Železnica

Železnica je druh pozemnej dopravy tovaru a osôb po umelej dopravnej ceste (železničná trať; spravidla koľaj) patrične vybavenej technickým zariadením, a to v miestnej aj diaľkovej preprave. „Železnica“ označuje aj železničnú trať alebo súbor činností a zariadení spojených so železničnou dopravou.

Vývoj železnice v 19. a dlho aj v 20. storočí bol ukazovateľ priemyselného rozvoja. Vozidlá železnice premávajú spravidla na železných kolesách po koľajniciach spočiatku zo železa, neskôr zo zliatiny s majoritným zastúpením ocele. Okolesie na kolesách zabezpečuje, že vozidlá zostávajú na koľajniciach. Pohon vozidiel je daný rôznymi strojnými náhonmi vo vozidlách (motorový vozeň) alebo špeciálnymi hnacími vozidlami (rušeň) – v začiatkoch železnice sa používali najmä kone.

Pre svoju vysokú kapacitu, bezpečnosť a spoľahlivosť je sieť tratí väčšinou strategickým majetkom každej krajiny využívaným aj armádou, či už v časoch mieru, ale aj vojen.

Dejiny

2200 pred Kr.–1803 po Kr.: Počiatky tratí 
Úplné počiatky železníc možno nájsť u Babylončanov, ktorí už približne 2 200 rokov pred našim letopočtom používali kamenné žľaby na usmernenie pohybu kolesových vozidiel, podobne ako neskôr Gréci a Rimania.

V severoanglických a stredoslovenských baniach sa v stredoveku stavali drevené trate pre banské vozíky ťahané koňmi alebo baníkmi. Neskôr, okolo roku 1790, bolo drevo nahradené železom pri výrobe kolies a neskôr tratí . Tu možno hľadať počiatky názvu – zdôraznenie železa v názve je rozšírené v kontinentálnej Európe a v Latinskej Amerike, kým v Anglicku, v Holandsku a na severoamerickom kontinente prevláda označenie podľa koľajovej charakteristiky (Railway, Spoorweg, Railroad).

Prvá americká trať bola pravdepodobne postavená roku 1795 na Beacon Hill neďaleko Bostonu, Massachusetts. Trať bola drevená, s rozchodom približne  a slúžila na odvoz zeme z vrcholu kopca na jeho úpätie.

1803 – 1830: Para i kone 
Parný stroj, „motor priemyselnej revolúcie“, vyvinuli v 18. storočí Denis Papin, Thomas Savery, Thomas Newcomen a najmä James Watt. Prvé parné stroje však boli príliš ťažké a málo účinné na využitie v doprave. Koncom 18. storočia vzniklo niekoľko parných kočiarov, ktoré napriek nedokonalosti možno považovať za priekopníkov parnej dopravy.

Než sa parný stroj stal dostatočne spoľahlivým a výkonným pohonom, vznikali po celom svete konské železnice. Výhoda použitia železných koľajníc spočívala najmä v znížení trenia, takže kôň dokázal ťahať podstatne ťažší náklad, ako na voze po vtedajších cestách. Mnoho železníc z počiatku 19. storočia bolo postavených ako konské, napríklad prvá verejná  železnica – Surreyská železná koľajová dráha v južnom Anglicku otvorená v roku 1803. Podobne, ako takmer všetky železnice pred rokom 1830, i táto slúžila na dopravu nákladov. Prvá konská železnica na európskom kontinente bola Koněspřežná dráha České Budějovice – Linec uvedená do prevádzky v rokoch 1827 – 1836. Na území Slovenska vznikla v rokoch 1836 – 1846 prvá medzimestská konská železnica Bratislava – Sereď (v prevádzke do roku 1872).

Prvá verejná železnica s trvalo parnou trakciou bola Železnica Stockton–Darlington (The Stockton and Darlington Railway, S&DR) oficiálne otvorená 27. septembra 1825. Počas prvej jazdy vlak prepravil až 600 cestujúcich, väčšinou v otvorených uhoľných vagónoch. Popredné osoby viezol jeden experimentálny osobný vagón (pomenovaný The Experiment). Vlak ťahal Stephensonov rušeň Locomotion No. 1, ktorý však nebol dostatočne výkonný, a tak bola parná trakcia zakrátko nahradená koňmi – až do roku 1828.

Medzi priekopníkov parnej trakcie patrili Richard Trevithick, Matthew Murray a George Stephenson, ktorí zdokonalili parné rušne tak, že boli schopné konkurovať konskej trakcii. Prvým preukázateľne funkčným rušňom bol rušeň v železiarňach Pen-y-darren konštruktéra Richarda Trevithicka v roku 1804. Za ďalší míľnik možno považovať rušeň Rocket z roku 1829 z dielne Roberta (syn) a Georga (otec) Stephensona, ktorý dokázal použiteľnosť parnej trakcie i pre dlhé trate a stal sa prvým rýchlikovým rušňom sveta.

Rocket premávala na prvej medzimestskej trati na svete – Manchestersko-liverpoolskej železnici (Liverpool and Manchester Railway, L&MR) otvorenej 15. septembra. 1830. Dôvodom pre postavenie tejto železnice boli vysoké ceny dopravy na Bridgewaterskom kanáli. V rokoch 1830 – 1840 prepravila vyše 5 miliónov cestujúcich..

1830 – 1850: Rozvoj železníc

Železničná mánia v Spojenom kráľovstve 
Obdobie rokov 1830 – 1850 sa v Spojenom kráľovstve nazýva Železničná mánia (Railway mania) pre prekotný a nekontrolovaný rozvoj železníc: do roku 1842 sa v Británii položilo vyše  tratí, v období 1840 – 1850 až . Investičná bublina dosiahla vrchol v roku 1846, nasledujúci pád znamenal krach mnohých projektov, z ktorých mnohé boli neskôr odkúpené preživšími hráčmi za zlomok ceny.

Rozsah železničnej mánie dokladá i to, že  tratí bolo vybudovaných na základe projektov schválených parlamentom v období rokov 1844 – 1846, pričom dĺžka dnešnej siete v Spojenom kráľovstve je približne 18 tisíc kilometrov. Dôsledkom mánie trvajúcim dodnes je zdvojenie diaľkových tratí, keďže konkurujúce si spoločnosti nepociťovali potrebu koordinovať vedenie tratí a zdieľať ich časti, a štát žiadnu centrálnu koncepciu nepresadil. Do roku 1870 bolo v Británii v prevádzke  železníc.

Prvé železnice na európskom kontinente 
Na európskom kontinente sa v rokoch 1830 – 1850 železnice rozvíjali striedmejšie ako v Spojenom kráľovstve. Európske železnice dlhú dobu buď dovážali lokomotívy z ostrovov, alebo preberali britské vzory v ich konštrukcii. Neskôr o európsky trh súťažili britské lokomotívky s americkými, ktorých výrobky boli adaptabilnejšie na kontinentálne podmienky (členitý reliéf…). Na druhej strane, európski konštruktéri sú autormi mnohých technických vylepšení parnej lokomotívy, najmä v druhej polovici 19. storočia, a taktiež vizionármi nových trakcií (elektrický a dieselový rušeň).

Francúzsko 
Prvý francúzsky rušeň skonštruoval Marc Séguin, majiteľ patentu na žiarotrubkový kotol z roku 1827. Rušeň s usporiadaním 0–4–0 (B) sa prvýkrát rozbehol 7. novembra 1829 na trati nákladnej konskej železnice Lyon–St. Étienne. Táto železnica je teda prvou traťou s parnou trakciou vo Francúzsku. Do roku 1838 bolo v krajine položených  tratí pre parné vlaky, čiže výrazne menej, než vo Veľkej Británii.

Nemecko 
Prvou parnou železnicou v Nemecku bola Bavorská Ľudovítova železnica (Bayerische Ludwigsbahn)  otvorená 7. december 1835. Viedla z Norimbergu do Fürthu. Bol na nej nasadený rušeň Adler (Orol) z dielne Georga a Roberta Stephensona s usporiadaním 2–2–2 (1A1). Predchádzala jej úzkorozchodná konská Železnica princa Williama otvorená 20. septembra 1831 na trase Hisbeck–Nierenhof v okolí Essenu. Prepravovala uhlie a od roku 1833 i pasažierov. V roku 1847 bola prestavaná na bežný rozchod a začala sa používať parná trakcia. 

24. apríla 1837 bola otvorená 3. nemecká železnica na úseku Lipsko–Althen. Trať bola 7. apríla 1839 predĺžená do Drážďan a stala sa tak prvou diaľkovou železnicou v Nemecku – dĺžka trate bola . Na trati bol tiež postavený prvý nemecký železničný tunel.

Nemecké trate boli vlastnené štátmi i súkromnými spoločnosťami; jedna z nich, Rýnska železnica (Rheinische Eisenbahn), otvorila v roku 1843 prvú medzinárodnú železničnú linku spájajúcu nemecké mesto Cologne a belgické Antwerpy. Bolo to obdobie rýchleho rozvoja nemeckých železníc – v roku 1845 bolo na jeho území viac než 2 tisíc km tratí, v roku 1855 už viac než 8 tisíc km.

Česko 
Na české územie dorazil prvý vlak 6. júna 1839.. Šlo o úsek Severnej dráhy cisára Ferdinanda budovanej od roku 1837 z Viedne. Na túto železnicu boli neskôr pripojené mestá Brno (7. júla 1839) a Olomouc (17. októbra 1841). Celá trať až do Ostravy a Bohumína bola uvedená do prevádzky 1. mája 1847.

Prvý parný vlak dorazil do Prahy v auguste 1845 po úseku Olomouc – Praha Severnej štátnej dráhy budovanej od roku 1842. Táto trať bola dobudovaná do Drážďan v rokoch 1845 – 1851.

Slovensko 
Dejiny parnej železnice na Slovensku sa začali písať 20. augusta 1848, kedy dorazil do Bratislavy prvý parný vlak po trati 
Bratislava – Devínska Nová Ves – Marchegg – Gänserndorf (– Viedeň) (výstavba 1846 – 1848).

Americké železnice 
Prvá komerčná prevádzka parnej trakcia na americkom kontinente začala 9. augusta 1829 na trati Carbondale–Honesdale v Pensylvánii. Vlaky ťahal rušeň Stourbridge Lion britskej výroby. Bol však priťažký a trať rozbil. Rušne dovážané z Británie neboli stavané na americké kľukaté trate s ľahkými zvrškami, ktoré ničili a často sa vykoľajovali. Situáciu sa snažili riešiť americkí konštruktéri rušňov, ktorí stavali lokomotívy šité na mieru domácim podmienkam. Patrili medzi nich Peter Cooper, Isaac Dripps, John Jervis či Mathias Baldwin.

V roku 1830 si zlatník Mathias Baldwin založil dielňu na lokomotívy, ktorá sa neskôr stala najväčšou lokomotívkou na svete. Rušeň Old Ironsides (usporiadanie 2–2–0) z roku 1832 a E. L. Miller (usporiadanie 4–2–0) boli prvým z 60 tisíc parných rušňov z jeho produkcie.

15. januára 1831 otvorila spoločnosť South Carolina v okolí Charlestonu prvú americkú pravidelnú linku s parnou trakciou. Vlaky ťahala 1. veľká lokomotíva vyrobená v USA – Best friend of Charleston. Na trati premávali zmiešané osobno-nákladné vlaky a po predĺžení na  sa v roku 1833 stala najdlhšou železničnou traťou na svete.

Prvá kanadská trať, Champlain & St Lawrence, bola otvorená 24. júla 1836 z La Prairie (Quebec) do St John (New Brunswick). Rozvoj prebiehal v USA i Kanade smerom z východu na západ. Do roku 1840 bolo v USA položených  tratí, do roku 1860 až .

Vozidlá 
Železničný vlak je jedno alebo viacero za sebou spojených koľajových vozidiel. 

Vlak s viacerými napojenými vozidlami je väčšinou ťahaný alebo tlačený rušňom. 
Motorový vozeň alebo motorový vlak má vlastný pohon, ktorý sa nachádza na začiatku alebo konci vlaku, alebo je rozložený po celom vlaku. Toto označenie je používané pre vozne a vlaky s dieselovým pohonom.
Niektoré z novších typov vlakových súprav (ICE 3, AGV, ATPRD s-120, HT650) s elektrickým pohonom majú motory rozložené po celom vlaku.

Pozri aj:
 rušeň
 hnacie vozidlo
 hnané vozidlo (vozeň)

Železničná trať 
Pri bežnom koľajisku (železničný zvršok) sú koľaje upevnené v krátkom odstupe na krížovo uložené podvaly. Upevňuje sa rôzne (napr. klinom alebo sponou). Úlohou upevnenia je zabezpečenie rozchodu a zabránenie plávania koľají po dĺžke.

Podvaly sú z impregnovaného dreva a na hlavných tratiach z predpätého betónu. V menšom rozsahu sa používa aj oceľ (najmä mimo Slovenska a Česka, u nás má nepriaznivý vplyv na funkciu koľajových obvodov).

Koľajová mriežka sa dáva do koľajového podkladu (zväčša štrk), ktoré zachytáva statické a mechanické zaťaženie a odvádza ho do hĺbky.

Traťou (traťovou koľajou, šírou traťou v podmienkách ŽSR) sa rozumie koľaj spájajúcu dve susedné dopravne, ohraničenú v dĺžke vchodovými návesidlami a v šírke jej priechodového prierezu. Koľajiskom sa rozumie skupina vyhýbkami rozvetvených koľají nachádzajúcu sa v spoločnom železničnom telese, v dĺžke medzi prvou a poslednou výhybkou, prípadne medzi prvou výhybkou a zarážadlami (ak ide o slepé koľaje). Jeho šírka je ohraničená vonkajšou hranou priechodového prierezu krajných koľají rovetvenia ústiacich spravidla do traťových, prípadne iných koľají. Koľaj nachádzajúca sa medzi vchodovým návesidlom a krajnou vyhýbkou sa považuje za súčasť koľajiska.

Pohon 
Na začiatku bol pohon zabezpečený ťažnými zvieratami (konská železnica), neskôr parnými strojmi, od roku 1879 elektrický pohon, od roku 1900 aj pohon Ottovými motormi – príp. dieselovými motormi a v modernej dobe aj turbínami. 

Na hlavných tratiach a v husto obývaných oblastiach sa používa elektrický pohon, inde skôr dieselový pohon.
Pri používaní dieselových motorov sa delí pohon podľa prenosu hnacej sily na diesel-elektrický, alebo diesel-hydraulický.

Bezpečnostné zariadenia 
Hnacie vozidlá a železničné zariadenia majú bezpečnostné systémy, ktoré majú zabezpečiť bezpečnú prevádzku. K tomu patria najmä brzdné systémy a zabezpečovacie zariadenia.
Súčasťami systémov zabezpečenia vlakov sú najmä návestidlá,
vlakové zabezpečovacie zariadenie, bodové zabezpečovacie zariadenia a líniové zabezpečovacie zariadenia. Tieto systémy vo všeobecnosti nie sú medzinárodne štandardizované, aj preto sa často musí v hraničných staniciach prepriahať hnacie vozidlo (lokomotíva). Nový systém ERTMS a jeho súčasť ETCS úrovne 1 alebo (novšej) 2 má byť európskym štandardom, jeho nasadzovanie na tratiach (okrem pomerne vysokých finančných nákladov vyžaduje aj výluku rekonštruovaného traťového úseku) je však zatiaľ veľmi pomalé.

Dĺžka železníc podľa krajiny 
Prvých 15, Slovensko a susedné krajiny

Poradie. Krajina Dĺžka železníc (km) (dátum informácie)
 USA 194 731 (2002)
 Rusko 87 157 (2002)
 Čína 73 000 (2003)
 Kanada 64 994 (2002)
 India 63 518 (2002)
 Nemecko 45 514 (2002)
 Austrália 41 588 (2002)
 Argentína 34 463 (2002)
 Francúzsko 32 682 (2002)
 Brazília 31 543 (2002)
 Poľsko 23 420 (2002)
 Japonsko 23 168 (2002)
 Ukrajina 22 473 (2002)
 Južná Afrika 22 298 (2002)
 Mexiko 19 510 (2002)
…
 22. Česko 9 462 (2002)
…
 25. Maďarsko 7 875 (2002)
…
 29. Rakúsko 6 024 (2002)
…
 46. Slovensko 3 658 (2006)

Stanice a organizácia dopravy 
 Preraďovanie
 Viackoľajná trať
 Stanica
 Hraničná stanica
 Cestovný poriadok
 Vysokorýchlostná železnica

Koľaje 
 Výhybka
 Rozchod koľají
 Úzkorozchodná železnica
 Železnica s normálnym rozchodom
 Širokorozchodná železnica

Zaujímavosti na železnici 
 Transsibírska magistrála

Hračky 
 Železničné hry
 Modelová železnica

Referencie

Pozri aj 
 UIC – Medzinárodný zväz železníc

 
Železničná doprava