鉄道輸送
鉄道輸送は、機械化されたエネルギー効率は高いが資本集約的な輸送機関である。軌道は滑らかで硬い表面を提供し、その上で比較的小さい摩擦が発生しながら列車の車輪が転がることができる。陸上車両の総抵抗(ポンドまたはニュートン)は、車両の速度の二次関数で表される。
R = a + b v + c v 2 {\displaystyle \qquad \qquad R=a+bv+cv^{2}}
文字は以下の数を表す:
R:走行抵抗
a:静止抵抗
b:機械抵抗
c:空気抵抗
v:速度
v:速度二乗
基本的に、抵抗は車両の車輪と路面の素材によって異なる。金属製レールと金属製車輪を用いている鉄道ではゴムタイヤ車両があらゆる路面上で発生させる抵抗よりも抵抗が遥かに小さくなる。一日に移動する速度と貨物量を組み合わせた貨物容量の観点では:
人 - 1日当たり32キロメートル(20マイル)または1日当たり1.5トンキロ(1トンマイル)で45キログラム(100ポンド)の貨物が輸送可能。
馬車・手押車 - 1日当たり5.8トンキロ(4トンマイル)で輸送可能。
舗装路を走行する馬車 - 1日当たり14トンキロ(10トンマイル)で輸送可能。
トラック - 1日当たり29,000トンキロ(20,000トンマイル)で輸送可能。
長距離列車 - 1日当たり730,000トンキロ(500,000トンマイル)で輸送可能。ほとんどの列車は250 - 400台のトラック分の輸送力を持っているためその分トラックの数が減り、道路の安全性が相対的に向上している。
鉄道輸送(てつどうゆそう、英語: Rail transport)は線路の上を走る車輪付きの車両により、旅客および貨物の輸送を行う手段である。列車輸送(れっしゃゆそう、英語: train transport)とも呼ばれる。
整備された道路を車両が自由に走行できる道路輸送と違い、鉄道輸送では鉄道車両が敷設された線路上のみしか走行できないため小回りが利かないが、その分大量の乗客・貨物を高速かつ定刻通りに輸送することができる。軌道は通常鋼鉄製レールの他に、レールを固定する枕木と犬釘、列車の荷重を分散させて路盤へ伝えるバラストから構成される。しかし、近年はバラストを使用しないスラブ軌道などが採用されることもある。そしてこの軌道の上を金属製の車輪を付けた車両が走行する。
証拠によると、紀元前600年頃からギリシャのコリントス地峡を横切る6 - 8.5キロメートルのディオルコス舗装路があった。この石灰岩の舗装路には溝が掘られており、人や動物によって牽引される車輪のついた車両がこの溝に沿って運行されていた。ディオルコス舗装路は少なくとも西暦1世紀まで650年以上使用されていた。また、後にローマ帝国エジプト準州でも同じ構造の舗装路が建設されている。
ヴォルク電気鉄道は1883年にイギリスのブライトンで開業した。この鉄道は現存する最古の電気鉄道路線で、かつ世界初の第三軌条方式の鉄道である。また、同年にオーストリアのウィーン近郊にメードリング・アンド・ヒンターブリュール路面電車が開業した。路面電車は世界初の架空電車線方式を採用した鉄道であり、かつ定期列車の運行を行った世界初の路面電車である。5年後の1888年、アメリカ合衆国初の電気鉄道であるリッチモンド・ユニオン旅客鉄道がバージニア州リッチモンドにおいてフランク・J・スプレイグが設計した機器を使用し開業した。
幹線における最初の電化は1895年にアメリカ合衆国のボルチモア・アンド・オハイオ鉄道ボルチモア・ベルト線の4マイルの区間で行われ、ボルチモア・アンド・オハイオ鉄道の主要区間とニューヨーク市への路線が一連のトンネルを介して結ばれた。また、同年に日本では日本初の営業電気鉄道である京都電気鉄道が東洞院塩小路下ル - 伏見下油掛間を開業させている。1897年にスプラーグが発明した複数単位の列車制御装置の成功を受け、急速に地下鉄の動力が蒸気から電気へ置き換えられ始めた。1900年代初頭までには、ほとんどの路面電車が電化された。
世界最古の地下鉄であるメトロポリタン鉄道(現在のロンドン地下鉄の一部)は1863年に開業し、1890年に現在のロンドン地下鉄ノーザン線の一部であるシティ・アンド・サウス・ロンドン鉄道が第四軌条方式を使用し電化開業した。