鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)

鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)主要有三種類型：城市間的旅客和貨物運(yùn)輸、通勤運(yùn)輸和高速運(yùn)輸。每一種的突出屬性是安全，低能量需求(對于鋼輪在鋼軌上，滾動阻力是3～8lb/ton)，一列車運(yùn)送1000個乘客或10000t(或更多)貨物的能力，鐵路用地所需要的最小化的土地量，在所有天氣條件下工作的可靠性，以及很少的大氣污染。鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的其他類型有快速客運(yùn)，具有以最小的候車時間從路線上的一個站攜帶乘客到線上的任一個其他站，沒有中間站，并且是單軌道、磁力懸浮固定導(dǎo)軌系統(tǒng)。

1貨運(yùn)系統(tǒng)

一般貨運(yùn)鐵路是擁有或租借鐵路用地的私營產(chǎn)業(yè)，其修建并維護(hù)它們自己的軌道、結(jié)構(gòu)、信號系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，并運(yùn)行自有的或租借的設(shè)備。這些鐵路為鄉(xiāng)村和城市之間或者在接近的鄉(xiāng)村之間提供貨物運(yùn)輸服務(wù)。貨運(yùn)鐵路可運(yùn)輸所有類型的貨物，有些，例如散裝貨像煤炭和谷物，它們以完全由一種類型的車廂組成的單元列車運(yùn)送。其他貨物以由很多類型的車廂組成的混合列車運(yùn)送，成功的貨運(yùn)業(yè)務(wù)取決于公平的價(jià)格、穩(wěn)定的運(yùn)送時間和準(zhǔn)時的交貨、免于裝載損壞以及減輕的貨物裝卸工作。為了提供有利可圖的貨運(yùn)業(yè)務(wù)，良好的技術(shù)和操作是必要的。

2城市間及高速乘客系統(tǒng)

標(biāo)準(zhǔn)的城市間客運(yùn)業(yè)務(wù)以每小時80mi的速度提供了穿越田野安全可靠的人員運(yùn)送服務(wù)。一般標(biāo)準(zhǔn)的城市間客運(yùn)業(yè)務(wù)使用貨運(yùn)鋼軌公司的軌道，因此與貨運(yùn)列車合用軌道。對于良好的客運(yùn)業(yè)務(wù)特有的技術(shù)要求包括用非常長的旅程原動力裝備的卡車的車廂、減震器、交叉穩(wěn)定器、空氣調(diào)節(jié)裝置、良好的照明、有吸引力的室內(nèi)裝飾、舒適寬敞的座椅、清潔且足夠的盥洗室、便利的行李儲藏、定價(jià)合理的優(yōu)良餐車服務(wù)以及上等觀景車頂車廂(除了通宵服務(wù)之外)。出發(fā)時間、速度、準(zhǔn)時到達(dá)和低費(fèi)用也是重要的因素。

當(dāng)前在美國，大部分城市間旅客使用私人汽車或飛機(jī)旅行，僅有小百分比人員通過鐵路旅行。直到1971年，城市間鐵路客運(yùn)業(yè)務(wù)由貨運(yùn)鐵路提供。由于這種服務(wù)招致的巨大赤字，國會確立了一個私營公用事業(yè)的公司——全國鐵路客運(yùn)公司，通常叫做“美鐵”——來運(yùn)轉(zhuǎn)一個基本的全國客運(yùn)系統(tǒng)。向鐵路運(yùn)行的城市間客運(yùn)業(yè)務(wù)給出了繼續(xù)其自身業(yè)務(wù)或通過合同加入美鐵的選擇權(quán)。鐵路通過支付相當(dāng)多的費(fèi)用加入美鐵，就解除了提供城市間鐵路客運(yùn)業(yè)務(wù)的所有的職責(zé)。美鐵于1971年5月1日開始運(yùn)轉(zhuǎn)，并經(jīng)營了其創(chuàng)立之前存在的城市間客運(yùn)列車的60%。最后所有的鐵路與美鐵簽署了合同。美鐵繼續(xù)在45個州的多于22000mi的路線上提供城市間鐵路客運(yùn)業(yè)務(wù)，并且受到聯(lián)邦政府的資助。有些州政府為了在其州內(nèi)的特殊列車運(yùn)行也資助美鐵。

高速鐵路(HSR)運(yùn)輸一般公認(rèn)為是110mi/h及以上的速度。HSR通常具有其自身指定的軌道和與任何貨運(yùn)業(yè)務(wù)分離的鐵路用地。日本、德國和法國多年以來已經(jīng)擁有這種業(yè)務(wù)，并繼續(xù)修建新的路線。最近，一種從加來開往馬賽的法國TGV平均時速306km(190mph)。美國正開始發(fā)展鐵路線中的HSR計(jì)劃，這樣的業(yè)務(wù)將提供與航線不相上下的旅行時間。美鐵已經(jīng)在東北通道中啟動了HSR業(yè)務(wù)，服務(wù)于華盛頓和波士頓之間的較大城市。高速鐵路運(yùn)輸使用由兩個電力機(jī)車組成的小火車，一端一個，在電力機(jī)車之間帶有行李車廂、若干旅客車廂和一個食品服務(wù)車廂。這種小火車是空氣動力型的以減少氣流的阻力。

3通勤系統(tǒng)

它通常在大城市及其市郊提供短程客運(yùn)業(yè)務(wù)，并作為較大鐵路系統(tǒng)的一部分進(jìn)行運(yùn)營。工人的運(yùn)輸高峰期發(fā)生在清晨和午后期間，但是有些業(yè)務(wù)必須貫穿全天提供。重要的要求是可靠性、最小的行程時間、便利性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性。列車通常行駛在標(biāo)準(zhǔn)鐵路軌道上，它們可以結(jié)合自動的車廂或者由內(nèi)燃電力傳動機(jī)車運(yùn)轉(zhuǎn)。

汽車行駛與通勤業(yè)務(wù)相競爭，因此工程師設(shè)計(jì)一個將吸引最大可能的交通量的通勤系統(tǒng)是重要的。吸引力是間隔頻繁的列車，防護(hù)狂風(fēng)暴雨的天氣，可能節(jié)約的行程時間，可能改善的空氣質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)。一些研究表明，通過降低對鐵路用地和用于汽車的行車道的要求，城市高速鐵路運(yùn)輸代替公路提供了更低的建造成本。帶有空氣調(diào)節(jié)裝置、良好的照明和舒適的座椅的雙層不銹鋼通勤車廂的使用，準(zhǔn)時運(yùn)行和頻繁的行程安排，以及推拉式的操作已經(jīng)使通勤運(yùn)輸顯著增長，盡管帶有運(yùn)費(fèi)的一些增加。

然而，即使擁有良好的通勤業(yè)務(wù)，鐵路也不能有利潤地運(yùn)轉(zhuǎn)這項(xiàng)業(yè)務(wù)。因此，有些州在認(rèn)為有利的地方資助通勤運(yùn)行。一些大型城市地區(qū)已經(jīng)建立了為通勤運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展和運(yùn)轉(zhuǎn)投資的過境區(qū)域。在存在未充分使用或廢棄鐵路貨運(yùn)線的一些位置，已經(jīng)被購買或重新裝備以建立通勤業(yè)務(wù)。這些州和聯(lián)邦支持的正當(dāng)理由是節(jié)約了將另外用于額外高速公路的錢財(cái)和土地，緩解了城市中的汽車擁塞，減少了城市中所需的停車場的數(shù)量，較少了汽車事故以及噪聲和大氣污染。

4城市高速鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)

其主要在城市內(nèi)，盡管有些為附近的郊區(qū)提供服務(wù)。特有的要求是頻繁且可靠的服務(wù)，快速的裝卸工作，用于迅速加速與減速的輕型重量，低價(jià)費(fèi)用，以及與其他要求相一致的舒適度。

高速交通車輛主要由外部電力的某種形式來推進(jìn)。在高峰期間，乘客通常不得不站行一段。在人口稠密區(qū)，鐵路線傳統(tǒng)上位于地道中或在高架結(jié)構(gòu)中。在某些人口稠密區(qū)，公路的汽車交通車道以鐵路線取代。同樣，在若干中心市區(qū)和較大的過境中心區(qū)，交通發(fā)展通向行人大廳建筑中以及購物區(qū)。

隨著人口的增長，在某些城市延伸或增加高速交通系統(tǒng)，或其他沒有高速交通系統(tǒng)的城市，為了滿足增大的人口而研究提供高速交通系統(tǒng)或一些其他類型的希求成為合乎需要的。城市高速鐵路運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)與通勤線給出的那些大致一樣。盡管城市高速鐵路運(yùn)輸作為自營的可能性不是很好，很少城市在現(xiàn)有的街道和公路上能夠提供自營式的公交服務(wù)。

城市高速鐵路運(yùn)輸和通勤系統(tǒng)之間的一個主要區(qū)別是，大部分情形下高速鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)包括新建工程。因此，必須進(jìn)行研究以確定將與站上的供電線公共汽車最適應(yīng)并且也最方便于大量的人的位置和站距。

高速交通受到聯(lián)邦基金的資助，由聯(lián)邦高速運(yùn)輸管理局(FTA)、運(yùn)輸部(DOC)和當(dāng)?shù)鼗虻貐^(qū)高速運(yùn)輸管理局進(jìn)行分配。協(xié)調(diào)地面運(yùn)輸效率法案(ISTEA)贊助所有運(yùn)輸模式的利用，包括城市高速鐵路運(yùn)輸。FTA也贊助針對改進(jìn)高速交通部件和新的運(yùn)輸概念的開發(fā)的研究。歐洲技術(shù)，尤其是適用于客運(yùn)汽車的，被廣泛應(yīng)用在新式平面系統(tǒng)中。