Железная дорога

Железная дорога — это вид наземного транспорта, предназначенный для перевозки пассажиров и грузов по рельсовым путям с использованием тягового подвижного состава (локомотивов, моторвагонных поездов). Относится к рельсовому транспорту, характеризуется высокой провозной способностью, регулярностью движения и относительно низкой себестоимостью перевозок на большие расстояния. Основными элементами инфраструктуры железной дороги являются путь (земляное полотно, балластная призма, шпалы, рельсы), искусственные сооружения (мосты, тоннели, путепроводы), станции с вокзалами, устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), а также системы электроснабжения (на электрифицированных линиях).

История

Предшественники и первые рельсовые дороги

Прообразом железных дорог считаются деревянные (лежневые) дороги, применявшиеся в горном деле в Европе с XVI века. По ним вагонетки с рудой перемещались вручную или с помощью лошадей. В XVIII веке в Великобритании на смену дереву пришли чугунные рельсы. Первая публичная железная дорога на конной тяге — Стоктон-Дарлингтонская (1825 год) — первоначально также использовала лошадей, но вскоре была переведена на паровую тягу.

Эпоха паровой тяги (XIX — начало XX века)

Изобретение паровоза в начале XIX века (патенты Ричарда Тревитика, совершенствование конструкции Джорджем Стефенсоном) произвело революцию в транспорте. 15 сентября 1830 года открылась первая междугородняя железная дорога Ливерпуль — Манчестер, полностью работавшая на паровой тяге. В России первая железная дорога общего пользования — Царскосельская (Санкт-Петербург — Павловск) — была открыта в 1837 году. Крупнейшим проектом XIX века стало строительство Транссибирской магистрали (1891—1916), соединившей европейскую часть России с Дальним Востоком.

Электрификация и дизельная тяга (XX век)

В конце XIX — начале XX века началось внедрение электрической тяги (первые электрифицированные линии — городские трамваи и пригородные участки). Массовая электрификация магистральных железных дорог развернулась в XX веке, особенно в СССР, Швейцарии, Японии. Параллельно с 1920-х годов получили распространение тепловозы (с дизельным двигателем). Во второй половине XX века паровозы были практически полностью вытеснены тепловозами и электровозами.

Современный этап

С конца XX века развитие железных дорог идёт по пути повышения скоростей (высокоскоростные магистрали, ВСМ) и автоматизации управления движением. Внедряются системы интервального регулирования, цифровые технологии управления перевозками, беспилотные поезда (метро, некоторые грузовые линии). В России с 2003 года функции управления и эксплуатации большей части сети выполняет ОАО «Российские железные дороги» (РЖД).

Классификация и виды

По ширине колеи

• Широкая колея (1520—1524 мм) — стандарт стран бывшего СССР, Монголии, Финляндии.
• Стандартная (Стефенсоновская) колея (1435 мм) — наиболее распространена в мире (Европа, Китай, США, Ближний Восток).
• Узкая колея (600—1067 мм) — применяется на второстепенных линиях, в горной местности, на промышленных предприятиях (например, Сахалинская железная дорога до перешивки на 1520 мм).

По назначению

• Магистральные — соединяют крупные города и промышленные центры, обслуживают пассажирские и грузовые перевозки.
• Промышленные — подъездные пути заводов, шахт, карьеров, портов.
• Городские — метрополитен, трамвай, городские электрички (МЦД, S-Bahn).
• Детские железные дороги — учебные линии, управляемые детьми под руководством взрослых.

По типу тяги

• Электрифицированные — питание от контактной сети (постоянный или переменный ток).
• Неэлектрифицированные — тепловозная тяга (дизельные локомотивы).
• Автономные — поезда на аккумуляторах, водородных топливных элементах, газотурбовозы (единичные проекты).

По скорости движения

• Обычные (до 140—160 км/ч).
• Скоростные (до 200—250 км/ч).
• Высокоскоростные (свыше 250 км/ч, в России — до 400 км/ч на линии Москва — Санкт-Петербург после модернизации).

Устройство и инфраструктура

Железнодорожный путь

Состоит из верхнего строения (рельсы, скрепления, шпалы, балласт) и нижнего строения (земляное полотно, водоотводные сооружения). Рельсы изготавливаются из стали специального профиля (типы Р50, Р65, Р75 в России). Шпалы бывают деревянные, железобетонные, реже — стальные или полимерные. Балласт (щебень, гравий) обеспечивает устойчивость пути и дренаж.

Подвижной состав

• Локомотивы (электровозы, тепловозы, паровозы) — тяговые единицы.
• Вагоны — пассажирские (плацкартные, купейные, СВ, сидячие) и грузовые (крытые, полувагоны, платформы, цистерны, хопперы, рефрижераторы).
• Моторвагонные поезда — электрички, дизель-поезда, рельсовые автобусы (состав, в котором часть вагонов имеет тяговые двигатели).

Системы управления движением

• СЦБ (сигнализация, централизация, блокировка) — светофоры, стрелочные переводы, рельсовые цепи.
• Диспетчерская централизация — управление движением с одного пункта.
• Автоблокировка — автоматическое разграничение поездов на перегонах.
• Поездная радиосвязь — для переговоров машиниста с диспетчером.

Применение и значение

Грузовые перевозки

Железные дороги обеспечивают массовую перевозку сырья (уголь, руда, нефть, лес), строительных материалов, контейнеров, автомобилей. В России доля железнодорожного транспорта в грузообороте (без трубопроводного) составляет более 85 %. Крупнейшие грузонапряжённые линии — Транссиб, БАМ (Байкало-Амурская магистраль), Кузбасский ход.

Пассажирские перевозки

Включают дальние (междугородные), пригородные и международные маршруты. В России пассажирские перевозки делятся на скоростные («Сапсан», «Ласточка»), скорые, пассажирские и пригородные (электрички). В ряде стран (Япония, Франция, Германия, Китай) высокоскоростные поезда (синкансэн, TGV, ICE) являются основным средством передвижения между крупными городами.

Социальная и экономическая роль

Железные дороги играют ключевую роль в освоении удалённых регионов (Сибирь, Дальний Восток, Крайний Север), обеспечивают транспортную доступность для населения, служат основой для развития промышленности и торговли. В военное время железнодорожный транспорт является стратегическим ресурсом для переброски войск и снабжения.

Интересные факты

• Самая длинная железнодорожная магистраль в мире — Транссибирская (около 9288 км).
• Самая высокогорная железная дорога — Цинхай-Тибетская (Китай), проложенная на высоте до 5072 м над уровнем моря.
• В России действует самая протяжённая электрифицированная сеть в мире (свыше 43 тыс. км путей).
• Первая в мире подземная железная дорога (метрополитен) открылась в Лондоне в 1863 году.
• Рекорд скорости на железной дороге (603 км/ч) установлен японским поездом на магнитной подушке (маглев) в 2015 году.

Критика и проблемы

• Высокая стоимость строительства и содержания инфраструктуры (особенно в горной местности и вечной мерзлоте).
• Шум и вибрация от движения поездов, особенно вблизи жилых районов.
• Зависимость от погодных условий (обледенение контактной сети, размывы путей, снежные заносы).
• Конкуренция с авиационным и автомобильным транспортом на коротких и средних дистанциях.
• Необходимость модернизации устаревших участков и замены подвижного состава.

Источники

• Федеральный закон «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации» № 17-ФЗ (2003).
• ОАО «РЖД»: Годовые отчёты и официальные данные.
• История железнодорожного транспорта России / под ред. Е. Я. Красковского. — СПб., 1994.
• Большая российская энциклопедия: статья «Железная дорога».
• Международный союз железных дорог (UIC): статистические бюллетени.
• Советский энциклопедический словарь. — М., 1980.