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地鐵

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地鐵,通常指地下鐵路,亦簡稱為地下鐵,狹義上專指在地底運行[1]為主的城市鐵路系統或捷運系統;但廣義上,由於許多此類的系統為了配合修築的環境,可能也會有地面化[2]的路段存在,因此通常涵蓋了都會地區各種地底與地面上的高密度交通運輸系統[3]。因此,地鐵絕大多數是路權專有的,車輛並不具備進入標準混行地段的能力(小半徑曲線最小到20米半徑,陡坡最大到8%,可無閉塞運行),這也是地鐵區別於輕軌交通系統的根本性的標誌。

歷史編輯

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,亦位於倫敦,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。

1896年,當時奧匈帝國的城市布達佩斯開通了歐洲大陸的第一條地鐵,共有5公里,11站,至今仍在使用。

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」(法文直譯意指「大都會鐵路」)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。

地鐵施工編輯

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。

明挖回填編輯

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一條大溝渠,然後在其內鋪設軌道、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。

鑽挖法編輯

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或無法進行明挖法的區域(如水域),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、紐約、東京、香港和首爾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,除了成本較高之外,也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。

供電方式編輯

一般而言,為減低隧道建造成本,大多地下鐵會選擇使用第三軌供電方式以縮小隧道斷面,不過並非絕對。

地鐵的供電方式主要如下:

第三軌編輯

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。

第四軌編輯

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。

架空電纜編輯

電力由架空電纜提供,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。使用架空電纜供電的地下鐵,電纜設置會非常低,幾乎觸及車頂,以減少隧道高度,從而減低建造成本。

由於上述原因,地下鐵均會使用設備較簡單的直流供電,令車身可以較低矮,隧道同以造得較低。

優點和缺點編輯

優點編輯

節省土地:由於一般大都市的市區地皮價值高昂,將鐵路建於地底,可以節省地面空間,令地面地皮可以作其他用途;

減少噪音:鐵路建於地底,可以減少地面的噪音。

減少干擾:由於地鐵的行駛路線不與其他運輸系統(如地面道路)重疊、交叉,因此行車受到的交通干擾較少,可節省大量通勤時間。

節約能源:在全球暖化問題下,地鐵是最佳大眾交通運輸工具。由於地鐵行車速度穩定,大量節省通勤時間,使民眾樂於搭乘,也取代了許多開車所消耗的能源。

缺點編輯

建造成本較高:由於要鑽挖地底,鐵路的建造成本比建於地面高昂。

安全性編輯

雖然地鐵對於雪災和冰雹的抵禦能力較強。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。

地震編輯

地震可以導致行進中的車輛出軌,因此地鐵都設計有遇到地震立即停駛的功能。 為防止地鐵地道坍塌,處於地震地帶的地鐵結構必須特別堅固。

水災編輯

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。因此地鐵在設計時不得不規劃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颱風侵襲時發生的淹水事件。

火災編輯

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,英國倫敦地鐵國王十字聖潘克拉斯站發生火災,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,日本各都市的地鐵部門在車站內實施禁煙政策來避免火災。

2003年2月18日,韓國大邱廣域市的地鐵車站遭到縱火,12輛車廂被燒毀,198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。

恐怖襲擊事件編輯

1995年3月20日在日本東京地鐵站奧姆真理教發動了沙林毒氣襲擊。

2001年9月11日在美國紐約的911恐怖襲擊事件中,地鐵雖然不是恐怖主義者直接攻擊的目標,但是倒塌了的紐約世貿大樓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,站內部分乘客因此死亡。

2005年7月7日在英國倫敦地鐵發生了爆炸事件。地鐵正成為恐怖主義者攻擊的目標。

2010年3月29日,在俄羅斯莫斯科地鐵發生炸彈襲擊,導致40人死亡。

地鐵空氣之壓力編輯

地鐵因列車在隧道內高速移動,可能產生隧道及車廂內之壓力劇烈改變,而造成旅客不舒適之感覺,或者影響設備之使用壽命,其壓力改變之現象可詳活塞效應。地鐵因列車高速移動產生之壓力波若傳抵隧道出口,將產生隧道口微壓波噪音,干擾附近住民安寧。

各地地鐵例子編輯

中國大陸編輯

廣州編輯

主條目:廣州地鐵

廣州地鐵現有1號線(西朗至廣州東站)、2號線(嘉禾望崗至廣州南站)、3號線(機場南至體育西路和天河客運站至番禺廣場)、4號線(黃村至金洲)、5號線首期工程(滘口至文沖)、8號線(鳳凰新村至萬勝圍)、珠江新城旅客自動輸送系統(林和西至赤崗塔)及廣佛線(魁奇路至西朗)正在營運中。

香港編輯

模板:Hkrail四條市區綫列車內部港鐵(2007年12月由九廣鐵路公司及地下鐵路公司合併而成)

模板:Hkrail模板:Hkrail模板:Hkrail模板:Hkrail除通往車廠的路段外均位於地下

模板:Hkrail模板:Hkrail模板:Hkrail模板:Hkrail模板:Hkrail模板:Hkrail大部份路段位於地面

籌建中的路線有模板:Hkrail模板:Hkrail模板:Hkrail


注釋編輯

1. ^ 地底──包括過海隧道的路段在內。

2. ^ 地面──已包括高架及隧道的路段在內。

3. ^ Urban Mass Transit: The Life Story of a Technology,2006,Greenwood Press,ISBN 978-0313339165

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