Transportasi rel
Layanan kereta api semicepat adalah layanan kereta antarkota yang memiliki kecepatan lebih tinggi dari kereta antarkota konvensional tetapi kecepatannya tidak setinggi layanan kereta api kecepatan tinggi. Layanan ini diberikan setelah perbaikan infrastruktur kereta api konvensional untuk mendukung kereta yang dapat beroperasi dengan aman pada kecepatan yang lebih tinggi.
Angkutan cepat adalah sistem perkotaan yang dibangun di kota-kota besar dan memiliki kapasitas tertinggi dari semua sistem transportasi penumpang. Biasanya tidak sebidang dengan jalan raya dan biasanya dibangun di bawah tanah atau di atas jalur layang. Di jalan, trem yang lebih kecil dapat digunakan. Lintas rel terpadu adalah trem yang ditingkatkan, memiliki ruang milik jalannya
sendiri, dan kadang-kadang sebagian petaknya berada di bawah tanah. Sistem monorel adalah sistem berkapasitas sedang yang dibangun di jalur layang. Penggerak orang adalah kereta tanpa masinis yang hanya melayani beberapa stasiun, atau hanya melayani antar-jemput. Karena kurangnya keseragaman sistem angkutan cepat, penyelarasan rute bervariasi, dengan beragam ruang milik jalan
(tanah pribadi, pinggir jalan, median jalan) dan karakteristik geometris (tajam-tidaknya tikungan atau landai-curamnya tanjakan). Misalnya, kereta Chicago 'L' dirancang dengan kereta yang sangat pendek untuk mengakomodasi tikungan tajam di Loop. PATH di New Jersey memiliki kereta berukuran sedemikian rupa untuk mengakomodasi tikungan di terowongan trans-Hudson. BART San Francisco mengoperasikan kereta besar di rute yang dirancang dengan baik.
Kereta barang mengangkut kargo menggunakan gerbong khusus untuk barang yang hendak diangkut. Kereta api barang sangat efisien, dengan nilai ekonomis dan efisiensi energi tinggi. Namun, penggunaannya dapat dikurangi dengan kurangnya fleksibilitas, semisal jika ada tambahan pengiriman lagi di kedua ujung perjalanan karena tidak ada jalur langsung ke titik bongkar-muat. Pihak berwenang sering mendorong penggunaan transportasi kereta barang karena ketenarannya.
Kereta peti kemas terus dikembangkan di AS untuk pengangkutan massal. Peti kemas dapat dengan mudah dipindahkan ke mode lain, seperti kapal dan truk, menggunakan derek khusus. Ini telah menggantikan gerbong tertutup, yang muatan di dalamnya harus dibongkar-muat ke kereta secara manual. Peti kemas telah merevolusi industri logistik rantai pasokan, mengurangi biaya kapal secara
signifikan. Di Eropa, gerbong tertutup pintu geser sebagian besar menggantikan gerbong tertutup pintu atas. Jenis gerbong lain termasuk gerbong pendingin, gerbong ternak, dan "autorack" untuk mengangkut kendaraan roda karet. Saat kereta api dikombinasikan dengan transportasi jalan, "roadrailer" akan memungkinkan kereta gandeng/kereta tempel untuk ditarik dengan kereta api, memungkinkan untuk transisi yang mudah antara jalan dan kereta api.
Muatan curah merupakan keuntungan bagi transportasi kereta api barang. Biaya angkutan yang rendah atau bahkan (mendekati) nol dikombinasi dengan efisiensi energi dan biaya operasi yang rendah membuat kereta api angkutan muatan curah lebih murah daripada dengan angkutan jalan. Muatan curah terutama batu bara, bijih, biji-bijian, dan cairan. Muatan curah diangkut dengan gerbong atap terbuka, gerbong curah, dan gerbong ketel.
Jalur kereta api dibangun di atas tanah yang dimiliki atau disewa oleh perusahaan kereta api. Agar kelandaian tidak terlalu curam, trase rel akan berbelok-belok di medan berbukit atau bergunung. Panjang rute dan kelandaian dapat dikurangi dengan membuat potongan, pematang, jembatan, dan terowongan- yang menyebabkan biaya modal yang diperlukan untuk mengembangkan rumija
semakin besar, namun secara signifikan mengurangi biaya operasi dan memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi pada jari-jari lengkung yang lebih panjang. Di daerah perkotaan yang padat, kereta api kadang-kadang diletakkan di terowongan bawah tanah untuk meminimalkan pengaruh terhadap properti yang ada.
Rel terdiri dari dua rel baja sejajar, dipasang tegak lurus terhadap bantalan kayu, beton, baja, atau plastik untuk mempertahankan lebar yang konsisten, atau lebar sepur. Lebar sepur biasanya dikategorikan sebagai sepur standar (digunakan pada sekitar 55% dari jalur kereta api yang ada di dunia), sepur lebar, dan sepur sempit. Selain lebar sepur, rel akan diletakkan agar sesuai dengan batas
dimensi yang menentukan tinggi dan lebar maksimum untuk sarana kereta api, termasuk muatannya untuk memastikan agar pada saat melewati jembatan, terowongan, dan struktur lainnya, tetap aman.
Rel akan mengarahkan roda berpenampang kerucut dan berflens agar tetap berada di jalurnya serta menjaga sarana di lintasan tanpa dikemudikan dan membuat kereta api menjadi lebih panjang dari kendaraan jalan. Rel dan bantalan biasanya diletakkan di atas fondasi yang terbuat dari tanah yang dipadatkan, lalu ditaburi ballast untuk menyebar beban dari bantalan dan untuk mencegah rel bergelombang akibat penurunan tanah saat sering dilewati kereta.
Ballast juga berfungsi sebagai sarana drainase. Beberapa lintasan yang lebih modern di area khusus dipasang dengan pada fiksasi beton langsung, tanpa batu ballast. Rel dapat dibuat lebih dulu, atau dipasang di tempat. Dengan mengelas batang rel untuk membentuk rel panjang yang dilas terus menerus, keausan pada roda sarana disebabkan oleh celah kecil sambungan antarrel dapat dikurangi; ini juga membuat perjalanan menjadi lebih nyaman.
Pada lengkungan, rel dibuat miring. Hal ini mengurangi gaya sentrifugal yang dialami sarana dan membuat perjalanan lebih nyaman untuk ternak maupun penumpang. Nilai kemiringan yang diberikan bergantung pada kecepatan kereta api yang dikehendaki.
Wesel adalah alat untuk memindahkan kereta api ke bagian jalur yang berbeda. Ditempatkan mirip dengan rel normal, sebuah wesel biasanya terdiri dari rel sayap, rel paksa, dan dua lidah wesel. Lidah wesel dapat dipindahkan ke atau, di bawah kendali sistem persinyalan, untuk menentukan jalur mana yang akan dilalui kereta.
Penambat di bantalan kayu dapat semakin longgar dari waktu ke waktu, tetapi apabila bantalan kayu tersebut rusak atau membusuk dapat diganti dengan bantalan kayu baru atau bantalan beton. Bantalan beton, meski keras tetapi dapat retak atau pecah, dan juga dapat diganti secara individual. Jika rel keriting akibat penurunan tanah, rel bisa diangkat dengan mesin khusus dan tambahan ballast yang dipecok di bawah bantalan untuk meratakan rel.
Secara berkala, ballast harus dihilangkan dan diganti dengan ballast yang bersih untuk memastikan drainase yang memadai. Gorong-gorong dan saluran air lainnya harus tetap jernih agar air tidak terhalang oleh lintasan, menyebabkan tanah longsor. Bila "railbed" dibuat di sepanjang sungai, perlindungan tambahan biasanya ditempatkan untuk mencegah erosi arus sungai pada saat debit air
tinggi. Jembatan membutuhkan pemeliharaan dan inspeksi terus-menerus, karena mengalami perubahan tekanan besar dalam waktu singkat ketika kereta api berat melintas.
Pemeriksaan peralatan kereta api sangat penting demi pergerakan kereta api yang aman. Banyak jenis detektor keretakan digunakan di jalur kereta api dunia. Perangkat ini menggunakan teknologi yang bervariasi dari peralatan tongkat sederhana dan beralih ke pemindaian inframerah dan laser, dan bahkan analisis audio ultrasonik. Penggunaannya telah menghindari banyak kecelakaan kereta api selama 70 tahun telah digunakan.
Persinyalan kereta api adalah sistem yang digunakan untuk mengontrol lalu lintas kereta api dengan aman untuk mencegah kereta bertabrakan. Diarahkan oleh rel tetap yang menghasilkan gesekan rendah, kereta api sangat rentan terhadap tabrakan karena beroperasi pada kecepatan yang tidak memungkinkannya untuk berhenti dengan cepat atau dalam jarak pandang masinis;