地鐵
本文介绍的是建設於地底下的軌道系統。
地鐵，通常指地下鐵路，而台灣統稱為「捷運」，為鐵路運輸（火車）的一種形式，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，地铁绝大多数是路权专有的，车辆并不具备进入标准混行地段的能力（小半径曲线最小到20米半径，陡坡最大到8%，可无闭塞运行），这也是地铁区别于轻轨交通系统的根本性的标志。
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[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鐵，位在倫敦塔附近、穿越泰晤士河的倫敦塔地鐵（Tower Subway）。但這條鐵路並不算成功，在營運數個月後便因新通車的倫敦塔橋取代了大部分的旅運量而廢線。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，当时奥匈帝国的城市布达佩斯开通了欧洲大陆的第一条地铁，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。
[编辑] 地鐵施工
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。
[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。此外，當要挖掘較深的隧道時也常採用此法。
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。
[编辑] 供電方式
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：
[编辑] (軌道供電)
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。
[编辑] 架空電車線
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，隧道同样可以造得較低。
[编辑] 優點和缺點
[编辑] 優點
- 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。
[编辑] 缺點
- 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。
- 速度受限：地下隧道如高速行駛會因風阻產生活塞現象，必須控制速度或隧道內抽成真空才行，後者因成本過高故尚無實例。
[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
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。
[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。
[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。
[编辑] 恐怖襲擊事件
- 1995年3月20日在日本東京地鐵站奥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。
[编辑] 地鐵空氣之壓力
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。
[编辑] 各地地鐵例子
[编辑] 亚洲
[编辑] 中國大陸
[编辑] 北京
北京地铁正在运营中的线路包括1号线、2号线、4号线、5号线、8号线（北土城-回龙观东大街）、9号线（北京西站-郭公庄）、10号线（巴沟-劲松）、13号线、15号线（俸伯-望京西）、八通线、昌平线（南邵-西二旗）、大兴线、房山线、亦庄线及机场线。全线或后续工程兴建中的线路包括6号线、7号线、8号线、9号线、10号线、14号线、15号线、16号线、门头沟线、昌平线、房山线、燕房线、海淀山后线、新机场线、西郊线。
[编辑] 上海
上海轨道交通，又称上海地铁，其第一条线路于1995年4月10日正式运营，是继北京地铁、天津地铁建成通车后中国内地投入运营的第三个城市轨道交通系统，也是目前中国线路最长的城市轨道交通系统。截止2010年4月20日，上海轨道交通线网已开通运营11条线、266座车站，运营里程达410公里（不含上海磁浮示范运营线），另有全线位于世博园区内，仅供世博园游客和工作人员搭乘的世博专用线，近期及远期规划则达到510公里和970公里。
[编辑] 廣州
广州地铁现有1号线（西朗至广州东站）、2号线（嘉禾望岗至广州南站）、3号线（机场南至体育西路和天河客运站至番禺广场）、4号线（黃村至金洲)、5号线首期工程（滘口至文冲）、8号线（凤凰新村至万胜围）、珠江新城旅客自动输送系统（林和西至赤岗塔）及广佛线（魁奇路至西朗）正在营运中。
[编辑] 深圳
深圳地铁正在运营中的线路包括罗宝线（罗湖至机场东）、蛇口线（赤湾至新秀）、龙岗线（益田至双龙）、龙华线（清湖至福田口岸）及环中线（前海湾至黄贝岭）。
[编辑] 重庆
重庆轨道交通正在运营中的轨道交通线路包括一条地铁1号线及两条跨座式单轨2号线，3号线。现总运营85公里，规划820公里轨道交通。
[编辑] 南京
南京地铁正在运营中的线路包括1号线及2号线。运营总里程85公里。
[编辑] 成都
成都轨道交通1号线已运营。
[编辑] 沈阳
沈阳地铁正在运营中的线路包括沈阳地铁1号线(十三号街站至黎明广场站)和沈阳地铁2号线（三台子站至全运路站）。
[编辑] 西安
- 西安地铁正在运营中的线路为2号线（北客站-会展中心），目前全线地下敷设。全线或后续工程兴建中的线路包括1号线（后卫寨-纺织城）、2号线（会展中心-韦曲南）、3号线（鱼化寨-保税区）、曲江轻轨环线，已经开始前期工程的线路为4号线（草滩科技产业园-韦曲科技产业园）。其他线路还包括5号线、6号线等。
- 西安是世界四大文化名城之一，是中华文化的发祥地。因地铁车站丰厚的文化底蕴（每站均有多面各自主题的文化墙，以及独特的地砖、立柱和吊顶）和特色的设计（如行政中心站特色的玻璃穹顶和浮雕），博得了中国轨道交通界和建筑界的一致好评，成为古都新的风景线。
[编辑] 苏州
苏州轨道交通1号线已运营。
[编辑] 香港
注:東鐵綫、西鐵綫、馬鞍山綫、東涌綫和迪士尼綫因大部份路段位於地面不屬於地鐵。機場快綫屬於機場聯絡軌道系統。
[编辑] 中華民國（台灣）
- 台北捷運
- 高雄捷運
- 台中捷運（興建中）
- 桃園捷運（機場線興建中）
- 臺灣鐵路管理局鐵路地下化
- 營運中路線
- 興建中路線
[编辑] 美洲
[编辑] 美国
[编辑] 华盛顿地铁
华盛顿都会区捷运系统（Washington Metrorail），一般简称华盛顿地铁，为美国第二繁忙的城市轨道交通系统，仅次于纽约地铁，于1976年开始营运。自开通以来，华盛顿地铁已经发展至5条线路，共有86个车站及171公里长的轨道。
[编辑] 加拿大
[编辑] 多伦多
多伦多地铁及轻轨（Toronto Subway and RT），简称多伦多地铁，是加拿大多伦多的城市轨道交通系统。首条路线于1954年落成，同时也是加拿大的第一条地铁线路。多伦多地铁目前由4条线路（包含一条轻轨线路）组成，拥有69个车站，路线总长度达68.3公里。
[编辑] 地鐵之最
[编辑] 最深的地鐵
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。俄羅斯聖彼得堡地鐵一般都超過100公尺深。
然而，世界最深的地鐵車站並沒有定論。聖彼得堡本身的其中三個地鐵車站都有可能是全世界最深的；俄羅斯莫斯科地鐵和烏克蘭的基輔地鐵都各有一極深的站，兩站都是建在山丘底下。朝鮮平壤地鐵亦有一地鐵站能角逐此位，它的最深處達地下200公尺，平均深度亦達100公尺。
[编辑] 注釋
- ^ 地底──包括過海隧道的路段在內。
- ^ 地面──已包括高架及隧道的路段在內。
- ^ Urban Mass Transit: The Life Story of a Technology，2006，Greenwood Press，ISBN 978-0313339165
[编辑] 相關條目
[编辑] 外部鏈接
- （英文）Subways.net
- （英文）Urbanrail.net
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