Die Eisenbahn ist ein geführtes Transportmittel , mit dem Personen und Güter bewegt werden . Es zeichnet sich im Allgemeinen durch eine spezialisierte Infrastruktur aus zwei parallelen Schienen aus, die den Verkehr von motorisierten Zügen ermöglicht . Es ist neben Straßen- , Fluss- und Luftverkehrsmitteln eines der wichtigsten modernen Transportmittel.
Erschien in der ersten Hälfte des XIX - ten Jahrhundert mit der industriellen Revolution erlebte die Eisenbahn eines spektakuläres Wachstum in Europa und Amerika, eine wichtige Rolle in den wirtschaftlichen und militärischen Bereichen zu spielen und stark Reise zu verbessern. Seine Nutzung verbreitete sich dann auf die ganze Welt sowohl für den Personenverkehr als auch für den Handel.
Trotz einer relativen Rückgang der Gewinn des Automobils , das XX E Jahrhundert sieht die Umwandlung der Bahn mit der Entwicklung der Elektrotraktion und das Aussehen der Hochgeschwindigkeitszüge , die ein erneutes Interesse an den Verkehrsträger Schiene zu ermöglichen. Von der Eisenbahn abgeleitete Transportmittel wie die Einschienenbahn oder der Magnetschwebebahn sind ebenfalls im Entstehen begriffen.
Das rollende Material und die Betriebsabläufe der Eisenbahn erfordern meistens menschliches Eingreifen, auch wenn die Entwicklung der Automatisierung die Rolle des Menschen zunehmend auf eine einfache Überwachung beschränkt.
Mit der Metonymie bezeichnet "Eisenbahn" auch die operativen Unternehmen , die früher oft als "Unternehmen" bezeichnet wurden. Die Angestellten der Eisenbahn werden "Eisenbahnarbeiter" genannt.
In Frankreich erschien der Ausdruck "chemin de fer" offiziell in der königlichen Verordnung der26. Februar 1823Genehmigung des Baus der ersten französischen Linie in Saint-Étienne . Das entsprechende Adjektiv "Eisenbahn", das von der italienischen Eisenbahn abgeleitet ist , erschien um 1911.
Das Schienensystem wird auch in verschiedenen Spezialversionen eingesetzt: U-Bahnen , Straßenbahnen , Zahnbahnen .
Die Infrastruktur der Eisenbahnen wird als Eisenbahn bezeichnet . Es besteht meistens aus zwei Schienenreihen, die auf Schwellen , Weichen , Bahnübergängen , Signalanlagen und gegebenenfalls elektrischen Traktionsanlagen ( Umspannwerke , Oberleitungen usw.) verlegt sind. Die Eisenbahn wird in der Regel auf einem Vorschaltgerät verfüllt und kann verschiedene Werke, Tunnel , Viadukte und Gräben ausleihen .
Fahrzeuge fahren normalerweise in Konvois, sogenannten Zügen oder Zugsätzen . Die Konvois bestehen aus Güterwagen oder Autos für Fahrgäste und werden von Lokomotiven gezogen . Sie können auch selbstfahrende Triebzüge sein , dh einschließlich ihres eigenen Traktionssystems.
Die Menschen stehen im Zentrum häufig anzutreffender Schienensysteme, sei es zum Fahren von Zügen , zum Führen von Konvois zu ihrem Ziel, zum Sichern von Passagieren oder zum Transport von Gütern. Die menschliche Arbeit wird von Verfahren umrahmt.
Sehr früh haben wir Gesetze für die Eisenbahn erlassen. In Frankreich gilt das Gesetz von15. Juli 1845legt den Grundstein für die Eisenbahnpolizei. Seitdem wurden neue Gesetze und zahlreiche Vorschriften in Bezug auf Sicherheit, Organisation und öffentlichen Dienst hinzugefügt.
Die Eisenbahn entwickelte sich wirklich während des Eisenbahnbooms in den 1840er Jahren, aber in den vergangenen Jahrhunderten gab es eine große Anzahl von Innovationen.
Eines der ersten Beispiele von geführtem Weg ist , dass der Diolkos , ein System , so dass Boote den Isthmus von überqueren Korinth in Griechenland, in der gebaut VI ten Jahrhundert vor Christus. AD Karren, die von Lasttieren gezogen wurden, zirkulierten auf gekerbten Steinblöcken. Diese geführte Route bis betrieben I st Jahrhundert .
Auf schwierigen Abschnitten römischer Straßen (in den Bergen, in der Nähe von Brücken) wurden die Räder der Wagen von Steinen geführt, die in tiefe Spurrillen geschnitten waren.
Das Wiederauftauchen des geführten Transports wird in Europa um 1550 für Bergbaustrecken bestätigt. Diese benutzten Holzschienen. Die erste Eisenbahnlinie wurde in der etablierten Großbritannien in der frühen XVII - ten Jahrhundert , vor allem für den Transport von Kohle aus einer Mine zu einem Kanal, wo es auf Lastkähne geladen werden kann. Spuren dieser Art von Eisenbahn finden Sie in Broseley in Shropshire. Die Schienen bestanden aus blankem Holz, die Räder waren wie bei aktuellen Schienenfahrzeugen mit Flanschen versehen. 1768 hatte die Coalbrookdale Company die Idee, ihre Holzschienen durch Gusseisenschienen zu ersetzen, um den Verschleiß der Schiene zu begrenzen und schwerere Lasten zu tragen.
Die Eisenschienen haben in den frühen erschien XVIII - ten Jahrhundert . Ingenieur William Jessop entwarf Schienen für die Verwendung mit flanschlosen Rädern: Sie bildeten eine Art Winkeleisen. Diese Schienen wurden für ein Projekt in der verwendet werden Loughborough Bereich , Leicestershire in 1789 . In 1790 war er einer von denen , die ein Stahlwerk in gegründet Butterley , Derbyshire zu produzieren Schienen (unter anderem). Die erste öffentlich zugängliche Eisenbahn war die Surrey Iron Railway , die 1802 von Jessop eröffnet wurde. Die Konvois wurden von Pferden gezogen.
Die erste Dampflokomotive, die auf Schienen fuhr, wurde von Richard Trevithick gebaut und 1804 in Merthyr Tydfil in Wales getestet . Dieser Versuch war nicht von Erfolg gekrönt, da die Maschine so schwer war, dass sie den Weg brach.
1811 entwarf John Blenkinsop die erste wirklich brauchbare Lokomotive. Er patentierte (Nr. 3431) ein Kohletransportsystem, das von einer Dampflokomotive angetrieben wird. Die Linie wurde gebaut und verbindet Middleton Colliery mit Leeds. Die Lokomotive wurde von Matthew Murray aus Fenton, Murray und Wood gebaut. Die Middleton Railway war daher 1812 die erste Eisenbahn, die Dampf erfolgreich für kommerzielle Zwecke einsetzte. Es ist auch das erste, das Gegenstand von Rechtsakten ist. Die 40 km lange Eisenbahnlinie von Stockton nach Darlington wurde am eingeweiht27. September 1825mit Locomotion Nr. 1 von George Stephenson war der weltweit erste, der Passagiere mit Dampflokomotiven kommerziell beförderte.
Die erste vom öffentlichen Sektor in Kontinentaleuropa betriebene Dampfeisenbahn wurde am 5. Mai 1835 zwischen Brüssel-Allée verte und Mechelen in Betrieb genommen . Es ist auch die erste Linie mit festen Fahrplänen von Konvois, die aus Wagen mit drei Klassen bestehen.
Die Compagnie du Chemin de Saint-Étienne à la Loire baute zwischen 1827 ( Louis-Antoine Beaunier ) und 1830 ( Marc Seguin ) die erste Linie in Kontinentaleuropa in der Region Saint-Étienne , Frankreich . Die Konvois werden von Pferden gezogen und dienen zum Transport von Kohle.
Die erste Linie, die nach Paris führte, war die 1837 eröffnete Linie von Paris nach Le Pecq. Das Gesetz vom 15. Februar 1838 regelt den Bau von neun Hauptlinien durch den Staat. Ein anderes Gesetz, das vom 11. Juni 1842, entschied sich jedoch für eine private Finanzierung. Der Aktienmarkt Expansion von den 1840er Jahren in England gab dieses Land der Hälfte der 9500 Kilometer des europäischen Schiene in 1845 , während der „ Eisenbahn - Manie “ Episode .
In Europa und Nordamerika war die Zeit der größten Entwicklung der Eisenbahn von 1848 bis 1914 . Die Eisenbahnbegeisterung Deutschlands macht das Land um 1870 fast zwanzigtausend Kilometer Gleise. Frankreich reduzierte einen Teil seiner Verspätung gegenüber seinem Rivalen auf der anderen Seite des Kanals, um 1870 15.600 km Eisenbahnen zu erreichen , gegenüber 24.900 für England .
Nach dem Ersten Weltkrieg entwickelte sich die Eisenbahn weiter, aber die Nebenstrecken wurden aufgrund der starken Konkurrenz durch den Autotransport geschlossen.
Die Ölkrise von 1973 war der Beginn der Erneuerung der Eisenbahn, hauptsächlich für den Personenverkehr in Großstädten und dank neuer Intercity-Linien, die von Hochgeschwindigkeitszügen befahren wurden .
Die Magnetschwebebahn (bekannt als Maglev ), für die 2005 in Shanghai ( China ) eine 43 km lange Strecke in Betrieb genommen wurde , könnte ein tragfähiger Wettbewerber werden.
Eisenbahnprojekte erfordern Engineering, dessen Hauptaufgabe die des Konstrukteurs ist, der für Entwurfsstudien in verschiedenen Phasen verantwortlich ist, der Projektmanager für die Überwachung der Implementierung, die Pilotierung und Prüfung der in Auftrag gegebenen und Zertifizierungsvorgänge. Das gesamte Engineering oder ein Teil davon kann vom Kunden an externe Berater delegiert werden .
Stahl auf Stahllager: Das grundlegende Merkmal der Eisenbahn ist das Stahl ( Rad ) auf Stahl ( Schiene ) -Lager mit einem niedrigen Haftungskoeffizienten , das den Widerstand gegen Vorwärtsbewegung erheblich einschränkt , aber den Bremsweg vergrößert . Der niedrige Griff erlegt auch Layoutbeschränkungen Linie zu steilen Rampen zu vermeiden: das Layout am unteren Rande der Täler, große Kunstbauten ( Tunnel , Viadukte , usw. ).
Geführter Transport Es handelt sich um einen geführten Transport (auf Schienen), der Fahrzeugen nur einen Freiheitsgrad vorwärts oder rückwärts bietet . Lane Änderungen nur an gemacht werden Schalter , ist nur möglich , Überholverbot an bestimmten Stellen auf einer Linie (Stationen, Verkehrsvermeidung) , oder wenn permanente Gegenrichtung Installationen vorgesehen (IPCS) worden ist ; Zugbildung erfordert komplexe Manöver. Konvoi reisen Die Fahrzeuge ( Wagen und Autos) zirkulieren nicht isoliert wie auf der Straße, sondern gruppieren sich in einem Konvoi, dem Zug , der von einer Lokomotive gezogen wird . Dies ermöglicht eine große Transportkapazität und begrenzt den Widerstand gegen Fortschritt. Dies legt Mindeststandards für Druck- und Zugfestigkeit für den Bau und die Kupplung von Waggons und Personenwagen fest.Alle diese Eigenschaften führen zu einem bestimmten Betriebssystem, das zunächst auf einem strengen Signalisierungssystem und der Erstellung eines Verkehrsgraphen basiert . Im Gegenzug begrenzen sie den Energieverbrauch und bieten der Eisenbahn ein hohes Maß an Sicherheit .
Schienensysteme erfordern eine spezielle Infrastruktur, die als Eisenbahn bezeichnet wird . Die Fahrzeuge werden von einer oder mehreren Schienenreihen geführt , die in Frankreich mit Zugschrauben an Schwellen befestigt sind. Der Ballast ist eine Drainageschicht, auf der die Schwellen liegen. Es verfeinert die Gleisgeometrie, um beispielsweise eine Neigung in der Kurve zu erzeugen , die Vibrationen absorbiert, wenn Züge vorbeifahren. Da die Fahrzeuge von den Schienen geführt werden, können sie ohne spezielle Installation die Richtung nicht ändern. Meistens handelt es sich um einen Schalter , der entweder am Arbeitsplatz oder von einer Vermittlungsstation aus bedient wird .
Eisenbahnausrüstung kann aufgrund ihrer Rolltechnik weder einen zu steilen Hang hinauf- oder hinuntersteigen noch eine zu steile Kurve machen. Um sich an das Gelände anzupassen, mussten für den Bau von Eisenbahnlinien Strukturen errichtet werden : Brücken , Viadukte und Tunnel . Die Strecke kann die Straße auch an einem Bahnübergang überqueren .
Der Abstand zwischen den beiden Laufschienen (der häufigste Fall) wird als Messgerät bezeichnet . Sie wird zwischen den Innenseiten der Schiene gemessen. Die gebräuchlichste Spurweite ist die der normalen Spur : 1,435 m ( UIC- Standard ). Darüber hinaus sprechen wir über Breitspur , darunter ist Schmalspur .
Einige Züge werden mit Strom betrieben und benötigen eine spezielle Infrastruktur, da sie keine eigene Energie liefern. In den meisten Fällen erfolgt diese Energieversorgung über eine Oberleitung, die über den Gleisen aufgehängt ist. Der Zug kommt, um den Strom dank eines Stromabnehmers oder einer Stange zu erfassen . Die U-Bahnen und einige Länder (England) nutzen eine dritte Schienenseite : Die Erfassung wird dann durch Kufen sichergestellt. Andere Systeme verwenden eine dritte Mittelschiene, beispielsweise die neue Bordeaux-Straßenbahn .
Da zwei Züge gleichzeitig auf einer gemeinsamen Linie fahren können, müssen Verkehrsregeln festgelegt werden, um die Sicherheit zu gewährleisten. Wie auf der Straße wurden Beschilderungen sowie Systeme zur Vermeidung von Eisenbahnrisiken installiert . Eines dieser Systeme ist das Kantonsystem (oder Blocksystem) , das es einem Zug verbietet, einen Streckenabschnitt zu betreten, auf dem sich bereits ein anderer Zug befindet.
Wie alle öffentlichen Verkehrsmittel halten Züge nicht überall. Reisende nehmen an einer Station den Zug, um an einer anderen auszusteigen, manchmal nachdem sie Verbindungen herstellen müssen. Die Waren werden an einem Güterbahnhof oder auf einem bestimmten Abstellgleis auf Wagen verladen . Sie ändern die Richtung in Metern . Container werden an einem kombinierten Transportterminal be- und entladen .
Die Schieneninfrastruktur erfordert eine ständige Wartung. Diese sind diversifizierte Operationen, deren Art hängt von der Art der Strecke selbst und den Bedingungen , unter denen sie sich befindet: Schneeräumung , Ballast Gleiserneuerung , Inspektion von technischen Strukturen , Jäten , usw.
Schienenfahrzeuge werden Züge genannt . Seit der zweiten Hälfte des XX - ten Jahrhunderts hat sich der Begriff entstanden Hochgeschwindigkeitszugs Materialien zu qualifizieren mehr als 250 km / h .
Die Züge, die wir treffen, haben mehrere Strukturen. Die erste, die klassischste, ist die eines Konvois, der aus einer (oder mehreren) Lokomotive (n), Autos bei Personenzügen oder sogar Waggons besteht . Wenn die Lok den Zug schieben kann, anstatt ihn zu ziehen, stehen Lotsenwagen zur Verfügung , die mit einer Fahrerkabine ausgestattet sind. In Belgien werden derzeit motorisierte M7-Pilotfahrzeuge zugelassen.
Es gibt verschiedene Arten von Lokomotiven, abhängig von ihrer Stromquelle. Früher gab es Dampflokomotiven , die Kohle oder Heizöl verbrannten. Derzeit gibt es hauptsächlich Diesellokomotiven , die von einer Wärmekraftmaschine angetrieben werden, sowie elektrische Lokomotiven , die von einer Oberleitung oder einer dritten Schiene angetrieben werden.
Das zweite Szenario ist das von nicht verformbaren Konvois, die sowohl Traktionselemente als auch Fahrgasträume umfassen, die als selbstfahrende Züge bezeichnet werden . Es gibt selbstfahrenden Güterzüge in Deutschland . Ein selbstfahrenden Diesel-Zug - Set ist ein sogenannter selbstfahrenden oder Triebwagen , mit der bemerkenswerten Ausnahme von turbotrains .
Zum Rangieren oder Ziehen Lichtzug, locotractors , elektrisch oder Diesel, verwendet. Während wir in Frankreich nur Diesel finden, hat die Schweiz einen Großteil der Elektrofahrzeuge.
Für die Wartung der Streckendienste werden Draisinen verwendet , kleine Fahrzeuge, die ein Team auf seinem Gelände bewegen können. Eine Vielzahl von Spezialgeräten kann auch bei der Wartung von Gleisen eingesetzt werden: Unkrautvernichter, Waschbären, Stampfer usw.
Es gibt eine Vielzahl von Verkehrssystemen, die sich aus dem Grundprinzip der Eisenbahn ableiten. Die gemeinsamen Punkte zwischen diesen Systemen sind das Eisen-auf-Eisen-Lager und die Führung. Die Variationen liegen in der Struktur und der Funktionsweise.
In städtischen GebietenIn städtischen Gebieten stellt aufgrund der Vielzahl von Infrastrukturen und der Notwendigkeit, eine große Anzahl von Passagieren zu befördern, die Verwendung von U-Bahnen , die entweder auf unterirdischen oder überirdischen Infrastrukturen basieren , um den belegten Raum zu begrenzen, eine Lösung dar, die von großen Ballungsräumen bevorzugt wird. An anderer Stelle wurden weniger schwere Systeme verwendet: VAL - Skytrain .
Um eine ganze Metropole zu bedienen, wird das regionale Expressnetz verwendet. Es geht darum, Achsen einzurichten, die es ermöglichen, große Mengen von Reisenden zu transportieren, oft zwischen den Vororten und dem Stadtzentrum.
Die Straßenbahn bietet einen feineren Service (engere Haltestellen), indem sie sich in die städtische Struktur einfügt. Die Kapazität pro Linie ist jedoch viel geringer als die der U-Bahnen. Die deutlich geringeren Kosten ermöglichen es jedoch bei gleichem Budget, die Anzahl der Linien und damit die bedienten Plätze zu erhöhen und damit den Reisestrom nicht künstlich zu konzentrieren.
Spezifische TechnikenEin Zug kann aufgrund seines Funktionsprinzips keine steilen Steigungen überwinden. Um dies auszugleichen, hatten die Ingenieure die Idee, eine dritte Achse zu platzieren, auf der der Konvoi zur Ruhe kommt. Dies ist die Zahnradbahn .
Wenn die Hänge noch steiler sind, wird die Standseilbahn verwendet . Die Traktion erfolgt dann über ein Kabel. In einigen Städten ( z. B. in San Francisco ) gibt es Straßenbahnen mit Seilzug , mit denen der Fahrmotor auf einen einzigen Punkt konzentriert werden kann.
Die Seilbahn kann als „hängende Standseilbahn“ betrachtet werden, deren Schiene aus einem oder mehreren festen Tragseilen besteht. Diese vollwertige Eisenbahnanlage wurde in ihren Anfängen auch als „Standseilbahn“ bezeichnet. Das Flammarion-Wörterbuch von 1982 definiert die Seilbahn als "Eisenbahntyp, dessen Fahrzeuge auf Freileitungen als Schienen verkehren".
Die Gondelbahn " SK- System (Transport) " oder das alte Poma 2000- System aus Laon : Diese Lichtsysteme bestehen aus geführten Kabinen, die von einem oder mehreren Kabeln gezogen werden.
Um den Platzbedarf zu begrenzen, haben einige an Einschienenbahnen gedacht . Dieses System wird für den Personenverkehr relativ wenig genutzt, ist jedoch in der Industrie in seiner tragenden Version (Deckenschiene) üblich.
Eine der Entwicklungsspuren der Eisenbahn ist der Magnetschwebebahn . Die Versuche mit diesem System sind vielversprechend .
Umgekehrt konzentrieren sich andere Experimente auf Gravitationszüge (oder haben sich darauf konzentriert) , die durch die Schwerkraft bewegt werden, in der Art von Vergnügungsparkzügen, die sich nach dem Start dank ihrer eigenen Trägheit vorwärts bewegen.
Die Wartung von Zügen erfordert eine große Anzahl von Geräten sowie Depot- und Eisenbahnwartungszentren, die selbst gewartet werden müssen. Unter diesen Ausrüstungen können wir erwähnen:
Eisenbahnunternehmen führen im Allgemeinen zwei Arten von Wartungsarbeiten durch: geplante Arbeiten zur Reparatur der Hauptsysteme und ungeplante kleinere Eingriffe an beschädigten Geräten (Reparatur von Türen oder Fenstern). Diese beiden Ansätze weisen jedoch zwei Hauptnachteile auf: im ersten Fall ein nachgewiesenes Risiko einer zu frühen Reparatur der Teile und im zweiten Fall eine hohe Wahrscheinlichkeit von Zugverspätungen, die zu Unzufriedenheit der Benutzer führen.
Region | Gesamtlänge
(km) |
einschließlich Breitspur
(km) |
davon normale Route
(km) |
davon Schmalspur
(km) |
---|---|---|---|---|
Insgesamt in der Welt | 1.115.000 | 257.500 | 671.500 | 186.000 |
Europa ohne Russland | 326,350 | 62.400 | 255.300 | 8,450 |
Europäische Union allein | 269.350 | 34,438 | 227,205 | 7.500 |
Nordamerika Mexiko eingeschlossen |
293.050 | 293.050 | ||
Asien ohne Russland | 235.000 | 65.000 | 110.000 | 60.000 |
Russland | 87,157
mehr als 30.000 km von |
86.200 | 957 | |
Südamerika | 84.000 | 28.300 | 9.500 | 46.200 |
Afrika | ca. 80.000
davon 21.000 km in |
ca. 60.000 | ||
Australien | 54 652 | 5,434 | 34 110 | 14 895 |