Железнодорожный транспорт (железная дорога) — наземный вид рельсового транспорта.

 

Две главные составляющие железнодорожного транспорта — это материальная (железнодорожный путь и искусственные сооружения, тяговый и нетяговый подвижной состав, устройства СЦБ, контактная сеть и т. д.) и эксплуатационная (диспетчерское руководство (на уровнях от дежурного по станции до старшего дорожного диспетчера), разработка оптимальных приемов управления перевозочным процессом).

 

Собственно словосочетание «железная дорога» обозначает железнодорожную инфраструктуру, т. е. железнодорожный путь и сигнализацию.

 

---

 

Железнодорожный путь — сложная конструкция, состоящая из верхнего и нижнего строения пути.

 

Железнодорожные пути делятся на станционные и специального назначения. К станционным относятся: главные станционные, приемо-отправочные, сортировочные, вытяжные, погрузочно-выгрузочные, ходовые, соединительные и др. Главные станционные пути являются продолжением путей прилегающих к станции перегонов и не имеют отклонений на стрелочных переводах. Приемо-отправочные пути предназначены для приема поездов на станцию, стоянки и отправления на перегон. На крупных станциях пути, предназначенные для выполнения однородных операций, объединяют в парки.

 

К путям специального назначения относят подъездные пути (промышленного железнодорожного транспорта), предохранительные и улавливающие тупики.

 

К верхнему строению относятся рельсы, шпалы, рельсовые скрепления, балластная призма. Рельсошпальная решетка состоит из двух рельсов, уложенных и прикрепленных к поперечным балкам — шпалам. Возможно крепление на специальные плиты, выполняющие ту же функцию, что и шпалы. Шпалы или плиты обычно укладываются на щебень (реже гальку, песок, асбест), отсыпанный в виде призмы и называемый балластной призмой (балластной подушкой). На мостах различаются балластная конструкция (на пролете устраиваются специальные корыта для размещения балласта) и безбалластная — когда шпалы или плиты крепятся непосредственно на мостовые конструкции.

 

К нижнему строению относятся земляное полотно и искусственные сооружения (мосты, трубы, путепроводы и т. д.).

 

Стандартная длина рельса в России 12,5 или 25 метров, однако в настоящее время на межстанционных перегонах и путях станций применяют так называемый бесстыковой путь — сварные плети из рельсов, достигающие 800 метров и более в длину. На дорогах России в 2004 году в пути лежали в основном рельсы марок Р65 (94,3 %) и Р50 (3,5 %) (приблизительно 65 кг и 50 кг на один погонный метр рельса, соответственно), на особо грузонапряженных линиях применяют тяжелые марки рельсов — Р75 (1,2 %). Практически не применяются легкие марки рельсов (1 %) — Р43 и Р38.

 

Допустимый уклон железнодорожного пути очень незначителен (по сравнению с уклонами автомобильных дорог, например) и при проектировании новых линий не может превышать 12 ‰ на участках с тепловозной тягой или 15 ‰ на участках с электровозной тягой. Однако на уже существующих железных дорогах имеются уклоны до 25 ‰ и даже 30 ‰, на таких участках применяется кратная тяга (подталкивание).

 

Для соединения железнодорожных путей между собой используют стрелочные переводы, которые благодаря своей конструкции создают непрерывность рельсовой колеи и позволяют подвижному составу переходить с одного пути на другой. Сейчас большинство стрелочных переводов управляется централизованно, с поста электрической централизации (ЭЦ). Ранее стрелки вручную переводились дежурными стрелочных постов по указанию лица, руководящего маневровой или поездной работой.

 

Железнодорожная станция — это раздельный пункт, имеющий путевое развитие, позволяющее производить операции по приему, отправлению, скрещению и обгону поездов, операции по приему, выдаче грузов, багажа и грузобагажа и обслуживанию пассажиров, а при развитых путевых устройствах — маневровую работу по расформированию и формированию поездов и технические операции с поездами. Каждый пост управления стрелками и сигналами на станции должен находится в ведении только одного работника, несущим единоличную ответственность за управление стрелками и сигналами и за безопасность движения — Дежурный по Станции.

 

Расстояние между рельсами, измеряемое между внутренними гранями головок рельсов, называют шириной колеи. В разных странах принята разная ширина колеи, например, в СССР (до конца 1960-х годов) и Финляндии (до настоящего времени) — 1524, в СССР с 1970 г. — 1520 мм. В зарубежной Европе (за исключением Испании и Португалии) — 1435 мм, в Китае и Иране — 1435 мм, в Индии и Пакистане — 1676 мм.

 

Поддержанием железнодорожного пути в исправном состоянии занимаются дистанции пути (ПЧ).

 

---

 

Подвижной состав бывает: тяговый — это локомотивы, (тепловозы, электровозы, паровозы), электропоезда, дизель-поезда и нетяговый — вагоны (пассажирские, грузовые), а также специальный подвижной состав.

 

Поезд — это сформированный и сцепленный состав вагонов с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, имеющий установленные сигналы.

 

Российские железные дороги располагают широким спектром подвижного состава. Тяговый — различные локомотивы: (тепловозы, электровозы) электропоезда, дизель-поезда, автомотриссы, дрезины и прочее самоходное оборудование. Нетяговый подвижной состав — это различные вагоны (пассажирские, грузовые), а также специальный подвижной состав.

 

Российские железные дороги являются наследниками практически всех железных дорог России. Поэтому в истории этих железных дорог прошли практически все модификации мирового подвижного состава.

 

---

 

 

Во многих странах длина железнодорожной сети сокращается.  Так, в США в 1920-м было более 400 000 км железных дорог.

 

№	Страна	Длина ж/д (км)
	Весь мир	1 122 650
1	США	194 731
2	Россия	87 157
3	Китай	71 600
4	Индия	63 518
5	Канада	49 422
6	Германия	45 514
7	Австралия	41 588
8	Аргентина	34 463
9	Франция	32 682
10	Бразилия	31 543
11	Польша	23 420
12	Япония	23 168
13	Украина	22 473
14	ЮАР	22 298
15	Мексика	19 510
16	Италия	19 493
17	Великобритания	16 893
18	Испания	14 189
19	Казахстан	13 601
20	Швеция	11 481
21	Румыния	11 385

 

---

 

 

---

 

 

Появление паровой машины и прообраза локомотива. В 60 — 80-х годах XVIII века сначала в Англии, а затем и в других странах начался промышленный подъем. Вместо ручного труда появилось машинное производство, вместо ремесленных мастерских и мануфактур — крупные промышленные предприятия.

 

В 1763 году русский инженер И. И. Ползунов представил проект парового двигателя для подачи воздуха в плавильные печи. Паровая машина Ползунова имела мощность 40 лошадиных сил.

 

Настоящую революцию в промышленности произвела паровая машина, созданная инженером Джеймсом Уаттом в 1784 году. Универсальность паровой машины Уатта позволяла применять её на любом производстве и в транспорте.

 

Паровой двигатель дал мощный толчок развитию транспорта. В 1769 году французский артиллерийский офицер Жозеф Кюньо изобрел первую паровую повозку для передвижения тяжелых орудий. Она оказалась громоздкой и во время испытаний на улицах Парижа пробила стену дома. Эта повозка нашла свое место в Парижском музее искусств и ремесел.

 

В 1802 году английский конструктор Ричард Тревитик сделал паровой автомобиль. Экипаж двигался с грохотом и чадом, пугая пешеходов. Его скорость достигла 10 км/ч. Чтобы получить такую скорость движения, Тревитик сделал огромные ведущие колеса, которые были хорошим подспорьем на плохих дорогах.

 

Появление рельсового пути. В 1755 году для перевозки породы на рудниках Алтая уже был построен узкоколейный путь с деревянными рельсами, по которым двигались деревянные же вагонетки. Вдоль пути была натянута тросовая петля. Для приведения ее в движение использовались лошади, вращавшие шкив. На каждой вагонетке имелось по два зажима, которые можно было поочередно прицеплять к одной или другой стороне петли ведущего троса. Благодаря этому имелась возможность останавливать вагонетки или изменять направление их движения при непрерывном движении ведущего троса.

 

В 1788 году в Петрозаводске появляется первая в России железная дорога (она же - первая железная дорога в мире заводского назначения). Железная дорога была построена на Александровском заводе для нужд предприятия. (Ныне участки первой российской железной дороги хранятся в Петрозаводске около здания музея ОТЗ и в Губернаторском саду; кроме того, в Губернаторском саду сохранены колеса от вагонетки).

 

Появление паровоза. Долгое время железнодорожные пути сооружались только на рудниках, но потом получили распространение пассажирские дороги с конной тягой. Первая такая рельсовая дорога была устроена в 1801 году в Англии между Уондсвортом и Кройдоном.

 

Первый паровоз был построен в 1804 году Ричардом Тревитиком, в молодости знакомым с Джеймсом Уаттом, изобретателем паровой машины. Однако железо в те годы было слишком дорого, а чугунные рельсы не могли выдерживать тяжелую машину.

 

В последующие годы многие инженеры пытались создавать паровозы, но самым удачливым из них оказался Георг Стефенсон, который в 1812—1829 гг. не только предложил несколько удачных конструкций паровозов, но и сумел убедить шахтовладельцев построить первую железную дорогу из Дарлингтона к Стоктону, способную выдержать паровоз. Позднее, паровоз Стефенсона «Ракета» выиграл специально устроенное соревнование и стал основным локомотивом первой общественной дороги Манчестер—Ливерпуль.

 

---

 

 

Железнодорожная электрификация — комплекс мероприятий, выполняемых на участке железной дороги для возможности использовать на нем электроподвижной состав: электровозы, электросекции или электропоезда.

 

Для тяги поездов на электрифицированных участках железных дорог используются электровозы. В качестве пригородного транспорта используются электросекции или электропоезда.

 

Системы электрификации можно классифицировать:

Обычно используют постоянный или однофазный переменный ток.

 

Использование трехфазного тока требует подвески как минимум двух контактных проводов, поэтому эта система не прижилась.

 

При использовании постоянного тока напряжение в сети делают довольно низким, чтобы включать электродвигатели напрямую. При использовании переменного тока выбирают гораздо более высокое напряжение, поскольку на электровозе напряжение можно легко понизить с помощью трансформатора.

 

Электродвигатели постоянного тока напрямую питаются от контактной сети. Регулирование осуществляется подключением резисторов, перегруппировкой двигателей и ослаблением возбуждения. В последние десятилетия стало распространяться импульсное регулирование, позволяющее избежать потерь энергии в резисторах.

 

Вспомогательные электродвигатели (привод компрессора, вентиляторов и др.) обычно также питаются напрямую от контактной сети, поэтому они получаются очень большими и тяжёлыми. В некоторых случаях для их питания используют вращающиеся или статические преобразователи (например, на электропоездах ЭР2Т, ЭД4М, ЭТ2М используется мотор-генератор, преобразующий постоянный ток 3000 В в трехфазный 220 В 50 Гц).

 

Простота электрооборудования, низкий удельный вес и высокий КПД обусловили широкое распространение этой системы в ранний период электрификации.

 

Недостатком системы является низкое напряжение контактной сети, что вынуждает использовать большее суммарное сечение проводов и сокращать расстояние между тяговыми подстанциями, так как по закону Ома для передачи той же мощности при меньшем напряжении требуется пропорционально больший ток.

 

На железных дорогах в основном используется напряжение 3000 В и 1500 В. В начале 70-х в СССР на Закавказской железной дороге были проведены практические исследования с возможностью электрификации на постоянном токе напряжением 6000 В. Трамваи, троллейбусы, метрополитен используют напряжение 600, 750, 1200 В.

 

В ряде европейских стран (Германия, Швейцария и др.) используется система однофазного переменного тока 15 кВ 16⅔ Гц. Пониженная частота позволяет использовать асинхронные двигатели переменного тока. Двигатели питаются от вторичной обмотки трансформатора без каких-либо преобразователей. Вспомогательные электродвигатели (для компрессора, вентиляторов и др.) также обычно асинхронные, питаются от отдельной обмотки трансформатора.

 

Недостатком системы является необходимость преобразования частоты тока на подстанциях или строительство отдельных электростанций для железных дорог.

 

Наиболее экономичным было бы использование тока промышленной частоты, однако его внедрение встретило много трудностей. Поначалу пытались использовать коллекторные электродвигатели переменного тока, мотор-генераторы (однофазный синхронный электродвигатель плюс генератор постоянного тока, от которого работали тяговые электродвигатели постоянного тока), вращающиеся преобразователи частоты (дающие ток для тяговых асинхронных электродвигателей). Коллекторные электродвигатели плохо работали на токе промышленной частоты, а вращающиеся преобразователи были слишком тяжелыми.

 

Система однофазного тока промышленной частоты (25 кВ 50 Гц) начала широко применяться только после создания во Франции в 1950-х годах электровозов со статическими ртутными выпрямителями (игнитронах; позже они заменялись на кремниевые выпрямители); затем эта система распространилась и во многих других странах (в том числе в СССР).

 

При выпрямлении однофазного тока получается не постоянный ток, а пульсирующий, поэтому используются специальные двигатели пульсирующего тока, а в схеме имеются сглаживающие реакторы (дроссель), снижающий пульсации тока, и резисторы постоянного ослабления возбуждения, включенные параллельно обмотке возбуждения двигателей и пропускающие переменную составляющую пульсирующего тока, которая лишь вызывает ненужный нагрев обмотки.

 

Для привода вспомогательных машин используют либо двигатели пульсирующего тока, питающиеся от отдельной обмотки трансформатора через выпрямитель, либо промышленные асинхронные электродвигатели, питающиеся от расщепителя фаз (такая схема была распространена на французских и американских электровозах, а с них была перенесена на советские), или конденсаторов (применена, в частности, на российских электровозах ВЛ65, ЭП1, 2ЭС5К).

 

Недостатками системы являются значительные электромагнитные помехи для линий связи, а также неравномерная нагрузка фаз внешней энергосистемы. Для повышения равномерности нагрузки фаз в контактной сети чередуются участки с разными фазами; между ними устраивают нейтральные вставки — короткие, длиной несколько сотен метров, участки контактной сети, которые подвижной состав проходит с выключенными двигателями, по инерции. Они сделаны для того, чтобы пантограф не перемыкал находящийся под высоким линейным (межфазным) напряжением промежуток между секциями в момент перехода с провода на провод. При остановке на нейтральной вставке на нее возможна подача напряжения от передней по ходу секции контактной сети.

 

---

 

 

Железные дороги представлены пятью государственными железными дорогами и рядом частных железных дорог. Ширина колеи 1600, 1435, 1067 мм.

 

Австрийские федеральные железные дороги (Österreichische Bundesbahnen) — колея 1435 мм, 1000 мм, 760 мм, протяжённость 5624 км, 3186 км электрифицированы, тяга тепловозы и электровозы.

 

Абхазская железная дорога. Длина железной дороги — 221 км.

 

Азербайджанская Государственная железная дорога, ADDY — Azərbaycan Dövlət Dəmir Yolu. Общая протяженность железных дорог - 2125 км, из них двухпутные - 800 км, развернутая длина - 2995 км. Электрифицировано (постоянный ток 3 кВ) - 1278 км. Автоматической блокировкой оборудованы - 1600 км.

Бакинская детская железная дорога, Baki Uşaq Dəmir Yolu. Протяженность трассы — 1050 м. Имеется две станции — Деде Горгуд и Багар, локомотивное депо, учебный корпус, 2 тепловоза ТУ2-019, ТУ-206, 6 вагонов «Pafawag». Расположена в парке им. Шахрияра. Официальное наименование с 2004 г. Азербайджанская Государственная Детская Железная Дорога — АГДЖД (Azərbaycan Dövlət Uşaq Dəmir Yolu).

 

Армянская железная дорога. Находится под управлением ЗАО «Южно-Кавказская железная дорога» — специально созданным в Армении 100%-ым дочерним обществом ОАО «РЖД». Существующие пограничные переходы с Турцией и Азербайджаном заблокированы. Железнодорожное сообщение осуществляется через территорию Грузии и паромом через Чёрное море.

 

Белорусская железная дорога. Состоит из следующих отделений:

Минское отделение Белорусской железной дороги.

Барановичское отделение Белорусской железной дороги.

Брестское отделение Белорусской железной дороги.

Гомельское отделение Белорусской железной дороги.

Могилевское отделение Белорусской железной дороги.

Витебское отделение Белорусской железной дороги.

 

Грузинская железная дорога (Georgian Railway). Эксплуатационная длина основных линий — 1323,9 км. Эксплуатируются 1422 моста, 32 тоннеля, 22 пассажирских вокзала и 114 погрузочных станций.

Узкоколейная железная дорога Боржоми — Бакуриани. УЖД с шириной колеи 900 мм и длиной 37 км. В 1966 году электрифицирована на напряжение в 1500 В (постоянный ток).

 

 

 

 

Российские железные дороги. ОАО «РЖД» владеет 99 % железнодорожных магистралей в России общей протяжённостью 85 500 км (исключение составляют ряд железных дорог, управляемых частными компаниями, например, Норильская железная дорога и др.), станциями и вокзалами, депо и диспетчерскими системами. Также компании принадлежит около 20 тысяч локомотивов (около 90 % всего локомотивного парка), более чем 600 тысяч грузовых и пассажирских вагонов. Пассажирские локомотивы составляют около 12 %. Часть пассажирских перевозок по сети ОАО «РЖД», в частности, по направлению Москва — Санкт-Петербург, выполняется частными поездами.

Восточно-Сибирская железная дорога. Дорога является составной частью Транссиба. В состав дороги также входит часть Байкало-Амурской железной дороги (БАМ). Управление дороги находится в Иркутске. Дорога граничит с Красноярской, Забайкальской, Дальневосточной железными дорогами, а также на юге по станции Наушки с железными дороги Монголии. Эксплуатационная длина дороги на 1990 год составляла 2665,4 км, на 2005 год 3848,1 км.

Горьковская железная дорога. Общая протяженность — 5734 км. Общая развернутая длина путей — 12 086 км.

Дальневосточная железная дорога. Пролегает по территории Хабаровского края, Приморского края, Якутии, Амурской области, Еврейской автономной области. Управление дороги находится в Хабаровске. Граничит с Забайкальской железной дорогой (по станциям Архара, Штурм), Восточно-Сибирской железной дорогой (по станции Хани), с железными дорогами Китая (Рассыпная Падь) и КНДР (Хасан). В конце 90-х годов XX века в состав дороги вошёл восточный участок бывшей Байкало-Амурской магистрали (БАМ).

Забайкальская железная дорога. Протяженность на 1913 год - 1803 км.

Западно-Сибирская железная дорога. Развернутая длина главных путей магистрали составляет 8.985,6 км, эксплуатационная длина — 5.602,4 км. В состав дороги входит часть Транссиба, часть Среднесибирской железной дороги. В 1996 году в состав дороги включена Кемеровская железная дорога вместе с Томской ветвью.

Калининградская железная дорога. Имеет в своем составе участки европейской железнодорожной колеи 1435 мм, без смены колеи действует маршрут Калининград-пассажирский—Гдыня—Берлин. Эксплуатационная длина — 963 км.

Красноярская железная дорога. В состав дороги входят Абаканское и Красноярское отделения. Эксплуатационная длина дороги на 2006 год — 3157,9 км.

Куйбышевская железная дорога. Общая протяжённость путей — 11 502,5 км, в том числе главных 7 234,8 км.

Московская железная дорога. На дороге расположено 634 станции, эксплуатационная длина — 8984 километра.

Октябрьская железная дорога. Длина её путей свыше 10 тысяч километров.

Приволжская железная дорога. Эксплуатационная длина дороги на 1991 год составляла 4097 км.

Сахалинская железная дорога. Эксплуатационная длина дороги на 1992 год 1072 км, на 2006 год — 804,9 км. Пассажирские и грузовые вагоны, эксплуатируемые на дороге аналогичны вагонам нормальной колеи, но с тележками колеи 1067 мм. Специально для Сахалинской железной дороги Людиновским тепловозостроительным заводом строились тепловозы с гидропередачей ТГ16 и ТГ22.

Свердловская железная дорога. Эксплуатационная длина дороги на 1990 год составляла 7147 км, из них электрифицировано 3653,5 км. 

Северная железная дорога. Эксплуатационная длина 5951,7 км.

Северо-Кавказская железная дорога. Эксплуатационная длина дороги составляет 6315,9 км, численность сотрудников — 80757 человек, число станций — 403 (из них на 281 производятся грузовые операции).

Юго-Восточная железная дорога. Эксплуатационная длина дороги — 3 648,3 км (на 1991 год).

Южно-Уральская железная дорога. Длина дороги по состоянию на 1991 год 4934,9 км.

 

Укрзалізниця. Эксплуатационная протяженость главных участков — 22,3 тыс.км. Развернутая протяжёность участков — 30,3 тыс.км.

Донецкая железная дорога. Длина Донецкой железной дороги составляет 13 % общей длины железнодорожной сети Украины. В то же время на ее часть приходится 47 % погрузки и 36 % разгрузки от всех железных дорог Украины. Железная дорога расположена на площади 57 000 км². Протяженность 2927,6 км.

Львовская железная дорога. Эксплуатационная длина дороги на 1991 год составляет 4521 км. На дороге электрифицировано 1123 км путей (на 1991 год). 

Одесская железная дорога. На одесскую железную дорогу приходится около 20 % грузооборота и более 16 % пассажирооборота железных дорог Украины.

Приднепровская железная дорога. Обслуживает юг Украины: Днепропетровскую область, Запорожскую область, часть Харьковской и Херсонской области, а также Автономную Республику Крым.

Южная железная дорога. Протяженность превышает 3000 км, развернутая длина главных путей превышает 4000 км.

Юго-Западная железная дорога.

 

 

 

---

Wiki Knowledge Base (Wikipedia, WKB).