดแย้งส่วนตัว ทุกอย่างดำเนินการตามกฎระเบียบ โดยมีชุดกฎที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ กำหนดให้ทุกคนต้องทำอะไรในทุกสถานการณ์ และกำหนดตำแหน่งและเงินเดือนของตนเองอย่างชัดเจน ในช่วงทศวรรษ 1880 พนักงานรถไฟอาชีพเริ่มเกษียณอายุ และมีการคิดค้นระบบบำนาญสำหรับพวกเขา[ 109 ]
การขนส่ง
ระบบรถไฟมีส่วนช่วยให้เกิดความมีชีวิตชีวาทางสังคมและความสามารถในการแข่งขันทางเศรษฐกิจโดยการขนส่งลูกค้าและคนงานจำนวนมากไปยังใจกลางเมืองและชานเมืองชั้นในฮ่องกงได้ ตระหนักถึง ความสำคัญของรถไฟว่าเป็น "กระดูกสันหลังของระบบขนส่งสาธารณะ " และด้วยเหตุนี้จึงได้พัฒนาระบบรถโดยสารประจำทางและโครงสร้างพื้นฐานทางถนนให้สอดคล้องกับบริการรถไฟอย่างครอบคลุม[ 110 ]เมืองใหญ่ของจีน เช่นปักกิ่งเซี่ยงไฮ้และกว่างโจวตระหนักถึงความสำคัญของเส้นทางรถไฟเป็นโครงสร้างพื้นฐาน และเส้นทางรถโดยสารประจำทางเป็นส่วนประกอบหลักของระบบขนส่งมวลชนในเมือง[ 111 ]รถไฟชินคันเซ็นของญี่ปุ่นถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการจราจรที่เพิ่มขึ้นใน "ใจกลางอุตสาหกรรมและเศรษฐกิจของญี่ปุ่น" ซึ่งตั้งอยู่บนเส้นทางโตเกียว - โกเบ[ 112 ]
บทบาททางทหาร
การขนส่งทางรถไฟมีความสำคัญต่อกิจกรรมทางทหาร ในช่วงทศวรรษ 1860 ทางรถไฟเป็นวิธีการเคลื่อนย้ายทหารและเสบียงอย่างรวดเร็วในช่วงสงครามกลางเมืองอเมริกา [ 113 ]เช่นเดียวกับใน สงคราม ระหว่างออสเตรีย-ปรัสเซียและฝรั่งเศส-ปรัสเซีย[ 114 ]ตลอดศตวรรษที่ 20 ทางรถไฟเป็นองค์ประกอบสำคัญของแผนการรบเพื่อการระดม พลทางทหารอย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถขนส่งทหารกองหนุนจำนวนมากไปยังจุดรวมพล และทหารราบไปยังแนวหน้าได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ[ 115 ] ทางรถไฟ ที่เรียกว่าทางรถไฟเชิงยุทธศาสตร์ถูกสร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารเป็นหลัก แนวรบด้านตะวันตกในฝรั่งเศสในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1ต้องการกระสุนจำนวนมากต่อวัน[ 116 ]ในทางกลับกัน เนื่องจากคุณค่าเชิงยุทธศาสตร์ สถานีรถไฟและสะพานในเยอรมนีและฝรั่งเศสที่ถูกยึดครองจึงเป็นเป้าหมายหลักของการโจมตีทางอากาศของฝ่ายสัมพันธมิตรในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 [ 117 ]การขนส่งทางรถไฟและโครงสร้างพื้นฐานยังคงมีบทบาทสำคัญในความขัดแย้งในปัจจุบัน เช่นการรุกรานยูเครนของรัสเซียซึ่งการก่อวินาศกรรมทางรถไฟในเบลารุสและรัสเซียก็มีอิทธิพลต่อผลลัพธ์ของสงครามด้วย
ผลกระทบเชิงบวก
ระบบรถไฟช่วยส่งเสริมการเติบโตไปสู่ กลุ่มเมืองที่มีความหนาแน่นและตามเส้นทางหลักของเมืองซึ่งแตกต่างจาก การขยาย ทางหลวงซึ่งเป็นนโยบายการขนส่งของสหรัฐฯ หลังสงครามโลกครั้งที่สอง ที่ส่งเสริมการพัฒนาชานเมืองบริเวณรอบนอกของมหานคร ส่งผลให้ระยะทางในการเดินทางด้วยยานพาหนะเพิ่ม ขึ้น การปล่อยก๊าซคาร์บอน เพิ่มขึ้น การพัฒนา พื้นที่ สีเขียว เพิ่มขึ้น และทรัพยากรธรรมชาติ ลดลง การจัดระบบเหล่านี้ทำให้มูลค่าของพื้นที่ในเมืองภาษี ท้องถิ่น [ 118 ] มูลค่า ของที่อยู่อาศัยเพิ่มขึ้นและส่งเสริม การ พัฒนาแบบผสมผสาน[ 119 ] [ 120 ]
ผลกระทบเชิงลบ
นอกจากนี้ยังมีการต่อต้านการพัฒนาเครือข่ายทางรถไฟอยู่บ้าง ตัวอย่างเช่น การมาถึงของรถไฟและรถจักรไอน้ำในออสเตรียในช่วงทศวรรษ 1840 ทำให้ชาวบ้านไม่พอใจเนื่องจากเสียงดัง กลิ่น และมลพิษที่เกิดจากรถไฟ รวมถึงความเสียหายต่อบ้านเรือนและพื้นที่โดยรอบที่เกิดจากเขม่าและสะเก็ดไฟของเครื่องยนต์ เนื่องจากการเดินทางส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดขึ้นในระยะทางไกล จึงมีผู้คนใช้เส้นทางใหม่นี้น้อย[ 121 ]
มลพิษ
การศึกษาในปี 2018 พบว่าการเปิดให้บริการรถไฟใต้ดินปักกิ่งทำให้ความเข้มข้นของมลพิษทางอากาศส่วนใหญ่ลดลง (PM , PM , SO , NO และ CO) แต่มีผลกระทบต่อมลพิษโอโซนน้อยมาก[ 122 ]
ระบบรถไฟสมัยใหม่ในฐานะตัวชี้วัดการพัฒนาเศรษฐกิจ
นักเศรษฐศาสตร์การพัฒนาของยุโรปได้โต้แย้งว่าการมีอยู่ของโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟที่ทันสมัยเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความก้าวหน้าทางเศรษฐกิจของประเทศ: มุมมองนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนผ่านดัชนีโครงสร้างพื้นฐานการขนส่งทางรถไฟขั้นพื้นฐาน (หรือที่รู้จักกันในชื่อดัชนี BRTI) [ 123 ]
เงินอุดหนุน
จีน
ในปี 2010 การใช้จ่ายด้านรถไฟประจำปีใน ประเทศจีนอยู่ที่ 840 พันล้านหยวน ( 178 พันล้าน ดอลลาร์สหรัฐในปี 2024 ) ตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2017 จีนตั้งเป้าหมายไว้ที่ 800 พันล้านหยวน ( 168 พันล้าน ดอลลาร์สหรัฐในปี 2024 ) และวางแผนที่จะใช้จ่าย 3.5 ล้านล้านหยวน ( 627 พันล้าน ดอลลาร์สหรัฐในปี 2024 ) ในช่วงปี 2016–2020 [ 124 ]
อินเดีย
การรถไฟอินเดียได้รับการอุดหนุนเป็นจำนวนเงินประมาณ 260 พันล้านรูปี ( 5 พันล้าน ดอลลาร์สหรัฐในปี 2024 ) ซึ่งประมาณ 60% ของเงินอุดหนุนนี้ใช้สำหรับรถไฟโดยสารและการเดินทางระยะสั้น[ 125 ]
ยุโรป
ตามดัชนีประสิทธิภาพทางรถไฟยุโรปปี 2017 สำหรับความเข้มข้นของการใช้งาน คุณภาพการบริการ และประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย ระบบรถไฟแห่งชาติชั้นนำของยุโรปประกอบด้วยสวิตเซอร์แลนด์เดนมาร์กฟินแลนด์เยอรมนีออสเตรียสวีเดนและฝรั่งเศส[ 127 ] ระดับประสิทธิภาพแสดงให้เห็นถึงความ สัมพันธ์ เชิงบวกระหว่างต้นทุนสาธารณะและประสิทธิภาพของระบบรถไฟที่ กำหนดและยังแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างในมูลค่าที่ประเทศต่างๆ ได้รับคืนจากต้นทุนสาธารณะของตน เดนมาร์ก ฟินแลนด์ ฝรั่งเศส เยอรมนี เนเธอร์แลนด์สวีเดน และสวิต เซอร์แลนด์ได้รับมูลค่าที่ค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับเงินที่ลงทุน ในขณะที่ลักเซมเบิร์กเบลเยียมลัตเวีย สโลวาเกีย โปรตุเกส โรมาเนียและบัลแกเรียมีประสิทธิภาพต่ำกว่าอัตราส่วนเฉลี่ยของประสิทธิภาพต่อต้นทุนในกลุ่มประเทศยุโรป[ 127 ]
| ประเทศ | เงินอุดหนุนในหน่วยพันล้านยูโร | ปี |
|---|---|---|
 เยอรมนี | 17.0 | 2014 [ 128 ] |
 ฝรั่งเศส | 13.2 | 2013 [ 129 ] |
 อิตาลี | 8.1 | 2009 [ 130 ] |
 สวิตเซอร์แลนด์ | 5.8 | 2012 [ 131 ] |
 สเปน | 5.1 | 2015 [ 132 ] |
 สหราชอาณาจักร | 4.5 | 2015 [ 133 ] |
 เบลเยียม | 3.4 | 2551 [ 126 ] |
 เนเธอร์แลนด์ | 2.5 | 2014 [ 134 ] |
 ออสเตรีย | 2.3 | 2009 [ 126 ] |
 เดนมาร์ก | 1.7 | 2551 [ 126 ] |
 สวีเดน | 1.6 | 2009 [ 135 ] |
 โปแลนด์ | 1.4 | 2551 [ 136 ] |
 ไอร์แลนด์ | 0.91 | 2551 [ 136 ] |
รัสเซีย
ในปี 2559 การรถไฟรัสเซียได้รับเงิน 94.9 พันล้านรูเบิล (ประมาณ 1.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) จากรัฐบาล[ 137 ]
สหรัฐอเมริกา
ในปี 2558 เงินทุนจากรัฐบาลกลางสหรัฐฯสำหรับAmtrak อยู่ที่ประมาณ 1.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ[ 138 ]และในปี 2561 เงินทุนที่จัดสรรไว้ได้เพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 1.9 พันล้าน ดอลลาร์สหรัฐ [ 139 ]
ดูเพิ่มเติม
- รถไฟไฟฟ้าแบตเตอรี่แบบหลายตู้ – รถไฟไร้มลพิษและไม่ใช้สายไฟ
- รถไฟไฟฟ้าแบบหลายตู้ – รถไฟไฟฟ้าที่ไม่มีหัวรถจักร
- หัวรถจักรไฟฟ้า-ไอน้ำ – หัวรถจักรไอน้ำที่มีหม้อไอน้ำให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า
- การออกแบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการขนส่งทางราง
- รถไฟแบบใช้แรงยกจากพื้นดิน – รถไฟประเภทหนึ่ง
- ประวัติระบบขนส่งทางรถรางและรถไฟฟ้ารางเบาแยกตามประเทศ
- ประวัติศาสตร์การขนส่ง
- รถไฟไฮโดรเจน – รถไฟที่ขนส่งหรือใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง
- สหภาพรถไฟระหว่างประเทศ – องค์กรระดับนานาชาติของอุตสาหกรรมการขนส่งทางรถไฟ
- รายชื่อประเทศเรียงตามขนาดเครือข่ายขนส่งทางราง
- รายชื่อประเทศเรียงตามการใช้งานทางรถไฟ
- รายชื่อวารสารที่เกี่ยวข้องกับทางรถไฟ
- รายชื่อบริษัทรถไฟ
- รายชื่ออาชีพในอุตสาหกรรมรถไฟ
- โครงการขนาดใหญ่ – โครงการก่อสร้างและการลงทุนขนาดใหญ่มากหน้าเว็บแสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- ทางรถไฟในเหมือง – ทางรถไฟประเภทหนึ่งที่ใช้งานภายในเหมือง
- ภาพรวมระบบขนส่งทางราง – ภาพรวมและคู่มือหัวข้อเกี่ยวกับระบบขนส่งทางราง
- ศัพท์เฉพาะทางด้านรถไฟโดยสาร – คำที่ใช้สำหรับเส้นทางรถไฟโดยสารและอุปกรณ์ต่างๆ
- การขนส่งทางรถไฟตามประเทศ
- วิศวกรรมระบบทางรถไฟ – การศึกษาหลักการทางวิศวกรรมที่จำเป็นสำหรับการก่อสร้างและการดำเนินงานทางรถไฟหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- หัวรถจักรไอน้ำ – หัวรถจักรที่ใช้กังหันไอน้ำในการขับเคลื่อน
- แวกเทรน – รถไฟที่วิ่งอยู่ภายในท่อสุญญากาศ
หมายเหตุ
- ↑อ้างอิงจาก [ Norman Bradbury (พฤศจิกายน 2002). เผชิญหน้ากับข้อเท็จจริงเกี่ยวกับความปลอดภัยในการขนส่ง(PDF) . Railwatch (รายงาน). เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 11 ตุลาคม 2010.]การขนส่งทางรถไฟมีความปลอดภัยที่สุดทั้งในแง่ของระยะทางและชั่วโมง ในขณะที่การขนส่งทางอากาศมีความปลอดภัยเฉพาะในแง่ของระยะทางเท่านั้น
- ↑ไฮล์มันน์ได้ประเมินการส่งกำลังไฟฟ้าทั้งกระแสสลับและกระแสตรงสำหรับหัวรถจักรของเขา แต่ในที่สุดก็เลือกใช้การออกแบบที่อิงตามระบบกระแสตรงของโทมัส เอดิสัน[ 47 ]
แหล่งที่มา
อ่านเพิ่มเติม
- เบอร์ตัน, แอนโทนี. จักรวรรดิทางรถไฟ: ชาวอังกฤษมอบทางรถไฟให้แก่โลกได้อย่างไร (2018) (ส่วนหนึ่ง )
- แชนท์, คริสโตเฟอร์. ทางรถไฟของโลก: ประวัติศาสตร์และการพัฒนาการขนส่งทางราง (สำนักพิมพ์ชาร์ตเวลล์, 2001)
- เฟธ, นิโคลัส. บทคัดย่อจากหนังสือ The World the Railways Made (2014)
- ฟรีแมน, ไมเคิล. "ทางรถไฟในฐานะอุปมาทางวัฒนธรรม: 'ประวัติศาสตร์ทางรถไฟแบบไหน?' ฉบับทบทวน" วารสารประวัติศาสตร์การขนส่ง 20.2 (1999): 160–167
- มุคโฮปาธยาย, อปาราจิตา. เทคโนโลยีจักรวรรดิและบทบาทของ 'ชนพื้นเมือง': ประวัติศาสตร์สังคมของทางรถไฟในอินเดียยุคอาณานิคม ค.ศ. 1850–1920 (เทย์เลอร์ แอนด์ ฟรานซิส, 2018)
- น็อค, OS Railways ในอดีตและปัจจุบัน: ประวัติศาสตร์โลก (1975) ออนไลน์
- Nock, OS World atlas of railways (1978) ออนไลน์
- Nock, OS 150 ปีแห่งทางรถไฟสายหลัก (1980) ออนไลน์
- Pirie, Gordon. "การติดตามประวัติศาสตร์ทางรถไฟ" วารสารประวัติศาสตร์การขนส่ง 35.2 (2014): 242–248.
- Sawai, Minoru, บรรณาธิการ. การพัฒนาเทคโนโลยีทางรถไฟในเอเชียตะวันออกในมุมมองเชิงเปรียบเทียบ (#Sringer, 2017)
- นิตยสาร Trains. คู่มือประวัติศาสตร์ทางรถไฟอเมริกาเหนือ (ฉบับที่ 3 ปี 2014)
- วอลมาร์, คริสเตียน. เลือด เหล็ก และทองคำ: ทางรถไฟเปลี่ยนแปลงโลกได้อย่างไร (สำนักพิมพ์ Public Affairs, 2011)