A abertura da Ferrovia Metropolitana a vapor de Londres em 1863 marcou o início do trânsito rápido. As experiências iniciais com motores a vapor, apesar da ventilação, foram desagradáveis. Experimentos com ferrovias pneumáticas não conseguiram ampla adoção pelas cidades. A tração elétrica era mais eficiente, rápida e limpa que a vapor e a escolha natural para trens que circulavam em túneis e provou ser superior para serviços elevados.

Em 1890, a City & South London Railway foi a primeira ferrovia de trânsito rápido movida a eletricidade, que também era totalmente subterrânea. Antes da inauguração, a linha seria chamada de "Metrô da Cidade e do Sul de Londres", introduzindo assim o termo Metrô na terminologia ferroviária. Ambas as ferrovias, juntamente com outras, eventualmente se fundiram no metrô de Londres. A Liverpool Overhead Railway de 1893 foi projetada para usar tração elétrica desde o início.[10]​.

A tecnologia se espalhou rapidamente para outras cidades da Europa, Estados Unidos, Argentina e Canadá, e algumas ferrovias foram convertidas a vapor e outras foram projetadas para serem elétricas desde o início. Budapeste, Chicago, Glasgow e Nova York, todos serviços ferroviários elétricos convertidos ou especialmente projetados e construídos.[11]​.

Os avanços na tecnologia permitiram novos serviços automatizados. Soluções híbridas também evoluíram, como o bonde e o pré-metrô, que incorporam alguns dos recursos dos sistemas de trânsito rápido.[8]​ Em resposta aos custos, considerações de engenharia e desafios topológicos, algumas cidades optaram por construir sistemas de bonde, especialmente na Austrália, onde a densidade nas cidades era baixa e os subúrbios tendiam a se espalhar.[12]​ Desde a década de 1970, a viabilidade dos sistemas ferroviários subterrâneos nas cidades australianas, especialmente em Sydney, tem aumentado. e Melbourne, foi reconsiderada e proposta como solução para o excesso de capacidade. A primeira linha do metrô de Sydney, o primeiro sistema de trânsito rápido da Austrália, foi inaugurada em 2019.[13]​.

Desde a década de 1960, muitos novos sistemas foram introduzidos na Europa, Ásia e América Latina.[14]​ No século 20, a maioria das novas expansões e sistemas estão localizados na Ásia, com a China se tornando o líder mundial na expansão do metrô, operando alguns dos maiores e mais movimentados sistemas, enquanto tem quase 60 cidades que estão operando, construindo ou planejando um sistema de trânsito rápido.[15]​[16]​.

Contenido

El transporte rápido se utiliza para el transporte local en ciudades , aglomeraciones y áreas metropolitanas para transportar a un gran número de personas, a menudo distancias cortas y con alta frecuencia . El alcance del sistema de tránsito rápido varía mucho entre ciudades, con varias estrategias de transporte.

Algunos sistemas pueden extenderse sólo hasta los límites del centro de la ciudad o hasta su anillo interior de suburbios con trenes que hacen paradas frecuentes en las estaciones. A los suburbios exteriores se puede llegar mediante una red de trenes de cercanías separada , donde las estaciones más espaciadas permiten velocidades más altas. En algunos casos, las diferencias entre el transporte rápido urbano y los sistemas suburbanos no están claras.

Los sistemas de tránsito rápido pueden complementarse con otros sistemas como trolebuses , autobuses regulares , tranvías o trenes de cercanías. Esta combinación de modos de tránsito sirve para compensar ciertas limitaciones del tránsito rápido, como paradas limitadas y largas distancias a pie entre puntos de acceso externos. Los sistemas de alimentación de autobuses o tranvías transportan a las personas a paradas de tránsito rápido.

Linhas

Cada sistema de trânsito rápido consiste em uma ou mais linhas ou circuitos. Cada linha tem pelo menos uma rota específica e os trens param em todas ou em algumas estações da linha. A maioria dos sistemas opera múltiplas rotas e as distingue por cores, nomes, numeração ou uma combinação destes. Algumas linhas podem compartilhar trilhos entre si durante uma parte de sua rota ou operar exclusivamente em sua própria faixa de domínio. Freqüentemente, uma linha que passa pelo centro da cidade se ramifica em dois ou mais ramais nos subúrbios, permitindo maior frequência de serviço no centro da cidade. Este arranjo é usado por muitos sistemas, como o Metrô de Copenhague, Metrô de Milão, Metrô de Oslo, Metrô de Istambul e Metrô de Nova York.

Alternativamente, pode haver um único terminal central (muitas vezes partilhado com a estação ferroviária central) ou múltiplas estações de intercâmbio entre linhas no centro da cidade, por exemplo no Metro de Praga. O Metro de Londres e o Metro de Paris são sistemas densamente construídos com uma matriz de linhas que se cruzam pelas cidades. O 'L' de Chicago tem a maior parte de suas linhas convergindo para o The Loop, principal área comercial, financeira e cultural. Alguns sistemas têm uma linha circular ao redor do centro da cidade que se conecta com linhas externas dispostas radialmente, como a Linha Koltsevaya do Metrô de Moscou e a Linha 10 do Metrô de Pequim.

A capacidade de uma linha é obtida multiplicando-se a capacidade dos vagões, o comprimento do trem e a frequência do serviço. Os trens pesados ​​de trânsito rápido podem ter de seis a doze vagões, enquanto os sistemas mais leves podem usar quatro ou menos. As carruagens têm capacidade para 100 a 150 passageiros, o que varia de acordo com a proporção de pessoas sentadas e em pé: quanto mais em pé, maior a capacidade. O intervalo de tempo mínimo entre trens é mais curto para trânsito rápido do que para ferrovias principais devido ao uso de controle de trem baseado em comunicações: o intervalo mínimo pode chegar a 90 segundos, mas muitos sistemas normalmente usam 120 segundos para permitir a recuperação de atraso. A capacidade típica das linhas permite 1.200 pessoas por trem, o que equivale a 36.000 passageiros por hora em cada sentido. Contudo, capacidades muito mais elevadas são alcançadas na Ásia Oriental, com intervalos de 75.000 a 85.000 pessoas por hora alcançados pelas linhas urbanas da MTR Corporation em Hong Kong.

Topologias de rede

As topologias metropolitanas são determinadas por uma série de fatores, incluindo barreiras geográficas, padrões de viagens existentes ou esperados, custos de construção, políticas e limitações históricas. Espera-se que um sistema de metrô atenda uma área de terreno com um conjunto de linhas, consistindo em formas resumidas como formas ou loops "I", "L", "U", "S" e "O". As barreiras geográficas podem causar pontos críticos onde as linhas de transporte devem convergir (por exemplo, para atravessar uma massa de água), que são potenciais locais de congestionamento, mas também oferecem uma oportunidade para transferências entre linhas. As linhas circulares proporcionam uma boa cobertura, conectando-se entre as linhas radiais e servindo trajetos tangenciais que, de outra forma, teriam que cruzar o núcleo normalmente congestionado da rede. Um padrão de grade aproximado pode oferecer uma ampla variedade de rotas, mantendo uma velocidade e frequência de serviço razoáveis.[17] Um estudo dos 15 maiores sistemas de metrô do mundo sugeriu uma forma universal composta por um núcleo denso a partir do qual irradiam ramificações. [18].

Informações do passageiro

Os operadores de transporte rápido tendem a criar marcas sólidas, focadas na sua fácil identificação no tecido urbano e na vontade de transmitir velocidade, segurança e autoridade.

Um mapa de trânsito é um mapa topológico ou diagrama esquemático usado para mostrar as rotas e estações de um sistema de transporte público. Seus principais componentes são linhas codificadas por cores para indicar cada linha ou serviço, com ícones nomeados para indicar estações. Os mapas podem mostrar apenas trânsito rápido ou incluir também outras formas de transporte público. Os mapas de trânsito podem ser encontrados nos veículos de trânsito, nas plataformas e nas entradas das estações, bem como nos sites das operadoras. Isso ajuda os usuários a compreender as conexões entre as diferentes partes do sistema; Por exemplo, eles mostram estações de intercâmbio onde os passageiros podem fazer transferências entre linhas. Ao contrário dos mapas convencionais, os mapas de trânsito geralmente não são geograficamente precisos, mas enfatizam as conexões entre diferentes estações. A apresentação gráfica pode utilizar linhas retas e ângulos fixos, e muitas vezes uma distância fixa entre estações, para simplificar a visualização da rede de transporte. Isso geralmente tem o efeito de comprimir a distância entre as estações na área externa do sistema e ampliar as distâncias entre aquelas próximas ao centro. Em cidades muito turísticas é comum vermos os principais monumentos refletidos em mapas, para fácil identificação pelo turista.

Alguns sistemas atribuem códigos alfanuméricos exclusivos a cada uma de suas estações para ajudar os viajantes a identificá-las, codificando brevemente informações sobre a linha em que você está e sua posição na linha. Por exemplo, no MRT de Cingapura, a estação MRT do Aeroporto de Changi tem o código alfanumérico CG2, indicando sua posição como a segunda estação no ramal do Aeroporto de Changi da Linha Leste-Oeste. O Metrô de Seul, por outro lado, usa apenas números. De acordo com o número da linha, por exemplo, Estação Sinyongsan, tem o código de estação 429. Estando na Linha 4, o primeiro número é 4. Os 2 últimos números são o número da estação dessa linha. Mesmo assim, esse código não é único, pois as estações de troca costumam ter tantos identificadores quanto linhas. Assim, a estação Raffles Place MRT, onde se encontram as linhas Norte Sul e Leste Oeste, possui dois códigos, NS26 e EW14. Noutras ocasiões, o sistema de identificação é independente da linha, permitindo assim que as estações sejam numeradas com um código único para cada uma. como o bonde de Melbourne").

Com a utilização generalizada da Internet e dos telemóveis em todo o mundo, os operadores de transporte utilizam agora estas tecnologias para apresentar informações aos seus utilizadores. Além de mapas e horários on-line, algumas operadoras de transporte oferecem informações em tempo real que permitem aos passageiros saber quando o próximo veículo chegará e os tempos previstos de viagem. O formato de dados GTFS, padronizado para informações de transporte público, permite que muitos desenvolvedores de software terceirizados produzam programas de aplicativos para web e smartphones que fornecem aos passageiros atualizações personalizadas sobre linhas de transporte público específicas e estações de interesse.[17]​.

Segurança e proteção

Os operadores de transporte rápido construíram muitas vezes marcas fortes, muitas vezes focadas no fácil reconhecimento (para permitir uma identificação rápida mesmo através da vasta gama de sinais encontrados nas grandes cidades), combinadas com um desejo de comunicar velocidade, segurança e autoridade. Em muitas cidades existe uma imagem corporativa única para todo o órgão de trânsito, mas o trânsito rápido utiliza uma logomarca própria que se adapta ao perfil.

La mayoría de los trenes de ferrocarriles metropolitanos son de unidades de tren eléctricas, con longitudes de dos a más de diez coches. La electricidad para las motorizaciones eléctricas es provista por un tercer carril "Tercer riel (alimentación)") o catenaria "Catenaria (ferrocarril)"). Otro sistema de propulsión en algunos trenes es el motor lineal.

La mayoría circulan en vías férreas de acero convencionales, aunque algunos utilizan neumáticos de goma, como el Metro de Montreal. Los neumáticos de goma posibilitan circular por pendientes empinadas, pero generan mucho ruido, tienen mayores costes de mantenimiento y son menos eficientes energéticamente. También pierden la fricción cuando las condiciones climáticas son húmedas o heladas, estando limitado su uso en superficie en el Metro de Montreal.

El tamaño de la tripulación ha disminuido a través de la historia con algunos sistemas modernos con plena operación automática del tren (ATO) (como los sistemas VAL, SAET, el sistema de AnsaldoBreda o el SelTrac) que permiten el funcionamiento del tren sin conductor. Algunas redes que utilizan este sistema son el Metro de Copenhague, el Metro de Rennes, el Docklands Light Railway de Londres, las líneas 1 "Línea 1 (Metro de París)") y 14 "Línea 14 (Metro de París)") del Metro de París, las líneas 9, 10 y 11 del Metro de Barcelona, las líneas 4 "Línea 4 (Metro de São Paulo)"), 6 "Línea 6 (Metro de São Paulo)"), 15 "Línea 15 (Metro de São Paulo)") y 17 "Línea 17 (Metro de São Paulo)") del Metro de Sao Paulo y las líneas 3 y 6 del Metro de Santiago de Chile. Otros trenes siguen teniendo conductores, aun cuando su único papel es abrir y cerrar las puertas de los trenes en las estaciones, como el Tren Urbano de San Juan y el Metro de Santiago de Chile.

En algunos sistemas metropolitanos se utiliza el esquema de medición neta, como en el caso de España, para no derrochar electricidad.

La red del Metro de Tokio se compone de 13 líneas, sin incluir la red de trenes urbanos y suburbanos (cercanías) de Japan Railways (JR), entre la que vale destacar la línea Yamanote, la vía férrea de mayor tráfico y comunica los 23 distritos especiales de la urbe.

Trens

A maioria dos trens de trânsito rápido são unidades múltiplas elétricas com comprimentos de três a mais de dez vagões. O tamanho das tripulações diminuiu ao longo da história, com alguns sistemas modernos agora operando trens não tripulados.[20] Outros trens continuam a ter maquinistas, embora sua única função na operação normal seja abrir e fechar as portas dos trens nas estações. A energia é comumente fornecida por terceiros trilhos ou cabos aéreos. Toda a rede do metrô de Londres utiliza o quarto trilho e outras utilizam o motor linear para propulsão.[21]​.

Algumas linhas ferroviárias urbanas são construídas com um gabarito tão grande quanto o das principais linhas ferroviárias; outros são construídos para serem menores e possuem túneis que restringem o tamanho e às vezes o formato dos compartimentos do trem. Um exemplo é o metrô de Londres, que adquiriu o termo informal “trem-tube” devido ao formato cilíndrico de sua cabine.

Em algumas cidades, as redes ferroviárias suburbanas consistem em linhas que operam diferentes tamanhos e tipos de veículos. Embora essas sub-redes geralmente não sejam conectadas por trilhos, quando necessário, o material circulante com bitola menor de uma sub-rede pode ser transportado ao longo de outras linhas que utilizam trens maiores.

Às vezes, a laminação pneumática é usada para rotas irregulares ou declives contínuos, como 10 das 12 linhas do metrô da Cidade do México ou algumas linhas do metrô de Paris.

Faixas

A maioria dos sistemas de trânsito rápido usa trilhos ferroviários convencionais de bitola padrão. Como os trilhos dos túneis subterrâneos não estão expostos à chuva, neve ou outras formas de precipitação, eles geralmente são fixados diretamente no solo, em vez de repousar sobre lastro, como os trilhos normais de trem.

força motriz

Embora inicialmente os trens do que hoje é o metrô de Londres fossem puxados por motores a vapor, praticamente todos os trens do metrô, tanto agora quanto historicamente, usam energia elétrica e são construídos para operar como unidades múltiplas. A energia do trem, conhecida como energia de tração, geralmente assume uma de duas formas: uma linha aérea, suspensa em postes ou torres ao longo da via ou em estruturas de túneis ou telhados, ou um terceiro trilho montado ao nível da via e em contato com um cabo deslizante.

A prática de enviar energia através de trilhos no solo se deve principalmente ao limitado espaço aéreo dos túneis, o que impede fisicamente o uso de cabos aéreos. O uso de cabos aéreos permite o uso de tensões de alimentação mais altas. Embora os cabos aéreos sejam mais propensos a serem usados ​​em sistemas de metrô sem muitos túneis, um exemplo disso é o Metrô de Xangai, os cabos aéreos são usados ​​em alguns sistemas que são predominantemente subterrâneos, como em Barcelona, ​​Fukuoka, Hong Kong, Madrid e Shijiazhuang. Tanto os sistemas de cabos aéreos quanto os de terceiro trilho geralmente usam os trilhos como condutor de retorno, mas alguns sistemas usam um quarto trilho separado para essa finalidade. Existem linhas de trânsito que utilizam energia ferroviária e aérea, com veículos que podem alternar entre as duas, como a Linha Azul "Linha Azul (Metrô de Boston)") em Boston.

Túneis

Os túneis subterrâneos afastam o tráfego do nível da rua, evitando atrasos causados ​​por congestionamentos e deixando mais terreno disponível para edifícios e outros usos. Em áreas onde os preços dos terrenos são elevados e com uma utilização densa do solo, os túneis podem ser a única via económica para o transporte de massa. Os túneis cortados e cobertos são construídos escavando as ruas da cidade, que são então reconstruídas sobre o túnel; Alternativamente, máquinas de perfuração de túneis podem ser usadas para escavar túneis profundos que ficam mais abaixo na rocha. [28].

Construir um metrô subterrâneo é um projeto caro e geralmente leva vários anos. Existem vários métodos diferentes para construir linhas subterrâneas.

O sistema de metrô mais profundo do mundo foi construído em São Petersburgo, na Rússia, onde, na área pantanosa, o terreno estável começa a mais de 50 metros (160 pés) de profundidade.

Ferrovias elevadas

As ferrovias elevadas são uma maneira mais barata e fácil de construir uma faixa de domínio exclusiva sem cavar túneis caros ou criar barreiras. Além das ferrovias ao nível da rua, elas também podem ser a única outra alternativa viável devido a considerações como um lençol freático elevado próximo à superfície da cidade, aumentando o custo ou mesmo impedindo as ferrovias subterrâneas (por exemplo, Miami). Guias elevados eram populares na virada do século, mas caíram em desuso; Eles voltaram à moda no último quarto de século, muitas vezes em combinação com sistemas sem dutos. No metrô de Santiago do Chile, trechos da linha 2 (inaugurada em 1978); linha 5 (inaugurada em 1997); linha 4 (inaugurada em 2005-06); e a ampliação da linha 5 (inaugurada em 2011), possuem vias elevadas.

Variações

Porém, nem todas as cidades do mundo podem contar com esse tipo de transporte; em cidades com solos fracos (falta de consistência) e localizadas em zonas sísmicas, o seu custo aumentaria quase 300% do que custaria construir isto noutra cidade. O caso do metro de Sevilha, pelo facto do lençol freático ser demasiado elevado além do tipo de terreno pantanoso, também representou uma dificuldade técnica acrescida.

Embora existam ferrovias urbanas cujo percurso seja total ou parcialmente superficial, como o de Maracaibo, o conceito de "metrô" é geralmente associado aos trens subterrâneos, solução que foi progressivamente adotada por cidades que não a adotaram originalmente, por diversos motivos, entre os quais pode estar a superioridade na ordem de qualidade estética e ambiental do percurso subterrâneo, bem como a falta de terrenos disponíveis ou o custo dos terrenos nas grandes cidades.

Quando o metrô circula a céu aberto, os trilhos são geralmente colocados em plataformas metálicas ou de concreto elevadas cerca de quatro ou cinco metros acima do solo,[23] para que o metrô não interfira no tráfego rodoviário. Porém, seu ruído pode incomodar os vizinhos, por isso em algumas cidades, como São Paulo, foram instaladas barreiras acústicas para reduzir o ruído causado pela movimentação dos trens.[24] Em outros, como Santiago do Chile ou Paris, os trens que circulam em linhas de metrô que circulam parcialmente a céu aberto são equipados com carros sobre pneus, o que proporciona considerável silêncio e conforto de condução. Em outros, como Praga, ou linha 2 do Metrô de São Paulo "Linha 2 (Metrô de São Paulo)") o trajeto na superfície é realizado dentro de tubos elevados.

Desde a eletrificação das ferrovias, o metrô tornou-se um meio de transporte elétrico em todo o mundo. Em alguns casos a corrente é conduzida por catenárias "Catenaria (ferroviária)") acima do comboio (por vezes rígidas, como em Madrid, mais eficientes) e, noutros, existem vias especiais destinadas a esta tarefa nas laterais do percurso (como é o caso, por exemplo, dos metropolitanos de Londres ou de Santiago).

Nos últimos anos, os operadores do sistema ferroviário metropolitano embarcaram na construção e operação de linhas ferroviárias leves, que pelas suas características peculiares de construção e operação são consideradas independentes das linhas convencionais.

As redes metropolitanas possuem uma frequência elevada que exige a instalação de sistemas de controle complexos que buscam, entre outros objetivos:

Os sistemas de proteção e controle mais frequentes são:

Vários sistemas podem ser usados ​​ao mesmo tempo. Por exemplo, os metrôs que funcionam com um sistema autônomo ATO são normalmente protegidos continuamente por um sistema ATP.

A abertura da Ferrovia Metropolitana a vapor de Londres em 1863 marcou o início do trânsito rápido. As experiências iniciais com motores a vapor, apesar da ventilação, foram desagradáveis. Experimentos com ferrovias pneumáticas não conseguiram ampla adoção pelas cidades. A tração elétrica era mais eficiente, rápida e limpa que a vapor e a escolha natural para trens que circulavam em túneis e provou ser superior para serviços elevados.

Em 1890, a City & South London Railway foi a primeira ferrovia de trânsito rápido movida a eletricidade, que também era totalmente subterrânea. Antes da inauguração, a linha seria chamada de "Metrô da Cidade e do Sul de Londres", introduzindo assim o termo Metrô na terminologia ferroviária. Ambas as ferrovias, juntamente com outras, eventualmente se fundiram no metrô de Londres. A Liverpool Overhead Railway de 1893 foi projetada para usar tração elétrica desde o início.[10]​.

A tecnologia se espalhou rapidamente para outras cidades da Europa, Estados Unidos, Argentina e Canadá, e algumas ferrovias foram convertidas a vapor e outras foram projetadas para serem elétricas desde o início. Budapeste, Chicago, Glasgow e Nova York, todos serviços ferroviários elétricos convertidos ou especialmente projetados e construídos.[11]​.

Os avanços na tecnologia permitiram novos serviços automatizados. Soluções híbridas também evoluíram, como o bonde e o pré-metrô, que incorporam alguns dos recursos dos sistemas de trânsito rápido.[8]​ Em resposta aos custos, considerações de engenharia e desafios topológicos, algumas cidades optaram por construir sistemas de bonde, especialmente na Austrália, onde a densidade nas cidades era baixa e os subúrbios tendiam a se espalhar.[12]​ Desde a década de 1970, a viabilidade dos sistemas ferroviários subterrâneos nas cidades australianas, especialmente em Sydney, tem aumentado. e Melbourne, foi reconsiderada e proposta como solução para o excesso de capacidade. A primeira linha do metrô de Sydney, o primeiro sistema de trânsito rápido da Austrália, foi inaugurada em 2019.[13]​.

Desde a década de 1960, muitos novos sistemas foram introduzidos na Europa, Ásia e América Latina.[14]​ No século 20, a maioria das novas expansões e sistemas estão localizados na Ásia, com a China se tornando o líder mundial na expansão do metrô, operando alguns dos maiores e mais movimentados sistemas, enquanto tem quase 60 cidades que estão operando, construindo ou planejando um sistema de trânsito rápido.[15]​[16]​.

Contenido

El transporte rápido se utiliza para el transporte local en ciudades , aglomeraciones y áreas metropolitanas para transportar a un gran número de personas, a menudo distancias cortas y con alta frecuencia . El alcance del sistema de tránsito rápido varía mucho entre ciudades, con varias estrategias de transporte.

Algunos sistemas pueden extenderse sólo hasta los límites del centro de la ciudad o hasta su anillo interior de suburbios con trenes que hacen paradas frecuentes en las estaciones. A los suburbios exteriores se puede llegar mediante una red de trenes de cercanías separada , donde las estaciones más espaciadas permiten velocidades más altas. En algunos casos, las diferencias entre el transporte rápido urbano y los sistemas suburbanos no están claras.

Los sistemas de tránsito rápido pueden complementarse con otros sistemas como trolebuses , autobuses regulares , tranvías o trenes de cercanías. Esta combinación de modos de tránsito sirve para compensar ciertas limitaciones del tránsito rápido, como paradas limitadas y largas distancias a pie entre puntos de acceso externos. Los sistemas de alimentación de autobuses o tranvías transportan a las personas a paradas de tránsito rápido.

Linhas

Cada sistema de trânsito rápido consiste em uma ou mais linhas ou circuitos. Cada linha tem pelo menos uma rota específica e os trens param em todas ou em algumas estações da linha. A maioria dos sistemas opera múltiplas rotas e as distingue por cores, nomes, numeração ou uma combinação destes. Algumas linhas podem compartilhar trilhos entre si durante uma parte de sua rota ou operar exclusivamente em sua própria faixa de domínio. Freqüentemente, uma linha que passa pelo centro da cidade se ramifica em dois ou mais ramais nos subúrbios, permitindo maior frequência de serviço no centro da cidade. Este arranjo é usado por muitos sistemas, como o Metrô de Copenhague, Metrô de Milão, Metrô de Oslo, Metrô de Istambul e Metrô de Nova York.

Alternativamente, pode haver um único terminal central (muitas vezes partilhado com a estação ferroviária central) ou múltiplas estações de intercâmbio entre linhas no centro da cidade, por exemplo no Metro de Praga. O Metro de Londres e o Metro de Paris são sistemas densamente construídos com uma matriz de linhas que se cruzam pelas cidades. O 'L' de Chicago tem a maior parte de suas linhas convergindo para o The Loop, principal área comercial, financeira e cultural. Alguns sistemas têm uma linha circular ao redor do centro da cidade que se conecta com linhas externas dispostas radialmente, como a Linha Koltsevaya do Metrô de Moscou e a Linha 10 do Metrô de Pequim.

A capacidade de uma linha é obtida multiplicando-se a capacidade dos vagões, o comprimento do trem e a frequência do serviço. Os trens pesados ​​de trânsito rápido podem ter de seis a doze vagões, enquanto os sistemas mais leves podem usar quatro ou menos. As carruagens têm capacidade para 100 a 150 passageiros, o que varia de acordo com a proporção de pessoas sentadas e em pé: quanto mais em pé, maior a capacidade. O intervalo de tempo mínimo entre trens é mais curto para trânsito rápido do que para ferrovias principais devido ao uso de controle de trem baseado em comunicações: o intervalo mínimo pode chegar a 90 segundos, mas muitos sistemas normalmente usam 120 segundos para permitir a recuperação de atraso. A capacidade típica das linhas permite 1.200 pessoas por trem, o que equivale a 36.000 passageiros por hora em cada sentido. Contudo, capacidades muito mais elevadas são alcançadas na Ásia Oriental, com intervalos de 75.000 a 85.000 pessoas por hora alcançados pelas linhas urbanas da MTR Corporation em Hong Kong.

Topologias de rede

As topologias metropolitanas são determinadas por uma série de fatores, incluindo barreiras geográficas, padrões de viagens existentes ou esperados, custos de construção, políticas e limitações históricas. Espera-se que um sistema de metrô atenda uma área de terreno com um conjunto de linhas, consistindo em formas resumidas como formas ou loops "I", "L", "U", "S" e "O". As barreiras geográficas podem causar pontos críticos onde as linhas de transporte devem convergir (por exemplo, para atravessar uma massa de água), que são potenciais locais de congestionamento, mas também oferecem uma oportunidade para transferências entre linhas. As linhas circulares proporcionam uma boa cobertura, conectando-se entre as linhas radiais e servindo trajetos tangenciais que, de outra forma, teriam que cruzar o núcleo normalmente congestionado da rede. Um padrão de grade aproximado pode oferecer uma ampla variedade de rotas, mantendo uma velocidade e frequência de serviço razoáveis.[17] Um estudo dos 15 maiores sistemas de metrô do mundo sugeriu uma forma universal composta por um núcleo denso a partir do qual irradiam ramificações. [18].

Informações do passageiro

Os operadores de transporte rápido tendem a criar marcas sólidas, focadas na sua fácil identificação no tecido urbano e na vontade de transmitir velocidade, segurança e autoridade.

Um mapa de trânsito é um mapa topológico ou diagrama esquemático usado para mostrar as rotas e estações de um sistema de transporte público. Seus principais componentes são linhas codificadas por cores para indicar cada linha ou serviço, com ícones nomeados para indicar estações. Os mapas podem mostrar apenas trânsito rápido ou incluir também outras formas de transporte público. Os mapas de trânsito podem ser encontrados nos veículos de trânsito, nas plataformas e nas entradas das estações, bem como nos sites das operadoras. Isso ajuda os usuários a compreender as conexões entre as diferentes partes do sistema; Por exemplo, eles mostram estações de intercâmbio onde os passageiros podem fazer transferências entre linhas. Ao contrário dos mapas convencionais, os mapas de trânsito geralmente não são geograficamente precisos, mas enfatizam as conexões entre diferentes estações. A apresentação gráfica pode utilizar linhas retas e ângulos fixos, e muitas vezes uma distância fixa entre estações, para simplificar a visualização da rede de transporte. Isso geralmente tem o efeito de comprimir a distância entre as estações na área externa do sistema e ampliar as distâncias entre aquelas próximas ao centro. Em cidades muito turísticas é comum vermos os principais monumentos refletidos em mapas, para fácil identificação pelo turista.

Alguns sistemas atribuem códigos alfanuméricos exclusivos a cada uma de suas estações para ajudar os viajantes a identificá-las, codificando brevemente informações sobre a linha em que você está e sua posição na linha. Por exemplo, no MRT de Cingapura, a estação MRT do Aeroporto de Changi tem o código alfanumérico CG2, indicando sua posição como a segunda estação no ramal do Aeroporto de Changi da Linha Leste-Oeste. O Metrô de Seul, por outro lado, usa apenas números. De acordo com o número da linha, por exemplo, Estação Sinyongsan, tem o código de estação 429. Estando na Linha 4, o primeiro número é 4. Os 2 últimos números são o número da estação dessa linha. Mesmo assim, esse código não é único, pois as estações de troca costumam ter tantos identificadores quanto linhas. Assim, a estação Raffles Place MRT, onde se encontram as linhas Norte Sul e Leste Oeste, possui dois códigos, NS26 e EW14. Noutras ocasiões, o sistema de identificação é independente da linha, permitindo assim que as estações sejam numeradas com um código único para cada uma. como o bonde de Melbourne").

Com a utilização generalizada da Internet e dos telemóveis em todo o mundo, os operadores de transporte utilizam agora estas tecnologias para apresentar informações aos seus utilizadores. Além de mapas e horários on-line, algumas operadoras de transporte oferecem informações em tempo real que permitem aos passageiros saber quando o próximo veículo chegará e os tempos previstos de viagem. O formato de dados GTFS, padronizado para informações de transporte público, permite que muitos desenvolvedores de software terceirizados produzam programas de aplicativos para web e smartphones que fornecem aos passageiros atualizações personalizadas sobre linhas de transporte público específicas e estações de interesse.[17]​.

Segurança e proteção

Os operadores de transporte rápido construíram muitas vezes marcas fortes, muitas vezes focadas no fácil reconhecimento (para permitir uma identificação rápida mesmo através da vasta gama de sinais encontrados nas grandes cidades), combinadas com um desejo de comunicar velocidade, segurança e autoridade. Em muitas cidades existe uma imagem corporativa única para todo o órgão de trânsito, mas o trânsito rápido utiliza uma logomarca própria que se adapta ao perfil.

La mayoría de los trenes de ferrocarriles metropolitanos son de unidades de tren eléctricas, con longitudes de dos a más de diez coches. La electricidad para las motorizaciones eléctricas es provista por un tercer carril "Tercer riel (alimentación)") o catenaria "Catenaria (ferrocarril)"). Otro sistema de propulsión en algunos trenes es el motor lineal.

La mayoría circulan en vías férreas de acero convencionales, aunque algunos utilizan neumáticos de goma, como el Metro de Montreal. Los neumáticos de goma posibilitan circular por pendientes empinadas, pero generan mucho ruido, tienen mayores costes de mantenimiento y son menos eficientes energéticamente. También pierden la fricción cuando las condiciones climáticas son húmedas o heladas, estando limitado su uso en superficie en el Metro de Montreal.

El tamaño de la tripulación ha disminuido a través de la historia con algunos sistemas modernos con plena operación automática del tren (ATO) (como los sistemas VAL, SAET, el sistema de AnsaldoBreda o el SelTrac) que permiten el funcionamiento del tren sin conductor. Algunas redes que utilizan este sistema son el Metro de Copenhague, el Metro de Rennes, el Docklands Light Railway de Londres, las líneas 1 "Línea 1 (Metro de París)") y 14 "Línea 14 (Metro de París)") del Metro de París, las líneas 9, 10 y 11 del Metro de Barcelona, las líneas 4 "Línea 4 (Metro de São Paulo)"), 6 "Línea 6 (Metro de São Paulo)"), 15 "Línea 15 (Metro de São Paulo)") y 17 "Línea 17 (Metro de São Paulo)") del Metro de Sao Paulo y las líneas 3 y 6 del Metro de Santiago de Chile. Otros trenes siguen teniendo conductores, aun cuando su único papel es abrir y cerrar las puertas de los trenes en las estaciones, como el Tren Urbano de San Juan y el Metro de Santiago de Chile.

En algunos sistemas metropolitanos se utiliza el esquema de medición neta, como en el caso de España, para no derrochar electricidad.

La red del Metro de Tokio se compone de 13 líneas, sin incluir la red de trenes urbanos y suburbanos (cercanías) de Japan Railways (JR), entre la que vale destacar la línea Yamanote, la vía férrea de mayor tráfico y comunica los 23 distritos especiales de la urbe.

Trens

A maioria dos trens de trânsito rápido são unidades múltiplas elétricas com comprimentos de três a mais de dez vagões. O tamanho das tripulações diminuiu ao longo da história, com alguns sistemas modernos agora operando trens não tripulados.[20] Outros trens continuam a ter maquinistas, embora sua única função na operação normal seja abrir e fechar as portas dos trens nas estações. A energia é comumente fornecida por terceiros trilhos ou cabos aéreos. Toda a rede do metrô de Londres utiliza o quarto trilho e outras utilizam o motor linear para propulsão.[21]​.

Algumas linhas ferroviárias urbanas são construídas com um gabarito tão grande quanto o das principais linhas ferroviárias; outros são construídos para serem menores e possuem túneis que restringem o tamanho e às vezes o formato dos compartimentos do trem. Um exemplo é o metrô de Londres, que adquiriu o termo informal “trem-tube” devido ao formato cilíndrico de sua cabine.

Em algumas cidades, as redes ferroviárias suburbanas consistem em linhas que operam diferentes tamanhos e tipos de veículos. Embora essas sub-redes geralmente não sejam conectadas por trilhos, quando necessário, o material circulante com bitola menor de uma sub-rede pode ser transportado ao longo de outras linhas que utilizam trens maiores.

Às vezes, a laminação pneumática é usada para rotas irregulares ou declives contínuos, como 10 das 12 linhas do metrô da Cidade do México ou algumas linhas do metrô de Paris.

Faixas

A maioria dos sistemas de trânsito rápido usa trilhos ferroviários convencionais de bitola padrão. Como os trilhos dos túneis subterrâneos não estão expostos à chuva, neve ou outras formas de precipitação, eles geralmente são fixados diretamente no solo, em vez de repousar sobre lastro, como os trilhos normais de trem.

força motriz

Embora inicialmente os trens do que hoje é o metrô de Londres fossem puxados por motores a vapor, praticamente todos os trens do metrô, tanto agora quanto historicamente, usam energia elétrica e são construídos para operar como unidades múltiplas. A energia do trem, conhecida como energia de tração, geralmente assume uma de duas formas: uma linha aérea, suspensa em postes ou torres ao longo da via ou em estruturas de túneis ou telhados, ou um terceiro trilho montado ao nível da via e em contato com um cabo deslizante.

A prática de enviar energia através de trilhos no solo se deve principalmente ao limitado espaço aéreo dos túneis, o que impede fisicamente o uso de cabos aéreos. O uso de cabos aéreos permite o uso de tensões de alimentação mais altas. Embora os cabos aéreos sejam mais propensos a serem usados ​​em sistemas de metrô sem muitos túneis, um exemplo disso é o Metrô de Xangai, os cabos aéreos são usados ​​em alguns sistemas que são predominantemente subterrâneos, como em Barcelona, ​​Fukuoka, Hong Kong, Madrid e Shijiazhuang. Tanto os sistemas de cabos aéreos quanto os de terceiro trilho geralmente usam os trilhos como condutor de retorno, mas alguns sistemas usam um quarto trilho separado para essa finalidade. Existem linhas de trânsito que utilizam energia ferroviária e aérea, com veículos que podem alternar entre as duas, como a Linha Azul "Linha Azul (Metrô de Boston)") em Boston.

Túneis

Os túneis subterrâneos afastam o tráfego do nível da rua, evitando atrasos causados ​​por congestionamentos e deixando mais terreno disponível para edifícios e outros usos. Em áreas onde os preços dos terrenos são elevados e com uma utilização densa do solo, os túneis podem ser a única via económica para o transporte de massa. Os túneis cortados e cobertos são construídos escavando as ruas da cidade, que são então reconstruídas sobre o túnel; Alternativamente, máquinas de perfuração de túneis podem ser usadas para escavar túneis profundos que ficam mais abaixo na rocha. [28].

Construir um metrô subterrâneo é um projeto caro e geralmente leva vários anos. Existem vários métodos diferentes para construir linhas subterrâneas.

O sistema de metrô mais profundo do mundo foi construído em São Petersburgo, na Rússia, onde, na área pantanosa, o terreno estável começa a mais de 50 metros (160 pés) de profundidade.

Ferrovias elevadas

As ferrovias elevadas são uma maneira mais barata e fácil de construir uma faixa de domínio exclusiva sem cavar túneis caros ou criar barreiras. Além das ferrovias ao nível da rua, elas também podem ser a única outra alternativa viável devido a considerações como um lençol freático elevado próximo à superfície da cidade, aumentando o custo ou mesmo impedindo as ferrovias subterrâneas (por exemplo, Miami). Guias elevados eram populares na virada do século, mas caíram em desuso; Eles voltaram à moda no último quarto de século, muitas vezes em combinação com sistemas sem dutos. No metrô de Santiago do Chile, trechos da linha 2 (inaugurada em 1978); linha 5 (inaugurada em 1997); linha 4 (inaugurada em 2005-06); e a ampliação da linha 5 (inaugurada em 2011), possuem vias elevadas.

Variações

Porém, nem todas as cidades do mundo podem contar com esse tipo de transporte; em cidades com solos fracos (falta de consistência) e localizadas em zonas sísmicas, o seu custo aumentaria quase 300% do que custaria construir isto noutra cidade. O caso do metro de Sevilha, pelo facto do lençol freático ser demasiado elevado além do tipo de terreno pantanoso, também representou uma dificuldade técnica acrescida.

Embora existam ferrovias urbanas cujo percurso seja total ou parcialmente superficial, como o de Maracaibo, o conceito de "metrô" é geralmente associado aos trens subterrâneos, solução que foi progressivamente adotada por cidades que não a adotaram originalmente, por diversos motivos, entre os quais pode estar a superioridade na ordem de qualidade estética e ambiental do percurso subterrâneo, bem como a falta de terrenos disponíveis ou o custo dos terrenos nas grandes cidades.

Quando o metrô circula a céu aberto, os trilhos são geralmente colocados em plataformas metálicas ou de concreto elevadas cerca de quatro ou cinco metros acima do solo,[23] para que o metrô não interfira no tráfego rodoviário. Porém, seu ruído pode incomodar os vizinhos, por isso em algumas cidades, como São Paulo, foram instaladas barreiras acústicas para reduzir o ruído causado pela movimentação dos trens.[24] Em outros, como Santiago do Chile ou Paris, os trens que circulam em linhas de metrô que circulam parcialmente a céu aberto são equipados com carros sobre pneus, o que proporciona considerável silêncio e conforto de condução. Em outros, como Praga, ou linha 2 do Metrô de São Paulo "Linha 2 (Metrô de São Paulo)") o trajeto na superfície é realizado dentro de tubos elevados.

Desde a eletrificação das ferrovias, o metrô tornou-se um meio de transporte elétrico em todo o mundo. Em alguns casos a corrente é conduzida por catenárias "Catenaria (ferroviária)") acima do comboio (por vezes rígidas, como em Madrid, mais eficientes) e, noutros, existem vias especiais destinadas a esta tarefa nas laterais do percurso (como é o caso, por exemplo, dos metropolitanos de Londres ou de Santiago).

Nos últimos anos, os operadores do sistema ferroviário metropolitano embarcaram na construção e operação de linhas ferroviárias leves, que pelas suas características peculiares de construção e operação são consideradas independentes das linhas convencionais.

As redes metropolitanas possuem uma frequência elevada que exige a instalação de sistemas de controle complexos que buscam, entre outros objetivos:

Os sistemas de proteção e controle mais frequentes são:

Vários sistemas podem ser usados ​​ao mesmo tempo. Por exemplo, os metrôs que funcionam com um sistema autônomo ATO são normalmente protegidos continuamente por um sistema ATP.