鉄道
鉄道(てつどう)とは、狭義には鋼鉄の軌条の上を鉄の車輪をもつ車両を走行させる構造物のことであり、広義には単軌条のモノレールやAGTなどの新交通システムも指す土木施設である。類義語は軌道である。「鉄路」とも呼ばれる。
名称[編集]
日本語の「鉄道」という交通機関を示す語は福沢諭吉によるものとされている（ただし、軌条という意味での「鉄道」は福沢以前に江木鰐水や横井小楠による使用例がある）。英語ではrailroad（アメリカ）またはrailway（イギリス）といい、案内路の材質を問わないが、ドイツ語の"Eisenbahn"、フランス語の"Chemin de fer"、中国語の"鉄路"などを始め、数多くの言語で「鉄の道（路）」という表現をするように、鉄道はもともと鉄製レールの案内路を有するシステムであった。この形態は、鉄道事業法に基く国土交通省令である鉄道事業法施行規則において、普通鉄道と分類され、新幹線、地下鉄等を含む多くの鉄道がこの形態である。また、英語でtramwayと呼ばれる路面電車も同じ形態であるが、日本の法律では軌道法により管轄され、鉄道ではなく軌道と区分される。しかし、例外が多く、鉄道と軌道の境界は曖昧である。
概要[編集]
鉄道はレールの上を走行する車両で様々なものを運搬する土木構造物である。 道路上を走行する道路輸送とは対照的に,鉄道車両は,走行する線路によって方向性をもって案内される。 線路は通常、鋼製のレールをバラスト(敷石)上に並べた枕木に取り付けられており,通常は金属製車輪が取り付けられた車両がその上を移動する。 スラブ軌道など,レールをコンクリート基礎に固定するなど他の形態も存在する。
モノレールやリニアモーターカー、案内軌条式地下鉄、AGT、ゴムタイヤトラムなど、従来の鉄道定義外の単軌道の誘導地上輸送は、現在、都市交通としての用途が主で、用途が限られている。
また、トロリーバス、ケーブルカーも使用される場所が限られ、索道は鉄道に含まれるか曖昧である。
鉄道におけるレールと車輪は,一般的に道路車両のアスファルトとタイヤよりも摩擦係数が低いため、編成長を長くすることができ、そのため、輸送量あたりの編成数を道路と比べて少なくできるので、単線でも高速運転しやすい長所がある。その一方、登坂がしづらく、下り坂も車両が急速に滑走しやすい短所がある。
経営形態は様々で,かつては民間で行なっていた鉄道が、軍事上の理由により国有化され、それが大勢を占めていたが、現在は民営化された国が多い一方、民営一本槍だったアメリカでは公共企業体Amtrakが、日本のJR貨物と真逆で貨物輸送会社所有の線路を借りて、旅客運行が行われている。
特徴[編集]
閉塞装置、保安装置が発達した鉄道は他の交通機関と比べて定時制に優れ、安全な陸上輸送機関であると言われている。鉄道輸送は大規模輸送に限れば、旅客、貨物利用を問わずエネルギー効率が高いが、交通量が少ない場合は道路輸送に比べて柔軟性が低い。これにより廃止された鉄道路線が多い。
第二次世界大戦後の飛行機、自動車の性能向上でいったん鉄道の輸送量は減少しているが、道路渋滞や燃料価格の上昇、地球温暖化の懸念から鉄道に投資する政府によって、ここ数十年で復活している。鉄道輸送は道路輸送に比べ、同じ輸送量で比較すると二酸化炭素の排出量が少なく、環境への負荷が小さいからである。ただし、同じ輸送量では内航海運の方がさらに効率が良い。
なお日本国の場合、道路は国や自治体が管理・整備を行うが、鉄道に関しては国・自治体が管理・整備を行わないのが原則となっている。こうした行政の不備が理由で、鉄道会社が自前で鉄軌道の維持・保守を行わねばならず、この点で鉄道の運営はバス等と比較してコストが高く、これが鉄道廃止・バス転換の一因となっている。なお、軌道の維持・保守を公営としたことで、利用客が少ないのに黒字転換した、若桜鉄道の様な鉄道会社も存在する。
影響[編集]
大量の物資や人員を高速で移動できるので経済や軍事に大きな影響を与えた。 特にナチス.ドイツのホロコーストは鉄道なしでは不可能と言えるほど、影響を与えた。
軌間[編集]
詳細は「軌道」を参照
2本のレールの幅のこと。鉄道の場合、700 - 1700mmぐらいの範囲で選択されることが多い。大雑把にいうと狭軌・標準軌・ロシアンゲージがあるが、それ以外にもいろいろある。
イギリスの馬車鉄道で始まったといわれる1435mmが標準軌といわれるが、他に様々な軌間がある。ロシア、イベリア半島ではナポレオン戦争の影響で標準軌は採用せず、広軌とした。インドでは、技術者側が1800mm以上の広軌を、政府側が標準軌を主張して対立し、最終的に1676mmの広軌で妥協した。
一方、低コストで鉄道を建設した国を中心に、1000mm(メーターゲージ)や1067mmの狭軌が多く、標準軌の国で「ケープゲージ」と呼ばれることがある。
さらに、低コストで建設する場合、762mmや600mmの特殊狭軌が用いられた。
また、珍しい例として京王電鉄の大部分や函館市電等で使用されている1372mm(馬車軌)がある。
動力[編集]
人力[編集]
人車鉄道としての営業の他、貨車の入れ替えにも使用された。人件費がかかり、非力だが、故障することはない。
馬力[編集]
馬車鉄道として使われた。馬は人間より力があるが、馬の管理にかかる費用や馬の生理現象の問題があり、他の動力に置き換えられた。
その他の動物[編集]
外燃機関[編集]
内燃機関[編集]
ディーゼル機関や燃料電池のように電動機駆動と一体運用する場合もある。
電気鉄道[編集]
通常は発電、送電、変圧、架線などの設備が必要である。大量輸送の際は非常に効率が良いが、輸送密度が低いと効率が悪いため、交流電化区間を中心に架線下DCの状態が生じている。昨今は蓄電池の性能向上で無架線区間でも運行可能な蓄電池電車が実用運行されている。
その他の動力[編集]
閉塞装置[編集]
詳細は「閉塞 (鉄道)」を参照
保安装置[編集]
歴史[編集]
19世紀以前[編集]
ギリシャのコリントではコロを使って物を運送していた。これが最古の鉄道と言われている。また、鉱山における馬力のトロッコもあった。
19世紀前半[編集]
イギリスで開発された。技術的には1804年、リチャード・トレビシックが、世界で初めて軌道上を走る蒸気機関車を製作した。 1807年には鉄道馬車という物ができた。これは既存の馬車に車輪をつけたもので、軌間が1372mmの馬車軌道と呼ばれるものである。 商業的に成功した最初の蒸気機関車は、1812年に製作されたサラマンカ号（The Salamanca）であり、これはラック・アンド・ピニオン式の機関車であった。その後も蒸気機関車は改良が重ねられ、ジョージ・スチーブンソンは1814年、初めてフランジが1方向のみである車輪を用いた機関車を開発した。1821年 イギリスのヘンリー・ロランソン・パーマーによりモノレールが考案され、1825年には、世界初の鉄道としてストックトンとダーリントンを結ぶストックトン・アンド・ダーリントン鉄道が開業した。以後、欧米各地で鉄道の建設が活発になり、1827年にアメリカ合衆国、1832年頃にフランス、1835年にはドイツでも鉄道が開業し、1830年代にはアメリカ全土で鉄道建設がさかんとなった。
19世紀後半から20世紀初頭[編集]
世界各国で鉄道の建設が相次いだ。軍用にも用いられるようになり、南北戦争では兵員輸送のほか装甲列車、列車砲が登場した。
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20世紀前半(第二次世界大戦まで)[編集]
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第二次世界大戦後[編集]
飛行機と自動車の登場、空港と道路の整備により鉄道は斜陽化するものと思われた。しかし、1964年10月1日に日本国有鉄道が東海道新幹線を開業させたことで高速鉄道の歴史が始まった。以後、ヨーロッパ諸国を中心に海外でも高速鉄道は開発され続け、現在は中国でリニアモーターカーが旅客運用に就いている。日本でも現在リニア中央新幹線の開発が進んでいる。
鉄道の分類[編集]
- 普通鉄道
- 専用鉄道
- 産業鉄道
- その他の鉄道
学問[編集]
様々な学問の集積である。土木工学、金属工学、機械工学、電気工学、電子工学、情報工学、地理学、経営学が必要である。
海外には「鉄道大学」を設けている国もあるが、日本では経営面は経済学部、車両面は工学部機械工学科、施設面は工学部建設工学科や電気電子工学科など縦割りの学問体系である。