鐵路

鐵路/軌道運輸/鉄道/Railway/Metro/Subway/Underground

這是一個科普與教學條目，歡迎有興趣的鐵路宅加以補完。

解說

• 鐵路是鐵路運輸的媒介，由鐵路列車利用鐵輪在兩條鐵製路軌上行走的一種公共運輸工具。
  • 車軌的概念最早可追溯至馬車於常用路線在土地面自然形成的車轍，行走於多輛馬車都走過的路徑通常較平坦，乃至於建造特定馬車專用的馳道（特別挖掘的車轍+圍牆），秦始皇功業之一的車同軌便是指將七國各自不一的車轍寬度調整為一致。
  • 時至近代，避免因車輪遇上各種路面的顛簸造成車伕及馬匹的疲勞，改成使用鐵製軌道與有專用輪徑的車輛，並以馬匹拉運的形制Wagonway於1760年代出現，可說是最早的鐵軌。蒸汽火車發明後則轉為專供火車行駛用，以及礦坑使用。
  • 雖然嚴格來說鐵路是一種交通工具，而不是指整個相關的系統，但因為一般狀況下都不分那麼多所以幾乎都當成鐵路運輸整體的概念。
  • 鐵路的運行還包括鐵路軌道、鐵路站、鐵路道口及鐵道機車車輛。
• 狹義上通常是指一種以具有輪對的車輛沿鐵路軌道運行，以達到運送旅客或貨物目的的陸上運輸方式。而廣義的鐵路運輸尚包括磁浮列車、纜車、索道等並非使用車輪形式，但仍然沿特定軌道運行的運輸方式。
  • 從某角度來看，遊樂園中常見的機動遊樂設施之一的過山車／雲霄飛車也是鐵路的一種，不過它是繞一圈回到出發點、中間不允許下車，所以不算公共運輸工具就是。

常見用語

軌道相關

• 軌距（Gauge）亦即軌道距離，是兩條鋼軌之間的距離（以鋼軌內側面的間距為準）。國際鐵路聯盟在1937年制定1435mm（=56.5in）為標準軌距，又稱國際軌距。通常比標準軌寬的軌距稱為寬軌，比標準軌窄的稱為窄軌。一般窄軌鐵路適用山路，而寬軌鐵路則有更好的高速穩定性。
  • 台鐵軌距為1067mm，在此分類下就是窄軌；阿里山小火車軌距更窄只有762mm，此數字幾乎是標準軌的一半，使得此軌距的列車在過去稱作五分車。
  • 台灣高鐵為了穩定性使用標準軌1435mm，之後新建的捷運系統除了文湖線外也是標準軌。
  • 日本JR多數在來線都是1067mm，新幹線則是1435mm，當然也有特殊軌距的路線。
  • 當兩種不同軌距的鐵路系統聯通時，跨越軌距邊界運行（例如跨越國境）的列車就要解決如何轉換到對方軌距的問題。一般有如下幾種做法：
    • 設立換乘站，令車上乘客下車、步行去搭乘另一輛在對方軌道上的火車繼續行程。
      • 這當然只在客車上適用。
    • 設立更換站，以起重機將車廂整個吊起、移至新的車架上。
      • 這是常見的方式。
    • 車輪軸為特製型號，具有多個輪子以應付不同軌距。
      • 例如+-----+--+這種形式，最左的車輪共用，而中間和右邊的輪子分別對應窄軌和標準軌。好處是無需停車，但製造及修護麻煩。
      • 相對地，也有同時鋪設多根鋼軌（形如 |　　　|　| ）這樣，讓輪距不同的車輛都可以跑。

• 道岔（Junction）是令一條鐵路缐分支為多條（或多條匯聚成一條）的機構，其中主要的移動部件稱作轉轍器（Switch）。一般以單獨一股軌道的方向作為入口、分開叉的那幾股作為出口。
  • 轉轍器由外界動力（初期為人力、後改採電動馬達）驅動，其上裝有可彎曲的活動軌條。隨著轉轍器的運動，軌條向不同方向彎曲，其末端貼合到出口軌條上，構成車輪行走的路徑。
  • 由於道岔處鐵軌必須開縫隙以讓輪緣（Wheel flange）穿過，為了免除脫軌之虞而在道岔部分的鐵軌兩側鋪以護軌，這樣即使車輪出軌也會被擋住、不致橫向衝出更遠造成損害擴大。
    • 同樣地，橋梁上也有如此設計。
  • 道岔分開的幾條缐路夾角越小，列車通過時轉彎越慢。以缐路中心缐延長相交夾角的餘切值cot（α）為道岔的號數，即道岔號數大→轉彎慢→離心力小→允許列車以更高的速度過彎，但佔地面積也更廣。
    • 也有不同的號數標法，例如用正切值（俄國和獨聯體國家）、最大允許速度的一半（美國、近似值）等。
    • 若道岔沒有扳動到合適的位置、而列車又以相反的方向進入，例如A-B/C的道岔扳到A-B位置、此時列車從C方向進入，則因為道岔的活動軌條沒有留出車輪可通過的餘地、故有令列車脫軌的危險。
    • 從實際運用的角度考慮，在鐵路上設置「一方通行單行道」顯然是不智之舉，因此在轉轍器的運動機構上裝置彈簧，允許列車即使從錯誤方向進入也能用輪緣硬擠開活動軌條、安全通過。這樣設計的道岔稱作安全道岔。
  • 以道岔的各出口分支相對位置，可分別稱作側開道岔（卜形、兩股出口軌道中有一股沿著入口方向）、對開道岔（Y形、兩股出口軌道均與入口成一定夾角）、三開道岔（ψ型）、菱形/X形道岔等。

• 若將鐵軌直接鋪設在地上，會被巨大的重量壓進地面。因此以枕木（Railway tie/Railway sleeper）來承載鐵軌，并以螺栓和彈簧來扣住鐵軌使之不易移動。
  • 不過說是叫枕「木」，現在大多已換為水泥塊。畢竟如果真是木頭的話腐爛和換新會是個大問題，尤其對於林業資源不太豐富的地區來講更是棘手。
  • 枕木也不會直接置放在地面上，而是墊以碎石，這樣既分散了壓力也可藉由碎石間的縫隙排水。
    • 但在列車高速運行產生的風力下，碎石有被捲入輪軌間的風險，故現今供高速列車跑的缐路有一個特點就是不設枕木/碎石，鐵軌直接敷設到大塊水泥地基上。

• 由於司機需要面朝列車行進前方駕駛，故列車在調頭行駛之前需要把機車換到另一端，或直接整列車轉一百八十度繞回來。
  • 最常見的做法是把缐路鋪成「___/¯¯¯¯¯¯\___」形，即在一段直道兩端修建兩個相對且往同側分叉的側開道岔、中間用專門的「機走缐」（機車走行缐）平行連接。
  • 機車經過道岔A、把所有拖車車廂拉到直道上後脫鈎，再繼續開過道岔B，之後停車、扳動兩個道岔使之與機走缐連通，倒車沿機走缐繞到整列車的後面，最後再搬動來時的道岔A、回到直道上與拖車連接，即可反向經A開出。
  • 這種方法的缺點是操作繁瑣，且吞吐量受限於直道的長度。若列車長度比直道長，則需要把列車分斷成數段、一段一段慢慢繞。
• 不需重新連掛車鈎、整列車調頭的方法則有如下兩種：
  • 與汽車一樣採取三角調頭的缐路稱三角缐（Wye）。
    • 優點是佔地較少（相對於燈泡缐而言），缺點是要停兩次車。
  • 直接把缐路舖成一個圓圈繞回來者稱為燈泡缐（Balloon loop）。
    • 優點是不必停車、吞吐量大，缺點是佔地面積極大。
• 對於只有機車需要調頭的場合，有把鐵軌舖在可原地旋轉的轉盤上，稱轉車盤（Turntable）。將機車停於其上，以人力或電動馬達推動轉盤旋轉半圈，機車即可開出。
  • 優點是佔地面積最小、且可自由選擇旋轉角度，缺點是需要複雜運動機構輔助，且機車的重量受限。
  • 在轉盤的另一側鋪設若干放射狀分岔的缐路，搭配建築物即為扇形車庫，在蒸汽機車時代是常見的停車&維修場配置。

• 在斜坡上鋪設軌道時，軌道相對於水平面的傾斜程度以坡度（Grade）表示。
• 由於事實上車輛、尤其是普通的鐵路車輛無法登上太陡的斜坡，即道路的傾斜角度α不會太大，故坡度一般不會直接寫成角度、而是使用其正切值tan（α）或餘切值cot（α）並採用以下三種記法之一：
  • 百分數形式，即tan（α）×100%。常見於美國。
  • 千分數形式，即tan（α）×1000‰。常見於歐洲大陸，如德國。
  • 比例形式，如1:cot（α），表示上升高度與在水平方向上前進距離之比，即每前進cot（α）長度則升高1長度。常見於英國及英聯邦國家、舊英屬殖民地地區，如澳大利亞、香港等地。

• 在鋪設軌道時，會因應運輸容量與架設成本考量，鋪設不同數量的軌道，即分為單線架設、雙線架設、多線架設：
  • 單線架設：常用於運輸容量低的地區，只鋪設一條線路以節省架設成本，又或是該地區路基狹小僅能架設單線。
    • 因為雙向都共用同一條線路，為避免相撞因此在軌道設計上除了利用鐵路站作為雙向車輛的交會點，還會在部分區段架設一部分的雙線路線作為交會點，這種雙線段又被稱為「交會站」。
    • 這種路線對於車輛調度協調要求較高，一旦某一列車誤點同時也會造成眾多列車誤點，因為會讓眾多對向列車在鐵路站或是交會站停車等候以免對撞事故發生。
    • 並且單線不易抵抗事故與災害，一旦發生災害或是事故，則必須等候問題排除後才能恢復運行。
  • 雙線架設：常用於運輸容量中高的地區，鋪設兩條線路讓雙向各使用一條線路。
    • 因為雙向各自使用一條線路，對撞的風險低且不用考慮與對向車輛的會車時間，因此同一時間內可允許更多的車輛在線路上行進。
    • 對於事故與災害的抵抗能力較高，因為可利用兩個側開道岔接成形如¯¯¯/¯¯¯的渡缐連通兩個方向的缐路。在一條線路發生事故時，利用這些渡缐暫時將事故區段轉變為單線運作。雖然在問題排除前會降低運輸能力，但不至於完全無法運行。
    • 日本新幹線是少數採用雙線架設卻不設置渡缐的路線。不設置道岔有利於軌道和車輛的穩定度與壽命，但是一旦線路出問題則會造成至少一個方向禁止通車。
    • 因為事故造成車次誤點等狀況時，為了提升運輸品質會有所謂的優先運行車種，通常運行速度越高與停靠次數越少的車種越優先運行，這在單、雙線路線上尤為明顯，事故發生後一輛普通車次在車站或是交會站等候同方向的高速車次優先通過的事情相當常見。
  • 多線架設：常用於運輸容量需求高的地區，架設多條線路、根據需求調度雙向所需的線路數量。
    • 最常用於大都會內部的鐵路運輸，主幹道的鐵路線路上往往會有多數列車同時運行，利用大量的道岔將線路進行多種運行組合。
      • 例如修築四條線路，就可以分別跑上行貨運、上行客運、下行客運、下行貨運的不同列車。
      • 也能進行上行列車、下行列車x3，這種短時間內有大量同方向的列車要通過時的雙向不對稱調度。
    • 線路之間的支援性強，對於事故抵抗力極高，使用道岔將故障區段隔離後仍能維持絕大多數車輛的正常運行。
    • 就算是主體為單、雙線的路線也會在車站、維修、調度場區域使用多線架設，以因應列車調度使用。
    • 缺點就是非常佔用土地，在都會區往往變成運輸效益與土地取得成本之間的考量。就算地下化利用立體多層次來解決問題，複雜的多層次地下工事也會讓建設成本大幅提升。
      • 而且維護成本也是水漲船高。例如即使在地廣人稀的美國，野外的鐵路線路通常也只有雙缐至三缐，僅在車場/站附近用來輔助編組調度的區域才會是四缐以至更多缐。

• 路權是當鐵路和普通公路鋪設在一起時產生的概念，即道路的優先使用與通過權。主要分為A、B、C三級：
  • A級：路軌與一般公路分離。鐵路車輛具有獨占的通行權。
  • B級：路軌平行於公路鋪設。在交叉路口鐵路車輛有優先通行權，通常交管部門會特別為其調整燈號、令鐵路車輛可以先行通過。
  • C級：路軌平行於公路、或在公路路面上鋪設，鐵路車輛與一般公路車輛混合行駛，遵守同樣的交通燈號等規則。
    • 城市中的路面電車等地面公共交通鐵路就是C級輕便鐵路的一種，而地鐵則通常是A級路權。

車輛相關

• 車架是承載車體的架子，其下裝有前後兩組可左右轉動的輪架，稱轉向架（Bogey），後者裝有兩條或三條輪軸。
  • 每一節鐵路車輛或其車架上的車軸配置式稱為軸式，相應的車輪配置式（一般來說顯然相當於軸式乘以二）稱為輪式。
    • 而根據每條軸上是否配置動力源，又可分為動軸和拖軸。
    • 通常來說，雙軸的轉向架的轉向性能較優，而三軸者勝在運行平穩。
  • 除了每節車自己有兩個轉向架，另有做法是在相鄰車廂的連接處裝置一個兩者共用的轉向架，稱為「關節式」轉向架。
    • 缺點就是這樣的轉向架不便於各節車靈活拆散編組，所以一般都是固定編組運行的列車會採用。

• 因應不同用途，跑在路軌上的各節車輛具有不同形制：
  • 平板車最為簡單，兩具轉向架搭起一個平臺即可，用於運送貨櫃乃至戰車等大件物品。
  • 敞篷車為四邊有圍墻、但無頂蓋的車輛，可裝運煤炭、礦石、木材等不懼惡劣天氣的散碎至中等大小的固體物品。
    • 亦有設計為漏斗形、底板有活門的變種，打開活門即可直接令貨物漏下、落到設於軌道下方的傳送帶，省去人工或專用機械裝卸之苦。
    • 蒸汽機車車頭後方必掛一節煤水車，即是上層裝煤下層裝水的敞篷車。
  • 將敞篷車蓋上頂蓋則成為棚車，除了運貨外在緊急時亦可裝運人員，不過其中的人居條件可想而知。
  • 罐車用來運送液體或氣體，就如公路上的同行一樣。當然由於鐵軌導電因此不用擔心接地問題。
  • 冰箱車設有製冷設備，可運送藥品、疫苗等需要維持低溫儲存的物品。也有相反維持加熱保溫的變種。
  • 餐車就是跑在鐵路上的厨房餐廳，一般自備燃氣、或在電氣化區段取用電網電力用來煎炒烹炸。由於車廂內空間有限，一般不歡迎乘客自帶食物至餐車就餐。
  • 發電車或電源車裝載發電機，用於向其它車廂供應電力以作照明等用途。
  • 機車則是設有動力、專用於帶動其它車輛的車輛。詳見下一段。
  • 對應早期盜匪猖獗、以及蒸汽機車的真空煞車操作問題，在整列車最後加掛一節守車，其中佈置武裝人員及技師以保障安全運行。
  • 車站等處會配置維修車，早期僅僅是具有四個輪子的平板一塊、人手搖動杠桿驅動，後來出現將公路車輛（皮卡等）底盤下方裝置輪子的專用車輛。
  • 在戰爭時亦有把機槍、火砲等武器搬上鐵路，并加掛裝甲的武裝列車，具備高火力與高機動性，是令人聞風色變的移動要塞。
    • 但由於其運動受鐵路缐的限制，從一開始就飽受游擊隊破壞鐵路的問題困擾，當飛機等具有更高機動性的武器出現後更是淪為活靶。
    • 其中在二戰中納粹德軍的古斯塔夫列車砲具有將逾7000kg、口徑800mm的巨大砲彈發射到30~40km遠處的恐怖威力，但其需要250人花3天組裝+2500人鋪設鐵路+兩個高砲營負責防空的超大陣仗反而令其難於在缺乏資源的德軍手裏盡情運用。
      • 說得好像不缺乏資源的盟軍就會盡情運用一樣，有那資源不如造戰機轟炸去了。
      • 不過由於列車砲的「巨大機械兵器」這一男人的浪漫定位，在各式電玩遊戲里倒是經常擔任boss角色，例如各種射擊遊戲。
    • 現代（例如蘇聯/俄羅斯）的發展是將核子飛彈裝在列車上，平時隱藏於隧道掩體內，待爆發核戰爭時開出來找個地方發射。

• 各節車之間通過車鈎（Coupler）相連。
  • 而車鈎的構造也不僅僅是一個可以轉動的鈎子，還有車廂之間的電缐、氣水管路等接頭。調車工人的口訣「一關前、二關後、先摘管子後提鈎」說的就是在解開車鈎令車廂脫離列車前要關閉煞車管路閥門的事。
  • 在自動連結器發明前，只能依靠人手的車廂連結工作每年都奪去不少工作人員的性命。
    
    
    危險的連結工作。

• 為車廂供電的做法由來已久。緣由是用於照明，取代在發生事故時有引火危險的煤氣燈、油燈等明火燈具。
  • 後來由於電能運用方便，很快便發展出供暖/空調、通風、餐飲等用途。例如在冬天或高緯度寒冷地區，早期由蒸汽機車的鍋爐引出蒸汽給車廂供暖，後來則改用電熱。
• 按照電源區分，列車供電的手段大致有以下幾種：

電源	電源分佈情況	優點（+）/缺點（-）	解說
蓄電池	分散	+可靠性最高 -電壓低 -電量少 -僅能提供直流電 -需要單獨充電	只在最早期使用過一段時間。 不過後來發展出搭載發電機的方法後也有接入蓄電池、邊充電邊供電的做法。 由於其高可靠性，現代也有用來作為關鍵控制電路的備用電源。
機車搭載發電機	集中	+電量持久 +電流穩定 -燃料消耗高 -車鈎處需連接電路	若提供交流電，要麽需要機車引擎維持恆定轉速，要麽需要增設相關電路元件以保證恆定頻率（50Hz或60Hz等），要麽採取機車發出高壓直流、各車廂單獨逆變的方法。 對於柴電機車而言，由於本身已有發電機，直接將其發出的電流導向車廂即可；而柴液、蒸汽等結構的機車則需單獨裝置發電機。
車軸發電機	分散	+電路簡單 +每節車廂獨立供電、無需改動車鈎 -動力損耗高 -停車即停電 -難於維持恆定電流頻率	為了彌補停車即停電的缺點，通常是使用直流發電機、搭配蓄電池一起運用。
單獨發電車廂	集中	+不依賴機車，可加掛至任何編組內進行供電 +可更改編組、靈活運用供電能力 -需單獨給發電機補充燃料 -通常需要改動車鈎	也能看到一列火車雖然前面由本身就是電力驅動的電力機車來拉、但最後一節卻又是發電車的場景，這通常是出於電氣特性不兼容的關係。 由於通常是給耗電大的空調系統供電，故常被稱為「空調發電車」。
電網供電	集中	+可靠性高 +電量無限 +電路設計簡單 -必須搭配電力機車和電氣化鐵路	也有餐車等用電量較高的車廂自帶受電弓、直接從電網取電的情況。

機車相關

• 自身帶有動力能單獨運行、但不用來拉載人貨的鐵路車輛叫做機車（Locomotive/Engine）。
  • 相對地，無動力、由機車推拉運行的車輛稱為拖車，有動力且可載人貨的車輛則稱為動車。
  • 由單一或少數幾輛機車推拉整列火車運行的形式叫動力集中式、整列車叫做拖車組，整列車里動車居多的形式則叫動力分散式、整列車叫做動車組。
    • 對於機車在列車中的位置，以將機車排在最前/最後的推拉式配置最為常見，當然也有配置到中間的做法。
    • 中國方面因為高速鐵路客運專線上的列車基本上都是動車組的形式，故有混淆「高速列車」和「動車組」概念的現象，實際上拖車組也可以很快（例：英國的InterCity 125 HST、法國TGV），動車組也可以不快（例：各地的地鐵）。
  • 換言之，拖車組 = 機車/動車 + 拖車 + 拖車 + 拖車 + ……，動車組 = 動車 + 動車 + 動車 + …… + 少數幾輛（或沒有）拖車。
  • 集中式與分散式各有優缺點，主要是針對載運客貨的種類、特性等來選擇較為適合的組態：

特性	動力集中式	動力分散式
車節編組調度	可在機車動力許可範圍內自由加掛拖車以增加運載量，動力不足時亦可輕易增添機車，或在蒸汽（煤&水）/柴油/電力等不同動力來源之間切換。 可自由摘除整節拖車、不必裝卸貨物便可將其編入另一輛列車。相反當負載減少時也能輕易卸載用不到的機車。 可在整個鐵路系統網路中自由調配運力資源。	因為要考慮到整組動車的動力結構、電/水/氣路佈置等問題，動車組通常固定編組運行，自由度相對較低。 負載降低時可能會有部分動車的動力空置浪費。
	要麽需要摘下機車重新連掛、要麽需要整列車調頭，操作繁瑣。	分散式動車大多數情況下頭尾均有駕駛室，只需司機跑到車尾就能反向發車。 對於較先進的固定編組車型，車上行車電腦的軟體/軔體程式在撰寫時可不必考慮編組改變的麻煩情況。
客貨安全性及舒適度	因為重要結構都在機車身上，拖車上的噪聲、舒適度、安全性等方面都比較好。	機械結構分散在整體列車上，車廂內的噪音較大，且萬一機械結構出現破損時車廂內的潛在風險也較高。
行車安全性	主要刹車結構都在機車上，一套系統需要負擔整列車的制動工作，而萬一出現故障則影響巨大。	即使單一或少數幾節車廂發生故障，其他車廂仍能正常工作，甚至可以單獨關閉某節車廂的工作能力而不影響整列車。
行走性能	機車牽引力的上限由其重量決定，力矩受到限制，加速與爬坡性能較差。	因具備動力的輪子在理論上可以有無限多個，牽引力矩也沒有上限。
對軌道的影響	重量集中在機車上，軌道的負擔會出現尖峰值，不利於軌道壽命。	整體結構分散重量較為平均，對於軌道的負擔較低。

• 按照動力來源，機車可以分為蒸汽機車、內燃機車和電力機車。
  • 蒸汽機車即是在鍋爐內燃煤燒水產生蒸汽作為動力的機車，故一部機車頭需要兩個人運轉，司掌鍋爐的稱司爐（fireman）、司掌機械運轉的稱司機（driver）。這也是司機一詞的由來。
  • 內燃機車則是以大型的內燃機為動力的機車。因為燃料通常是可提供大馬力輸出的柴油，故也稱柴油機車。
    • 內燃機的特性在於需要持續運轉才有動力輸出，一旦停轉則熄火，故不能直接以其動力帶動車輪前進，須經過傳動機構傳遞。
      • 以齒輪、曲柄等純機械結構傳遞動力的稱為機械傳動機車。由於機械元件的剛度不足以傳遞高功率，機械傳動的柴油車的馬力通常不會很大。總之把這種車想象成跑鐵路的超大號柴油汽車就好了。
      • 以液壓傳遞動力的稱為液力傳動機車，簡稱柴液車。由於運動部件只有幫浦和液力馬達，柴液車的壽命和養護都要優於另外兩種。而且在煤礦等嚴禁烟火又需要大馬力的地方，柴液車不會有下面柴電車運轉時產生電火花的問題。
      • 以內燃機帶動發電機、再接通電動馬達驅動車輪運轉的稱為電力傳動機車，簡稱柴電車。調節電動馬達的速度和出力都十分方便，只需調整電路即可，因此有廣汎的運用。
    • 除了活塞式的內燃機，也有燃氣輪機結構的機車。優點是不挑燃料，但噪聲要大得多。一般會在石油工業區沿缐運作，使用工業廢料的劣質油作為燃料。
    • 因為內燃機車和蒸汽機車一樣，都對鐵路缐路沒有任何特殊要求，因此很快便替代了蒸汽機車成為鐵路上的主力。
  • 電力機車是直接取電力推動電動馬達運轉的機車。相應地，柴電車也可視作自帶發電機的電力機車。
    • 有些柴電車可將車內動力電路與車外電源連接，在無外設電力的區域以柴油機車的形式運行，進入有電力供給的區段轉換為電力機車，稱為柴電兩用機車。
      • 相應地，有架設外接電力的區段稱為電化段。
    • 為了向機車供給電力，供電系統有架空電缐和第三軌這兩種主要的模式。架空缐有礙觀瞻，而第三軌則與道岔的相性不佳、且有民衆橫過道口時誤踏觸電的危險。
      • 如同軌距一樣，同一條缐路的電力系統也有不兼容的情況（例：日本同時採用50Hz和60Hz的兩種電力系統），而採交流供電的系統更有相位的問題，故如何應對不同的電源也是考量之一。
    • 因電力機車完全仰賴外部電力運作，當發生天災停電時須由自携能源的內燃機車甚至蒸汽機車來救援，故即使是鐵路完全電化的地方也會至少保有內燃機車以備不時之需。
      • 也有携帶蓄電池作為應急電源的例子。
    • 由於發電機（柴電車）、電網（純電車）與電動馬達有交/直流之分，用於帶動電動馬達的牽引電路又有純直流、交-直流、交-直-交流等不同設計。
      • 直流電容易控制，可使用蓄電池作為應急電源，同時車載行車電腦等電子元器件使用直流電工作；交流電的優點則是發電機與馬達不需整流/換向、馬力大、結構簡單容易維護，且可使用變壓器、進而允許電網採用效率較高的高壓送電方式。因此現代的柴電車和純電車有不少採用交流電源（發電機/電網）→整流到直流→控制電路→逆變回交流→驅動馬達這樣的交-直-交流設計。
  • 令人意外的是雖然上述三者技術越來越複雜先進，但其問世的順序卻是蒸汽→電力→內燃機。
  • 除了上述常見的類型以外，也有少見的種類，例如以燃料電池供電的電力機車、跑鐵路的核反應堆核動力機車等。

• 若按照機車的運用定位來分，則可分為本務機車與調車機車（Shunter/Switcher）。
  • 本務機車是負責把列車從始發站拉到終到站、跑完大部分路程的機車。
  • 調車機車則是在專門的場地內進行車輛編組作業的機車。這種專門場地稱為調車場或編組場，其中佈置有數十乃至上百條缐路、以道岔連接成複雜樹狀或網狀佈局，專用於將列車的編組拆散重編。有些調車場也兼營貨運到發業務。
  • 至於兩者的區別，本務機車一般具有大續航力、高速度；而調車機車則體型偏小（歐洲一些調車機車甚至沒有轉向架），具大馬力及良好加速性，但工作條件惡劣故壽命較短。

• 如單獨一部機車不足以帶動整列車運行，可同時將多輛機車編入列車共同出力牽引運行，稱為機車的重連。一般僅有機車的場合才使用這稱呼，動車則按照動車組看待。
  • 多數見於貨運列車，這些列車有時會一次拉上百節拖車，又或是鋼鐵軍武之類的超重型貨物。
  • 重連的各機車需有相近的馬力、速度等性能，不然就會出現有些機車被拖著跑、完全淪為消耗馬力的纍贅。
  • 由於電路控制方便，現今幾乎僅有柴電車和電力機車會如此運行。但並不是說別種機車不可重連就是，事實上早期蒸汽機車出力不足時就經常重連運行，直到今日南非的貨運鐵路還一直有在拿蒸汽機車重連跑。
  • 有時亦會視狀況將機車分散運用、而非直接連在一起，像是台鐵的自強號列車就是車頭車尾各一輛機車，以上述推拉式的方式運行。
    • 分散機車的重連方式可以視作集中式列車的動車化，綜合了兩種列車的優缺點，在現今控制系統的進步下也是一種常見的使用方式。
  • 不過僅有在機車出力時才算是重連運行，如果機車引擎不發動、單純被拖著滑行則不算。

安全相關

• 在如何令列車停下來的問題上，有多種不同的煞車（Brake）裝置：
  • 真空煞車（Vacuum brake）是利用大氣壓將煞車片壓到輪子上進行煞車。可想而知其煞車力最多也只是大氣壓力。
  • 空氣煞車（Air brake）是利用壓縮空氣將煞車片（ry，故其煞車力可以大得多。
    • 以上兩種煞車需要在車廂之間連接氣體管路。
    • 由於閥門控制的其實是氣體流速，即直接受控的是煞車力的增速而非煞車力大小本身，早期的煞車非常難以控制。後來才出現可以直接調節煞車力大小的裝置。
  • 動力煞車（Dynamic brake）只在電動馬達牽引的柴電車和電力機車上應用，是利用電動馬達可在發電機模式工作的原理，以車輪帶動馬達發電、電流通過電阻而轉化為熱耗散，藉此消耗作為電流來源的動能。
  • 再生力量煞車（Regenerative brake）只在電力機車上出現，是在動力煞車的基礎上將發出的電流灌回外界電網、實現電能的再生。
    • 對於拖車組，因為具備電動馬達的只有機車，故這兩種利用電力的刹車只對機車有效。動車組的場合則可以在全車施行。
    • 再生煞車不僅限於列車，在電動或混合動力的汽車上也有應用，可回收電能至電池或高性能電容器。F1賽車也有使用的例子，用來提供出彎回到直道後的瞬間高出力加速。
    • 電力刹車因為沒有摩擦損耗，可在列車下坡時長時開啓來控制速度。
  • 電力煞車的特性是車速越快、馬達產生的電流越大、煞車力越强，而且馬達在轉速極低時無法發電；而機械煞車則恰好相反，車速越快、摩擦生熱越多、煞車片的摩擦性能反而下降。因此現代的柴電車和電力機車上幾乎都會同時有這兩種煞車機制互為補充。
• 另外，每一節車廂還會有單獨的手煞車，就如汽車的手煞一樣。
  • 早期由於技術不夠先進、沒有上面統一控制的煞車系統，而是各個車廂自行煞車，故列車上會配置一名至多名煞車工（Brakeman）、挨個車廂去手動開關煞車閥門。
  • 可從車內操作的客運列車還好，對於貨運列車的場合、煞車工常常需要冒著車輛運行的逆風（很可能還要加上惡劣天氣）爬到車廂頂上擰動閥門進行煞車，可謂那個年代死亡率最高的鐵路工種。

• 為了防止列車追撞事故，將鐵路分為許多小段運行，每一段稱為一個區間，每個區間內同一時間只允許有一列車。
  • 如某一區間禁止進入，稱該區間為閉塞。也可指「禁止車輛進入該區間」的這個動作。
  • 區間的邊界處置放有真豪鬼信號機，也就是鐵路上的紅綠燈。初期為機械式、以槓桿的升降位置來指示信號，後來由於電子技術的發展而大多更換為電子控制的燈號。
    • 不過由於列車煞停不易，通常在主要信號機前還會放置預告信號機，提前告知司機接下來應該預先減速準備停車。
    • 若在天災等情況下信號機或電路毀損、無法進行閉塞作業，為了避免過度擁堵，一些路缐允許停在紅燈處過長時間的列車以可迅速煞停的低速闖過該紅燈。現今台鐵仍有此種做法：當列車因紅燈而停車超過兩分鐘後仍不變燈，允許司機呼喊「無閉塞慢行，注意前方！」並緩速發車。
  • 除了車外的固定設施，也有在軌道上裝置信號發射機，藉由電波傳遞至車內的指示器，降低司機看漏的風險；更可在萬一司機疏忽、未做出應對的情況下強行激活煞車而保證安全。
    • 另有一種安全裝置是強迫司機一直握住操縱桿不鬆手、或每隔一段時間就必須改變姿勢去按下某個佈置在不方便地方的按鈕，否則判定司機已失去意識而激活煞車，俗稱「死人開關（Dead Man's Switch）」。
    • 不裝死人開關的後果參見甲鉄城。
  • 軌道上的信號發射機後來進化為軌道電路，以電磁感應的方式獲知列車的位置並回報交管中心，方便統一調度。
    • 後來更將信號接收機、自動煞車等機制整合在一起，內建在行車電腦當中，是為自動列車運行裝置（Automatic Train Operation，ATO）。先進者可按照軌道電路的指令全自動完成從出站、行車、入站、開關門上落乘客等一系列行車操作，完全無須司機在車上干預。
      • 不過因為要保留就業崗位以及萬一發生意外時人有更好的臨場判斷力，所有的ATO裝置都保留了手動操縱模式，允許司機隨時介入以修正操作錯誤。

鐵路分類

高速鐵路（High-speed Rail／Express Rail Link／Gaotie）

• 日本稱之為新幹線（Shinkansen）。
• 指的是既有路線經改造後經營運時速達到200公里以上，或是新建路線的設計時速達到250公里以上的列車。
• 狹義上是指傳統的輪軌式高速鐵路，而廣義上使用其他技術（如磁浮）的高速軌道運輸系統也算在內。
• 由於沒有標準，所以大家都來自訂標準是新興概念，各國對高速鐵路的定義有若干差別。
  • 例如美國，高速鐵路的標準是時速高於160公里，比其他國家為低。
  • 國際鐵路聯盟認為，各國可以根據自身情況確定本國「高速鐵路」的概念。
    • 例如在既有線上提速改造而最高速度達到200公里/小時以上；或者在一些鐵路運輸比較落後的國家，即使列車最高營運時速僅達到160公里，但同時提供了優質的服務，也可稱為「高速鐵路」，因為這被視為成為真正「高速鐵路」的起點。
    • 換句話說，當你（國家政府）說它是高速鐵路，那它就是高速鐵路。
    • 所以美國是個落後國家

城際鐵路（Inter-city Rail）

• 香港因為政治歷史和制度上的關係，把連接香港和中國主要城市的城際鐵路稱作城際直通車。
• 連接城市之間的鐵路。
  • 自鐵路技術開始發展，鐵路最早的用途之一便是這種服務。
• 相對於其他鐵路系統，城際鐵路運輸距離較長、停站次數少、車速較快，某些長途線更會設有餐車和臥舖。
• 特性上，上面所述的高速鐵路基本上都是城際鐵路，但一般來說城際鐵路會特指達不到高速鐵路車速要求的列車。

城市軌道系統（Urban Rail Transit）

• 與上述的城際鐵路相對，指的是城市內沿特定鐵軌運行的公共交通工具。
  • 包含下述的地鐵、電車、輕鐵等。
• 主要用途是運載市內通勤的乘客，通常被當成城市交通的骨幹和解決交通堵塞問題的方法。

區域鐵路（Regional Rail）

• 中國稱為城際軌道交通、日本則稱為中距離電車。
• 意指一個區域內中等距離的鐵路，包括客運及貨運。
• 介乎於城際鐵路和城市軌道系統之間，一般運行於同一區域的中小型城鎮，或是幾個鄰近的城市。
  • 停站次數較城際鐵路多但比地鐵等城市軌道系統少，同一個城市中只有幾個停靠站而且彼此相距較遠。
    • 例如中國的「廣佛肇城際軌道交通」，覆蓋三個城市（廣州、佛山、肇慶）但有12個停靠站；高鐵的話則三個城市都只有一個站。地鐵就別提了，單廣州一個城市就有超過200個地鐵站
    • 韓國的統一號、法國的法國省際列車（Transport express régional）、英國鐵路的Regional Railways都屬於這一類。
• 由於行駛距離不長，一般不會設有餐車和臥舖等屬於長途車的裝備。
  • 但比地下鐵路等長，所以一般都不會令乘客感覺太過擠迫而採用大車體、直向座椅、不設站立位置等營運方式，有些更會用上雙層車廂。
• 班次相對城市軌道系統較稀疏，通常有固定的抵發時刻表而非每隔一段時間開出。

通勤鐵路（Commuter Rail）

• 德國稱為市郊鐵路（S-Bahn）。
• 連接主城區與衛星城區或城郊區的鐵路，因客流集中在早晚通勤高峰（住在城郊的乘客搭乘列車至主城區上學、上班等）而得名。
• 能減輕市區內的路面交通壓力，以及減少污染，及對汽車和石油的依賴，亦能帶動途經地區發展成為都會的住宅區。
• 現時鐵路界仍未有一套公認且標準的定義，有些地方會把通勤鐵路和上面的區域鐵路混為一談。

地鐵／捷運／電車／輕軌

• 原先英文的Underground、Subway都是指「地底下的鐵路」，但現今詞意已經轉稱為「路權專有、高密度、高運量的城市軌道交通系統」，亦可稱Metro。
• 一般分為中運量與高運量兩種不同的載客量。
• 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。
  • 但當時電力尚未普及，即使是地下鐵路也只能用蒸汽機車，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，以免機車釋放出的廢氣對人體造成傷害。
  • 而第一條電氣化地鐵也是在倫敦，於1890年建成，連接市中心與南部地區，亦即現時北線的一部分。
• 一般而言，地鐵是用於節省地面空間，與及避開繁忙的路面。
  • 但也有一些是用作避免鐵路系統受到戶外惡劣天氣破壞的手段，例如莫斯科地鐵。

中型鐵路系統

• 運載量較少的鐵路，一般只有4-6節車箱。
• 普遍每小時載客10,000至35,000人次。
  • 中華民國交通部則定義為每小時單方向可運送6,000人至20,000人。
• 代表例子有臺北捷運文湖線、香港港鐵迪士尼綫、中國廣州地鐵APM線等。

輕便鐵路（Light Rail Transit）

• 規模比中型鐵路更小，通常只有1-4節車箱。
• 車速不快，站點之間的距離較接近，多數用於點對點運輸。
• 相比起重鐵系統，輕鐵雖然運載量和車速較低，但造價便宜、車體轉向半徑小、爬坡能力也較佳，適合城市內的複雜地形。

電車（Tram、Streetcar、Trolley）

• 泛指利用集電設備從架空高架電纜供電、電動機驅動，依賴固定軌道行駛的公共運輸工具。
  • 也有從地面上的第三軌取電的例子。
• 一般分為路面電車／有軌電車和無軌電車兩類，前者有鋪設專用路軌、後者則用一般輪胎而且無固定軌道。
• 路面電車雖然有路軌，但因為車體重量輕，路軌可以造得較窄，也不需要鋪設枕木和碎石來承載，而是直接嵌進馬路中。
  • 因為嵌進馬路上的路軌是槽型軌，沒有突出地面，所以設計上部分路段可以一般道路共用，當然也有全路段專用的系統存在。
  • 也因此電車車體一般不會造得太長，以免造成路口交通不暢。
• 值得注意的是，日文的「電車」是指任何以電力驅動的動力分散式列車，即「電力動車組」，沒有輕鐵或重型鐵路（重鐵）之分。

公車快捷系統（Bus Rapid Transition，BRT）

• 大概介於一般的捷運與公車之間，同時兼有兩者的優點與缺點。
• 使用公車與現有的柏油路作為行駛軌道（亦有在路旁設置導軌讓行駛於BRT的公車不會偏離路線的系統），因此建造的成本相較於需要專用軌道的捷運來說較低廉。
• 號誌系統基本上是直接使用現在的紅綠燈，但可以透過統一行控中心讓BRT列車擁有優先路權。
  • 亦即BRT列車接近紅綠燈的時候會讓燈號變為綠色，讓BRT列車不用等紅綠燈。
  • 台灣台中曾在2014年7月27日通行BRT，但卻反而造成交通阻塞，BRT也要正常停等紅綠燈，最後2015年7月8日之後還是變成普通公車幹道。
• 雖然上面的跟鐵路無關而是公路，不過也有直接從鐵路改建的BRT系統。
  • 2011年3月11日日本發生東日本大震災後，因為氣仙沼線與大船渡線遭受海嘯襲擊受災嚴重，故將氣仙沼線柳津站至氣仙沼站，以及大船渡線氣仙沼站至盛站這兩段濱海鐵軌改建為BRT系統專用路軌。
    • 原先規劃是在路線重建完畢之前暫時擔負輸送旅客的職責，但因為大船渡線本身載客量就低的緣故，最終JR東日本跟當地居民討論的結果決定不重蓋，直接以BRT負責該區的交通。

導向公車（Guided Bus）

• 技術系譜上為無軌電車和公車快捷系統的近親，公車本身會半接受或完全接受來自外來媒介的導向與限制。
  • 分為物理性和電子性兩大類，前者以導輪和軌道把公車進行導向，後者則以舖設性公路上的光學或無線電媒介配合車內的電子設備來控制轉向。
• 物理性導向公車代表例子：名古屋市營的公車系統（名古屋ガイドウェイバス），於大曾根站（Y01）到小幡綠地站（Y09）為高架導輪行駛，之後降到平面道路行走公車優先道路。
  • 於高架段司機完全用不到方向盤，全依照特製車輛旁的導輪行走；切換成平面道路時司機須確認收起導輪並且通過S形彎道來熟悉方向盤操作，因接下來的行程回歸成一般的公車運行。
    • 高架段每站皆會停車，平面段要下車需按鈴。不過當地居民都會習慣性按鈴
  • 司機須同時擁有電車駕照與公車駕照才能上路。
• 電子性導向公車方面，以中國研發的虛擬軌道電車系統（Autonomous rail Rapid Transit，ART）為首，有若干路線在2019年12月開始投入商業營運。
  • 雖然名稱叫電車、外形也像電車，也能像電車一般自由加減車卡數量，但技術上是導向公車，用的也是輪胎。像電車的公車
  • 透過在路邊和車身的感應器，加上感應路面的白點，會按照既定路線行走，甚至可以做到無人駕駛，完全由自動系統操控。
  • 引入無線充電技術，可以擺脫以往無軌電車需要連接架空電纜取電的問題，進一步減省建設成本和空間。
• 不過這已經完全不是鐵路了。

單軌鐵路（Monorail）

• 顧名思義就是只有一條路軌的鐵路系統，路軌一般以超高硬度混凝土製造，比普通鋼軌寬很多。
• 一般使用輪胎而非鋼輪，行走方式也是車輪從兩側包夾的方式行走，而不是放在路軌上。
• 由於不能透過行車軌道把電流回流，故只能採用軌道供電。
  • 供電軌道通常有兩條，一條供電、另一條回流。
  • 雖然名稱上是第三軌和第四軌，但由於行車路軌只有一條，所以實際上只有三條軌道。
• 軌道多數建於空中，分為懸掛式（車廂在軌道下面）和跨座式（車廂在軌道上面）。

磁浮列車（Maglev Train）

• 一種靠磁浮力（即磁的吸力和排斥力）來推動的列車。由於其軌道的磁力使之懸浮在空中，行進時不需接觸地面，因此其阻力只有空氣的阻力。
• 最高時速理論上可以達每小時600公里以上，比較輪軌高速列車的最高時速574.8公里更快。
  • 但因技術及成本問題，雖然有實驗列車的時速能突破每小時600公里，但正式進行商業營運的高速磁浮列車只有一條。

超迴路列車（Hyperloop）

• 又稱超級高鐵、真空管列車。
• 技術上屬於磁浮列車的進化版，列車在近真空的管路中，以電磁懸浮原理在軌道中行駛。
  • 由於少了空氣阻力，理論時速能比磁浮列車更高，能達至每小時1080公里。
• 建設難度、成本、地形要求比包括高鐵和磁浮等一般鐵路高得多，車箱空間也少得多。
  • 可能導致其單程票價也會在成本問題下不敵航空運輸。
• 現在仍處於運行實驗階段，未有任何商業營運路線。
  • 中國、美國、阿聯酋等國家都有開發計劃，截至2020年尾只有美國內華達州有測試成功的紀錄。

纜索鐵路（Funicular）

• 通常用於上落陡峭的山坡。
  • 因此車廂內部設計跟其他地面鐵路不同，乘客座位相對於車廂底盤而言是大幅向前傾斜的，而且所有乘客不論行進方向，乘坐方向都是面向山頂。
• 動力裝置不在車廂內而是位於車站內，以纜索綁住車廂，在陡峭路軌上拖拉行走。
  • 也因此車上的機器很簡單，而且維修方便和成本很低。
• 能攀爬的坡度可達122%，遠超其他鐵路系統。
• 因系統所限，一條路軌只能有一到兩列車輛同時行駛，運載能力有很大的限制。

索道、纜車（Cable Car）

• 分為在軌道上行走和懸掛在空中纜索兩類。
• 前者雖然跟纜索鐵路一樣是依靠軌道上的纜索行進，但兩者是完全不同的。
  • 纜索鐵路的纜索是不會放開的，而纜車則是會在操作時不斷放開或縳上纜索。
  • 以爬繩作比喻的話，纜索鐵路是有人把繩子綁在你手上向前拉；纜車則是繩子不動，你自己用手腳慢慢向前爬。
• 空中纜索又可稱作吊車、流籠，通常在崎嶇的山坡上運載乘客或貨物上下山。
  • 利用懸掛在半空中的鋼索，承托及牽引客車或貨車。除了車站外，一般在中途每隔一段距離建造承托鋼索的支架。
  • 多數採用吊掛在鋼索之下的空中纜車，但也有沒有車廂的開放式吊椅，例如滑雪區的空中纜車發生故障時一定很好玩。

齒軌鐵路（Cog Railway）

• 用於運載乘客和貨物登山。
• 在普通路軌中間的軌枕上，另外放置一條特別的齒軌。行走齒軌鐵路的機車，配備了一個或多個齒輪，跟齒軌嚙合著行走。
  • 分為齒軌與黏著組合驅動和純齒軌驅動型，分別在於普通路段用哪一種驅動方法（陡峭的路段則一樣是靠齒軌驅動）。
  • 在純粹使用齒軌的鐵路上，機車必然是放在列車的下端，把客車車廂向上推／往下托，而不是一般鐵路般用拉的。
• 有些齒軌鐵路的機車及客車車廂之間是沒有接鉤的，只靠重力把客車車廂壓在機車上。
• 雖然爬坡能力比不上纜索鐵路，但也是遠超其他類型。
  • 比纜索鐵路優勝的是，它可以建成更長、或更複雜的路線，而且同一路軌是可以有多列車輛同時行進，運載能力高很多。

台灣的鐵路發展

• 台灣最早的鐵路是清領時期劉銘傳規劃建設的「基隆至新竹」的鐵路。軌距只有762mm。
  • 原先預計蓋到台南，但因為預算與時間不足，最後劉銘傳在基隆至台北通車前夕離職，繼任的邵友濂也只繼續蓋到新竹就結束。
  • 由於這段鐵路算是軍用，在不合乎日本需要（除了運送軍隊以外，還需要運送各種殖民地的物資到港口）的情況下，於日據時代初期被改建成軌距1067mm的規格。
  • 其中台北經大橋頭（今北捷大橋頭站）、淡水橋（今北捷台北橋站）、海山口（今北捷新莊站）、打類坑（今北捷迴龍站）、龜仔嶺（位於今日的龜山鄉）到桃仔園（桃園）的路線更因坡度過陡而被日本人放棄，現今這條舊鐵路變成了省道台1線與北捷新莊線的前身。
• 日據時期日本人設立台灣總督府交通局鐵道部，掌管台灣大部分的鐵路，現今台鐵西部縱貫線大致上皆在此時成形
  • 當時亦有私人鐵路公司來台，諸多林業鐵道與礦業鐵道都是屬於這樣的私鐵，但後期因戰爭關係收歸官方的鐵道部管理，戰後也一併轉移給中國鐵路管理委員會。
• 戰後中國接收台灣，先是成立鐵路管理委員會，後來改組為台灣鐵路管理局
  • 不過日據後期開始興盛的公路運輸再次衝擊鐵路，使得台鐵營收逐年下降，嚴重虧損的支線接連廢止，眾多產業鐵路也逐一關閉，直到捷運興建為止台灣甚至只剩下台鐵一家國營鐵路。
  • 由於公路運輸日漸遲滯，甚至在都市地帶造成嚴重的塞車問題，之後政府開始規劃興建捷運來緩和現象
    • 捷運這個名詞相對於其他交通運輸工具來說太過新穎，外加台北縣市捷運的成功，反變成了眾多政客用來騙選票的工具，直到高雄捷運蓋好後載客率低下、連年嚴重虧損，這才讓部分民眾從捷運夢中醒來但沒醒來的好像還不少。
    • 之後政府改以推動將台鐵部分都市區鐵路通勤捷運化的方式處理這個問題。
    • 然後現在政客改成用輕軌來騙選票了……

目前台灣主要的軌道運輸業者

台鐵、高鐵均為架空電車線，而捷運系統多數為第三軌供電。

差別在於第三軌供電是指在車行鐵軌旁邊會有帶電的第三條軌道，相較於電車線比較易於保養且坡度可以比較陡，但代價是帶電軌的系統時速100公里就是其極限，否則高速氣流會破壞集電靴和導電軌之間的良好接觸。

台灣鐵路管理局（台鐵/TRA）

• 台灣目前所有軌道運輸業者中唯一一家國營的，路線涵蓋範圍也是全台最廣。
• 路線自順時鐘方向算起有縱貫線（中間自新竹(竹南車站)起分為海岸線(海線)與台中線(山線)兩條路線直至彰化匯流）、宜蘭線、北迴線、臺東線、南迴線等七條主要幹線，以及深澳線、平溪線、內灣線、六家線、集集線、沙崙線等支線。
• 雖然是路線涵蓋範圍最廣的一家軌道運輸業者，但多年來累積的不少問題也讓民眾十分不滿，但有很多民眾沒意識到自己也是兇手之一，好比那些明明是小站還要自強號停靠，害的理應是特急的自強號變成站站停區間快車的鯛民。
• 因為是國營所以也算是各種政策下的犧牲者。
  • 例如票價方面，台鐵的票價雖然是台灣鐵路運輸中最便宜的，但這幾乎是因為在國家政策與立委制肘之下長年無法隨成本調漲票價之故，因此實際上如果只看軌道運輸收入的話台鐵幾乎可說是處於破產邊緣。
• 然後就是車種多國聯軍，因受限國營只能用標案決定新車；車種多國聯軍下的弊端就是零件無法共通，若不幸遇上原製造公司倒閉就沒料件修車
  • 光是電車就橫跨英國/南非/義大利/韓國/日本，而且舊車故障容易遇上無料件修車之窘境；只有柴聯車因製造商較少都是由日本日立工廠出產
• 另外阿里山森林鐵路目前雖歸於林務局所管，但當初就是日本人所建故歸類在此。阿里山森林鐵路是世界較少見的登山鐵路之一，也是唯一使用直立型汽缸的特製蒸汽火車及獨立山環繞登山+之字形路線而不使用齒輪軌道的路線。現在已由台鐵收回直營。
• 最好的服務不是運輸而是便當
  • 由於路線設計問題，常有火車被迫禮讓高等列車課長而延遲的事故，因此在鄉民間有此笑談

台灣高鐵（THSR）

• 由政府與各大公司出錢營運的民營軌道運輸業者。
• 只營運一條橫貫西部（南港－左營）的城市間高速鐵路。
  • 除了在大台北地區的板橋站、南港站以及高雄地區的左營站外，其他站皆以該站所在的行政區作為站名。
  • 目前有針對路線北延（宜蘭）以及南延（屏東）的計畫。
    • 北延計畫由於北宜直鐵計畫遲遲無法敲定加上時任交通部長被雪隧車潮以及自己講過的話打臉，預計取代直鐵計畫並已完成選線準備進行環評作業。
    • 南延計畫在前瞻基礎建設計畫通過後核定預算並已完成選線，最終交通部決定採「左營案」，然而車站選址地點讓地方居民難以接受。
• 原本一開始全面採用法國高速鐵路系統，但在興建期間因為大人的理由、歐洲發生嚴重的鐵道事故以及921大地震，結果台灣高鐵公司決定更改設計，車輛部分變成日本新幹線（700T系）。為此法國團隊還告上法院，未完工就先賠了不少違約金。
  • 事後證明換車是對的，歐洲系統比起日本新幹線，較不能適應台灣高溫多雨的環境，日本新幹線氣候條件與台灣相似。
  • 不過僅有列車更換為日系，號誌系統還是以法系為主，常有轉轍器故障導致的班次延遲。
• 雖說應該是民營，但實際上常被政府政策牽制，明明是高速鐵路卻不斷新增載客量只有小貓兩三隻的車站，現在也有不少嘲諷變成站站停自強號的聲音
  • 新車站的配置常有為人詬病的地方，最代表的個例就是離市區非常遠的彰化站
• 因為是日本首次進行海外輸出的新幹線車組，所以在日本鐵道迷中熱度不算差。
  • 2008年出過PS3模擬器遊戲，還配上了實景錄影畫面，但因為路線太過單調沒有得到很好的評價，在網路上還被戲稱「神作」。

台北捷運 （北捷/TRTC）

• 大致上是全台灣最成功的捷運路網，以台北、新北地區為服務範圍。
• 從1996年3月28日木柵線通車開始各條路線陸續通車，至2014年松山線通車時，正式整併路網為5主線2支線
• 2016年年底因為大人的理由取消數字路線編號，改採路線顏色的英文編號作為辨識用，文湖線是BR（own）、淡水信義線是R（ed）、松山新店線是G（reen）、中和新蘆線是O（range）但很多人已經把本路線代表色誤以為是黃色。、板南線是BL（ue）腐女興奮。同時將車站編號重新編碼，方便不懂中文的外國旅客辨識。問題是聽到Brown卻看不到Brown的情況下到底是要外國旅客怎麼辨認呢。
• 自2017年3月與桃園機場捷運相連，但需站外轉乘。（直達車需於台北車站轉乘，普通車則是台北車站與三重站轉乘；北門站亦有連通道可到機捷、台北車站）。要注意的是、這是不同捷運系統的站外轉乘。
• 其中文湖線是膠輪電車，於舊路段（中山國中~動物園）行走於水泥地面，後來新建（中山國中~南港展覽館）改成鋼軌。其他路線均為鋼輪鋼軌，與台鐵高鐵非常相像。
  • 而文湖線車廂編組也相當微妙：月台預設為六輛一組的長度，但目前僅使用四輛一組的編組方式營運。不過列車原始設計是給低運量觀光列車用。
    • 擁有重要交通樞紐：松山機場站的捷運路線，車廂竟然使用低運量系統（笑），但桃園機場線也好不到哪去
    • 主因是最初規劃的1985年內湖尚未發展，當時的文湖線定位為一條郊區專用，人流較少的路線；事實上當初內湖科學園區尚未興建的時候，文湖線最主要的客源就是來往動物園的旅客而已。也就是說這就是典型的計畫趕不上變化。
    • 雖然也因為原始設計，文湖線車廂之間無法相連，尖峰時間一些重點轉乘站平均要等2-3班車才擠上列車，但不相連的車廂代表其轉彎幅度可以更大，即使是六張犁站—科技大樓站間的90度彎道與中山國中站—松山機場站間接近135度的彎道也游刃有餘。
  • 由於文湖線全線是自動行駛（目前尚有搭配隨車人員，日後將僅剩地下段配置），故若是要改變車輛編組模式，難度太高。
    • 還有個比較麻煩的因素是因為施工品質的緣故，原先使用的系統的開發商馬特拉跟台北市政府糾紛不斷，最後更鬧上了法庭，逼得隨後的內湖線機電遲遲無法定案，後來雖然換上了可與舊系統無縫轉接的龐巴迪系統，但龐巴迪系統幾乎算是首次上路之故，初期大小事故不斷，也是文湖線在當時被戲稱為柵湖線的原因之一。
• 黃線（環狀線）分成3+1等份：2020年2月通車的部分是西環段（大坪林～新北產業園區）。

• 其中板橋站與新埔民生站為實質意義上同捷運系統的站外轉乘；因腹地關係，中原站、橋和站、中和站間為高架側式疊式月台。
• 又，台北捷運長年以來使用電子票證搭車享八折優待的政策剛好於通車前結束，環狀線成為首條無法享有此優惠的路線。
• 北環段（新北產業園區往劍南路）、南環段（大坪林往動物園）還沒有影子。

• 原本還有俗稱南北線的路線，但在紙上談兵階段就一波三折。
  • 原欲從劍南路經瑞光路並穿過光復南北路、公館回到西環段秀朗橋站，然而因為路線評估上遲遲無法過關加上轉乘2號線與3號線都太過麻煩，最後被台北市放棄
    • 不過新北市有將南北線從秀朗橋到公館這一段以自籌的方式興建的打算。畢竟秀朗橋站已經把南北線的轉乘站體蓋好了…
  • 取而代之的，是被稱為「環狀線東環段」的方案：同樣從劍南路出發經瑞光路，但轉向走舊宗路與松山路，可以與2號淡水信義線（象山站）、3號松山新店線（松山站）、5號板南線（永春站）轉乘，並且接上動物園站環狀運轉的代替走線，然而這條線除了同樣有市區用地不太容易取得的困擾外，由於台北市地理環境在信義區東南角是一片山麓，因此象山以南新設的一站到動物園站之間沒有任何站點是個問題
• 另外還有二期路網萬大-中和-樹林線，剛開始興建不久；民生汐止線則還在爭執。
• 不少人常常誤會的是，負責興建的台北市政府捷運局與負責營運的台北捷運公司其實是兩個完全不一樣的單位，前者是台北市政府的轄下單位，後者則是台北市政府出資的公營公司。
  • 順帶一提，只論軌道運輸的話北捷公司自己也虧的一蹋糊塗，因此北捷大多數收入其實是靠有入股的悠遊卡公司，還有台北市政府委託營運的小巨蛋跟兒童樂園，以及在捷運站播放廣告等方式來支撐。
• 由於是最先成立與最成功的捷運，也讓不少台灣人以為各國各地的捷運（地鐵）就該是長這個樣子…
  • 其實台北捷運能成功，不僅是因為市區內交通確實繁忙到常常打結，主要還是靠在興建前已經先養成的一批早已習慣使用大眾運輸工具（如公車等）通勤的市民，在台北捷運蓋完後，這些使用大眾運輸工具的市民也跟著轉移，成為初期支撐台北捷運運量的重心
  • 但很明顯的其他有心建立第二個台北捷運規模路網的都市都沒先在培養初期旅客上面著手，最後果不其然一個接一個出狀況

高雄捷運

• 為全台第二個通車營運的捷運系統，目前僅有紅線與橘線構成的十字路網，以及利用台鐵高雄港線路段改建的輕軌系統正在營運中。
  • 可說是各種政策悲劇下的產物，因為高雄市沒有先培養大眾運輸使用人流（因為居住空間較寬廣以及農工務的移動需求之故，在台北以南的省轄市區域常見民眾以自用車代步，加上南部地區公車系統發展落後），就貿然興建捷運騙選票，外加各種站址選擇失誤，造成蓋好了高雄本地人幾乎不用，反倒只有觀光客/未成年無法騎機車的學生會搭乘的慘烈狀況。
    • 然後當初設計是與北捷一樣的六節車廂一組，但是高雄車站臨時站的長度只能容納三節車廂，結果與上述理由結合變成只開三節車廂的可笑畫面，後三節月台門還得貼上不載客的告知。
      • 但之後高雄站改為永久站後月台長度已經改為六節，只是高捷仍然沒有考慮改為六節車廂使用。
    • 例如高雄國際機場站因為選址剛好挑在機場旅客、小港聚落與小港市區都不方便使用的三不管地帶，於是變成多數旅客都不願意使用的車站。
  • 輕軌從2013年開工興建，然而中途因原承包商惡性倒閉讓原本的通車流程延後了一陣子，在經歷了四年時間、換了一次承包商後在2017年9月26日直通哈瑪星的第一階段終於全線通車。
    • 而繞行市區的第二階段毫不意外的遇到路線周邊的居民抗議，因此完工通車目前看來遙遙無期。
    • 2021年1月從凱旋公園到籬仔內以及哈瑪星到鼓山市公所的路段通車，大順路路段已完成協調進行送審，預定2023年完工。
• 由於上述的問題，高捷無論是載客量還是廣告收益都無法完全套用北捷的賺錢方式，營收不僅慘淡，有一段時間大眾提到高捷時甚至除了美麗島站的光之穹頂公共藝術外什麼印象也沒有。
  • 之後成功營造出萌系角色高捷少女，靠著其周邊收入才讓慘淡的營收狀況有較明顯的好轉。為了拯救沒人用的車站，四個工作人員站了出來成為偶像……
  • 依賴萌系角色維持穩定收入的現狀更被某些鐵道迷戲稱高捷動漫部甚至是高捷動漫公司，其實台鐵也因為賣最好的是便當而有台鐵便當公司、台灣便當管理局附屬鐵道部的戲稱
• 值得一提的是，美麗島站曾被美國旅遊雜誌BootsnAll名列世界上最美麗的15個地鐵車站之一。
  • 台中捷運試營運期間有島民認為高捷蓋的反而比中捷好很多。

桃園捷運

• 2017年3月2日通車，但光是最早通車的機場線從規劃到完成為止整整延宕接近20年。
  • 但仍有三站未完成：機場第三航廈、老街溪、中壢車站。
• 作為桃園機場對外聯繫的捷運系統，機場捷運也是全台第一個開行直達車有緩急分離的捷運系統。
  • 同時直達車也具備可在捷運台北車站完成報到手續，並直接把行李一起拖運到桃園機場服務。
• 然而正式營運後仍有不少問題要解決，一是直達車爭議，二是票價對林口通勤族來說過高。

台中捷運

• 目前興建完成並營運中的為綠線（北屯總站－高鐵台中站）。
  • 2020年11月16日試營運，但才通車六天列車便發生連結器軸心斷裂導致停駛檢修，試營運延至2021年3月25日再開，4月25日通車。
  • 但正式通車後的五月下旬，受國內疫情急轉直下（三級警戒）拖累而運量大暴死，六月的單月平均日運量甚至低於3500。

• 原先另有以台中車站為中心輻射出去，以台灣大道為中心的藍線與連接清泉崗國際機場的橘線，但都因為規劃的載客量不足而一直被打回票，雖說有一半原因也是高雄捷運害的。
  • 雖然2014年台中市政府為了培養載客量而引進公車捷運系統（BRT），開設負責營運的台中快捷公車公司且進行試營運，卻因各種政治因素導致民眾觀感不佳，而持反對意見的原在野黨民進黨在該年年底的選舉中贏得台中市後，就將BRT所有設施全數作廢走入歷史，白白浪費納稅人的錢。
• 另外、民間會將台鐵捷運化的路線誤解為紅線，但台中捷運真正的紅線在2020年才被提出，還是遠期路網。

新北捷運

• 是的，確實有這麼一家公司。
• 因為雙北幾乎是一日生活圈，台北捷運也行經不少新北市行政區所以主要是指淡海輕軌、安坑輕軌與五股泰山輕軌等較低運量的軌道運輸。
• 目前有兩條輕軌路線：
  • 淡海輕軌（採用Ｖ的識別代號）的綠山線已通車，路線自紅樹林站經濱海沙崙分支至崁頂，未來有接續設置三芝延伸線的規劃。
  • 藍海線一期原定一併通車，因建設期間挖到中法戰爭時期的史蹟而暫停工程，直到2020年底才完工及通車。
    • 二期路網（淡水~漁人碼頭）因穿越老街的路線規劃問題延後開工，目前仍建設中。
  • 另有自漁人碼頭延伸八里的規劃。
• 安坑輕軌（採用K的識別代號），2023年二月中通車。
• 捷運三鶯線（系統代號LB(淡藍色)）建設中，預定2024年底通車。
• 因為新北捷運公司直到2018年才正式成立，到能夠接手經營捷運還有很長一段籌備期，因此綠山線與藍海線目前蓋完後會暫時委託高雄捷運公司來營運，環狀線則是因為規劃上屬於台北捷運，所以通車後也交由台北捷運「託管」，託管期滿後再行評估去向。

基隆輕軌

• 目前還處在研擬階段，以改善基隆交通為主的輕軌，由於經營單位不明故暫時獨立出來
• 原先主要是擬定以基隆車站為中心朝四周延伸的輕軌路網，但因為基隆本身腹地就不大，自償率過低而不斷被中央打回票
  • 基隆本身是濱海小城，腹地狹小之餘，往台北的通道也幾乎限定於同樣不寬敞的基隆河谷，因此交通路徑相當固定，興建捷運不僅不會新增客源，反而容易跟既有的交通工具互搶旅客而造成全輸的局面。
• 而後在2017年，政府宣布將以台鐵原有，從南港延伸至七堵的第三軌改建為從基隆至南港展覽館與南港站（以期連接北捷板南線）的輕軌路線
  • 不過正因為是改建自台鐵原有路線，因此與台鐵路網的重疊度高達八成甚至是幾乎全線都跟台鐵重疊，實際上跟疊床架屋沒兩樣

香港的鐵路發展

• 香港最早的軌道交通是山頂纜車，屬於纜索鐵路，連接金鐘與太平山，由1888年起營運至今。
• 其後香港電車於1904年起營運，服務香港島北岸，更是全球唯一全線使用雙層電車的電車系統，至今仍為香港島的主要公共交通工具。
• 至於香港最早的重型鐵路是清末時期由香港的殖民地政府和清朝政府合建，從「九龍至廣州」的「九廣鐵路」。
  • 整條鐵路分為兩段：由中方興建，「深圳至廣洲」的華段；以及「羅湖至九龍」，由英方與建的英段。英段1910年通車，華段1911年通車。
  • 英段從九龍（已廢站，尖沙咀碼頭旁）起，經油麻地（現存，今改稱為旺角東站），沙田（現存），大埔滘（已廢站），大埔墟（今香港鐵路博物館），粉嶺（現存），上水（現存），隨後進入華段。
    • 為了從讓鐵路能經過當時新界的行政中心大埔，殖民地政府用了三年時間在筆架山鑿出了一條長達2.4公里的鐵路隧道，在當時是全亞洲最龐大的工程之一，亦是當時中國最長的隧道。
  • 在很長的一段時間內，九廣鐵路是香港唯一的重型鐵路系統，擔當著連接香港和廣州的重要樞紐。
    • 即使在日據時期日方也沒有對其作出任何改動，僅修復了被破壞的路段後繼續維持香港至廣州的直通車服務，不過隨著二戰發展，九廣鐵路還是屢遭破壞。
  • 直到國共內戰結束後，華段落入共軍的手裡，自此九廣鐵路分割營運。連接兩地的直通車服務因而中斷，直至改革開放時才恢復。
  • 因應香港政府開發新界，九廣鐵路英段於1980年代電氣化，由柴油機車改為電力動車組，並全線鋪設雙軌。
    • 電氣化列車最初是區域鐵路規格，其後因應乘客繼續增長，列車被翻新改成地鐵規格，與地鐵系統無異。
• 在1960年代，隨著香港的經濟急速發展，為應付人口增長而日益膨脹的交通需求，香港政府計劃興建橫跨港島及九龍市區的地下鐵路系統，並在70年代中末落成第一條地下鐵路修正早期系統（現今的觀塘線觀塘至太子段及荃灣線的旺角至中環段），
  • 香港政府成立了地下鐵路公司以對地下鐵路進行管理。
• 在1980年代，九廣鐵路也脫離政府架構，轉型成為公營公司，並在新界西北地區興建了一個輕便鐵路系統。
  • 在之後的二十多年，香港的鐵路都是由這兩家公司所營運，並繼續拓展鐵路網絡。
• 在2007年，香港政府和兩家鐵路公司達成了共識，九廣鐵路公司結束了其97年的鐵路業務，並將旗下的鐵路網絡交由地鐵有限公司管理及營運，稱為「兩鐵合併」。
  • 地鐵有限公司的名稱隨後也改成改為香港鐵路有限公司，簡稱港鐵

中國大陸的鐵路發展

• 最初是在1865年北京城的宣武門外由英國人興建，軌距只有762公厘。然而因為民智未開而在大批民眾的反對下被拆除。
• 不久之後的十三年後，外國人來到上海吳淞興建了約6公里的鐵路，但也因為民智未開外加上不小心撞死一名在鐵軌上行走的士兵，最後由清政府買下拆掉。到了1887年的時候真正的第一條鐵路（唐山~胥各莊）終於通車，不過初期上是以馬車鐵路為營業目的。
  • 曾有學者說當初的淞滬鐵路拆除後組件曾經運送到台灣興建基隆至新竹的路線或者淡水線，後來則被否定。
  • 1909年8月19日位於北京的京張鐵路完工，同時是當時中國第一條山岳鐵路，中間的青龍橋車站為現在可以登上萬里長城的其中一個觀光景點。
    • 其中的八達嶺隧道穿越難以用當時盛行的炸隧開道建築手段建築隧道的燕山地區，當時負責興建京張鐵路的總工程師詹天佑在多次探勘修改路線後，選擇以鑿豎井的方式加快隧道挖掘的速度，最終這段最難挖掘的隧道在挖掘了兩年後於1908年5月22日貫通。
    • 因為這條鐵路是中國第一條由中國人自行監造的鐵路，以此證明中國人也能獨立建造鐵路的詹天佑因此得到了「中國鐵路之父」、「中國近代工程之父」等尊稱，在他逝世後60多年的1982年，中國鐵道部將他與夫人遷葬至青龍橋站，隨後在附近蓋了紀念館。
• 進入民國時代以後，各地的路線網在新政府推動下逐漸成形，大多數路線是國父孫中山出資請不同國家的外國工程師興建的。
  • 傳說國父孫中山想要興建一座通往西藏拉薩的鐵路與環狀線，然而他的外國友人不苟同。後來在國父過世後計畫不了了之，直到2006年才終於出現國父夢想中的青藏線。
    • 因海拔高，在青藏缐運行的列車全車採用與飛機同等級的加壓氣密設計，以確保行車期間旅客不會出現高山症之症狀。不過下車時就貴客自理了
• 1931年九一八事件爆發，滿州國成立後位於滿州國境內原本是俄羅斯人興建的南滿鐵路由日本人接手經營，然後開行有名的「亞細亞號」列車。
  • 其當時經營的南滿州鐵道株式会社擁有超過一萬公里長的路線、高水準的服務品質，比日本本土的鐵道院還要好。
    • 要說行車速度的話最快可在半天之內可以往返長春和大連兩地，同時也有往朝鮮京城（首爾）的跨國路線。
    • 可能已經有柴油機車的技術。
  • 戰後有一部分滿鐵職員在指示下去了台灣，擔任部分要職。
• 國共內戰後，新成立的共產黨政府修復了大量的機車頭和主要的路線，並且開始進行動力現代化研發，曾在文化大革命時負擔了每天運量數十萬人的壓力。然後直到1984年最後一處生產蒸汽機車的工廠停產之前蒸汽機車依然為中國鐵路的主力，在極盛時期大約有8000輛之多。
  • 在大躍進之前與文革之間，兩座跨越長江的鐵公路共用大橋通車，然後位於武漢的長江大橋通車後原本的粵漢鐵路與京漢鐵路就合併成京廣鐵路。
    • 在長江大橋通車之前一度用火車渡輪來接駁，現在還有火車渡輪的只有海南島海口與廣東省海安之間的航線。
  • 不久之後的2003年也開始有高鐵的製造和測試技術了，然後在2007年北京～天津之間的高速路線也正式開始營業。
• 時至今日鐵道運輸也仍是中國方面最主要的運力，以木材、原油、煤炭、鋼鐵等為代表的大宗貨運有九成是經由鐵路運輸。
  • 尤其是在春節期間，巨量的旅客對於任何一個交通系統而言都無疑是場災難。而飛機票價昂貴、輪船覆蓋面狹窄，因此幾乎所有的運輸壓力都落在了陸路（公路和鐵路）運輸上。
  • 雖然從總數上看鐵路運量僅為公路運量的十分之一，但平攤到每條道路（高速公路/鐵路區段）上就顯得鐵路流量更繁重了。

日本鐵道發展

• 東亞最古老，也是最完善的鐵路國家。
• 日本最早的鐵路是明治6年（1872年）由政府興建的「新橋至橫濱」鐵路，若不算英國統治的印度在內就是亞洲第一條正式通車的鐵路。
• 此後幾年間各地開始陸續形成基本的鐵路網，從東海道本線、東北本線、山陽本線等陸續落成通車，其中熟為人知的東京山手線路網在1925年新宿新站落成時才正式定型。
  • 現在熟為人知的主幹線當初落成時其實都是當地私人公司興建、營運的鐵路，在政府的國有化政策中被收購，成為當時主管單位「鐵道院」的一部分，只有少數大規模或者遠離都市的產業鐵路例外。
  • 在進入二十世紀後引進了相當多的新技術與完成新計劃，例如1911年因為信越本線「橫川至輕井澤」間碓冰嶺坡道上全國最陡的千分之66.7的問題，於是就引進了齒輪軌道與第三條軌道通電的技術、國產蒸汽機車完全量產化、1925年的更換半自動連結器計劃等。
    • 曾經有局長研議過是否要將全國路線更改成歐洲標準軌的提案，最後因大戰爆發而被擱置。
• 1949年，原「鐵道院」改組成「日本國有鐵道」。在經濟復甦期修復主要幹線並完成全線鐵路電氣化（德島縣：蛤？！）。當局在此同時逐漸感受到公路運輸的壓力，於是開始進行因為二戰而未施行的〈高速軌道計劃〉，於1953年動工興建，後來命名為「新幹線」，於東京奧運開幕前完工通車。
  • 新幹線目前南從九州鹿兒島北至北海道函館，目標是要通到札幌。
  • 但在進入JR時代後，每當有新幹線通車，原本平行的在來線不是降級成「第三部門」鐵道就是直接廢除，1997年的信越本線橫川~輕井澤段和2016年營運26年的北斗星夜快車就因此永久廢除和停駛。
    • 少數例外是山形新幹線與秋田新幹線，直接修改原本的軌距與淨空標準讓縮小版的新幹線列車開進去。
    • 同時不只這兩條新幹線，只要駛入平面在來線區間，新幹線列車就自動降級成特急列車以時速130公里行駛。
• 1972年國鐵於宮崎縣首次發產出世界最初的磁浮列車技術，成功發展出時速475公里目標。
  • 目前只有德國和日本擁有磁浮列車的開發技術。
    • 2007年山梨實驗線磁浮列車成功創造出時速581公里的世界極速，2015年刷新紀錄創造出時速604公里的世界極速，至今除了專門設計用以刷新陸上速度紀錄的噴氣發動機汽車外，沒有其他其他陸上交通工具能打破。
• 1987年4月1日因為「日本國有鐵道」的長期虧損與勞資糾紛下，進行了分割民營化的改組，分割出了今日所知的七間JR鐵路公司。
  • 但是也有以國鐵道分割民營化沒有發生的平行世界為主軸，延伸至當代（2014年）依然存在的系列作品。
• 至今蟬連多項速度紀錄與世界第一。

目前日本首都圈主要的鐵道運輸業者如下

• 東日本旅客鐵道（JR東日本）
  • 這應該不用再多說了...
• 東海旅客鐵道（JR東海）
  • 東海一名或許令人困惑，相對之下英文名稱JR Central（JR中央）比較能夠清楚表示該社為主要經營中部路線的公司。
  • 連日本人自己也不時會搞混的是，東海道新幹線東京到新大阪全線皆由JR東海營運。
    • 目前主體建設難產中的中央磁浮新幹線品川到新大阪全線同樣由JR東海營運。
  • 御殿場線是JR東海唯一進入關東圈內的在來線。
  • 作風秉承國鐵的素來守舊，早年鮮見與動漫畫或影視作品合作或協助拍攝
    • 但在2021年時與參與拍攝《假面騎士 Beyond Generations》開始，JR東海不但提供拍攝協力還舉辦聯名活動，其全面投入程度為過往罕見
    • 此後JR東海也增加了直接出現在ACG文化的機會，及後更成立了「推し旅」專門於各種合作企劃
• 東京地下鐵
  • 由帝都營團地下鐵改組而來。
  • 1927年上野到淺草段完工通車，是全東亞第一條地下鐵路。該路線經過延長後成為今日的銀座線（澀谷~淺草，代號G）。
    • 除了都營大江戶線、東京METRO丸之內線與銀座線因系統因素而自成一條營運路線外，其他幾乎與私鐵公司形成直通運轉。
  • 很多人會以為東京地下鐵和下述的都營地下鐵都是同一家叫做東京地鐵的公司，事實上兩者完全無關。都營地下鐵是東京都政府所屬的公家機關，東京地下鐵則是類似台北捷運的官股民營企業。
• 東京都交通局（都營地下鐵，TOEI）
  • 由東京都政府開設的東京都交通局營運，1960年起時稱都營1號線的淺草線（押上~淺草橋段）開始營運。
  • 隨後陸續完成多條地下鐵路線，加上東京地下鐵、JR東日本還有其他私人公司出資的鐵道，一度讓外國旅客認為東京鐵路網是迷宮（無誤）。
  • 於直通運轉路線會出現共同營運區間，比如京急電鐵+都營+京成+北總於其他段有緩急分離，但在與都營淺草線重疊的部分，不分快慢車都會變成各站皆停的狀態。
  • 除了地下鐵以外還有公車（都營巴士）、新交通系統（日暮里舍人線）與路面電車（都電荒川線）等各項交通事業。
• 京濱急行電鐵（京急）
  • 1948年開始大規模營運的大手私鐵企業之一，於1987年國鐵民營化之後為了區隔，將原先10個叫做京濱xx站改名叫做京急xx站。
    • 其實從19世紀日本明治維新後就開始營業了，當時主要營運業務就是現在的大師線（川崎大師）。
  • 主線從神奈川浦賀站到東京都泉岳寺站，其中橫濱到品川與JR東海道線幾乎平行，每天上演多次與JR高速列車競走比賽。
  • 亦經營從京急蒲田到羽田機場的空港線，直通運行的起迄點之一。
  • 京急軌距是1435mm，而JR扣除新幹線外都是1067mm，所以列車競走多數都由京急拿下第一名而且京急還比JR多停一個站（京急川崎＋京急蒲田）。雖然有實況主證實兩者時間是差不多，要是京急少停一個站就是壓倒勝。
  • 列車外觀多以紅色為主，雖然商轉極速只有時速120公里但有變態的加速度與超級短的列車間距，還是有紅色三倍速。
    • 為應付時速120公里的風險，車輛有安裝特製的煞車裝置，其他直通運轉的列車會限速110，北總更是只有105；不過仍然在2019年9月初發生追撞平交道上貨車造成一死的慘劇，而有風聲認為京急快速特急開時速120公里是否太危險。
    • 系列車種為了與其他直通運行合作公司同步，現役除了2100系因長度不合規範與一節車廂只有兩扇門，和800系一節車廂四個門無法配合都營規範而無法進入都營淺草線，其他現役車種皆可開到其他家公司的路線上經營；2100系就專門負責京急主線的快特運用，而800系就是主線的普通列車運用。
    • 在線上直通運行的東京都交通局5300型電聯車（都營），因其配色為白色為主，又性能打破既有地鐵列車難以高速行駛的刻板印象，而被戲稱白色惡魔。但是即將被5500型給取代。
    • 所以在京急本線上也能看到京成電鐵+都營淺草線+北總鐵道的車輛。
  • 行車控制採用全面下放給各車站專員處理（久里濱線除外，該段是單線CTC），平常沒要事發生時非常吃人力資源，不過遇上列車異常等緊急狀況可以立即排除，而且京急本身也很常玩前車載客順便拉不載客的列車/終點站不同站的8+4節列車到別站再分離的玩法，所以中央行控中心那是啥東東。
    • 在此排點下，尖峰時間的大站就很常出現前車在月台載客，後車離前車不到10公尺等待的情形。
  • 此外於京急品川站等大站，若是遇上事故或者大事件造成大誤點之情況時，會啟動有別於一般調車的快速調車法--UST--Uraga Start Truck 京急品川UST 京急川崎UST
• 京成電鐵
  • 專營東京到成田空港的鐵道路線，擁有最速在來線特急--SKYLINER。同集團另有子公司北總鐵道與新京成電鐵。
  • 與京急與都營淺草線共同經營成田SKY ACCESS線，直通羽田機場與成田機場，甚至凌晨也有運行。於京城段掛名ACCESS特急（アクセス特急），進到都營與京急段則變成機場快特。
    • 不過這條成田SKY ACCESS線大部分路段都與北總鐵道共線，此外因地形因素，部分路段無法全速衝刺（要通過印旛日本醫大該站才能開到極速160km）+成田湯川-成田機場段只有單線影響排班密度。
• 東京急行電鐵（東急）
  • 專營東京都內各地往來的急行路線。
• 京王電鐵
  • 經營以東京郊區八王子市一帶的多摩地方路線
  • 《驚爆危機》故事舞台陣代高校的原型神代高校就在京王線上。
• 東武鐵道
  • 關東最古也是最大的私鐵，經營由淺草開往北關東，舊武藏國地區以東的路線。
  • まださいたま2000很多站名就取自於東武鐵道。
• 西武鐵道
  • 經營由新宿開往多摩地方與琦玉縣，舊武藏國地區以西的路線。
• 小田急電鐵
  • 專營由新宿開往小田原與江之島的急行路線，以特急羅曼史號和箱根登山鐵道直通列車聞名海外。

大手私鐵16社

• 日本全國最大16家民營鐵路公司的總稱，上述除了JR和都交通局以外皆名列其中。然而，東京地下鐵因為只有財務大臣和東京都政府兩個官方法人持股，有時會被排除在私鐵之外。以下列出首都圈以外的部分。
• 相模鐵道（相鐵）
  • 專營神奈川縣內舊相模國地區的路線，最小的大手私鐵。
  • 不過在2023年3月神奈川東部方面線完工後，相鐵也通過與JR東或東急的直通運行進入東京。
• 名古屋鐵道（名鐵）
  • 專營自愛知縣名古屋市開往週邊地區的放射狀路網。
  • 《往名古屋的末班車》系列影集的主角（無誤）。
• 近畿日本鐵道（近鐵）
  • 以近畿地方為主的龐大路網經營者，總營業里程最長的大手私鐵。
• 南海電鐵
  • 現存最古的大手私鐵，經營難波開往關西空港與高野山的路線。
  • 2018年內與台灣桃園捷運合推「旅行台灣大阪乘車券」，俗稱「關空聯票」，一張新台幣470元/1770日圓，內含桃園捷運單程票兌換券與南海特急Rap;t難波到關西空港指定席兌換券各一張，售完為止。
• 京阪電鐵
  • 專營京都與大阪之間往來的路線。
• 阪神電鐵
  • 專營大阪與神戶之間往來的路線。
  • 擁有與神戶高速鐵道和山陽電鐵合作經營，從阪神梅田一路串聯三社路線直達山陽姬路且不需追加料金的「直通特急」。
• 阪急電鐵
  • 專營大阪府內各地往來的急行路線，擁有鐵道界極負盛名的「三線齊發」絕景。
• 西日本鐵道（西鐵）
  • 本州以外唯一大手私鐵，專營由福岡市區開往週邊地帶的路線。
  • 千萬不可以跟西日本旅客鐵道（JR西日本）搞混了！！！

海外鐵路發展

英國

• 現代鐵路運輸的始祖，同時也是城市軌道運輸的始祖。
  • 於20世紀初期製作出最高時速突破200公里的蒸汽火車頭（無誤），但終究隨者時代潮流使得蒸汽火車退出快速列車之行列。
  • 當時因為盛產煤礦與鐵路電氣化成本高，除了少數的幾條私有路線外主幹線幾乎維持尚未鐵路電氣化的原貌。
• 1947年12月末於法令下宣布鐵道國有化，大戰期間的四間公司從那時起合併成國鐵機構。
  • 1950年代由於收支失衡、頻繁發生勞資糾紛的關係，於專家Richard Beeching提出的方案下大量裁減路線與人力。
• 發生石油危機後才終於決定要做鐵路電氣化，比歐陸晚了三十多年。
  • 儘管有也多數是位於南部地區的路線且用第三軌條通電，倫敦地鐵的第四軌條通電是唯一的特例。
• 早期曾經有連結英國與法國的跨海大橋或者海底隧道的相關計畫，直到1994年海底隧道完工通車後正式實現。

美國

• 多數人都認定第一條鐵路是在1830年由Baltimore & Ohio鐵路公司所建成的「第一哩」鐵路，然後是全國鐵路網的開始。
• 此後各方鐵路公司陸續成立，路線逐漸往西海岸推進，第一條完全貫通東西兩岸的橫貫鐵路是在1868年的時候由聯合太平洋鐵路公司在鹽湖城西邊附近的山口建成的。
  • 此時期的西部平原地區經常有盜賊團和印地安人出沒，除了搶走乘客的貴重物品外還會切斷電報線。
  • 從老照片可以看出當時路線在向西推進時施工現場的簡陋，跨越山谷的橋樑多數用木架結構、挖隧道是使用炸藥與鋤頭，然後還有招聘了相當多的華人勞工來施工。
    • 唯一最常使用的蒸汽機車是美國人號C型，在那之後許多西部拓荒時代和南北戰爭題材的電影都有出現。
• 1916年時全國路線網曾經有達到42萬公里的紀錄，卻在近100年間（尤以二戰後為甚）汽車和飛機的發達下掉落到全盛時期的一半，可謂鐵路業界一大悲劇。
  • 而美國現在已經進入了以駕車為絕對主流的時代，一些質素低的美國人甚至會倒過來看不起以公共交通為主流的地方，自詡駕車為「民主自由的象徵」，或者是認為美國地方太大，不可能如歐洲一般蓋起鐵路網中國大陸，俄羅斯：。
  • 據傳國際標準時區與設定經度每15度為一個時區的制度也有一部份是從美國的鐵路公司來的。
  • 在1895年就有最初的鐵路電氣化，為必須要在沒有廢氣下穿越位於巴爾的摩市區的幾座隧道的特殊設計。
    • 幾十年後在「芝加哥、米爾瓦基、聖保羅與太平洋鐵路公司」也有跟東岸相同的鐵路電氣化設計，唯在七零年代該公司破產解散後停用，只剩下東岸路線還有少數。
  • 現今只有東岸沿缐鐵路網與運輸業還算發達，例如有名的Acela Express。
  • 另外，曾經有人要提出貫穿美國東西部的高鐵計劃，卻因各州態度不一致無法達成共識而停擺。
  • 現今美國鐵路運輸以貨運為大宗，如貨櫃、煤炭、石油製品等。
• 倒是美國製造的機車頭評價都不錯。現今主要的兩家機車頭製造公司為通用電氣和易安迪。
  • 台鐵多數機車頭都是GE出品，用了半世紀仍然健在，上述中國青藏缐的本務車頭也是GE的產品。

德國

• 第一條鐵路在日耳曼邦聯時代的1835年由紐倫堡到福爾特的路段通車，然後過了四年萊比錫到德勒斯登的鐵路也跟著通車。
• 在德國統一之後世界第一台電力機車在柏林博覽會上登場，由後來專門製作地鐵車輛的西門子公司製造。
  • 外觀是一台很類似沒有踏板的電動馬達腳踏車，拖著三台客車與18位乘客（有百科全書的圖為證）。
  • 在一戰與二戰的戰間期曾經出現過時速達到200公里的蒸汽機車，外觀如同包覆車輪的全罩式流線型半球體。
    • 隔年該紀錄被英國的蒸汽機車給超越，在這之前以螺旋槳推進的齊柏林號螺旋槳火車曾創造出時速230公里紀錄。
  • 城際列車以當時的「飛行漢堡人」柴油列車最為知名度，從首都柏林到漢堡只要花三個小時之內。
• 二戰後被分裂為東德與西德，然後當法國的TGV列車出現之後西德的聯邦鐵路也開始研發高速列車，然後於1991年推出城際特快車（Inter City Express）。
  • 然而在1998年6月3日於艾雪德發生高速列車車軸斷裂出軌的事故後技術與相關的輸出一度重挫。
    • 現在已經改善，並且把技術輸出到荷蘭、俄羅斯、西班牙、中國大陸、土耳其等地。
    • 在2008年曾經創下營業時速350公里的紀錄，後來被發生高鐵追撞事故之前的中國超越。

瑞士

• 最初的第一條路線是1847年位於巴塞爾附近的線路，不久之後的幾十年間就跟鄰國的四個國家接軌。
  • 特殊之處在於連結三個國家的長隧道，分別是辛普倫、聖歌達、洛書堡等可以連結義大利、奧地利與法國的國際路線。
    • 東方快車去威尼斯的路線也會經過其中一座隧道。
    • 2016年通車的新聖歌達隧道長達60公里，成功打破日本青函海峽隧道的28年世界紀錄。
  • 由於是中立國所以境內的線路完全沒有受到戰火波及，同時在戰後完成100%全國鐵路電氣化目標。
  • 現在沒有電氣化的鐵路全瑞士只有兩條，而且是觀光鐵路。
• 1947年首次製造出第一台燃氣渦輪列車，然後該技術實際應用在美國、法國、加拿大等地。

俄國

• 最早的一條的公用線路是在1837年完工的從聖彼得堡到皇村（位於今日普希金市一帶）的鐵路。
• 莫斯科-聖彼得堡鐵路於1851年完工，俄國1524毫米的寬軌距以及右側行車的標準確立於此路線。
  • 俄國比其他歐陸國家寬的軌距在二戰時期也給德軍的後勤不小的麻煩，外加當時俄國惡劣的道路狀況更是雪上加霜。
• 西伯利亞鐵路是全世界最長的鐵路，全長9,289公里，完工於1916年，連接莫斯科到海參崴，橫跨8個時區，有連結中亞各國以及蒙古、中國、朝鮮等地區鐵路網的分支。
  • 是連接歐亞的鐵路命脈，尤其對於中亞諸多內陸國家來說尤為重要，不過由於軌距的關係，要進出俄國都要換轉向架。
  • 在西伯利亞鐵路後，俄國也有其他聯絡東西的鐵路線路，但不是一條通到底的路線，而是利用原先各地區的既有路線串連起來達成的，用來作為西伯利亞鐵路的分流。
• 莫斯科地鐵於1935年開始營運，全長為333.4公里，擁有12條線路以及200個車站。
  • 5號線為環線全長大約20公里，連接其餘主要線路。
  • 地鐵站有吊燈、大理石、藝術浮雕、拱頂，美觀程度世界馳名。
  • 地鐵挖掘深度比其他國家的地鐵深，可用於防空洞或核戰的避難所。
    • 甚至出現了二號地鐵線的都市傳說，連接政府機構和原子武器基地的神秘地鐵線路。

ACG中的鐵路

動漫、特攝與周邊

• 鐵路模型乃是傳說中小男生最喜歡的東西之一。
  • 自1920年代後有家用電源開始，鐵路模型一直是高級玩具的象徵，即使歐美於1940年代興起建立汽車用的全國/州/省際公路網，使得鐵路逐漸式微，但歐美的兒童向作品中常有保留近代社會風貌的設定，也保留了不少鐵路、蒸氣火車相關的場景。結果還是出了湯瑪士小火車這種兒童電視劇，甚至有人為其繪畫H漫……
  • 不少日系子供向的動畫、特攝都會加入以鐵路火車為藍本的道具或機械，甚至像《銀河鐵道999》、《勇者特急》、《電光快車俠》、《假面騎士電王》、《烈車戰隊特急者》之類完全以火車為主題的作品也不少。
    • 《變形金剛》與《勇者系列》就是兩個極端的例子，雖然是同樣的出身，但變形金剛中幾乎看不到火車變形金剛的存在，反倒是勇者系列大致上每一部必定有一架機器人（或甚至是主角機）有用到鐵路車廂的要素因為做腿或肩甲的造型都很方便，直接藏進車廂就算搞定。
• 2015年3月16日，JR東日本正式發表以全國各地新幹線列車為主題的《新幹線變形機器人シンカリオン》子供向多媒體企劃，由可以變形成機器人的新幹線列車模型玩具打頭陣，隨後開始製作電視動畫，並在2018年1月6日正式開播。
  • 雖然是JR東日本的官方企劃，但在發展過程中不只取得其他擁有新幹線的JR集團成員授權協力，更經由當時JR西日本與新世紀福音戰士的合作活動一併推出500 TYPE EVA變形機器人，日後也將在動畫版登場。動畫方面甚至與VOCALOID合作，請到初音未來擔綱要角配音CV崩壞案例，在該角色初登場的第15話，更有V家其他成員路過函館火車站的畫面。
  • 2018年8月5日正式公開與新世紀福音戰士合作的第31話特別預告，由該作當家大姐姐葛城美里擔當旁白，講述男主角速杉隼人去拍新幹線時意外發現由碇真嗣駕駛的500 TYPE EVA（與現實一樣此時已經停駛），更與之聯手對抗使徒型巨大怪物體，標準的電視動畫特別篇單元故事。該話已於8月11日正式放送。
• 甲鐵城
  • 作中日本為了對抗卡巴內的威脅，利用全國各地發達的鐵路網重新建設成以「驛（車站）」為唯一對外關口的要塞城市，各地以被稱為「駿城」的巨大蒸氣列車互相聯絡。
    • 然而隨著故事進展，這樣幾乎完全依靠軌道運輸的體系約在電視動畫連載中期左右就被破壞殆盡。
• 在niconico上有人把JR的教學影片系列「重大事故虛擬再現VTR」全十五集給搬了上去，由於動畫師偷懶每集駕駛都是同一人，於是網民便給他取了個名子：股尾前科

遊戲

模擬遊戲

• 模擬經營類：玩家扮演鐵路公司的老闆，通過規劃路線和興建設施而謀利。
  • 例如歐美系的《鐵路大亨（Sid Meier's Railroad Tycoon）》系列與日系的《A列車（A列車で行こう）》系列。
  • 其中日系的A列車系列在NICONICO動畫上亦有衍生出「NICONICO鐵路公司」的影片系列，到目前最新的第9版v4已經幾乎能夠模擬各種城市與鄉村風景
• 模擬交通管制類：玩家扮演交叉道口或車站的職員，視情況而放行或停止不同方向的列車。
  • 常見於Flash小遊戲。
• 模擬駕駛類：玩家扮演機車司機，在規定的時限内將乘客或貨物運送到指定地點，或在貨場/車站内完成列車的編解組操作。
  • 例如微軟的《Microsoft Train Simulator》→EA的《Rail Simulator》→Dovetail的《RailWorks/Train Simulator》系列。
  • 日本方面則有《電車でGO!》系列，不過專注於客運。

其它遊戲中的鐵路元素

• 衝殺在飛馳的列車車廂之間、或是抵禦車後追擊不捨的巨大boss乃是動作遊戲中常見的戲碼。不慎跌落車下者會如現實一般當場死亡，令玩家腎上腺素飆升。
  • 早在FC時代即有相關的遊戲作品，而特化於少數幾人比拚拳脚的格鬥遊戲中鐵路平板車更是常見的對戰場地。
• 《戰地風雲1》裡運載火砲機槍的裝甲列車以機械巨獸的形式出現。
• 《METRO》系列則是以鐵路系統作為故事發生地，設定在核戰爭過後、人類躲藏在莫斯科地鐵站及線路生活。不過在最新作Metro Exodus中，主角一行人搭乘蒸汽火車、前往廣袤的俄羅斯荒野進行新的探險。
• 《異塵餘生4》中有個組織名為「鐵路」。
• 日本有一部惡搞頭文字D，以電車上演各種飆車技法的搞笑漫畫—《電車でD》。
• 戀愛SLG《愛上火車》以日本20世紀前期的鐵道史為題材，裡面還有很多鐵道專業知識的介紹。
  • 2020年推出外傳動畫「鐵路浪漫譚」，然而遊戲的角色僅有客串。

鐵路宅

• 對鐵路及相關領域有深厚興趣（業餘愛好）者，例如對機車型號性能或是線路歷史走向等事如數家珍。
• 說是叫宅，其行動力可不是一般自宅警備隊可比的，抄起相機搭火車走遍天涯海角吃遍各站鐵路便當乃是再正常不過之事。
• 收集塑膠模型只能算小兒科，在自家後院鋪設迷你型的鐵路並自製機車開著走才是達人，其中更不乏以工具機乃至手工打造小型動力引擎、從零開始「閉門造車」的大神級人物。
  • 雖然未必是鐵路宅，但也有一些達人把汽車和貨車改造，底盤下加裝輪子甚至是整個底盤改造，使其能在鐵路上行走。
  • 由於工藝精細，製作鐵道場景模型的技術甚至回流到軍事科幻模型界，奠定日後的場景模型潮流。
• 日本節目矛盾大對決就撥出不只一次鐵道迷VS鐵道會社資深員工的相關知識大對決，某一回甚至拉來了京急公關部主任跟鐵道迷對決，而且還是鐵道迷贏了。
• 此外攝影界、MikuMikuDance製作界也不乏見到他們的身影；對流行文化的影響力事實上不低。
• 但背後也衍生着各種社會問題，例如惡性鐵路宅（以至其伸延的各種交通工具宅）會爲了體驗列車駕駛而闖進車長室甚至擅自駕駛，爲了拍攝列車會大打出手（不論是同行還是路人），擅闖農地並毀壞耕作，甚至自殺式闖進路軌企圖迫使車長停車，導致日本社會對該類人有十分兩極的見解

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