三、基础知识
(一)铁路线路
铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体的工程结构。线路应当经常保持完好状态，使列车能按规定的最高速度安全、平稳和不间断地运行，以保证铁路运输部门能够质量良好地完成客、货运输任务。
1.铁路轨距(Rail Gauge)
铁路轨距是指线路上两股钢轨头部的内侧距离。由于轨距不同，列车在不同轨距交接的地方必须进行换装或更换轮对。欧、亚大陆铁路轨距按其大小不同，可分为宽轨、标准轨和窄轨三种。标准轨的轨距为1 435毫米；大于标准轨的为宽轨，其轨距大多为1 524毫米和1 520毫米；小于标准轨的为窄轨，其轨距多为1 067毫米和1 000毫米。我国铁路基本上采用标准轨距，但台湾省和海南省铁路轨距为1 067毫米，昆明铁路局的部分轨距为1 000毫米。
2.铁路限界(Rail Line Demarcation)
为了确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞击邻近线路的建筑物和设备，而对机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线，称为限界。
铁路基本限界分为机车车辆限界和建筑接近限界两种。
机车车辆限界是机车车辆横断面的最大极限，它规定了机车车辆不同部位的宽度、高度的最大尺寸和底部零件至轨面的最小距离。
机车车辆限界和桥梁、隧道等限界相互制约。当机车车辆在满载状态下运行时，也不会因产生摇晃、偏移等现象而与桥梁、隧道及线路上其他设备相接触，从而保证行车安全。
建筑接近限界是一个和线路中心线垂直的横断面，它规定了保证机车车辆安全通行所必需的横断面的最小尺寸。凡靠近铁路线路的建筑物及设备，其任何部分(和机车车辆有相互作用的设备除外)都不得侵入限界之内。
(二)铁路机车与车辆
1.机车
铁路车辆本身没有动力装置，无论是客车还是货车，都必须把许多车辆连接在一起编成一列，由机车牵引才能运行。所以，机车是铁路运输的基本动力。
铁路上使用的机车种类很多，按照机车原动力，可分为蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种。
(1)蒸汽机车。蒸汽机车是以蒸汽为原动力的机车。其优点是结构比较简单、制造成本低、使用年限长、驾驶和维修技术较易掌握以及对燃料的要求不高。但蒸汽机车的主要缺点是热效率太低，总效率一般只有5%～9%，使机车的功率和速度的提升受到了限制。其次是煤水的消耗量大，沿线需要设置许多供煤和给水设施；在运输中产生的大量煤烟污染环境；机车乘务员的劳动条件差。因此，在现代铁路运输中，随着铁路运量的增加和行车速度的提高，蒸汽机车已不适应现代运输的要求。一些发达的资本主义国家如美、英、法、德、日本等，已经在20世纪50至60年代就停止生产蒸汽机车，并于20世纪60至70年代停止使用这种机车。我国于1989年停止生产蒸汽机车，并采取自然过渡的办法，在牵引动力改革中逐步对蒸汽机车予以淘汰。
(2)内燃机车。内燃机车是以内燃机为原动力的机车。与蒸汽机车相比，它的热效率高，一般可以达到20%～30%。内燃机车加足一次燃料后，持续工作时间长，机车利用效率高，特别适用于在缺水或水质不良地区运行，便于多机牵引，乘务员的劳动条件较好。但其缺点是机车构造复杂，制造、维修和运营费用都较大，对环境有较大的污染。
(3)电力机车。电力机车是从铁路沿线的接触网获取电能产生牵引动力的机车，所以电力机车是非自带能源的机车。它的热效率比蒸汽机车高一倍以上。它启动快、速度高、善于爬坡；可以制成大功率机车，运输能力大、运营费用低，当利用水力发电时，更为经济；电力机车不用水、不污染空气、劳动条件好、运行中噪声也小、便于多机牵引。但电气化铁路需要建设一套完整的供电系统，在基建投资上要比采用蒸汽机车或内燃机车大得多。
从世界各国铁路牵引动力的发展来看，电力机车被公认为最有发展前途的一种机车，它在运营上有良好的经济效果。
资料卡:我国的磁悬浮列车
磁悬浮列车(见图8-1)的原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。磁悬浮高速列车是当今世界上最快的地面交通工具，具有爬坡能力强、低污染等特点。2015年4月，日本东海铁路公司在日本山梨县的磁悬浮试验线创造了载人行驶时速603千米的世界纪录。
上海磁悬浮列车专线西起上海地铁2号线的龙阳路站，东至上海浦东国际机场，专线全长29.863千米。设计最大时速430千米/小时。由中德两国合作开发的世界第一条磁悬浮商运线2001年3月1日在浦东挖下第一铲，2002年12月31日全线试运行，2003年1月4日正式开始商业运营。这是世界第一条商业运营的磁悬浮专线。
这列当今世界上最酷的列车，带车头的车厢长27.196米，宽3.7米。中间的车厢长24.768米，14分钟内能在上海市区和浦东机场之间往返。置身其中，您将亲身体验到这架“陆地客机”所带来的奇异感受。(https://www.daowen.com)
图8-1 磁悬浮列车
2.车辆
铁路车辆是运送旅客和货物的工具，它本身没有动力装置，需要把车辆连挂在一起由机车牵引，才能在线路上运行。铁路车辆可分为客车和货车两大类。铁路货车的种类很多。现从各种不同的角度对其进行介绍。
(1)按照用途/车型划分。按照用途或车型可分为通用货车和专用货车两大类。
通用货车又可分为棚车、敞车和平车三类。
①棚车(Covered Cars)。棚车车体由瑞墙、例墙、棚顶、地板、门窗等部分组成，用于运送比较贵重和怕潮湿的货物。
②敞车(Open Cars)。敞车仅有端、侧墙和地板，主要装运不怕湿损的散装或包装货物。必要时也可以加盖篷布装运怕潮湿的货物。所以，敞车是一种通用性较大的货车，灵活性较大。
③平车(Flat Cars)。大部分平车车体只有一平底板。部分平车装有很低的侧墙和端墙，并且能够翻倒，适合于装载重量、体积或长度较大的货物。也有将车体做成下弯的凹底平车或一部分不装地板的落下孔车，供装运特殊长大重型货物，因而也称作长大货物车。
专用货车是专供装运某些指定种类货物的车辆，它包括:
①保温车(Cold Storage Cars)。车体与棚车相似，但其墙板由两层壁板构成，壁板间用绝缘材料填充，以减少外界气温的影响。目前我国以成列或成组使用的机械保温车为多，车内装有制冷设备，可自动控制车内温度。保温车主要用于运送新鲜蔬菜、鱼、肉等易腐货物。
②罐车(Tank Cars)。车体为圆筒形，罐体上设有装卸口。为保证液体货物运送时的安全，还没有空气包和安全阀等设备。罐车主要用来运送液化石油气、汽油、盐酸、酒精等液态货物及散装水泥等。
③家畜车。主要是运送活家禽、家畜等的专用车。车内有给水、饲料的储存装置，还有押运人乘坐的设施。
专用车还有煤车、矿石车、矿砂车等。
(2)按载重量分。我国的货车可分为20吨以下、25～40吨、50吨、60吨、65吨、75吨、90吨等各种不同的车辆。为适应我国货物运量大的客观需要，有利于多装快运和降低货运成本，我国目前以制造60吨车为主。
(三)车站
车站是办理客货运输的基地，配备各项技术设备和客运、货运、行车、装卸各方面的工作人员。为保证行车安全及通过能力，铁路每隔10千米设一个车站。
目前，全国共有大小车站5 000多个，分为特级站、Ⅰ站、Ⅱ站、Ⅲ站、Ⅳ站、Ⅴ站六个等级。
按技术作业不同，车站还可以分为:
(1)编组站:主要位于主干线汇合处的港口或大城市，办理车辆解体或编组；如:徐州、郑州、西安、兰州、乌鲁木齐等枢纽编组站。
(2)区段站:主要位于大城市，办理列车运转作业，提供机车。
(3)中间站:是数量最多，规模较小的车站。主要为提高区段通过能力、保证行车安全而设立。
