Chemin de fer

Chemin de fer, ici tren a las nubes ( Argentine )

Le chemin de fer est un système de transport ferroviaire pour le transport de marchandises et de personnes . Les chemins de fer appartiennent au groupe des chemins de fer , i. H du transport ferroviaire et ferroviaire. Le chemin de fer est un véhicule ou un groupe de véhicules de ce système de transport, c'est-à-dire sans la somme de tous les systèmes ferroviaires et sans opérations ferroviaires . A l'origine, le terme "chemin de fer" désignait le nouveau type de voie ferrée qui fut créé au début du 19ème siècle . Les chevaux étaient initialement utilisés comme force motrice (voir aussi les tramways à chevaux). En 2013, le réseau ferroviaire mondial était long de 1 148 186 kilomètres. ^[1]

Viaduc de Goldach en Suisse

étymologie

L' ICE 3 , un train à grande vitesse exploité par la Deutsche Bahn

Le chemin de fer a été créé au début du XIXe siècle en reliant le système roue-rail déjà séculaire à des entraînements mécaniques pour les véhicules. Le poids des moteurs principaux et les exigences d'une voie lisse pour les véhicules plus rapides ont d'abord conduit à des voies revêtues de fer, plus tard à l'utilisation de rails en fonte montés sur des blocs de pierre, qui ont ensuite été montés sur des traverses en bois transversales pour des raisons de la stabilité de la voie . C'est de là que vient le nom "chemin de fer en fer" ou chemin de fer.

Le terme plus général « chemin » fait initialement référence à la route ou à la ligne sur laquelle un objet se déplace. Cette facette de sens est encore conservée dans les termes chaussée , autoroute , trajectoire ou piste . Le terme chemin de fer est donc la spécification d'un type particulier de voie. C'est seulement à partir de là que le mot chemin de fer est utilisé pour l'ensemble des moyens de transport , y compris l'itinéraire et les véhicules ( pars pro toto ), qui à son tour est souvent abrégé en Bahn . Deutsche Bahn AG nomme également les types de trains de cette manière, par exemple avec les trains régionaux.

Dans d'autres langues aussi, le mot de base désignait à l'origine l'itinéraire et seulement plus tard l'ensemble du système de transport : le français. chemin de fer "chemin de fer", ndl. spoor way , espagnol ferro carril "voie de fer", russe schelesnaja doroga "chemin de fer", Engl. chemin de fer " chemin de fer" ou chemin de fer " voie ferrée", hongrois vas út "voie de fer", italien ferro via "voie de fer", grec Σιδηρό δρομος ( Sidiródromos ) "chemin de fer", suédois Järn väg "chemin de fer", turc demir yolu "chemin de fer", finnois Rauta tie "chemin de fer", kro. željez nica "chemins de fer", chinois 鐵路/铁路( tiě lù ) "chemin de fer", japonais鉄道( tetsu dō ) "chemin de fer", cor. 철도 ( cheol do ) "chemin de fer" .

histoire et sens

La Fusée de Stephenson , 1829

Des ornières pour guider les chariots sur les routes existent depuis la préhistoire. Cependant, le développement qui a conduit au chemin de fer n'a pas eu lieu sur la voie publique , mais dans les mines , où l'on circulait à courre ou en camion sur des voies en bois au moins depuis 1530 . À la fin du XVIIIe siècle, le système à roues à boudin s'est développé dans les mines anglaises .

L'histoire du chemin de fer tel que nous le connaissons aujourd'hui commence en 1804, lorsque Richard Trevithick a mis en service la première locomotive à vapeur . Cependant, sa machine fonctionnait toujours sur des roues sans boudins. Le suivi était assuré au moyen de galets de roulement contre les bords intérieurs des rails. Ce principe de gestion a été repris dans un passé plus récent avec le Spurbus . Les premiers véhicules ferroviaires dans les mines étaient déplacés par des treuils à câbles , qui sont encore utilisés aujourd'hui comme funiculaire ou téléphérique .

Le premier chemin de fer public fut le Stockton and Darlington Railway en Angleterre, ouvert en 1825, qui transportait pour la première fois des personnes ainsi que des marchandises. Il fonctionnait déjà selon le principe du chemin de fer à brides d'aujourd'hui et établissait la norme pour l'écartement (appelé écartement standard ) de 1435 mm.

En quelques décennies seulement, au XIXe siècle, le chemin de fer est devenu un système de transport en réseau qui a considérablement réduit les temps de trajet en Europe et en Amérique du Nord. Elle a agi comme un catalyseur de la révolution industrielle , car d'une part elle a créé les conditions infrastructurelles pour le développement de l'industrie lourde et d'autre part elle a créé une énorme demande de fer , d'acier et de machines . La construction de ponts modernes et la construction de tunnels ont vu le jour afin de réaliser des lignes de chemin de fer .

L'importance révolutionnaire du chemin de fer a été reconnue très tôt; en Allemagne z. B. déjà écrit avant la construction de la première ligne de chemin de fer de Nuremberg à Fürth :

La société par actions moderne est une réponse aux besoins en capital des projets ferroviaires ; aucun investisseur privé ne pourrait les financer seul. L'économiste national Friedrich List a jeté les bases d'un réseau ferroviaire d'Europe centrale .

Utilisation militaire : transport de troupes allemand 1914

Au cours des guerres du XIXe siècle, l'importance stratégique supérieure d'un système de transport ferroviaire bien développé est devenue évidente. En particulier, la guerre franco-prussienne est un exemple des avantages décisifs de la mobilisation et du ravitaillement des troupes par voie ferrée ( ravitaillement , services arrière , train ). Par conséquent, les gouvernements des États européens ont rapidement pris en charge la promotion et la réglementation du système ferroviaire national respectif (aussi : tendance vers les chemins de fer nationaux ; nationalisation des chemins de fer privés ). L' importance militaire du chemin de fer étaitle plus grand de la Première Guerre mondiale ; après cela, les véhicules militaires et les avions de transport sont devenus plus importants. Les trains blindés n'ont pas acquis une grande importance.

Entre les guerres mondiales, la diffusion massive du véhicule à moteur en tant que moyen de transport a commencé, ce qui, au cours des décennies suivantes, a entraîné la fermeture de grandes parties du réseau ferroviaire dans tout le monde occidental. Les performances de transport des chemins de fer ont continué de croître, mais pas dans la même mesure que celles des transports privés motorisés . Le rail a conservé une position très forte en Amérique du Nord pour le transport de marchandises. En Europe et surtout au Japon , le chemin de fer a su se maintenir dans le transport de voyageurs, en partie grâce à l'expansion du trafic à grande vitesse .

Selon les données nationales de la CIA ^[3] , les lignes ferroviaires du monde entier totalisent 824 550 kilomètres. L'Amérique du Nord (275 000 km), les États membres de l' UE ( 236 000 km), la Russie (87 000 km), la Chine (plus de 75 000 km) et l'Inde (plus de 63 000 km) représentent ensemble plus de la moitié de ces réseaux routiers. Sur les autres continents du monde , les états d' Australie (avec 38 550 km), d' Argentine (avec 32 000 km), d'Afrique du Sud (avec 21 000 km) et du Mexique(avec environ 18 000 km) les réseaux les plus étendus. Selon la CIA , l' Allemagne occupe la sixième place derrière le Canada avec près de 42 000 km dans le classement des pays disposant des réseaux ferroviaires les plus étendus .

Pour la locomotion d'aujourd'hui sur de longues distances, des entraînements mécaniques dans les véhicules de transport eux-mêmes ( wagons ) ou des véhicules de traction spéciaux ( locomotives ) sont utilisés. En tant que développement ultérieur du chemin de fer, les monorails guidés par voie comme par ex. B. le train à sustentation magnétique peut être envisagé.

Les tramways , les Stadtbahns , les U-Bahns , les chemins de fer surélevés et les chemins de fer de montagne liés au rail (voir aussi Bahn ) sont techniquement des chemins de fer, mais sont parfois traités avec des réglementations de construction et d'exploitation différentes par rapport aux autres chemins de fer, selon le pays.

Véhicules

Les véhicules ferroviaires sont gérés comme des trains composés d'un ou plusieurs wagons couplés en série ou comme des locomotives individuelles. Un tel train est généralement tiré ou poussé par une ou plusieurs locomotives . Une rame automotrice possède son propre système d'entraînement, soit dans la voiture de tête et/ou d'extrémité (voiture motrice ), soit réparti sur les voitures (train automoteur).

Les locomotives, les voitures d'extrémité motrices et les autorails sont regroupés sous le terme de véhicule de traction . Ainsi, on parle de conducteur de train - le terme "conducteur de locomotive" est familier - pour l'employé qui conduit le véhicule . Dans le jargon technique , le terme générique matériel roulant ou matériel roulant est également utilisé pour tous les véhicules ferroviaires.

Au début du chemin de fer, l'entraînement était assuré par des animaux de trait ( tramways tirés par des chevaux ), plus tard avec un moteur à vapeur , à partir de 1879 avec un entraînement électrique (inventé par Werner von Siemens ), à partir de 1900 également avec Otto ou diesel entraînements par moteur et dans les temps modernes aussi avec des turbines . Le moteur et les entraînements de la machine font généralement tourner les roues, qui roulent sur les rails et déplacent ainsi le véhicule. Parfois, il existe également des outils, par ex. B. Crémaillères entre les rails ( chemin de fer à crémaillère ), roues motrices à friction ( locomotive Fell ).), pour utilisation. Des systèmes de propulsion à hélice et à réaction ont également été testés expérimentalement, mais ils n'ont pas réussi. Les treuils à câble fixes qui étaient courants dans le passé pour transporter des trains sur des tronçons de voie raides sont désormais devenus inutiles en raison du développement de l'entraînement de la locomotive. Dans certains cas, des treuils à câble existent encore dans les zones de déport de wagons des ports, des ateliers pour wagons ou des grandes entreprises. Lorsque les rails sont encastrés dans une chaussée, des tracteurs (camions) peuvent également être utilisés pour pousser avec une plaque ou tirer avec un câble fixe ou un treuil à câble.

Assez historiquement, dans certaines mines, les Hunte étaient également poussés à la main. Des wagons d'une piste de maison ont été utilisés à Vienne, par ex. B. poussé de l'atelier dans l'une des cours d'une maison à travers un passage bas jusqu'au bord du trottoir pouvant accueillir jusqu'à quatre personnes. ^[4] Sur les routes principales et dans les zones densément peuplées, l'entraînement électrique est préféré, sinon les entraînements diesel. L'exception est l'Amérique du Nord , où il n'y a presque pas de routes électrifiées longue distance.

La vaste masse continentale de l'Eurasie continue d'ouvrir la voie en matière d'infrastructures et d'exploitation ferroviaires. Cela se reflète, entre autres, par le volume du marché de l'industrie ferroviaire, dans lequel l'Asie a désormais dépassé l'Europe occidentale avec 48,9 milliards d'euros par an , avec une croissance qui se stabilise quelque peu . ^{[5] L'} Europe dans son ensemble est toujours en tête avec 55,1 milliards d'euros. L'Eurasie dans son ensemble représente 74 % du marché mondial de l'industrie ferroviaire, qui pourrait encore être stimulé par les projets d'infrastructure en cours.  

Système de chemin de fer

Installation ferroviaire (à Brême )

Chemin de fer dans le Montana , États-Unis

Viaduc de Landwasser du chemin de fer de l' Albula

L' infrastructure ferroviaire s'appelle le système ferroviaire. Il comprend le réseau ferroviaire , les bâtiments et d'autres systèmes techniques, tels que par ex. B. Signaux nécessaires à l'exploitation d'un chemin de fer.

Voie, superstructure et sous-structure

Dans le cas d'une voie conventionnelle , les rails sont fixés à intervalles rapprochés sur des traverses transversales. La fixation se fait avec différents systèmes, par ex. B. clous ou pinces (le soi-disant petit fer). La fixation assure la largeur de la voie et empêche le rail de se déplacer dans le sens longitudinal. Les traverses sont en bois imprégné ou, dans une conception plus récente, en béton précontraint . Les traverses en acier sont utilisées dans une moindre mesure.

La grille de voie composée de traverses et de rails est placée dans une assise de voie (généralement constituée de ballast ), qui absorbe les efforts statiques et dynamiques et les transfère à la sous- structure . La superstructure est constituée de la piste et de son assise . Une superstructure moderne (par exemple sur la ligne à grande vitesse de Francfort-sur-le-Main à Cologne ) a une plate-forme en béton sur laquelle sont montés les rails avec des éléments amortisseurs. Ce type de construction, appelé voie sur dalle , permet des vitesses très élevées avec une plus grande douceur.

Les lignes de chemin de fer ne permettent pas de fortes pentes et nécessitent de grands rayons de courbes. Cela nécessite une sous-structure complexe avec des structures artificielles, en particulier en montagne. De nombreuses routes de montagne sont connues pour leurs ponts et tunnels élaborés . Les exemples sont le Semmeringbahn en Autriche ou l' Albulabahn et le Berninabahn en Suisse.

Les lignes ferroviaires importantes ( lignes principales ) et celles à forte densité de trafic sont généralement à double voieconstruit. Les trains peuvent se croiser sur des itinéraires à plusieurs voies et, dans des cas opérationnels particuliers, dépasser avec des restrictions. Ceci est également possible sur les itinéraires à voie unique. Un train est autorisé à circuler sur la voie ouverte en utilisant un ensemble de points dans une soi-disant révision. Ce train attend là jusqu'à ce que le train suivant soit passé. A l'issue de cette remise en état on retrouve à nouveau une liaison d'aiguillage qui permet au train qui a été dépassé de continuer sur la voie. De cette manière, les trajets en sens inverse peuvent également être mis en œuvre sur un itinéraire à voie unique. Vous pouvez également doubler dans les gares multivoies, qui doivent avoir au moins un aiguillage.

électrification

Les véhicules à traction électrique nécessitent une alimentation électrique de traction. L'électricité est généralement fournie via une ligne aérienne au-dessus de la voie, plus rarement - principalement dans le cas des métros ou du S-Bahn à Berlin et Hambourg - via un rail électrique sur le côté à côté de la voie ou entre les rails. Le système d'alimentation électrique comprend également les sous- stations par lesquelles l'électricité est acheminée. Certaines compagnies ferroviaires exploitent également leurs propres centrales électriques et lignes de transmission pour le courant de traction .

gares

Il existe différents types de stations :

• En termes de construction , une distinction est faite entre les gares terminales , où se terminent les itinéraires, les gares de passage , par lesquelles passent les itinéraires, les gares de cavaliers , qui sont disposées au-dessus et non à côté des rails (surtout lorsque l'itinéraire s'effectue en déblai).
• En termes de fonction , on distingue les gares de voyageurs, qui servent à l'embarquement, à la descente et au changement des voyageurs , les gares de marchandises , où les marchandises sont chargées, déchargées et rechargées, les gares de triage ou de triage , où les trains sont démontés et remontés, mais aussi les dépôts , utilisé pour le stationnement et l'entretien des véhicules ferroviaires.

Familièrement, un bâtiment de gare est généralement appelé un bâtiment de gare utilisé pour le transport de passagers, même si les systèmes de voie associés ne sont techniquement pas une gare mais, par exemple, une jonction ou un point d' arrêt sur la route ouverte .

exploitation ferroviaire

Les chemins de fer sont souvent détenus ou exploités par un État ( chemins de fer d'État ), mais ils peuvent également appartenir à des intérêts privés (chemins de fer privés ). Ces termes font uniquement référence à la propriété, et non à l'utilisation publique ou non publique. Les chemins de fer, qu'ils soient publics ou privés, sont exploités dans leur écrasante majorité comme des transports publics et peuvent être utilisés par n'importe qui moyennant paiement.

société de chemin de fer

Les entreprises ferroviaires sont responsables de l' exploitation ferroviaire , c'est-à-dire de l'exécution sûre et ponctuelle des trajets en train . Traditionnellement, les trains étaient souvent exploités par la même société que l'infrastructure. Depuis la fin du XXe siècle, une séparation organisationnelle des infrastructures et du trafic doit être garantie dans l' Union européenne pour un accès non discriminatoire au réseau .

Sécurité

Lieu de l'accident à Eschede

Les chemins de fer sont guidés par voie et ne peuvent pas éviter les obstacles à volonté, mais ils sont guidés en toute sécurité et avec précision sur des itinéraires définis. Ils peuvent être localisés.

La technologie du transport ferroviaire présente de nombreux avantages, mais elle comporte également des risques. En raison des grandes masses en mouvement et du faible frottement, les trains ferroviaires ont une longue distance de freinage. En raison du guidage sur voie, il est impossible d'influencer et de diriger directement le sens de déplacement des véhicules ferroviaires. Outre les collisions frontales et latérales (dans le jargon technique , cheminement en sens inverse ou cheminement suivant et cheminement de flanc ), les déraillements entraînent également des dommages. Cependant, d'autres mécanismes moins connus du public et peu fréquents, comme le basculement par vent de travers fort , peuvent également provoquer des accidents graves et sont pris en compte dans la réglementation en la matière.

Le fait que le chemin de fer soit toujours considéré comme un mode de transport sûr et que les accidents graves ne se produisent que rarement est dû à diverses mesures techniques et opérationnelles ainsi qu'à des contrôles stricts par les autorités responsables. Comme dans le trafic aérien , seule une très faible fréquence d'événements dangereux est acceptée dans le trafic ferroviaire, c'est pourquoi des exigences élevées sont imposées à l' intégrité de la sécurité de la technologie utilisée.

Les véhicules de traction et les systèmes ferroviaires sont équipés de dispositifs de sécurité destinés à assurer un fonctionnement aussi sûr que possible. Il s'agit notamment de la signalisation ferroviaire , des enclenchements et des systèmes de protection des trains , ainsi que des freins et des circuits de sécurité des véhicules . Les systèmes de sécurité sont conçus sur la base de technologies éprouvées selon le principe de la sécurité intégrée et perfectionnés (notamment sur la base de la connaissance des erreurs et des causes d'accidents).

Les enclenchements utilisent des moyens mécaniques, électriques et électroniques pour garantir que les aiguillages , les signaux et autres équipements techniques sont toujours réglés de manière à ce que les trains ne puissent pas se mettre en danger les uns les autres ou se mettre en danger par des vitesses excessives ou être mis en danger par des aiguillages ou d'autres équipements situés sous eux. En raison des propriétés des rails et du guidage de la voie, les trajets des trains peuvent être localisés en sections et l'occupation de la voie pertinente pour les postes de signalisation peut être reconnue.

Les passages à niveau , où les routes et les chemins croisent la voie ferrée sur un plan, sont sécurisés par des barrières, des feux, des panneaux ou d'autres dispositifs. Les passages à niveau techniquement sécurisés sont généralement également intégrés dans la technologie des postes de signalisation. En particulier, cependant, les passages à niveau en tant que point de contact avec d'autres systèmes de transport sont source d'incertitude, c'est pourquoi les passages à niveau sont progressivement supprimés et approuvés uniquement dans des cas exceptionnels pour les nouvelles lignes. Les risques introduits dans le trafic ferroviaire aux passages à niveau ne sont pas négligeables. D'autre part, les passages à niveau limitent également la disponibilité et la qualité des soins d'urgence par les services de secours sur la route.

Après l'abandon de la conduite à vue dans les premières années du chemin de fer en tant que principe de transport généralement appliqué, un itinéraire a été divisé en sections de blocs . Un bloc de lignes garantit techniquement qu'il n'y a qu'un seul train dans une section et que les trains circulent à une distance spatiale fixe. Le transfert de la responsabilité de la sécurité des personnes vers la technologie a commencé très tôt. Initialement, l'occupation d'une section de canton était entièrement libérée manuellement par les employés des chemins de fer lorsqu'ils reconnaissaient qu'un train avait franchi la section de canton. Dès le début du XXe siècle, après des accidents, des mesures techniques ont été prises pour s'assurer qu'un train (au moins une partie) passait bien les employés. On espère que les futurs systèmes de sécurité permettront aux chemins de fer de voyager à des distances spatiales variables et d'augmenter ainsi la capacité et l'efficacité énergétique des lignes ferroviaires sans sacrifier la sécurité par rapport à la division fixe en sections de blocs. Les chemins de fer, en particulier en Amérique du Nord, fonctionnent également à un intervalle de temps. Des protocoles de communication particulièrement formalisés et sécurisés entre les collaborateurs intervenant sur le parcours et sur les véhicules, ainsi qu'une comptabilité précise, contribuent à la sécurité ; par exemple, la manière dont un véhicule peut poursuivre sa route si le signal est perturbé est définie avec précision, et les actions potentiellement dangereuses de l'opérateur dans le poste de signalisation doivent être documentées par écrit. Cependant, la sécurité n'est de plus en plus garantie qu'aux niveaux de repli par l'organisation et les actions humaines. Les gens portent encore une grande part de responsabilité en matière de sécurité, même lorsqu'il s'agit de procédures d'exploitation telles que les opérations de contrôle des trains sur les embranchements.

Le contrôle des trains réguliers a été introduit en Allemagne sur les lignes à grande vitesse et pour les trains dont la vitesse régulière est supérieure à 160 km/h . Dans ce cas, le conducteur du train est indiqué par des signaux de cabine jusqu'où il est encore autorisé à conduire et à quelle vitesse. Les signaux sur l'itinéraire passent à l'obscurité s'ils contredisent la signalisation de la cabine. La technologie de sécurité du train calcule la vitesse instantanée possible à partir de la distance et surveille le bon freinage du train. Avec ETCS , ERTMS et GSM-R , des normes européennes pour la protection, le contrôle et la communication des trains doivent être introduites dans les prochaines décennies.

Une position exacte de la voie et des contrôles réguliers contribuent grandement à la sécurité. Étant donné que la position de la voie change en fonction des conditions de circulation et des conditions météorologiques, la géométrie de la voie est mesurée à intervalles fixes et corrigée si nécessaire. Des véhicules spéciaux de mesure de voie sont utilisés pour la mesure.

L'autorité responsable de la sécurité du trafic ferroviaire est l'Autorité fédérale des chemins de fer en Allemagne , l' Office fédéral des transports en Suisse et le ministère fédéral de la Protection du climat, de l'Environnement, de l'Énergie, de la Mobilité, de l'Innovation et de la Technologie en Autriche . Ces autorités valident à la fois les infrastructures et les technologies de sécurité utilisées ainsi que les véhicules et apprécient la conception des systèmes et des technologies conformes aux normes et dont la sécurité a été prouvée. Au niveau européen, l' Agence Ferroviaire Européenne de Valenciennes est impliquéeavec la sécurité et crée en partie des spécifications pour les autorités nationales et s'efforce d'uniformiser les systèmes de sécurité en Europe. La police des chemins de fer est responsable de la sécurité contre les risques intentionnels . Il s'agit de la police fédérale en Allemagne et en Autriche et de la police des chemins de fer des CFF en Suisse. Ceux-ci sont généralement pris en charge par les sociétés de sécurité des compagnies de chemin de fer.

calendrier

L'outil le plus important dans les opérations ferroviaires est l' horaire graphique . Il est conçu de manière à permettre un fonctionnement optimal. Différents facteurs doivent être pris en compte lors de la planification : les croisements possibles dans les gares et sur le parcours, la vitesse maximale possible du train, la distance minimale entre deux trains consécutifs (donnée par l'espacement des signaux de bloc sur le parcours) et les correspondances avec autres trains ainsi que d'autres dépendances (poids du train, traction , pentes, virages, puissance d'arrêtetc.). L'utilisation optimale des véhicules et du personnel est également essentielle pour un fonctionnement économique : ils ne peuvent être qu'à un seul endroit à la fois, mais ne doivent pas rester inutilement. Un bon horaire contient suffisamment, mais pas trop, de réserves pour que les petits retards ne soient pas transmis aux autres trains.

Les passagers apprécient l' horaire fractionné car sa structure régulière facilite sa mémorisation. Pour le planificateur, les avantages résident dans le système cohérent et symétrique . Les horaires intermittents sont construits comme un plan de réseau .

Dans l'horaire, les trains sont divisés en différents types de trains , par exemple InterCity pour les trains longue distance ou S-Bahn pour le transport local . L'horaire interne du personnel d'exploitation comprend également les trains de marchandises et les trajets à vide.

Sur les engins moteurs, le conducteur de la locomotive a accès au livre horaire sous forme imprimée et sous forme électronique, en Allemagne l' EBuLa . Dans le cas de trains spéciaux ou de trains de secours , un horaire séparé est établi, en Allemagne l' arrangement horaire ( Fplo ), que le conducteur de la locomotive reçoit, par ex. B. est transmis sous forme d'impression de fax.

simulation d'exploitation ferroviaire

Les horaires et l'infrastructure ferroviaire sont vérifiés à l'aide de méthodes de simulation, avec lesquelles les réseaux ferroviaires et de transport locaux sont reproduits dans des programmes informatiques avec toutes les caractéristiques d'itinéraire, de signalisation et d'exploitation avec des processus d'exploitation réalistes, y compris les diverses influences perturbatrices associées. Ils sont donc particulièrement adaptés pour vérifier les performances de ces réseaux en conditions d'exploitation.

Les méthodes de simulation sont l'un des quatre groupes de méthodes liées au réseau avec lesquels les réseaux concrets et leurs horaires sont développés ou vérifiés (également appelés méthodes microscopiques). Autres méthodes : méthode statistique/déterministe pour l'évaluation des conditions réelles, méthode constructive principalement pour l'élaboration des horaires et méthode analytique pour les investigations de base basées sur la théorie probabiliste. ^[6]

Les méthodes de simulation pour les réseaux ferroviaires et de transport locaux se caractérisent par le fait que les trajets des trains sur des systèmes de voie protégés par des signaux sont directement simulés dans les cycles de calcul. La méthode est basée sur un calendrier sans conflit, qui a généralement été élaboré à l'avance en utilisant la méthode constructive. Le processus d'exploitation réel est d'abord simulé en exploitation de base et dans les étapes suivantes de manière réaliste en simulant et en évaluant les trajets de train retardés dans un grand nombre de trajets de calcul (généralement plusieurs centaines).

D'autres influences résultent de la défaillance éventuelle de l'infrastructure (conditions d'urgence) et de la défaillance des composants du véhicule, de temps d'arrêt plus longs, par exemple également lors d'événements majeurs, de limitations de vitesse temporaires sur des tronçons de route et du facteur d'influence "humain" dans l'exploitation et prise en charge de l'infrastructure. ^[7] Deux méthodes différentes sont utilisées pour cette modélisation :

• La simulation synchrone permet à tous les trajets dans la salle d'examen de se dérouler simultanément. Le développement ultérieur des opérations est suivi par pas de temps. Des décisions d'élimination sont nécessaires pour sécuriser les opérations, par ex. B. Extension des temps d'attente, utilisation/non-utilisation des arrêts à la demande, changements de voies de destination dans les gares ou déplacement vers d'autres sections de l'itinéraire. Ici, les « blocages » sont à éviter, c'est-à-dire les états de fonctionnement dans lesquels aucune autre opération n'est possible et dans les cas extrêmes deux trains se font face, ^[7]
• La simulation asynchrone exécute les trajets selon leur priorité (par exemple en commençant par ICE), avec des trajets de même priorité selon l'ordre chronologique. La planification est nécessaire de manière prospective et dépend du rang, principalement basée sur un calendrier qui a été élaboré à l'aide de la méthode analytique. La vue décalée dans le temps avec la simulation asynchrone décrit les événements opérationnels de manière plus abstraite.

À la suite des simulations , des déclarations sont faites sur :

• La stabilité et la qualité d'un horaire, dont le nombre et les effets des décisions d'horaires renseignent également,
• Les retards à certains points de fonctionnement et leurs causes (retards initiaux et initiaux) et leurs effets dus aux transferts de retard (retards consécutifs et supplémentaires),
• Obstacles de l'infrastructure, qui entraînent des retards et indiquent ainsi des tronçons insuffisamment équipés et des goulots d'étranglement, auxquels le nombre et les effets des décisions d'ordonnancement renseignent également - en détail sur la base des journaux des cycles de calcul, ^[8]
• Stabilité de la connexion à partir de l'évaluation des connexions individuelles spécifiques. Par exemple, des trains d'alimentation individuels très occupés peuvent être évalués, de sorte que la méthode fournit des résultats plus concrets que de simples valeurs moyennes dans le réseau d'itinéraires considéré, comme c'est le cas avec d'autres méthodes. ^[9]
• protection circulatoire,
• Comparaison et évaluation de différentes infrastructures et/ou variantes d'horaires. ^[dix]

Les résultats des calculs sont résumés à l'aide de paramètres de qualité et de performance et illustrés dans des cartes routières, par exemple par des barres à l'échelle et colorées. Les lignes de durée de retard se sont révélées utiles pour identifier les retards, avec lesquelles le temps de retard est illustré en intervalles de minutes avec le pourcentage d'occurrence associé. Cette qualité peut également être illustrée dans les cartes du réseau au moyen de tronçons d'itinéraires de différentes couleurs, qui, en tant que "carte de qualité de la ponctualité", permettent une vue d'ensemble claire, similaire aux cartes de la qualité de l'eau. ^[sept]

Pour mettre en œuvre la méthode, la méthode de simulation nécessite un haut niveau de détail dans l'infrastructure et des informations détaillées sur le programme d'exploitation. Cela conduit à un besoin de temps correspondant pour la préparation des données et le transfert vers le modèle ainsi que pour l'évaluation et l'évaluation des données déterminées. ^[11]

exploitation et automatisation

Panneau d'une boîte de signalisation

Dans l'histoire du chemin de fer, le réglage de l'itinéraire a été de plus en plus centralisé et automatisé. Les enclenchements ont pris en charge le fonctionnement des aiguillages et des signaux sur place. Grâce à l'utilisation de la technologie de contrôle des opérations , les interconnexions de régions entières peuvent également être commandées à distance. Le routage automatique des trains définit les itinéraires en fonction des données d'horaire stockées électroniquement.

environnement

comparaison

La compatibilité environnementale du transport ferroviaire est généralement - comme pour les autres systèmes de transport - évaluée selon les points de vue suivants :

• Consommation de ressources et d'énergie (paysage, matières premières, énergie),
• exposition aux polluants et aux particules,
• pollution sonore.

En outre, les effets économiques sont inclus en tant que coûts externes des dommages aux personnes et aux biens. Si l'on compare le transport ferroviaire à d'autres systèmes de transport, il s'en sort particulièrement bien par rapport au trafic routier en termes de consommation de ressources et d'énergie. La consommation de paysage  – et donc aussi son « découpage » – est nettement plus faible dans le transport ferroviaire. Le stress, en particulier lors du transport de marchandises  , peut être causé par le bruit du démarrage, du roulement et du freinage.

consommation de ressources et d'énergie

Une voie ferrée à double voie nécessite 1,2 hectare d'espace au kilomètre, une autoroute au kilomètre à 3,6 hectares trois fois plus. ^[13] La consommation d'énergie dans le transport ferroviaire pour le transport de voyageurs est de 3,4 l équivalent diesel pour 100  passagers -kilomètres (Pkm), dans le trafic routier elle est de 5,6 l équivalent diesel pour 100 Pkm pour les voyageurs individuels. Seul un tiers de l'énergie nécessaire au transport par camion est utilisée pour transporter des marchandises par chemin de fer - en moyenne 1,2 l d'équivalent diesel pour 100  tonnes kilomètres (tkm) pour le transport ferroviaire contre 3,9 l d'équivalent diesel pour 100 tkm pour le transport par camion. ^[13]La consommation d'énergie relativement bon marché, associée à d'autres vecteurs énergétiques, contribue également à la réduction des émissions de CO ₂ -, de NO _x - et de particules, qui représentent environ un tiers des émissions liées aux performances du trafic automobile et un quart à un dixième pour la circulation des camions (voir tableaux).

Le transport ferroviaire de marchandises est particulièrement avantageux pour les distances de transport moyennes à longues et pour le transport de conteneurs et de marchandises en vrac. Il représente environ un quart de tous les transports de marchandises en Allemagne, mesurés en tonnes-kilomètres. Au cours des prochaines années, une croissance disproportionnée d'environ 6 % par an est attendue.

pollution sonore

Un impact environnemental majeur du trafic ferroviaire est le bruit causé par le bruit du moteur, du roulement et du freinage (voir aussi le bruit du trafic ferroviaire). Selon des sondages de 2008, 24 % de la population allemande se sent gênée par le bruit du trafic ferroviaire, dont 12 % extrêmement gênée et 4 % très gênée. ^[14]

Dans des conditions comparables, le passage de trains de voyageurs et de marchandises équipés de freins en fonte provoque un niveau sonore de 92 à 95 dB (A) - mesuré à une distance de 7,5 mètres à une vitesse de 80 km/h. Dans le cas des voitures voyageurs à freins à disque et de l'ICE, les valeurs chutent à 77 à 82 dB(A) dans les mêmes conditions générales, ^[15] la pression acoustique est donc divisée par deux (pour le lien entre les mesures et le " événement auditif" comme la perception humaine voir le niveau de pression acoustique et le volume ). Des mesures techniques sur les freins et les bogies peuvent également réduire les nuisances sonores des wagons de fret à environ 75 dB (A). ^[15]D'autres mesures de protection contre le bruit consistent à réduire le bruit le long des voies ferrées à l'aide de murs , d'enceintes ou de tunnels antibruit. Les mesures administratives possibles sont les prix des sillons en fonction du bruit, qui tiennent compte du développement du bruit lié à la conception des locomotives et des wagons et créent des incitations à réduire le bruit grâce à des avantages en termes de coûts (pour l'état actuel en Allemagne, voir le système de tarification des sillons ) .

Les valeurs limites pour la protection contre le bruit sur les voies ferrées ne sont spécifiées que pour les nouvelles constructions ou des modifications importantes avec l'ordonnance sur la protection contre le bruit de la circulation (16e BImSchV du 12 juin 1990) ^[16] , les valeurs limites du niveau de bruit étant fixées à 5 dB inférieur à celui du trafic routier ( bonus dit ferroviaire ) . Il n'y a pas de valeurs limites pour la protection contre le bruit sur les voies de circulation existantes et donc aucun droit légal à la réhabilitation. La lutte contre le bruit sur les lignes ferroviaires n'a commencé qu'en 1999 avec un budget annuel de 100 millions de DM et s'est poursuivie depuis avec 100 millions d'euros par an. ^{[14] [17]}En 2009, 110,9 millions d'euros supplémentaires du plan de relance économique I et 48,3 millions d'euros du plan de relance économique II ont été prélevés. Ces mesures actuelles de protection contre le bruit représentent près de 3 % des dépenses totales du réseau ferroviaire national, qui se situaient entre 3,1 et 4,1 milliards d'euros par an de 2000 à 2009 pour les investissements de remplacement du réseau existant et pour les projets de construction et d'extension. ^[14]

La pollution causée par le bruit du trafic ferroviaire peut être lue directement à partir des cartes de bruit des principaux axes de circulation et des agglomérations, qui ont été créées dans le cadre de la directive européenne sur le bruit environnemental :

• Cartographie du bruit environnemental sur les voies ferrées fédérales avec des sections de carte sélectionnables individuellement dans toute l'Allemagne pour la pollution sonore sur les voies ferrées ^[18]

Les routes les plus émettrices de bruit sont les principales routes du trafic de marchandises, qui comprennent en Allemagne, par exemple, le corridor rhénan et le corridor Hambourg-Hanovre-Göttingen-Fulda-Würzburg, mais aussi des corridors est-ouest comme Hanovre-Hamm -Région de la Ruhr, Nuremberg-Passau et Mannheim-Stuttgart-Ulm-Munich-Rosenheim. ^[14]

Ingénierie ferroviaire en tant que matière

Un diplôme en génie ferroviaire est proposé dans plusieurs universités et collèges allemands, suisses, autrichiens et néerlandais. Dans la politique allemande d'enseignement supérieur, le système ferroviaire est classé comme un petit sujet , le Bureau des petits sujets répertorie 19 chaires indépendantes dans onze universités en Allemagne (en juin 2019), où des cours sont également proposés. ^[19] En plus de ces universités, l' Université des sciences appliquées d'Erfurt propose un cours d'ingénierie ferroviaire. ^[20]

Juridique

Allemagne

Une définition des chemins de fer se trouve à l'article 2 de la loi générale sur les chemins de fer (AEG) du 27 décembre 1993 :

"Les autres chemins de fer tels que les chemins de fer à sustentation magnétique , les tramways et chemins de fer similaires, les chemins de fer de montagne et autres chemins de fer de conception spéciale en termes de construction ou d'exploitation" (§ 1 al. 2 S. 2 AEG) ne sont pas des chemins de fer au sens du présent loi .

Pour l'exploitation des chemins de fer publics à voie normale , le règlement de construction et d'exploitation des chemins de fer (EBO) a été publié conformément à l'article 26 (1) AEG . Les chemins de fer à voie étroite sont soumis au règlement de construction et d'exploitation des chemins de fer à voie étroite (ESBO). En outre, les États fédéraux ont publié des ordonnances pour les chemins de fer non publics sur la construction et l'exploitation des embranchements (BOA et EBOA ). Des efforts sont faits pour normaliser EBO/ESBO et BOA/EBOA. Il y a le problème des responsabilités fédérales et étatiques.

L' Autorité fédérale des chemins de fer (EBA) supervise les chemins de fer fédéraux et les chemins de fer non fédéraux basés à l'étranger . Les États fédéraux sont responsables des chemins de fer non fédéraux basés en Allemagne; cependant , la plupart d'entre eux ont délégué la surveillance ferroviaire à l'ABE.

Autres réglementations :

• Code de signalisation ferroviaire (ESO)
• Règlement sur la circulation ferroviaire (EVO)
• lois ferroviaires de l'État

La désormais célèbre définition de la Cour impériale de justice de 1879 pour le chemin de fer était encore :

Aujourd'hui, il est considéré comme un exemple exceptionnel du style de bureau .

Suisse

La loi suisse sur les chemins de fer définit :

Les chemins de fer à crémaillère et les tramways (qui incluent également les trolleybus) sont également soumis à la loi sur les chemins de fer en Suisse, tandis que les funiculaires sont soumis à la loi sur les téléphériques ^[23] depuis 2006 .

L'Autriche

En Autriche , l' article 1 de la loi sur les chemins de fer prévoit :

« Les chemins de fer au sens de la présente loi fédérale sont :

1. Chemins de fer publics, à savoir :
   1. lignes principales ;
   2. embranchements :
   3. tramways ;
2. Chemins de fer non publics, à savoir :
   1. parements;
   2. toiles de matériaux.

La section 1b de l'EisbG définit les entreprises ferroviaires autorisées à opérer sur les chemins de fer :

Voir également

Portail : Bahn  - Aperçu du contenu de Wikipédia sur le thème de Bahn

• train (trafic)
• Histoire du chemin de fer (général)
• Histoire du chemin de fer en Allemagne
• Histoire des chemins de fer suisses
• Deutsche Bahn
• Chemins de fer fédéraux suisses
• Chemins de fer fédéraux autrichiens
• Liste des pays par réseau ferroviaire
• Liste des abréviations ferroviaires
• modélisme ferroviaire
• simulateur de train

Littérature

• Franz Czygan (éd.) : Le chemin de fer en mots et en images. Fondamentaux du système ferroviaire pratique selon l'état le plus récent de la science de l'ingénierie ferroviaire dans une présentation facilement compréhensible. (2 tomes). H. Killinger, Nordhausen a. H. 1928. ^[24]
• L'ingénieur des chemins de fer. OEUF. Revue commerciale internationale pour le transport ferroviaire et la technologie . Eurailpress, DVV Media Group, Hambourg, ZDB -ID 240444-8 .
• Joachim Fiedler : système ferroviaire. Planification, construction et exploitation de chemins de fer, S-, U-, urbains et tramways. 5e édition revue et augmentée. Werner, Neuwied 2005, ISBN 3-8041-1612-4 . (Ouvrage de synthèse complet, créé en étroite collaboration entre la science et l'entreprise).
• Frank Grube (éd.), Gerhard Richter (éd.) : Le grand livre du chemin de fer. Hoffmann et Campe Verlag, Hambourg 1979, ISBN 3-455-08865-1 . (Traite du système ferroviaire mondial ; en annexe un tableau des chemins de fer dans le monde, les désignations de type des locomotives, un aperçu des musées ferroviaires les plus importants du monde, un glossaire, un aperçu des auteurs, un index des personnes, un index des compagnies ferroviaires, lignes et itinéraires, une liste des noms de locomotives et de trains, des séries et des classes ainsi que des références d'images, de sources et de traduction).
• Eberhard Jänsch (éd.): Le système Bahn . Manuel. 2e édition. DVV Media Group GmbH, Hambourg 2016, ISBN 978-3-87154-511-5 (719 pages, brève description [consulté le 7 juin 2016]). 
• Hans-Ludwig Leers : Le développement du trafic dans l'agglomération industrielle des villes et communes de Wuppertal au XIXe et au début du XXe siècle. Une contribution à l'histoire du trafic du Wuppertal. Série d'études sur la recherche historique à l'époque moderne, volume 47. Kovač, Hambourg 2006, ISBN 978-3-8300-2609-9 . (Aussi: Dissertation phil., Université de Wuppertal, Wuppertal 2005).
• Alois von Lützenau : Explication de la loi autrichienne sur la police des chemins de fer approuvée par la résolution suprême du 30 janvier 1847, citant les autres lois pertinentes s'y rapportant. Braumüller et Seidel, Vienne 1848. (En ligne sur ALO ).
• Wolfgang Schivelbusch : Histoire du voyage ferroviaire. Sur l'industrialisation de l'espace et du temps au XIXe siècle. 4ème édition (1ère édition : 1977). Livres de poche Fischer, volume 14828. S. Fischer, Francfort-sur-le-Main 2007, ISBN 3-596-14828-6 .
• Viktor Freiherr von Röll (ed.): Encyclopedia of Railways , 2e éd. 1912–1923, nouvelle composition et fac- similé sur DVD-ROM, Directmedia Publishing , Berlin 2007, ISBN 978-3-89853-091-0 .

Juridique

• Wolfgang Kunz/Urs Kramer (dir.): Droit ferroviaire. Recueil systématique des lois et règlements ainsi que des actes juridiques de la Communauté européenne avec explications . Nomos Verlagsgesellschaft, Baden-Baden, 54e supplément. 2020, ISSN  0946-8560
• Jacques Meylan : Le domaine ferroviaire en droit comparé . Droz, Genève 1966 (droit comparé). 
• Sandie Calme : L'évolution du droit des transports ferroviaires en Europe . PU Aix-Marseille, Aix-Marseille 2008, ISBN 978-2-7314-0650-4 (histoire juridique). 
• Martin Lodge : Sur des pistes différentes : concevoir la réglementation ferroviaire en Grande-Bretagne et en Allemagne . Praeger, Westport, Conn. 2002, ISBN 0-275-97601-7 (anglais). 
• Roman Michalczyk : Origines européennes de la réglementation de la concurrence . Mohr Siebeck, Tübingen 2010, ISBN 978-3-16-150638-3 ( aperçu limité dans la recherche de livres Google). 
• Rüdiger Schmidt-Bendun : Responsabilité des entreprises ferroviaires : Vers un droit ferroviaire et aérien harmonisé en Europe . Iéna Wiss. Verl.-Ges, Jena 2007, ISBN 978-3-86653-015-7 (études sur le droit international privé et procédural). 
• Sina Stamm : Constitution des chemins de fer et privatisation des chemins de fer - sur la recevabilité constitutionnelle et sur le processus de privatisation de la Deutsche Bahn AG , Diss. Université de Potsdam 2010, Duncker & Humblot 2010, ISBN 978-3-428-13358-1

liens web

Wiktionnaire : Eisenbahn  – Explications de sens, origine des mots, synonymes, traductions

Commons : Railway  - album avec photos, vidéos et fichiers audio

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• Catalogue de liens sur le thème des chemins de fer sur curlie.org (anciennement DMOZ )

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