城市軌道交通系統
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城市軌道交通系統的定義如以下五個條件：
大多數的城市軌道交通系統在城市中心的路段都會鋪在地下挖掘的隧道裏。這些系統亦可稱為地下鐵路，或簡稱為地鐵、地下鐵。在台灣則稱作捷運（Mass Rapid Transit system，簡稱MRT），而台灣的鐵路地下化區段與捷運分屬兩個不同系統，台灣另有一套獨立於捷運系統之外的地鐵系統，係由臺灣鐵路管理局所經營。在中國，修建於地上或高架橋上的城市軌道交通系统通常被稱為“輕軌”。然而，在專業領域，“輕軌”與“地鐵”的區分方式在於運量的不同，“輕軌”指每小時單向運輸量小於20000人的城市軌道交通系统，而“地鐵”指每小時單向運輸量大於20000人的城市軌道交通系统。
輕軌電車由於與其他交通工具共同使用道路路面，因此通常不被算在城市軌道交通系统範圍之内。但是隨著現代公共交通技術的發展，也有越來越多的城市採用有軌電車和輕軌混合的方式，在腹地寬廣的地方單獨架軌，在腹地狹窄的地方則採公用道路路面，根據具體情況靈活設站，兩者的分界也越來越模糊。
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[编辑] 用途
絕大多數的城市軌道交通系統都是用來運載市內通勤的乘客，而在很多場合下城市軌道交通系統都會被當成城市交通的骨幹。通常，城市軌道交通系統是許多都市用以解決交通堵塞問題的方法。
美國的芝加哥曾有用來運載貨物的地下鐵路；英國倫敦亦有專門運載郵件的地下鐵路。但兩條鐵路已先後在1959年及2003年停用。
在戰爭(如第二次世界大戰)時，地下鐵路亦會被用作工廠或防空洞。不少國家（如韓國）的地鐵系統，在設計時都有把戰爭可能計算在設計內，所以無論是鐵路的深度、人群控制方面，都同時兼顧日常交通及國防的需要。 有些地方的地下鐵路建筑在地底下为的不单是避开地面的繁忙交通及房屋，还有为避免铁路系统受到户外的恶劣天气的破坏，負面教材有莫斯科地鐵地面線: 4號及L1號線，受到极端寒冷天气的折磨导致维修费用已经远远高过地下线的建造及维修费用。
另外，城市軌道交通系統亦被用作展示國家在經濟、社會以及技術上高人一等的指標。例如前蘇聯的地下鐵路系統便以車站裝飾華麗出名，而北韓首都平壤的地下鐵路系統亦有堂皇的裝飾。
[编辑] 地下鐵路施工
在地底下挖隧道並不是一件容易的事，而且需要極大量的金錢和時間，至少也要好幾年才能完成。
[编辑] 明挖回填
最簡單直接的方法是明挖隨填(明挖回填)。這種方法一般是在街道上挖掘大坑，在下面建造隧道結構，隧道有足夠的承托力後才把路面重新鋪上。
除了道路被掘開，其他地下結構如電線、電話線、水管等都需要重新配置。
建這種隧道的物料一般是混凝土或鋼，但較舊的系統也有使用磚塊和鐵的。
[编辑] 鑽挖法
另一種方法是先在地面某處挖一個豎井，再在井底挖掘隧道。最常見的方法為使用鑽挖機（潛盾機，盾構機），一面挖掘一面把預先準備好的組件安裝在隧道壁上。對於建築物高度密集的地方（如香港的香港島），鑽挖法甚至是唯一可行的建造方法。
這種方法的優點是對街道交通或其他地下設施的影響非常小，甚至可在水底建造 (倫敦、首爾、香港和紐約等都市的城市軌道系統都有很多越過河流或海港的隧道)；隧道的設計也有較多的創作空間，例如車站會比站與站之間的隧道高一些，有助列車離站時加速以及進站時減速。
但這種挖法也不是沒有缺點的，其中之一是經常需要留意地下水的影響；另外在一些較硬的岩層開挖，可能需要炸藥。地下空氣供應問題甚至隧道坍塌亦有可能造成工人傷亡。此外，對於建築高度密集的地方，挖掘時除了要留意避免對工地四周的建築結構造成影響以外，有時亦要統籌所在的公用事業，把地底的輸水、輸電管線遷移，以便騰出地方來興建列車通道。
[编辑] 歷史
世界上首條地下鐵路系統是在1863年開通的倫敦大都會鐵路 Metropolitan Railway，是為了解決當時倫敦的交通堵塞問題而建。當時電力尚未普及，所以即使是地下鐵路也只能用蒸汽機車。由於機車釋放出的廢氣對人體有害，所以當時的隧道每隔一段距離便要有和地面打通的通風槽。
到了1870年，倫敦開辦了第一條客運的鑽挖式地下鐵，在倫敦塔附近越過泰晤士河。但這條鐵路並不算成功，在數月後便關閉。現存最早的鑽挖式地下鐵路則在1890年開通，亦是倫敦，連接市中心與南部地區。最初鐵路的建造者計劃使用類似纜車的推動方法，但最後用了電力機車，使其成為第一條電動地下鐵。早期在倫敦市內開通的地下鐵亦於1905年全數電氣化。
法國巴黎的巴黎地鐵在1900年開通，最初的法文名字Chemin de Fer Métropolitain是從Metropolitan Railway直接譯過去的，後來縮短成métro，所以現在很多城市軌道系統都稱metro。俄羅斯的地鐵也順理成章，只是改用了西里爾字母，稱為Метро。
[编辑] 世界最深的地下鐵路
有些城市的土質不穩，或者爲了戰略需要，隧道要挖得特別深。俄羅斯聖彼得堡的地下鐵路一般都超過100公尺深。
然而，世界最深的地下鐵路車站並沒有定論。聖彼得堡本身的其中三個地下鐵路車站都有可能是全世界最深的；俄羅斯首都莫斯科和烏克蘭首都基輔都各有一極深的站。兩站都是建在山下的；北韓首都平壤亦有一地下鐵路站能角逐此位，它的最深處達地下200公尺，平均深度亦達100公尺。
[编辑] 供電
一般而言，城市軌道系統的供電可以第三軌、第四軌或架空電纜等方式。
- 第三軌：在原有兩軌路線側邊新增軌道帶電，車輛則利用集電靴獲得電力；電流經車輪和運行軌道回到發電廠。
- 第四軌：原理同上，除了原有車輪支撐導引用軌道外，另外增設兩條軌道各供應直流電正負兩極，或者供應三相交流電，但不如第三軌式經濟，故不常見。
- 架空電纜：電力由架空的電纜提供，車輛則利用集電弓獲得電力，有時亦會以車輪經過軌道將電流帶回發電廠。
[编辑] 車輛
最初的城市軌道系統車廂是木製的，後來改為鋼製以減少一旦發生火災造成的危險。自1953年開通的多倫多的地下鐵路，車廂開始再改良為鋁製，有效減少維修成本和重量。
很多地下鐵路行走的隧道，都比在主要幹線上的為小；所以一般而言地下鐵路的列車體積一般比較小。有時隧道甚至能影響列車的形狀設計，例如倫敦地鐵的部份列車便是。
大部份的城市軌道系統都是使用動車組，而不使用機車牽引客車廂。若果使用機車，經常會用推拉運作。
另外，部份較為先進的系統已開始引入列車自動操作系統。倫敦、巴黎、台灣、新加坡和香港等地車長都毋需控制列車。更先進的軌道交通系統能夠做到無人操控。例如世界上最長的自動化LRT（light rapid transit system）系统—温哥華Skytrain，整個LRT所有的車站及列車均為“無人管理”。
[编辑] 軌道和車輪
一般的城市軌道系統使用鐵軌和金屬車輪。但近年來亦有系統使用混凝土路軌或橡膠車輪（和摩托車相近），或兩者兼用。
香港的香港國際機場旅客捷運系統便用了後者的設計。
[编辑] 營運
城市軌道交通系統的運營方式可大致分為兩種。一是由政府或自治團體來營運，被稱為公營。另一個則是由民營企業營運，是為民營。同時還存在著第三種營運方式，經營者雖然是民營企業，但出資者則是公營團體，這在歐洲較常見。
在一些地區，軌道交通系統的票價無論事件還是乘車長度的長短都是定額的。但是也有很多國家的軌道交通票價是按照乘坐距離（區間）來決定的。在德國等歐洲國家，軌道交通的票價採取地域制，以某地方為中心，向外輻射來劃定地域，在一個地域內票價相同，而下一個地域內則又有新的票價。很多國家組織了交通營運聯合體，軌道交通系統的車票在其他交通工具上也能使用。
很多城市軌道交通系統導入了自動檢票系統，這樣可節省大量人工，消減運營經費。只要插入專用車票或IC卡，檢票系統的轉彎棒就可轉動放行。在日本，城市軌道交通系統的自動檢票裝置還有諸如自動判定票的餘額是否不足與判定使用次數等智慧功能。
另外在德國和奥地利等國，軌道交通系統營運採用實行「自助餐制」。全面廢止在車站內檢票，而是在車內進行突然檢票。在這個情況，若是逃票要繳交正常票價8倍以上的罰款（這些國家內的其他市内交通機關也施行同樣的制度）。
[编辑] 列車運行
由於都市內交通運輸擁塞，大眾普遍要求「不需要太長等候時間就能搭乘」。為此列車的運行間隔被設定10分鐘以下。莫斯科在交通尖峰時段更每隔一分鐘就有一班次。一半情況下，車站內的兩個月臺內的列車是同時到達的。但在東京的部分線路，實行緩行和急行兩種運行方式同時進行的情況。急行列車不停一些較小型的車站，緩行列車則每站都停。
世界的大部分的軌道交通線路，從早晨四點營運到凌晨零點。早晨4點發首班車，深夜0點發末班車。芝加哥和纽約是少數的例外，24小時通宵運營。
[编辑] 安全性
雖然地鐵對於雪災和冰雹的抵御能力較強。但是對地震、水災、火災和恐怖主義等抵禦能力很弱。由於地鐵的構造，而導致極易因為這些因素發生悲劇。為此自地鐵出現以來，工程師們就不斷持續研究如何提高地鐵的安全性。
[编辑] 地震
[编辑] 水災
由於地鐵內的系統低於地平線，而導致地上的雨水容易灌入地鐵內的設施。因此地鐵內不得不準備充分的防水排水設施，即使如此也可能發生地鐵站淹水事件。為此在發生豪雨之時，地鐵車站入口的防潮板和線路上的防水閘門都要關閉。一個知名的例子是台北捷運在納莉台風侵襲時曾經發生淹水事件。
[编辑] 火災
在以前，人們不太重視地鐵站內的防火設施，車站內一旦發生火災，瞬間就會充滿煙霧，而引發嚴重的災禍1987年11月18日，英國倫敦地鐵King's Cross站發生火災，導致31人死亡。產生火災的原因之一是因為倫敦地鐵內採用了大量木質建築。因此，日本地鐵部門規定在地鐵站內禁煙來避免火災。
2003年2月28日，南韓大邱廣域市的地鐵車站因為人為縱火而產生火災，12輛車廂被燒毀，192人死亡，148人受傷。這次火災產生如此嚴重死傷的原因除了車廂內部裝潢採用可燃材料之外，車站區域內排煙設施不完善也是重要因素，加上車輛材質燃燒時產生了大量的一氧化碳等有害物質，而導致不少人中毒死亡。
[编辑] 恐怖襲擊事件
1995年3月在東京發生了東京地鐵沙林毒氣事件。
2005年7月7日在倫敦發生了爆炸事件。地鐵正成為恐怖主義者攻擊的目標。
在2001年9月11日美國的911恐怖襲擊事件中，地鐵雖然沒有成為恐怖主義者直接攻擊的目標，但是倒塌了的世貿中心大樓(WTC)的正下方有地鐵車站，而地鐵車站也因為建築的倒塌而被破壞，部分人因此死亡。
[编辑] 世界各地的城市軌道交通系統
[编辑] 歐洲
自英國倫敦地鐵通車以来，20世纪中葉前在歐洲的許多大都市都建設了地鐵。
[编辑] 英國
[编辑] 德國
[编辑] 法國
[编辑] 俄羅斯
俄羅斯最早的地鐵建設於1935年，地點在莫斯科。莫斯科地鐵的位置較深，軌距為1524公分。車站區域內裝飾極為豪華，多採用花崗石、大理石等來裝飾。當時建設莫斯科地鐵是在史達林的命令之下部分晝夜趕工的，以趕上革命35周年紀念儀式。同時，俄羅斯還有世界唯一的一條旅游用地鐵。
[编辑] 北美洲
[编辑] 美國
美國第一條地鐵出現在波士頓。紐約地鐵以曼哈頓島為中心輻射，總長超過1000公里。紐約地鐵屢次在電影中登場。其他城市的地鐵建設也在推進。目前有20個以上的城市興建了地鐵。其中大部分集中在東部地區，如波士頓、費城、華盛頓、芝加哥等。除此以外，中西部的洛杉磯、舊金山，海外領土波多黎各也有地鐵。其中舊金山的BART是全美最好的運輸系統。
[编辑] 加拿大
加拿大的第一条地铁出现在多伦多。目前加拿大境内拥有地下铁路系统的城市有多伦多和蒙特利尔。温哥华，卡尔加里，埃德蒙顿和渥太华也拥有不同类型的城市轨道交通系统，包括有架空列车系统和轻铁系统。
[编辑] 墨西哥
墨西哥首都墨西哥城的地鐵開業於1969年。墨西哥城地鐵的票價是全區間統一的。另外瓜達拉哈拉等都市也有地鐵。
[编辑] 南美洲
南美第一個地鐵通車於1913年12月，是在阿根廷首都布宜諾斯艾利斯。目前在南美大陸中有地鐵的國家有巴西、智利、哥倫比亞、委内瑞拉和阿根廷，共計5個國家。
[编辑] 巴西
在巴西，截止目前為止共有聖保羅市等六個城市有地鐵營運。這些地鐵全部建設於1970年代後。軌距雖然全部採用寬軌1600mm，但是各個城市的地鐵線相同之處僅限於此，在其他方面都有很大不同。
[编辑] 亞洲
亞洲最早的地鐵出現在日本。日本大都市人口密集，因此為疏導交通而廣興地鐵。在20世紀後半葉，亞洲各地的地鐵飛速發展。亞洲建設地鐵的主要目的是為了緩和阻塞的交通。除去日本和石油生產國，不少發展中國家的地鐵路線都是用發達國家的援助資金興建的。
[编辑] 日本
日本最早的地鐵建於1927年（昭和2年）12月30日。通車範圍是目前東京地鐵銀座線淺草站到上野站的區間。1933年（昭和8年）5月20日，第一個公營地鐵大阪市營地鐵御堂筋線梅田站到心齋橋站的區間通車營運。在此之前，1915年（大正4年）東京中央郵局到東京站區間就已有在地下行車的郵件運輸專車。 第二次世界大戰後除了大阪市以外，公營有軌電車在各政令指定城市成為代替地鐵的交通方式，在一些大都市裡公營地鐵的建設擴充也在持續推進。伴隨著交通堵塞的日益嚴重，有軌電車逐漸難以定時營運。1980年代後半期，由於建設費用的緊縮，部分城市開始建設所謂的迷你地鐵。
[编辑] 台灣
台灣的第一條捷運[1](Mass Rapid Transit System，簡稱MRT)建設於1988年的台北，1996年通車營運。目前台北捷運路線已發展成5條主線、2條支線，76.6公里的長度，並持續規劃並建造新的捷運路線，本身的軟、硬體設施也不斷在更新。台北捷運對台北交通改善的成功，以及對台北的國際形象加分，引發台灣各地方政府積極爭取興建捷運，而不了解捷運的實際情況，是典型的迷信崇拜；加上中央政府財務吃緊，目前除了台北捷運已核定的新路線及臺灣桃園國際機場捷運、高雄捷運、台中捷運以外，台灣其他地方捷運系統的建設尚在審核中。台北捷運是由公營事業台北捷運公司營運，而高雄捷運則是BOT的民間企業高雄捷運公司營運，特許期36年。
[编辑] 中國
中國的第一條地鐵出現在北京，通車於1969年。但是在1978年改革開放之前地鐵並不對外營運。1980年代以後，由於外資的引進加上政府的現代化政策，各個城市內地鐵建設火速展開。上海等城市在1990年代後將擴充地鐵線路作為緊急任務。近些年中國不少中小城市也開始有興建地鐵的規劃，而一些大都市的地鐵線路也規劃的極多極長，引發了一些專家學者的擔心。1997年前，香港就有了地鐵。回歸後香港地鐵仍然正常營運，並有修建新線的規劃。
[编辑] 中國香港
香港現時的城市軌道交通系統由兩間公司營運，主要資本都來自政府，但以商業機構方式運作並自負盈虧。通稱「地鐵」的地鐵系統自1979年啟用，由地鐵有限公司經營，到現時共營運7條路線。九廣鐵路公司在1982年才成立，但之前已存在的九廣鐵路在1910年已開通。現時九廣鐵路公司營運的3條路線，性質普遍被認為介乎城市軌道交通系統及近郊通勤系統之間。
[编辑] 南韓
南韓的第一條地鐵出現在首爾，1974年通車營業。在之後30年的時間裡釜山、大邱、仁川、光州、大田等地的地鐵陸續通車營業。南韓的地鐵建設經費不少都是來自日本等發達國家的援助。由於面臨北韓的威脅，南韓仍處於準戰備體制。因此地下空間的使用特別發達。首都首爾擁有大規模地鐵線路網。南韓各都市的地鐵也是由國營公司營運。
[编辑] 非洲
非洲在二次世界大戰前多為歐洲發達國家的殖民地，沒有建設地鐵。2005年，埃及首都開羅的地鐵通車，這是非洲第一條地鐵。阿爾及利亞的首都阿爾及爾也在建設地鐵，但還未通車。奈及利亞的拉各斯，衣索比亞的的首都阿迪斯阿貝巴也有建設地鐵的規劃。在埃及，為了應對色狼而引入了女性專用車輛。
[编辑] 參見
- 世界城市軌道交通列表
- 世界客流量最高的地鐵
- 世界站數最多的地鐵
- 台北捷運
- 高雄捷運
- 桃園捷運
- 台中捷運
- 台南捷運
- 新竹捷運
- 基隆捷運
- 東京地鐵
- 九廣鐵路（KCR）
- 香港地鐵（MTR)
- 廣州地鐵
- 上海地鐵
- 北京地鐵
- 西安地鐵
- 天津地鐵
- 武漢地鐵
- 深圳地鐵
- 南京地鐵
- 長春輕鐵
- 哈爾濱地鐵
- 新加坡地鐵（SBS Transit & SMRT）
- 首爾地鐵
- 平壤地鐵
- 莫斯科地鐵
- 倫敦地鐵
- 巴黎地鐵
- 多倫多地鐵
- 紐約地鐵
- 芝加哥捷運
- 羅馬地鐵
- 悉尼地鐵（城市鐵路）
- 墨爾本地鐵
- 杜拜地鐵
- 温哥华轻轨
- 多伦多地铁
[编辑] 注釋
[编辑] 外部連結
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| 概論 車站、 軌道、 列車、 機車、動力分散、動力集中、車輛、鐵路信號 |
電氣化鐵路： 概論、高架電纜、軌道供電 |
城市鐵路： 城市軌道交通、區域鐵路、輕軌運輸、有軌電車 |
特殊鐵路： 高速鐵路、擺式列車、磁浮、單軌、纜索、齒軌、膠輪路軌、自動行人運輸 |
