مترو
نظام النقل السريع، متروالأنفاق، المترو، هوسكة حديدية كهربائية تسير على خطوط مزدوجة من القضبان الحديدية المثبَّتة على هياكل فولاذية أوإسمنتية. تستخدم القطارات المرفوعة فوق الطرق المزدحمة وبذلك تخفف من ضغط السير في تلك الطرقات.
يحصل القطار المرفوع على الطاقة عن طريق خط حديدي ثالث يسير بمحاذاة الخط الحديدي المزدوج. ويقوم مبنى توليد الطاقة الكهربائية بإرسال تيار كهربائي إلى الخط الحديدي الثالث. ويلتقط القطار المرفوع هذا التيار بوساطة حذاء أونعل (صفيحة فلزية) تنزلق على السكة وموصولة من ناحية أخرى بالمحرك الذي يُدِير عجلات العربة. ويتحَكَّم المهندس الذي يقود القطار في مقدار التيار الذي يستطيع المُحَرِّك حتى يستقبله. وذلك بأداة آلية تُسمَّى الضابطة، وهي التي تُسْتَعْمل كذلك لتشغيل القطار وإيقافه وضبط سرعته. في بعض أنظمة السكة الحديدية المرفوعة تسير القطارات تحت خط منفرد بدلاً من حتى تسير فوق خطوط حديدية مزدوجة.
أُخترع المتروmetro لتخفيف ازدحام المواصلات في المدن الكبرى التي يزيد عدد سكانها على مليون نسمة، إضافة إلى التقليل من تلوث البيئة، ولسرعته في الانتنطق بالمقارنة مع حافلات الركاب. ويمكن تعريف قطارات الأنفاق بأنها مجموعة القطارات التي تجري تحت سطح الأرض، وتوفر المواصلات تحت الشوارع وكتل البناء وأحياناً تحت قيعان الأنهر وبأعماق مختلفة بحسب تكوينها الجيولوجي شريطة حتى تكون قيمة رد عمل الكتل البنائية التي تعلوها مساوية الصفر. وتنتشر قطارات الأنفاق في معظم دول العالم. وينضوي تحت هذا التعريف أيضاً مجموعة القطارات التي تستخدم لوصل منطقتين بينهما حواجز طبيعية، كما هي الحال بين فرنسا وإنجلترا التين يفصل بينهما بحر المانش، حيث أطلق على النفق الذي أقيم لهذا الغرض اسم المنطقة «أنفاق المانش تحت قاع البحر». وقد تكون قيادة القطارات في جميع هذه الحالات بطريقة يدوية بفهم السائق أونصف آلية أوأتماتية من دون تدخل السائق، وعن طريق التحكم المركزي من مركز المواصلات..
التسمية
التاريخ
تم حفر أول نفق في العالم استخدمت فيه قاطرة بخارية تجر وراءها مقطورات الركاب وتجهيزها في الفترة بين 1826و1829 في شمالي إنكلترا بين مدينتي ليفربول Liverpool وبيركنهد، وذلك باستخدام الطرائق التقليدية في الحفر وفي نقل الأتربة وتبطين جدران النفق وبناء المحطات البينًية. وتم بعد ذلك إقامة أول نفق لخط سكة حديدية مزدوج في الفترة ما بين 1837ـ1839 بين مدينتي لايپزيگ ودرسدن في ألمانيا باستخدام طريقة البتر والتغطية Cut & Cover في التطبيق. وبعد ذلك افتتح نفق تحت قاع نهر التيمز في لندن عام 1843، واستخدم في إنشائه الدرع الجبهي الذي صممه المهندس برونل، وهوتعبير عن إطار متحرك يدعم تربة النفق، وتم بعد ذلك إنجاز نفق برج لندن عام 1869، واستخدم فيه الدرع الاسطواني المصمم من قبل المهندس كريثيد، وهوإطار دائري يتم هجريبه مباشرة بعد حفر النفق ويهجر خلفه فراغ مناسب لصب المجبول الإسمنتي، وقد افتتح قطار الأنفاق عام 1886 في گلاسگو؛ في اسكتلندا لحركة قطارات بخارية ثم حوِّل عام 1903 إلى قطارات مكهربة.
أما في الولايات المتحدة فقد بنى العقيد تشارلز هارڤي في عام 1867م، خطًا حديديًا مزدوجًا تجريبيًا في نيويورك. وأُعدَّت أولى العربات بعناية كُبرى، حيث زُيِّنت بخشب الماهوجني وبالمقاعد المخملية، كما فرشت الأرض بالسجاد. وأفتتح أول أنفاق القطارات في مدينة بوسطن عام 1898، وتلته أنفاق في مدينة نيويورك عام 1904، ثم فيلادلفيا عام 1908. وتتالى إنشاء قطارات الأنفاق في كثير من مدن العالم وما يزال مستمراً حتى اليوم.
البناء والتشغيل
استمرت عملية إشادة الأنفاق عشرات السنين بالطرق الأولية التي ذكرت سابقاً مع بعض التحسين حتى عام 1964 حين بدأ اليابانيون بحفر نفق سيكان Seikan تحت قاع البحر بطول 53.8 كم لوصل جزيرة هوكايدوHokkaido في أقصى الشمال مع جزيرة هونشوHonshu في الجنوب. وتم إنجاز هذا النفق عام 1988، واستخدمت فيه تقنيات جديدة لم تكن معروفة سابقاً، وجرى اعتمادها في إنشاء الأنفاق لاحقاً، ترتكز هذه التقنيات على استخدام آليات عملاقة في حفر الأنفاق، وتم تصميمها بحسب مكان عملها وطبيعتها. فمثلاً تم تصميم آلة الحفر العملاقة التي استخدمت في الحفر من جهة الساحل الفرنسي لحفر أنفاق المانش على شكل غواصة، لوجود تسرب مياه في هذه المنطقة، وتم تمديد خطوط حديدية مؤقتة لها لتتمكن من السير عليها، فهماً حتى عدد أنفاق المانش التي تم حفرها تحت قاع البحر هي ثلاثة بعمق متوسط يصل إلى 54 متراً، وطول النفق الواحد منها 50 كم.
وقد بلغ طول آلة الحفر الكلي 66متراً ووزنها 1250طن، وتختلف هذه المواصفات من آلة إلى أخرى حسب مكان عملها.
وإضافة إلى آلة الحفر العملاقة الرئيسية لا بد من استخدام آلات مساعدة تستعمل لإنجاز المهام الأخرى في أثناء إنشاء الأنفاق, ويمكن ذكر بعضها على سبيل المثال بما يلي :
1ـ مسويات رأسية لأغراض خاصة.
2ـ آلات ثقب هدروليكية.
ـ روافع مختلفة الأغراض والحجوم والاستطاعات.
4ـ حافلات الخدمة لنقل العمال والمواد المتنوعة، وغيرها من الآلات والعدد المتنوعة والمتنوعة الأشكال، ومعظمها مصمم؛ ليناسب طبيعة العمل المطلوب منها في إنشاء الأنفاق.
ونتيجة للشروط المكانية غير العادية التي تقام بها الأنفاق بسبب وقوعها على أعماق مختلفة تحت سطح الأرض أوتحت قاع البحر، وسعياً وراء تمكين العمال والفنيين من إنجاز مهامهم بسلام؛ لا بد من تزويد مكان العمل بالتجهيزات الضرورية لتحقيق الأمان والسلامة لهم، وتأمين سهولة التطبيق وتوفير شروط عمل قريبة قدر الإمكان من شروط العمل على اليابسة، وفي مقدمتها ما يأتي:
ـ التجهيزات الكهربائية: كالتمديدات اللازمة لآلات الحفر الرئيسية والآلات المساعدة والحافلات المؤقتة ثم الدائمة وإنارة الأنفاق وغيرها.
ـ تجهيزات التهوية: التي تضم شبكة تهوية مؤقتة في أثناء حفر الأنفاق ودائمة إذا لزم الأمر بعد إنتهاء الحفر، وفتحات تخفيف ضغط الهواء داخل الأنفاق.
ـ تجهيزات التبريد: وتضم هجريب محطة التبريد وتمديد أنابيب الماء في الأنفاق حسب الضرورة.
ـ تجهيزات ضخ المياه من الأنفاق وخاصة في المناطق المنخفضة وللطوارئ.
ـ تجهيزات المراقبة والاتصال والتوجيه، مثل تجهيزات الليرز، وتجهيزات الإطفاء والإسعاف واستراحة العاملين في الأنفاق.
خطوات تطبيق حفر النفق
ـ التجهيز الكامل والتام من الناحيتين الميكانيكية والكهربائية لآلة الحفر العملاقة ومحطة البنتونيت، حيث يتم تجميعهما في مكان بدء الحفر على أعماق مختلفة نظراً لحجمهما ووزنهما الكبيرين.
ـ تحديد الضغط الذي سيقع على آلة الحفر وذلك حسب نوعية التربة بعد اختبارات دقيقة.
ـ تحديد كثافة البنتونيت وضغطه طبقاً لنوعية التربة والضغط الهدروستاتي للمياه، مع استخدام الهواء المضغوط لضغط محلول البنتونيت لتثبيت التربة عند الحاجة فقط.
ـ البدء بعملية الحفر بتدوير رأس الحفر (القاطع)؛ ليحفر بمعدل 2.5م/سا.
ـ هجريب بتر الحلقة المسبقة الصنع لتبطين جسم النفق بعد توقف آلة الحفر فهماً حتى عدد البتر في جميع حلقة سبع إضافة إلى بترة القفل، وأن سمك الحلقة الواحدة هو40سم وعرضها 1.5متر، وتثبت بتر الحلقة الواحدة بأربعة أسافين.
ـ يملأ الفراغ بين بتر الحلقة وجسم النفق بالإسمنت المحقون, وتكرر هذه المراحل حتى إتمام النفق بالطول المقرر.
الأنفاق المنشأة تحت سطح البحر
فكرت بعض الدول الأوربية والآسيوية بعد إنجاز نفق سيكان في ربط بلدانها عن طريق أنفاق تحت سطح البحر، فتم ربط السويد بالدنمارك، وربط جزيرة صقلية بإيطاليا، وجزيرة كولون بهونغ كونغ في بحر الصين الجنوبي؛ وهويعد أحد المشروعات العشرة المتعددة الأهداف التي أقيمت لإنشاء برنامج مركز المطار في جزيرة شيك لاب كوك Chek Lap Kok وغيرها، وتعد هذه الطريقة بسيطة التطبيق والهجريب بالمقارنة مع طريقة الحفر وإزالة الأتربة وهجريب الحلقات الخرسانية مسبقة الصنع، إضافة إلى أنها أقل كلفة للمتر الطولي الواحد.
الخطوط
معلومات المسافرين
مواصفات قطار الأنفاق ومقطوراته
كان أول قطار استخدم في الأنفاق يعمل بالبخار، ولأن الأنفاق مغلقة تقريباً؛ فإن نواتج الاحتراق كانت تتراكم في الأنفاق مما كان يؤثر سلبياً في راحة الركاب. وبعد اختراع محرك الديزل عام 1900 تم استخدامه في قطارات الأنفاق، إلا حتى نواتج الاحتراق ظلت تؤثر في راحة الركاب وصحتهم؛ إلى حتى استخدم القطار الكهربائي في لندن عام 1905؛ وانتفت بذلك حالات الإزعاج التي تؤثر في راحة الركاب.
| الطول | العرض | الارتفاع | الوزن | السرعة القصوى | التسارع | الاستطاع |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 19.6م | 2.85م | 3.70م | 36 طن | 80 كم/س | 1.1 م/ث | 2688 كم |
والقطار الذي يتكون من ست مقطورات يستوعب 1436شخصاً، ويتطلب نقل هؤلاء ما يزيد على مئة ميكروباص، وهنا تكمن أهمية هذا النوع من النقل الجماعي؛ فهماً حتى قطار المتروينقل ما يقارب 40.000راكب في الساعة في اتجاه واحد، ويمكن زيادة المقطورات إلى ثمانٍ طبقاً لمطالب النقل, أما الزمن الفاصل بين قطارين متتاليين فهو90ـ 120ثانية، ومدة التوقف في المحطة 20ـ25ثانية. وأما التسارع اللازم لبلوغ سرعة 20ـ50ميل/سا فهو15ثانية. وهذا التسارع يعتمد على المسافة بين جميع محطتين، وهي لا تقل عن 600م، ولا تزيد على 1300م في شبكات الأنفاق في العالم.
مد السكك الحديدية الدائمة
بعد الانتهاء من أعمال حفر الأنفاق، يتم فك السكة الحديدية المؤقتة التي استخدمت في الحفر، وهجرب سكة حديدية دائمة مكانها. وتستخدم في هذه الحالة آليات خاصة لمد قضبانها وتثبيتها، كما تستخدم قاطرة لتعيير المسافة بين طرفي السكة الحديدية، إضافة إلى التثبت النهائي منها.
وكما هومعلوم فإن محطات المتروإما حتى تكون نفقية وإما حتى تكون سطحية على وجه الأرض تقريباً (الشكل 7)، ويظهر في الجهة اليسرى من الشكل درج إسمنتي يستخدم للدخول والخروج إلى رصيف المترو.
ورشات خدمة القطارات والأنفاق
يتطلب استمرار قطارات الأنفاق في عملها اليومي مجموعة »ورش« تقوم على خدمتها اليومية وعند الحاجة وفي طليعتها:
ـ «ورشة» النظافة ومحطة الغسيل: ومهمتها تنظيف القطارات والمقطورات في نهاية جميع يوم عمل وإزالة الأوساخ المتراكمة باستخدام الماء المضغوط.
ـ «ورشة» الصيانة والإصلاح: وتكون مزودة بالتجهيزات الضرورية للصيانات الدورية المخططة من قبل صانع القطارات والمقطورات، إضافة إلى إصلاح مجموعات البتر سواءً كان هذا الإصلاح جارياً أومتوسطاً أورئيسياً (عمرة كاملة)، وتجهز هذه الورش بحفر أرضية لإجراء الصيانة الضرورية من حيث تفقد الوصلات في القسم الأدنى من القطار والقيام بعمليات الشد الضرورية للبتر والتأكد من سلامة ربطها.
ولها أبواب واسعة تسمح بدخول القطارات وخروجها بسهولة من دون مساعدة، إضافة إلى رافعة سقفية قادرة على حمل نحو35طناً يمكنها حمل القاطرة أوالمقطورة إلى ازدياد 12متراً فوق الحفرة التي تقف عليها؛ ومستونادىت لبتر التبديل والمجموعات الأكثر أعطالاً وتحتاج إلى تبديل دوري. وحظيرة لمبيت القطارات والمقطورات [ر: القاطرات (حظيرة ـ)].
وهناك ورشة صيانة الأنفاق: وهي تتولى صيانة جميع ما تحتاجه التجهيزات المتنوعة في شبكة الأنفاق وإصلاحها وترميم ما يفسد منها.
الأمن والسلامة
تستعمل الإشارات الضوئية الملونة الأوتوماتيكية لتوفير أمن قطار الأنفاق وسلامته، حيث تقوم القطارات نفسها بتشغيلها بكيفية تسمى دارة الخط المزدوج track circuit بتيار كهربائي يمر في القضبان التي يسير عليها القطار بحيث تقفل الدارة عن طريق الدواليب ومحاور القطار. فإذا كان القطار موجوداً بين إشارتين ضوئيتين؛ فإنه يقفل الإشارة التي خلفه، وبذلك لا يسمح للقطار الذي يليه بالمرور. حين لا يوجد قطار بين الإشارتين الضوئيتين، فإن التيار لا ينتقل من قضيب إلى آخر؛ وبذلك تعطي الإشارة الضوئية السماح للقطار بالمرور.
ولتوفير سلامة أكثر لقطارات الأنفاق يمكن فصل الإشارة الضوئية آلياً عن طريق ذراع الخط المزدوج الجانبي trackside arm الذي يرتفع عندما تكون الإشارة في خطر، فيؤشر هذا الذراع لأي قطار يمر من الإشارة، ويبتر تيار الجر أوتوماتيكياً إذا أخطأ القطار، ومرّ منها، وعندها تعمل الفرامل، ولا يستطيع السائق الاستمرار في تسيير القطار وتجاوز الإشارة, وبالمثل: إذا فقد السائق السيطرة على قطاره لأي سبب، فإن القطار يتوقف آلياًً، وهذه وسيلة حماية أخرى تسمى ذراع الرجل الميت dead man’s handle، حيث يتوقف القطار بإزالة ضغط يد السائق على جهاز تحكم الحمولة النابضي.
كذلك تزود الأنفاق بهواتف على جانبي النفق وعند جميع سائق حيث يمكن في حالة الطوارئ الاتصال مع أقرب محطة، ويستطيع السائق بتر الكهرباء عن القطار لأجل مشي الركاب على السكة بسلامة إلى أقرب محطة. وللحماية من الحريق تصنع القطارات الحديثة كلية من المعدن ما عدا الفرش.
وللتقليل من الحوادث في المحطات تصنع الأبواب من النوع المنزلق، ويتحكم مراقب القطار في فتحها وإغلاقها، وعندما تغلق الأبواب تماماً فإن السائق يتلقى الإشارة من المراقب بالانطلاق.
ولا بد من الإشارة هنا إلى أنه يتوافر للقطار والمقطورات وسائد هوائية تحقق درجة كبيرة من الثبات وعدم الاهتزاز لراحة الركاب.
البنية التحتية
المتغيرات
المحطات
أنظر أيضاً
- متروأنفاق لندن
- متروالقاهرة
- متروطهران
- متروالجزائر
- مترودبي
- القطار.
- تجمع حضري
مقارنة
التكلفة، الأرباح، والتأثيرات
انظر أيضا
- النقل السريع بالحافلات
- مـِگاپروجيكت
- قائمة أنظمة المترو
- إجمالي احصائيات أنظمة النقل السريع حسب البلد
المصادر
؛ الهوامش
- ^ [الموسوعة المعهدية الكاملة
- ^ غسان الجابي. "قطار الأنفاق". الموسوعة العربية. Retrieved 2011-11-29.
؛ المراجع
- Banister, David and Berechman, Joseph (2000). . Routledge. ISBN .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- Cervero, Robert (1998). . Island Press. ISBN .
- European Conference of Ministers of Transport (2003). . Paris: OECD Publishing. ISBN .
- Flyvbjerg, B. "Cost Overruns and Demand Shortfalls in Urban Rail and Other Infrastructure," Transportation Planning and Technology, vol. 30, no. 1, February 2007, pp. 9-30.
- Fjellstrom, K.; Wright, L. (2002). "Mass Transit Options" (PDF). Sustainable Transport: A Sourcebook for Policy-Makers in Developing Cities. Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit. Retrieved 2009-07-09.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- Kjenstad, Rune (1994). På skinner i Bymarka (in Norwegian). Oslo: Baneforlaget. ISBN .CS1 maint: unrecognized language (link)
- Ovenden, Mark (2007). Transit Maps of the World. London: Penguin. ISBN .
- Needle, Jerome A.; Transportation Security Board and Cobb, Renée M. (1997). . Transportation Security Board. ISBN .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- Ström, Marianne (1998). . ACR Edition. ISBN .
- White, Peter (2002). . Taylor & Francis. ISBN .
- Uslan, Mark; American Foundation for the Blind, Peck, Alec; Wiener, William and Stern, Arlene (1990). Access to Mass Transit for Blind and Visually Impaired Travelers. American Foundation for the Blind. ISBN .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- Executive ed.: Joseph P. Pickert... (2000). The American Heritage Dictionary of the English Language, Fourth Edition. Houghton Mifflin Company. ISBN .
وصلات خارجية
- Media related to Rapid transit at Wikimedia Commons
- (Jane's) Urban Transit Systems
- (إنگليزية) Urbanrail, مسقط حول المترو
- (إنگليزية) Metro Bits
- (إنگليزية) In how many metros around the world have you been?
