鉄道
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鉄道の例(新幹線

鉄道(てつどう、: railway : railroad)とは、等間隔に設置された2本の鉄製の軌条(レール)またはそれに代わる物を案内路として車輪を有する車両が走行する交通機関である。線路停車場などの施設、旅客や貨物を輸送する列車運行管理信号保安まで様々な要素で構成される一連の体系である。

広い意味では、レール、案内軌条などの案内路に誘導されて走行する車両を用いた交通機関を指し、懸垂式・跨座式のモノレール、案内軌条式のAGT(新交通システム)、鋼索鉄道(ケーブルカー)、浮上式鉄道を含む。日本では鉄道事業法の許可、または、軌道法の特許を得て敷設される。トロリーバス(無軌条電車)は、架線が張られたルートを集電装置(トロリー)により集電した電気を動力として走行するバスであるが、鉄道事業法に基づく鉄道、または、軌道法上の「軌道に準ずる」軌道として扱われる。ロープウェイも鉄道事業法、または、軌道法の対象であるが、索道という扱いとなる。

なお、本項では鉄製レールの案内路を有する鉄道について解説する。


目次

1 概要

2 特徴

2.1 長所

2.2 短所


3 歴史

4 構造

4.1 軌道

4.2 駅

4.3 踏切

4.4 車両

4.5 周辺設備


5 運営

5.1 乗車

5.2 定時性


6 鉄道の安全性

7 技術

8 脚注

9 参考文献

10 関連文献

11 関連項目


概要

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[1](ただし、軌条という意味での「鉄道」は福沢以前に江木鰐水横井小楠による使用例がある[2])。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「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。
特徴「粘着式鉄道」も参照
長所

鉄道は、自然環境への負荷が比較的少なく、大量輸送に向き、定時性や安全性に優れるという特徴を有する。また専用の鉄軌道上で案内されて運転される特性上、多数の車両を連結して一括運転できる。このため、一度に大量の旅客や貨物を運送できる。

軌道や車輪に鉄を使用しているため、走行時に鉄同士が触れ合うことになるが、この際の走行抵抗は、きわめて小さい。鉄製の車輪は、自動車に用いられるゴムタイヤと比べると変形量が小さいためである。また、それゆえ要する動力も、その重さの割には小さくできる。例えば国鉄115系電車10両編成の質量は400トン、出力は2880kWで、1トンあたり7kWとなる。自動車と比較すると、乗用車のカローラの質量は1400kg、出力は82kWで、1トンあたり58kWとなる。以上の計算から、国鉄115系電車が1トンあたりで要する出力はカローラの8分の1以下である[3]。そのため、鉄道はと並んで、エネルギー効率のよい大量輸送システムといえる。

鉄道は、その走行抵抗の少なさなどのため、単位輸送量当たりのエネルギー消費は自動車や航空機よりはるかに少ない。ある調査[要出典]によれば、一定の距離で、一定の人数を輸送するために要するエネルギーの量は、日本の国鉄の鉄道を基準にすると、バスはその1.8倍、乗用車は5.3倍、航空機は8.8倍であった。また、貨物の場合、船は0.8倍、トラックは2.8倍であった[4]。さらに、電車電気機関車の場合、発電機電動機のエネルギー変換効率が内燃機関よりはるかに高いので、電化鉄道は鉄道システム全体としてもエネルギー効率は非常に高い[要出典]。したがって、地球温暖化の原因となる二酸化炭素の単位輸送量当たりの排出量が少ない[5] 交通機関であると言える。

鉄道は安全性が高い交通手段であるといえる[6]。統計的なデータから見ると、日本での鉄道の利用者の死亡率は自動車事故の550分の1であり[7]、極端に少ない(詳しくは「鉄道の安全性」の項で後述)。
短所

鉄車輪と鉄軌道との摩擦力が小さいという理由により、自動車ほど急勾配を上り下りすることができない。自動車の勾配は立体駐車場などの1/6(水平に6m進むと1m高くなる)が最急だと言われているが、鉄道では25‰程度が常用の限度とされている。より急な線区も存在する(例えば箱根登山鉄道には80勾配が存在する)が、その場合建設や運転に不利になる[8]。そのため、山岳などの障害物を迂回したり、トンネル掘削による障害物回避、あるいはループ線スイッチバックを設置するなどを行う必要がある。また、これらの対策でもどうにもならない急勾配は、ラックレール等を用いることで対処する場合もある。ただし最近では、ICE 3など、一部の高性能車両は連続40‰勾配路線を300km/hにて走行可能であり、高性能車両を用いることで、トンネル掘削などの投資を抑えることが可能となりつつあるが、一般的ではない。

また摩擦力・粘着力によって加速度を得ることが、自動車に比べて難しく、急加速・急減速が困難である。そして速度自体も500km/h前後が限界だと考えられているし、実用速度はさらに低く300km/h前後である。この限界を突破するために浮上走行が考案されたが、その一つがリニアモーターカーである。

急減速が利かない欠点に対しては線路を一定区間に区切り、1つの区間に同時に2本以上の列車を入れない閉塞という概念・設備を導入して列車同士の衝突事故を防いでいる。ブレーキの改良も進められている。

また、鉄道は曲線にも弱い。曲線では遠心力が働くが、遠心力による横からの力に対して鉄道は自動車より弱い。よって、鉄道と自動車が同じ大きさの曲線を通過する際には、鉄道の通過速度を自動車よりずっと小さくする必要が生じる。この欠点を小さくしようとすれば曲線を緩くする以外に方法はない[9]

自由自在に走行できる道路交通とは違い、レールの上しか走行できないという制約があるため、わずかな障害によって広範囲で正常運転ができなくなることが多い[10]人身事故が発生すると、多くの列車に影響が出る[11]。また土砂災害地震など、自然災害を受けると復旧までにかなりの時間を要し、迂回路がない場合、バスなどの代替輸送に頼らざるを得ない。強風にも弱く、強風のため長時間運行が停止されることもしばしば発生する[12]


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
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