Скоростной транспорт или массовый скоростной транспорт ( MRT ) или тяжелая железная дорога , [2] [3] обычно называемая метро , является типом общественного транспорта с высокой пропускной способностью , который обычно строится в городских районах . Линия скоростного транспорта с разделением уровней под поверхностью земли через туннель может быть регионально названа метро , трубой , метро или подземкой . [4] [5] [6] [7] Иногда они разделены уровнями на надземных железных дорогах , и в этом случае некоторые из них называются el trains — сокращение от «elevated» — или skytrains . Скоростные транзитные системы — это железные дороги , обычно электрические , которые в отличие от автобусов или трамваев работают на исключительном преимущественном праве проезда , к которому не могут получить доступ пешеходы или другие транспортные средства. [8]
Современные услуги в системах скоростного транспорта предоставляются на выделенных линиях между станциями, как правило, с использованием электрических многоместных единиц на железнодорожных путях . Некоторые системы используют управляемые резиновые шины , магнитную подушку ( маглев ) или монорельс . Станции обычно имеют высокие платформы без ступенек внутри поездов, что требует изготовления поездов на заказ для минимизации зазоров между поездом и платформой. Они, как правило, интегрированы с другим общественным транспортом и часто управляются теми же органами общественного транспорта . Некоторые системы скоростного транспорта имеют пересечения на одном уровне между линией скоростного транспорта и дорогой или между двумя линиями скоростного транспорта. [9]
Первой в мире системой скоростного транспорта была частично подземная Метрополитен-Рэйлвей , которая открылась в 1863 году с использованием паровозов , и теперь является частью Лондонского метрополитена . [10] В 1868 году в Нью-Йорке открылась надземная железная дорога Вест-Сайд и Йонкерс-Патент , изначально представлявшая собой линию с канатной тягой и стационарными паровыми двигателями .
По состоянию на 2021 год [обновлять]Китай имеет наибольшее количество систем скоростного транспорта в мире — 40, [11] работающих на более чем 4500 км (2800 миль) путей — и был ответственен за большую часть расширения скоростного транспорта в мире в 2010-х годах. [12] [13] [14] Самая длинная в мире система скоростного транспорта с одним оператором по длине маршрута — это Шанхайский метрополитен . [15] [16] Крупнейшим в мире поставщиком услуг скоростного транспорта по количеству станций (всего 472 станции) [17] является Нью-Йоркский метрополитен . Самыми загруженными системами скоростного транспорта в мире по годовому пассажиропотоку являются Шанхайский метрополитен, Токийский метрополитен , Сеульский метрополитен и Московский метрополитен .
Термин «метро» является наиболее часто используемым термином для подземных систем скоростного транспорта, используемым не носителями английского языка. [18] Системы скоростного транспорта могут быть названы в честь средства, с помощью которого пассажиры перемещаются в оживленных центральных деловых районах ; использование туннелей вдохновляет такие названия, как subway , [19] underground , [20] Untergrundbahn ( U-Bahn ) на немецком языке, [21] или Tunnelbana (T-bana) на шведском языке. [22] Использование виадуков вдохновляет такие названия, как elevated ( L или el ), skytrain , [23] overhead , overground или Hochbahn на немецком языке. Один из этих терминов может применяться ко всей системе, даже если большая часть сети, например, во внешних пригородах, проходит на уровне земли.
В большей части Великобритании метрополитен — это пешеходный подземный переход . Термины Underground и Tube используются для лондонского метрополитена. Северо-восточное Английское метро Тайн-энд-Уир , в основном надземное, известно как Metro . В Шотландии подземная система скоростного транспорта Glasgow Subway известна как Subway .
Для обозначения систем скоростного транспорта в Северной Америке используются различные термины . Термин метро — это сокращенное название столичного региона . Системы скоростного транспорта, такие как Washington Metrorail , Los Angeles Metro Rail , Miami Metrorail и Montreal Metro , обычно называются Metro . В Филадельфии термин «El» используется для линии Market–Frankford , которая в основном проходит по надземному пути, в то время как термин «метро» применяется к линии Broad Street , которая почти полностью находится под землей. Система пригородных поездов Чикаго , которая обслуживает всю столичную область, называется Metra (сокращение от Metropolitan Ra il ), в то время как ее система скоростного транспорта, которая обслуживает город, называется «L» . Система метрополитена Бостона известна местным жителям как «The T». В Атланте Metropolitan Atlanta Rapid Transit Authority имеет аббревиатуру «MARTA». В районе залива Сан-Франциско жители называют Bay Area Rapid Transit его аббревиатурой «BART». [24] [25]
Метро Нью-Йорка называют просто «метро», несмотря на то, что 40% системы проходит над землей. Термин «L» или «El» не используется для надземных линий в целом, поскольку линии в системе уже обозначены буквами и цифрами. Поезд «L» или L (служба метро Нью-Йорка) относится конкретно к местной линии 14th Street–Canarsie, а не к другим надземным поездам. Аналогично, метро Торонто называют «метро», и часть его системы также проходит над землей. Это единственные две североамериканские системы, которые в первую очередь называются «метро».
В большинстве стран Юго-Восточной Азии и на Тайване системы скоростного транспорта в первую очередь известны под аббревиатурой MRT . Значение варьируется от страны к стране. В Индонезии аббревиатура означает Moda Raya Terpadu или Integrated Mass [Transit] Mode на английском языке. [26] На Филиппинах это означает Metro Rail Transit . [27] Термин subway используется на двух линиях метро . В Таиланде это означает Metropolitan Rapid Transit , ранее использовав название Mass Rapid Transit . [28] За пределами Юго-Восточной Азии, Гаосюн и Таоюань, Тайвань , имеют свои собственные системы MRT , которые обозначают Mass Rapid Transit , как и в Сингапуре и Малайзии . [29] [30] [31] [32]
В целом, скоростной транспорт является синонимом транспорта типа «метро», хотя иногда скоростной транспорт определяется как включающий «метро», пригородные поезда и легкорельсовый транспорт с раздельными уровнями . [33] Также автобусные транзитные системы с высокой пропускной способностью могут иметь характеристики, схожие с системами «метро». [34]
Открытие паровой метрополитенской железной дороги в Лондоне в 1863 году ознаменовало начало скоростного транспорта. Первоначальный опыт с паровыми двигателями, несмотря на вентиляцию, был неприятным. Эксперименты с пневматическими железными дорогами не увенчались успехом в их широком внедрении в городах.
В 1890 году City & South London Railway стала первой скоростной железной дорогой с электрической тягой, которая также была полностью под землей. [35] До открытия линия должна была называться «City and South London Subway», таким образом, введя термин «Subway» в железнодорожную терминологию. [36] Обе железные дороги, наряду с другими, в конечном итоге были объединены в London Underground . Liverpool Overhead Railway 1893 года была спроектирована для использования электрической тяги с самого начала. [37]
Технология быстро распространилась на другие города Европы , США, Аргентины и Канады, при этом некоторые железные дороги были преобразованы из паровых, а другие изначально проектировались как электрические. Будапешт , Чикаго , Глазго , Бостон и Нью-Йорк — все они переоборудовали или специально спроектировали и построили электрические железнодорожные службы. [38]
Достижения в области технологий позволили создать новые автоматизированные услуги. Также появились гибридные решения, такие как трамвай-поезд и premetro , которые включают в себя некоторые особенности систем скоростного транспорта. [35] В ответ на затраты, инженерные соображения и топологические проблемы некоторые города решили построить трамвайные системы, особенно в Австралии, где плотность в городах была низкой, а пригороды имели тенденцию к разрастанию . [39] С 1970-х годов жизнеспособность систем подземных поездов в австралийских городах, особенно в Сиднее и Мельбурне , была пересмотрена и предложена в качестве решения проблемы избыточной пропускной способности. В Мельбурне туннели и станции были разработаны в 1970-х годах и открыты в 1980 году. Первая линия Сиднейского метро была открыта в 2019 году. [40]
Начиная с 1960-х годов, в Европе , Азии и Латинской Америке было введено множество новых систем . [21] В 21 веке большинство новых расширений и систем находятся в Азии, при этом Китай становится мировым лидером по расширению метрополитена, эксплуатируя некоторые из самых крупных и загруженных систем, обладая при этом почти 60 городами, которые эксплуатируют, строят или планируют систему скоростного транспорта . [41] [42]
Скоростной транспорт используется для местного транспорта в городах , агломерациях и мегаполисах для перевозки большого количества людей, часто на короткие расстояния с высокой частотой . [8] Масштаб системы скоростного транспорта сильно различается в зависимости от города, и в нем используются различные транспортные стратегии. [7]
Некоторые системы могут простираться только до границ внутреннего города или до его внутреннего кольца пригородов , где поезда часто останавливаются на станциях. Внешние пригороды могут быть достигнуты отдельной сетью пригородных поездов , где более широко расположенные станции позволяют развивать более высокую скорость. В некоторых случаях различия между городским скоростным транзитом и пригородными системами неясны. [6]
Системы скоростного транспорта могут быть дополнены другими системами, такими как троллейбусы , рейсовые автобусы , трамваи или пригородные поезда. Эта комбинация транзитных режимов служит для компенсации определенных ограничений скоростного транспорта, таких как ограниченные остановки и большие расстояния между внешними точками доступа. Автобусные или трамвайные системы доставки перевозят людей к остановкам скоростного транспорта. [44]
Каждая система скоростного транспорта состоит из одной или нескольких линий или цепей. Каждая линия обслуживается по крайней мере одним определенным маршрутом с поездами, останавливающимися на всех или некоторых станциях линии. Большинство систем используют несколько маршрутов и различают их по цветам, названиям, нумерации или их комбинации. Некоторые линии могут делить пути друг с другом на части своего маршрута или работать исключительно на своей собственной полосе отвода. Часто линия, проходящая через центр города, разветвляется на две или более веток в пригородах, что позволяет увеличить частоту обслуживания в центре. Такое расположение используется многими системами, такими как Копенгагенское метро , [48] Миланское метро , Метро Осло , Стамбульское метро и Нью-Йоркское метро . [49]
В качестве альтернативы может быть один центральный терминал (часто общий с центральным железнодорожным вокзалом) или несколько пересадочных станций между линиями в центре города, например, в пражском метро . [50] Лондонское метро [51] и парижское метро [52] представляют собой плотно застроенные системы с матрицей пересекающихся линий по всему городу. Большинство линий чикагского «L» сходятся в The Loop , главном деловом, финансовом и культурном районе. Некоторые системы имеют кольцевую линию вокруг центра города, соединяющуюся с радиально расположенными внешними линиями, такими как Кольцевая линия московского метро и линия 10 пекинского метро .
Пропускная способность линии получается путем умножения вместимости вагона, длины поезда и частоты обслуживания . Тяжелые скоростные транзитные поезда могут иметь от шести до двенадцати вагонов, в то время как более легкие системы могут использовать четыре или меньше. Вагоны имеют вместимость от 100 до 150 пассажиров, варьируясь в зависимости от соотношения сидячих и стоячих мест — большее количество стоячих мест дает большую вместимость. Минимальный интервал времени между поездами короче для скоростного транзита, чем для магистральных железных дорог из-за использования управления поездами на основе связи : минимальный интервал может достигать 90 секунд, но многие системы обычно используют 120 секунд, чтобы обеспечить восстановление после задержек. Типичные линии пропускной способности позволяют перевозить 1200 человек на поезд, что дает 36 000 пассажиров в час в каждом направлении . Однако гораздо более высокие пропускные способности достигаются в Восточной Азии с диапазоном от 75 000 до 85 000 человек в час, достигнутым городскими линиями MTR Corporation в Гонконге. [53] [54] [55]
Топологии скоростного транспорта определяются большим количеством факторов, включая географические барьеры, существующие или ожидаемые схемы движения, затраты на строительство, политику и исторические ограничения. Ожидается, что транзитная система будет обслуживать территорию с набором линий , которые состоят из форм, суммированных как «I», «L», «U», «S» и «O» формы или петли. Географические барьеры могут вызывать узкие места, где транзитные линии должны сходиться (например, для пересечения водоема), которые являются потенциальными местами заторов, но также предлагают возможность для пересадок между линиями. [56]
Кольцевые линии обеспечивают хорошее покрытие, соединяют радиальные линии и обслуживают тангенциальные поездки, которые в противном случае должны были бы пересекать обычно перегруженное ядро сети. Грубая сетка может предложить широкий выбор маршрутов, сохраняя при этом разумную скорость и частоту обслуживания. [56] Исследование 15 крупнейших в мире систем метрополитена предложило универсальную форму, состоящую из плотного ядра с ответвлениями, расходящимися от него. [57]
Операторы скоростного транспорта часто создавали сильные бренды , часто ориентированные на легкую узнаваемость — чтобы обеспечить быструю идентификацию даже среди огромного количества вывесок, встречающихся в крупных городах — в сочетании с желанием сообщить о скорости, безопасности и авторитете. [58] Во многих городах существует единый корпоративный имидж для всего транспортного управления, но скоростной транспорт использует свой собственный логотип, который вписывается в профиль.
Транзитная карта — это топологическая карта или схематическая диаграмма, используемая для отображения маршрутов и станций в системе общественного транспорта . Основными компонентами являются цветные линии для обозначения каждой линии или службы с именованными значками для обозначения станций. Карты могут показывать только скоростной транзит или также включать другие виды общественного транспорта. [59] Транзитные карты можно найти в транзитных транспортных средствах, на платформах , в других местах на станциях и в печатных расписаниях . Карты помогают пользователям понять взаимосвязи между различными частями системы; например, они показывают пересадочные станции, где пассажиры могут пересаживаться между линиями. В отличие от обычных карт, транзитные карты обычно не являются географически точными, но подчеркивают топологические связи между различными станциями. Графическое представление может использовать прямые линии и фиксированные углы, а часто и фиксированное минимальное расстояние между станциями, чтобы упростить отображение транзитной сети. Часто это приводит к сжатию расстояния между станциями во внешней области системы и увеличению расстояния между теми, которые находятся близко к центру. [59]
Некоторые системы присваивают уникальные буквенно-цифровые коды каждой из своих станций, чтобы помочь пассажирам идентифицировать их, что кратко кодирует информацию о линии, на которой она находится, и ее положении на линии. [60] Например, на Singapore MRT станция Changi Airport MRT имеет буквенно-цифровой код CG2, указывающий ее положение как 2-й станции на ветке Changi Airport линии East West. Пересадочные станции имеют по крайней мере два кода, например, станция Raffles Place MRT имеет два кода, NS26 и EW14, 26-я станция на линии North South Line и 14-я станция на линии East West Line.
Метро Сеула — еще один пример, использующий код для своих станций. В отличие от MRT Сингапура, это в основном цифры. Например, станция Sinyongsan кодируется как станция 429. Находясь на линии 4, первая цифра кода станции — 4. Последние две цифры — это номер станции на этой линии. Пересадочные станции могут иметь несколько кодов. Например, станция City Hall в Сеуле, которая обслуживается линиями 1 и 2. Она имеет коды 132 и 201 соответственно. Линия 2 — кольцевая, и первая остановка — City Hall, поэтому City Hall имеет код станции 201. Для линий без номера, таких как линия Bundang, она будет иметь буквенно-цифровой код. Линии без номера, которые обслуживаются KORAIL, будут начинаться с буквы «K».
С широким распространением Интернета и мобильных телефонов по всему миру операторы общественного транспорта теперь используют эти технологии для предоставления информации своим пользователям. В дополнение к онлайн-картам и расписаниям некоторые операторы общественного транспорта теперь предлагают информацию в реальном времени, которая позволяет пассажирам знать, когда прибудет следующее транспортное средство и ожидаемое время в пути. Стандартизированный формат данных GTFS для информации о общественном транспорте позволяет многим сторонним разработчикам программного обеспечения создавать веб-приложения и приложения для смартфонов, которые предоставляют пассажирам персонализированные обновления относительно конкретных линий общественного транспорта и станций, представляющих интерес.
Метро Мехико использует уникальную пиктограмму для каждой станции. Первоначально предназначенная для того, чтобы сделать карту сети «читаемой» для неграмотных людей, эта система с тех пор стала «значком» системы.
_%ED%99%9C%EB%8F%99_%EC%82%AC%EC%A7%84_%EB%B6%80%ED%99%9C%EC%A0%88_%EC%95%88%EC%A0%84%EA%B7%BC%EB%AC%B4-1.jpg/1280px-2000%EB%85%84%EB%8C%80_%EC%B4%88%EB%B0%98_%EC%84%9C%EC%9A%B8%EC%86%8C%EB%B0%A9_%EC%86%8C%EB%B0%A9%EA%B3%B5%EB%AC%B4%EC%9B%90(%EC%86%8C%EB%B0%A9%EA%B4%80)_%ED%99%9C%EB%8F%99_%EC%82%AC%EC%A7%84_%EB%B6%80%ED%99%9C%EC%A0%88_%EC%95%88%EC%A0%84%EA%B7%BC%EB%AC%B4-1.jpg)
По сравнению с другими видами транспорта, скоростной транзит имеет хорошие показатели безопасности , с небольшим количеством аварий. Железнодорожный транспорт подчиняется строгим правилам безопасности , с требованиями к процедурам и обслуживанию для минимизации риска. Лобовые столкновения редки из-за использования двухколейных путей, а низкие рабочие скорости снижают частоту и серьезность столкновений сзади и сходов с рельсов . Пожар представляет большую опасность под землей, как, например, пожар на вокзале Кингс-Кросс в Лондоне в ноябре 1987 года, в результате которого погибло 31 человек. Системы, как правило, строятся так, чтобы обеспечить эвакуацию поездов во многих местах по всей системе. [61] [62]
Высокие платформы , обычно более 1 метра / 3 футов, представляют собой риск для безопасности, поскольку люди, падающие на пути, испытывают трудности с подъемом обратно. В некоторых системах для устранения этой опасности используются экранные двери платформ .
Скоростные транзитные объекты являются общественными местами и могут страдать от проблем безопасности : мелкие преступления , такие как карманные кражи и кража багажа, и более серьезные насильственные преступления , а также сексуальные нападения в плотно забитых поездах и на платформах. [63] [64] Меры безопасности включают видеонаблюдение , охранников и кондукторов . В некоторых странах может быть создана специализированная транзитная полиция . Эти меры безопасности обычно интегрированы с мерами по защите доходов путем проверки того, что пассажиры не путешествуют без оплаты. [65]
Некоторые системы метро, такие как Пекинское метро , которое в 2015 году было признано Worldwide Rapid Transit Data «Самой безопасной сетью скоростного транспорта в мире», включают контрольно-пропускные пункты в стиле аэропортов на каждой станции. Системы скоростного транспорта подвергались терроризму со многими жертвами, например, газовая атака зарином в токийском метро в 1995 году [66] и террористические взрывы « 7/7 » в лондонском метро в 2005 году.
Некоторые скоростные поезда имеют дополнительные функции, такие как настенные розетки, прием сотовой связи, как правило, с использованием излучающего фидера в туннелях и антенн DAS на станциях, а также подключение к Wi-Fi . Первой системой метро в мире, которая обеспечила полный прием мобильной связи на подземных станциях и в туннелях, была система Mass Rapid Transit (MRT) Сингапура, которая запустила свою первую подземную сеть мобильной связи с использованием AMPS в 1989 году. [67] Многие системы метро, такие как Hong Kong Mass Transit Railway (MTR) и Berlin U-Bahn, предоставляют мобильные соединения для передачи данных в своих туннелях для различных сетевых операторов.
Технология , используемая для общественного скоростного общественного транспорта, претерпела значительные изменения с тех пор, как в 1863 году в Лондоне открылась Метрополитен-Рэйл . [5] [6]
Высокопроизводительные монорельсовые дороги с более крупными и длинными поездами можно классифицировать как системы скоростного транспорта. [ требуется ссылка ] Такие монорельсовые системы недавно начали работать в Чунцине и Сан-Паулу . Легкое метро — это подкласс скоростного транспорта, который имеет скорость и разделение уровней «полного метро», но рассчитан на меньшее количество пассажиров. Он часто имеет меньшие габариты, более легкие вагоны и меньший размер, как правило, состоит из двух-четырех вагонов. Легкое метро обычно используется в качестве подъездных путей к основной системе скоростного транспорта. [68] Например, линия Вэньху тайбэйского метрополитена обслуживает многие относительно редкие районы и подпитывает и дополняет линии метро с высокой пропускной способностью.
Некоторые системы были построены с нуля, другие были восстановлены из бывших систем пригородных поездов или трамваев, которые были модернизированы и часто дополнены подземным или надземным участком в центре города. [22] Наземные трассы с выделенной полосой отвода обычно используются только за пределами густонаселенных районов, поскольку они создают физический барьер в городской ткани, который препятствует потоку людей и транспортных средств через их путь и имеют больший физический след. Этот метод строительства является самым дешевым, пока стоимость земли низкая. Он часто используется для новых систем в районах, которые планируется застроить зданиями после строительства линии. [69]
Большинство скоростных поездов — это электрические поезда длиной от трех до десяти и более вагонов. [70] Численность экипажей уменьшалась на протяжении всей истории, и некоторые современные системы теперь управляют полностью необслуживаемыми поездами. [71] Другие поезда продолжают иметь машинистов, даже если их единственная роль в нормальной работе — открывать и закрывать двери поездов на станциях. Электроэнергия обычно подается по третьему рельсу или по воздушным проводам . Вся сеть лондонского метрополитена использует четвертый рельс , а другие используют линейный двигатель для движения. [72]
Некоторые городские железнодорожные линии построены для погрузочной ширины, такой же большой, как и у магистральных железных дорог ; другие построены для меньшей ширины и имеют туннели , которые ограничивают размер, а иногда и форму вагонов поезда. Одним из примеров является большая часть лондонского метрополитена , которая приобрела неформальное название «трубный поезд» из-за цилиндрической формы поездов, используемых на глубоких трубных линиях .
Исторически сложилось так, что скоростные транзитные поезда использовали потолочные вентиляторы и открывающиеся окна для подачи свежего воздуха и охлаждения поршневым ветром для пассажиров. С 1950-х по 1990-е годы (и в большинстве стран Европы до 2000-х годов) многие скоростные транзитные поезда той эпохи также были оснащены системами принудительной вентиляции в потолочных блоках вагонов для комфорта пассажиров. Ранний скоростной транзитный подвижной состав, оснащенный кондиционерами , такой как вагоны Hudson and Manhattan Railroad серии K [73] с 1958 года, вагоны New York City Subway R38 и R42 с конца 1960-х годов и Nagoya Municipal Subway серии 3000 , Osaka Municipal Subway серии 10 [74] и MTR M-Train EMU с 1970-х годов, как правило, был возможен только благодаря относительно большим габаритам этих систем, а также достаточным открытым секциям для рассеивания горячего воздуха из этих кондиционеров. Особенно это касается некоторых систем скоростного транспорта, таких как Монреальский метрополитен [75] (открыт в 1966 году) и муниципальный метрополитен Саппоро (открыт в 1971 году), поскольку их полностью закрытый характер, обусловленный использованием технологии резиновых шин для преодоления сильных снегопадов, с которыми сталкиваются оба города зимой, исключает возможность модернизации подвижного состава системами кондиционирования из-за риска нагрева туннелей до температур, которые могут быть слишком высокими для пассажиров и движения поездов.
Во многих городах сети метро состоят из линий, эксплуатирующих различные размеры и типы транспортных средств. Хотя эти подсети часто не могут быть соединены рельсами, в случаях, когда это необходимо, подвижной состав с меньшим габаритом погрузки из одной подсети может перевозиться по другим линиям, использующим более крупные поезда. В некоторых сетях такие операции являются частью обычных услуг.
Большинство систем скоростного транспорта используют обычные железнодорожные пути стандартной колеи . Поскольку пути в туннелях метро не подвержены воздействию дождя , снега или других видов осадков , они часто крепятся непосредственно к полу, а не опираются на балласт , как обычные железнодорожные пути.
Альтернативная технология, использующая резиновые шины на узких бетонных или стальных роликовых путях , была впервые применена на некоторых линиях Парижского метро и Мехико , а первая совершенно новая система, использовавшая ее, была в Монреале , Канада. На большинстве этих сетей для направления требуются дополнительные горизонтальные колеса, а обычный путь часто предоставляется в случае спущенных шин и для переключения . Существуют также некоторые системы с резиновыми шинами, которые используют центральный направляющий рельс , такие как муниципальное метро Саппоро и система NeoVal в Ренне , Франция. Сторонники этой системы отмечают, что она намного тише обычных поездов со стальными колесами и позволяет преодолевать большие уклоны, учитывая повышенное сцепление резиновых шин. Однако они имеют более высокие затраты на техническое обслуживание и менее энергоэффективны. Они также теряют сцепление, когда погодные условия влажные или обледенелые, что препятствует надземному использованию Монреальского метро и ограничивает его в муниципальном метро Саппоро, но не в системах с резиновыми шинами в других городах. [76]
Некоторые города с крутыми холмами внедряют технологии горной железной дороги в свои метро. Одна из линий Лионского метро включает в себя участок зубчатой железной дороги , а Кармелит в Хайфе представляет собой подземный фуникулер .
Для надземных линий другой альтернативой является монорельс , который может быть построен либо как монорельс с балками-перекладинами , либо как подвесной монорельс . Хотя монорельсы никогда не получали широкого распространения за пределами Японии, есть некоторые, такие как монорельсовые линии Chongqing Rail Transit , которые широко используются в условиях скоростного транспорта.
Хотя поезда на самых ранних системах скоростного транспорта, таких как Metropolitan Railway, приводились в действие паровыми двигателями , либо через кабельную тягу, либо паровозами , в настоящее время практически все поезда метро используют электроэнергию и строятся для работы в составе нескольких единиц . Электроэнергия для поездов, называемая тяговой мощностью , обычно подается через одну из двух форм: воздушную линию , подвешенную к столбам или башням вдоль пути или от потолков конструкций или туннелей, или третий рельс, установленный на уровне пути и контактирующий с скользящим « башмаком для приема ». Практика передачи энергии по рельсам на земле в основном связана с ограниченным верхним просветом туннелей, что физически препятствует использованию воздушных проводов .
Использование воздушных проводов позволяет использовать более высокие напряжения питания. Воздушные провода, скорее всего, будут использоваться в системах метро без большого количества туннелей, например, в шанхайском метро . Воздушные провода используются в некоторых системах, которые в основном находятся под землей, как в Барселоне , Фукуоке , Гонконге , Мадриде и Шицзячжуане . Как воздушные провода, так и системы третьего рельса обычно используют ходовые рельсы в качестве обратного проводника. Некоторые системы используют для этой цели отдельный четвертый рельс. Существуют транзитные линии, которые используют как рельсовое, так и воздушное питание, при этом транспортные средства могут переключаться между ними, например, Синяя линия в Бостоне .
Большинство систем скоростного транспорта используют постоянный ток , но некоторые системы в Индии, включая метрополитен Дели, используют напряжение 25 кВ 50 Гц, подаваемое по воздушным проводам .
На подземных уровнях туннели убирают движение с уровня улиц, избегая задержек, вызванных пробками , и оставляя больше земли доступной для строительства и других целей. В районах с высокими ценами на землю и плотным землепользованием туннели могут быть единственным экономичным маршрутом для массовых перевозок. Туннели, построенные методом выемки грунта, строятся путем выкапывания городских улиц, которые затем перестраиваются поверх туннеля. В качестве альтернативы, для рытья глубоких туннелей, которые залегают глубже в коренной породе , могут использоваться машины для бурения туннелей . [35]
Строительство подземного метрополитена — дорогостоящий проект , который часто осуществляется в течение нескольких лет. Существует несколько различных методов строительства подземных линий.
При одном распространенном методе, известном как метод выемки и перекрытия, городские улицы выкапываются, и в траншее возводится туннельная конструкция, достаточно прочная для поддержки дороги, которая затем засыпается, а проезжая часть перестраивается. Этот метод часто включает в себя масштабное перемещение коммуникаций, обычно зарытых не слишком далеко от уровня улицы, в частности, электропроводки и телефонной проводки, водопровода и газопровода , а также канализации . Это перемещение должно выполняться осторожно, так как, согласно документальным фильмам Национального географического общества, одной из причин взрывов в апреле 1992 года в Гвадалахаре был неправильно расположенный водопровод. Конструкции обычно изготавливаются из бетона , возможно, со стальными несущими колоннами . В самых старых системах использовались кирпич и чугун . Строительство методом выемки и перекрытия может занять так много времени, что часто необходимо строить временное дорожное полотно, пока идет строительство под ним, чтобы избежать закрытия главных улиц на длительные периоды времени.
Другой метод прокладки туннелей называется буровым туннелированием . Здесь строительство начинается с вертикальной шахты , из которой горизонтально прокладываются туннели, часто с помощью проходческого щита , что позволяет избежать практически любого нарушения существующих улиц, зданий и коммуникаций. Но проблемы с грунтовыми водами более вероятны, а прокладка туннелей через коренную породу может потребовать взрывных работ . Первым городом, широко использовавшим глубокое туннелирование, был Лондон , где толстый осадочный слой глины в значительной степени позволяет избежать обеих проблем. Ограниченное пространство в туннеле также ограничивает возможности используемой техники, но теперь доступны специализированные машины для прокладки туннелей, позволяющие преодолеть эту проблему.
Недостатком этого является то, что стоимость прокладки туннелей намного выше, чем строительство открытых систем, на уровне земли или на возвышении. Ранние туннельные машины не могли делать туннели достаточно большими для обычного железнодорожного оборудования, что требовало специальных низких круглых поездов, таких как те, которые до сих пор используются в большинстве лондонских подземок. Он не может установить кондиционеры на большинстве своих линий, поскольку количество пустого пространства между поездами и стенами туннеля слишком мало. Другие линии были построены открытым способом и с тех пор были оборудованы поездами с кондиционерами .
Самая глубокая система метро в мире была построена в Санкт-Петербурге , Россия, где в болотистой местности устойчивая почва начинается на глубине более 50 метров (160 футов). Выше этого уровня почва в основном состоит из водоносного мелкодисперсного песка. Из-за этого только три станции из почти 60 построены вблизи уровня земли и еще три над землей. Некоторые станции и туннели лежат на глубине 100–120 метров (330–390 футов) под поверхностью. Обычно для обозначения глубины используется вертикальное расстояние между уровнем земли и рельсом. Среди возможных кандидатов:
Преимущество глубоких тоннелей заключается в том, что они могут опускаться в бассейнообразный профиль между станциями, не неся значительных дополнительных расходов, связанных с рытьем вблизи уровня земли. Эта техника, также называемая размещением станций «на горбах», позволяет гравитации помогать поездам, когда они разгоняются от одной станции и тормозят на следующей. Она использовалась еще в 1890 году на участках железной дороги City and South London Railway и с тех пор использовалась много раз, например, в Монреале или Нюрнберге.
Линия West Island , расширение линии MTR Island , обслуживающей западную часть острова Гонконг, открытая в 2015 году, имеет две станции ( Sai Ying Pun и HKU ), расположенные на глубине более 100 метров (330 футов) под землей, для обслуживания пассажиров на средних уровнях . Они имеют несколько входов/выходов, оборудованных высокоскоростными лифтами вместо эскалаторов . Такие выходы существовали на многих станциях лондонского метрополитена и станциях в странах бывшего Советского Союза.
Надземные железные дороги — более дешевый и простой способ построить эксклюзивное право проезда без рытья дорогих туннелей или создания барьеров. В дополнение к уличным железным дорогам они также могут быть единственной другой возможной альтернативой из-за таких соображений, как высокий уровень грунтовых вод вблизи поверхности города, что повышает стоимость или даже исключает подземные железные дороги (например, Майами ). Надземные направляющие были популярны в начале 20-го века, но вышли из моды. Они снова вошли в моду в последней четверти века — часто в сочетании с беспилотными системами, например, SkyTrain в Ванкувере, Docklands Light Railway в Лондоне , [77] Miami Metrorail , Bangkok Skytrain , [78] и Skyline Honolulu . [79]
Станции функционируют как узлы , позволяющие пассажирам садиться и выходить из поездов. Они также являются контрольно-пропускными пунктами и позволяют пассажирам пересаживаться между видами транспорта, например, на автобусы или другие поезда. Доступ осуществляется либо через островные , либо через боковые платформы . [80] Подземные станции, особенно глубокого уровня, увеличивают общее время транспортировки: длинные поездки на эскалаторах к платформам означают, что станции могут стать узкими местами, если они не построены должным образом. Некоторые подземные и надземные станции интегрированы в обширные подземные или надземные сети соответственно, которые соединяются с близлежащими коммерческими зданиями. [81] В пригородах может быть « парковка и перехватывающая парковка », соединенная со станцией. [82]
Чтобы обеспечить легкий доступ к поездам, высота платформы позволяет беспрепятственно проходить между платформой и поездом. Если станция соответствует стандартам доступности , она позволяет как инвалидам, так и людям с багажом на колесах легко проходить к поездам, [83] хотя, если путь изогнут, между поездом и платформой может быть зазор . Некоторые станции используют платформенные раздвижные двери для повышения безопасности, предотвращая падение людей на пути, а также сокращая расходы на вентиляцию.
В частности, в бывшем Советском Союзе и других странах Восточной Европы, но в большей степени в других местах, станции были построены с великолепными украшениями, такими как мраморные стены, полированные гранитные полы и мозаики, таким образом, открывая публике искусство в их повседневной жизни, за пределами галерей и музеев. Облицовка стен Московского метрополитена содержит множество окаменелостей, от кораллов до аммоноидей и наутилусов . Системы в Москве , Санкт-Петербурге , Ташкенте и Киеве широко считаются одними из самых красивых в мире. [84] Несколько других городов, таких как Лондон, [85] Стокгольм , Монреаль , Лиссабон , Неаполь и Лос-Анджелес, также сосредоточились на искусстве, которое может варьироваться от декоративной облицовки стен до больших, ярких художественных схем, интегрированных с архитектурой станции, и экспозиций древних артефактов, найденных во время строительства станции. [86] Возможно, можно получить прибыль, привлекая больше пассажиров, тратя относительно небольшие суммы на грандиозную архитектуру , искусство, чистоту , доступность , освещение и чувство безопасности . [87]
На заре существования подземных железных дорог для управления каждым поездом требовалось не менее двух сотрудников: один или несколько сопровождающих (также называемых « кондуктором » или «охранником») для управления дверями или воротами, а также машинист (также называемый « инженером » или «машинистом»). Внедрение электрических дверей около 1920 года позволило сократить численность бригады, и теперь поездами во многих городах управляет один человек . Там, где оператор не мог видеть всю сторону поезда, чтобы определить, можно ли безопасно закрыть двери, для этой цели часто предусматриваются зеркала или мониторы с замкнутой системой видеонаблюдения .
Система замены машинистов-людей стала доступна в 1960-х годах с развитием компьютеризированных технологий автоматического управления поездами и, позднее, автоматического управления поездами (ATO). ATO могла запускать поезд, разгоняться до нужной скорости и автоматически останавливаться в нужном положении на железнодорожной платформе на следующей станции, принимая во внимание информацию, которую машинист-человек получал от сигналов на линии или в кабине . Первой линией метро, которая использовала эту технологию в полном объеме, была лондонская линия Victoria , открытая в 1968 году.
При нормальной работе член бригады сидит на месте машиниста спереди, но отвечает только за закрытие дверей на каждой станции. При нажатии двух кнопок «старт» поезд автоматически двигается к следующей станции. Этот стиль «полуавтоматической работы поезда» (STO), технически известный как « Уровень автоматизации (GoA) 2», получил широкое распространение, особенно на новых линиях, таких как сеть BART в районе залива Сан-Франциско .
Вариант ATO, «работа поезда без машиниста» (DTO) или технически «GoA 3», можно увидеть в некоторых системах, как в лондонской Docklands Light Railway , которая открылась в 1987 году. Здесь «агент по обслуживанию пассажиров» (ранее называвшийся «капитаном поезда») будет ездить с пассажирами, а не сидеть впереди, как машинист, но будет иметь те же обязанности, что и машинист в системе GoA 2. Эта технология может позволить поездам работать полностью автоматически без бригады, как это делают большинство лифтов . Когда изначально растущие затраты на автоматизацию начали снижаться, это стало финансово привлекательным вариантом для операторов.
В то же время, контраргументы утверждали, что в чрезвычайной ситуации член бригады на борту поезда, возможно, смог бы предотвратить чрезвычайную ситуацию в первую очередь, довести частично неисправный поезд до следующей станции, помочь с эвакуацией, если это необходимо, или вызвать нужные экстренные службы и помочь направить их к месту, где произошла чрезвычайная ситуация. В некоторых городах те же причины используются для оправдания бригады из двух человек, а не из одного: один человек ведет поезд из передней части поезда, в то время как другой управляет дверями с позиции, расположенной дальше сзади, и ему удобнее помогать пассажирам в задних вагонах. Примером присутствия машиниста исключительно из-за сопротивления профсоюза является линия Scarborough RT в Торонто.
Полностью необслуживаемые поезда, или «безлюдная эксплуатация поездов» (UTO) или технически «GoA 4», более приемлемы в новых системах, где нет существующих бригад, которые можно было бы заменить, и особенно на линиях легкого метро . Одной из первых таких систем была VAL ( véhicule automatique léger или «автоматизированное легкое транспортное средство»), впервые использованная в 1983 году в метро Лилля во Франции. Дополнительные линии VAL были построены в других городах, таких как Тулуза , Франция, и Турин , Италия. Другая система, которая использует необслуживаемые поезда, — это Innovia Metro компании Bombardier , первоначально разработанная Корпорацией развития городского транспорта как транзитная система средней пропускной способности (ICTS). Позже она использовалась в SkyTrain в Ванкувере и на линии Kelana Jaya в Куала-Лумпуре, обе из которых не перевозят членов бригады.
Другим препятствием для перевода существующих линий на полностью автоматизированный режим работы является то, что перевод может потребовать остановки работы. Кроме того, если несколько линий используют одну и ту же инфраструктуру, может потребоваться разделить пути между автоматизированными и управляемыми человеком поездами, по крайней мере, на переходный период. Нюрнбергский метрополитен перевел существующий U2 на полностью автоматизированный (GoA4) в начале 2010 года без единого дня перерыва в обслуживании. До этого он работал в смешанном режиме с недавно открытым полностью беспилотным U3 с 2008 года. Нюрнбергский метрополитен стал первой системой в мире, которая осуществила такой переход со смешанным режимом работы и без перерыва в обслуживании. Хотя это показывает, что эти технологические препятствия могут быть преодолены, проект был серьезно задержан, не достигнув цели ввода в эксплуатацию к чемпионату мира по футболу FIFA 2006 года , а ожидаемые международные заказы на систему автоматизации, используемую в Нюрнберге, так и не были реализованы.
Системы, использующие автоматические поезда, также обычно используют полноразмерные платформенные раздвижные двери или полуразмерные автоматические платформенные ворота для повышения безопасности и обеспечения уверенности пассажиров, но это не универсально, поскольку такие сети, как Нюрнберг, этого не делают, используя вместо этого инфракрасные датчики для обнаружения препятствий на пути. И наоборот, некоторые линии, которые сохраняют машинистов или ручное управление поездами, тем не менее используют PSD, в частности, расширение линии Jubilee в Лондоне . Первой сетью, установившей PSD на уже работающей системе, была гонконгская MTR , за которой последовало сингапурское MRT.
Что касается более крупных поездов, то на большинстве линий парижского метрополитена есть машинисты, но на новейшей линии 14 , которая открылась в 1998 году, ходят автоматизированные поезда. Старая линия 1 была впоследствии переведена на необслуживаемый режим работы к 2012 году, и ожидается, что линия 4 последует за ней к 2023 году. [88] Линия метро North East в Сингапуре, которая открылась в 2003 году, является первой в мире полностью автоматизированной подземной городской линией тяжелого рельса. Линия MTR Disneyland Resort также автоматизирована, как и поезда на линии South Island .
С 1980-х годов трамваи воплотили в себе несколько особенностей скоростного транспорта: системы легкорельсового транспорта (трамваи) движутся по собственной полосе отвода , что позволяет избегать заторов ; они остаются на том же уровне, что и автобусы и автомобили. Некоторые системы легкорельсового транспорта имеют надземные или подземные секции. Как новые, так и модернизированные трамвайные системы обеспечивают более высокую скорость и большую пропускную способность и являются дешевой альтернативой строительству скоростного транспорта, особенно в небольших городах. [39]
Проект premetro означает, что подземная система скоростного транспорта строится в центре города, но только легкорельсовый транспорт или трамвайная система в пригородах. Наоборот, другие города решили построить полноценное метро в пригородах, но запустить трамваи на городских улицах, чтобы сэкономить на стоимости дорогих туннелей. В Северной Америке междугородние поезда были построены как пригородные трамваи, идущие по улицам , без разделения уровней скоростного транспорта. Premetros также позволяет постепенно модернизировать существующие трамвайные пути до скоростного транспорта, таким образом распределяя инвестиционные затраты с течением времени. Они наиболее распространены в Германии под названием Stadtbahn . [70]
Пригородные пригородные поезда — это система тяжелого рельса, которая работает с меньшей частотой, чем городской скоростной транспорт, с более высокой средней скоростью, часто обслуживая только одну станцию в каждой деревне и городе. Пригородные железнодорожные системы некоторых городов (такие как немецкие S-Bahns , пригородная линия Джакарты KRL , пригородная железная дорога Мумбаи , австралийские пригородные сети , датские S-tog и т. д.) можно рассматривать как замену городской скоростной транспортной системе, обеспечивая частые массовые перевозки в пределах города. Напротив, в основном городские скоростные транспортные системы в некоторых городах (такие как метро Дубая , метро Шанхая , MetroSur мадридского метро , метро Тайбэя , скоростной транспорт Куала-Лумпура и т. д.) имеют линии, которые разветвляются, чтобы достичь внешних пригородов. С некоторыми другими городскими или «окологородскими» скоростными транспортными системами ( метро Гуанфо , скоростной транспорт Bay Area , метро Лос-Текес и линия 7 метро Сеула и т. д.), обслуживающими двух- и многоядерные агломерации .
Некоторые города выбрали два уровня городских железных дорог: городская скоростная транзитная система (например, парижское метро , берлинское U-Bahn , лондонское метро , сиднейское метро , токийское метро , джакартское MRT и филадельфийское метро ) и пригородная система (например, их аналоги RER , S-Bahn , Crossrail и London Overground , Sydney Trains , JR Urban Lines , KRL Commuterline и Regional Rail соответственно). Такие системы известны по-разному: S-поезда , пригородные поезда или (иногда) региональные поезда. Пригородные системы могут иметь собственные специально построенные пути, работать с аналогичной частотой «скоростного транзита» и (во многих странах) управляться национальной железнодорожной компанией. В некоторых городах эти пригородные поезда проходят через туннели в центре города и имеют прямые пересадки на скоростную транзитную систему на тех же или соседних платформах. [89] [90]
В некоторых случаях, например, в лондонском метро и наземном метро , пригородные и скоростные транзитные системы даже ходят по одним и тем же путям на некоторых участках. Калифорнийская BART , Федеральный округ Metrô - DF и вашингтонская Metrorail — это пример гибрида этих двух систем: в пригородах линии функционируют как пригородная железнодорожная линия с более длинными интервалами и большим расстоянием между станциями; в центре города станции располагаются ближе друг к другу, а многие линии переплетаются , при этом интервалы сокращаются до типичных для скоростного транспорта.
.jpg/1280px-Docklands_Light_Railway_121_(6175977501).jpg)
По состоянию на март 2018 года [update]212 городов построили системы скоростного транспорта. [91] Капитальные затраты высоки, как и риск перерасхода средств и дефицита выгод; обычно требуется государственное финансирование . Скоростной транспорт иногда рассматривается как альтернатива обширной системе дорожного транспорта с множеством автомагистралей ; [92] система скоростного транспорта обеспечивает более высокую пропускную способность при меньшем использовании земли, меньшем воздействии на окружающую среду и более низкой стоимости. [93] [7] Исследование 2023 года показало, что системы скоростного транспорта приводят к значительному сокращению выбросов CO2 . [ 94]
Надземные или подземные системы в городских центрах позволяют перевозить людей, не занимая дорогую землю, и позволяют городу развиваться компактно без физических барьеров. Автомагистрали часто снижают стоимость близлежащих жилых земель , но близость к станции скоростного транзита часто вызывает коммерческий и жилой рост, при этом строятся крупные офисные и жилые кварталы, ориентированные на транзит . [92] [95] Кроме того, эффективная транзитная система может уменьшить потерю экономического благосостояния, вызванную ростом плотности населения в мегаполисе. [96]
Системы скоростного транспорта имеют высокие фиксированные издержки . Большинство систем находятся в государственной собственности, либо местных органов власти, либо транзитных властей , либо национальных правительств. Капитальные вложения часто частично или полностью финансируются за счет налогообложения, а не за счет пассажирских тарифов, но часто должны конкурировать с финансированием дорог . Транзитные системы могут управляться владельцем или частной компанией через обязательство по предоставлению общественных услуг . Владельцы систем часто также владеют соединительными автобусными или железнодорожными системами или являются членами местной транспортной ассоциации , что позволяет осуществлять бесплатные пересадки между видами транспорта. Почти все транзитные системы работают с дефицитом, требуя доходов от платы за проезд , рекламы и государственного финансирования для покрытия расходов.
Коэффициент возврата платы за проезд , отношение дохода от билетов к эксплуатационным расходам, часто используется для оценки операционной рентабельности, при этом некоторые системы, включая гонконгскую MTR Corporation [ 97] и Тайбэй [98], достигают коэффициента возврата, значительно превышающего 100%. Это игнорирует как большие капитальные затраты, понесенные при строительстве системы, которые часто финансируются за счет льготных кредитов [99] и обслуживание которых исключается из расчетов рентабельности, так и дополнительные доходы, такие как доход от портфелей недвижимости . [97] Некоторые системы, особенно в Гонконге, частично финансируются за счет продажи земли, стоимость которой выросла за счет нового доступа, который расширение принесло в этот район, [69] процесс, известный как захват стоимости .
Политика планирования городского землепользования имеет важное значение для успеха систем скоростного транспорта, особенно потому, что массовый транспорт невозможен в сообществах с низкой плотностью населения. Планировщики транспорта подсчитали, что для поддержки скоростных железнодорожных услуг необходимо, чтобы плотность жилых домов составляла двенадцать жилых единиц на акр. [100]
