miniatyr|Närbild av järnvägsräl med urspårningsräl. miniatyr|Järnvägsbro i Italien. miniatyr|Tyskt InterCityExpress-tåg 2007. miniatyr|Inlandsbanan mellan Storuman och Sorsele sommaren 2002. miniatyr|Godståg på Malmbanan i mars 2009. miniatyr|Instängsling och spårarbete på linjen Ystad-Simrishamn i sep 2019. En järnväg är ett spårburet transportmedel för tåg på särskild banvall för gods eller passagerare.
Som järnväg räknas vanligen inte lokala spårtrafiksystem såsom spårväg, spårtaxi, tunnelbana eller gruvspår.
Tågen drivs av lok eller motorvagnar drivna med elmotor, förbränningsmotor, ångmaskin eller i vissa fall ångturbin. I loket/motorvagnen sitter en lokförare som kör tåget, och i vissa vagnar sitter passagerare medan andra vagnar används för godstransport. Numera skiljer man ofta på persontåg ("passagerartåg") och godståg. Sedan slutet av 1800-talet drivs allt fler tåg med elmotor i stället för ångmaskin, och numera är tåg drivna med ångmaskin mycket sällsynta på de flesta håll i världen. Dieseldrivna tågmotorer är däremot fortfarande vanligt.
Järnvägen betraktas som en viktig del av samhällets allmänna infrastruktur.
Allmänt Rälsen utgör en slät och hård yta som hjulen kan rulla över med minimalt friktionsmotstånd. En fullastad järnvägsvagn kan väga över 100 ton. Vagnen och godset bärs oftast upp av 8 hjul, fördelade på 2 boggier. Varje hjul har då en kontaktyta mot rälsen som inte är större än ungefär en femtioöring. Den släta ytan gör också att resan blir behaglig för passagerarna.
Järnvägens användning av elektrifiering, kombinerat med dess relativt höga kapacitet och maxhastigheter, gör att den ofta är det snabbaste och bekvämaste sättet att förflytta passagerare såväl som gods, både miljö- och energieffektivt, vilket är varför dess marknadsandel av världens transportsektor fortsätter att stadigt öka. Järnväg är på grund av dess effektivitet - då flera spår kan användas för att färda tåg i motsatta riktningar samtidigt, samt dess miljövänlighet - ett väldigt litet klimatavtryck samt en relativt liten energimängd per passagerare och kilometer - numera förstavalet för många kollektivtrafikanpassningar världen över, både på kort, och lite längre (medellång) distans.
Järnvägsbolag och andra förvaltare av järnväg är ofta mycket medvetna om sin miljöprofil i marknadsföringen; i Sverige har många persontåg naturskyddsföreningens märkning Bra Miljöval.
Historik
På 1500-talet började man använda "trävägar" nergrävda i jorden och dragna av hästar. Vagnar på spår har använts sedan antiken i bland annat gruvdrift. Självgående rälsfarkoster började användas i England och nordöstra USA i början på 1800-talet. Första järnvägen för persontrafik öppnades 1825 mellan Stockton-on-Tees och Darlington i StorbritannienSjöberg, Arne (1956) Sveriges järnvägar 100 år, Järnvägarna i svenskt samhällsliv Kungliga Järnvägsstyrelsen, Stockholm. Med järnvägen förkortades restiden avsevärt och resandet blev allt enklare.
Medan spårvagnar brukade dras av hästar innan de blev elektrifierade (i Sverige fram till sekelskiftet 1900) så fanns under en övergångsperiod, innan ångloken tog över, också hästjärnvägar på några håll. Nämnvärd är den första kontinentaleuropeiska järnvägslinjen som sträckte sig från Budweis i Böhmen genom bergig terräng till Linz i Österrike och därifrån vidare till Gmunden (197 km)Artikel om hästjärnvägen Budweis-Linz-Gmunden i tyska Wikipedia. Delsträckan mellan Budweis och Linz var i drift mellan 1832 och 1872, då den ersattes av ångloksdriven trafik på en ny sträckning. Delsträckan mellan Linz och Gmunden togs i drift 1836 och fick ånglokstrafik 1855. Den första järnvägen i Sverige, Frykstabanan, hade också hästdragen trafik i början (1849–1856).
Järnvägsintresset hade en rad olika invändningar och betänkligheter att övervinna i olika länder. I Sveriges riksdag varnades det till exempel för att bygdens folk skulle stjäla järnvägsskenorna. Kung Ludvig I av Bayern mottog av sitt övermedicinalkollegium följande varning: "Resor med ångvagn kommer ofelbart att framkalla svåra hjärnsjukdomar hos de resande ej mindre än hos åskådarna; för att åtminstone bereda åskådarna skydd borde banan omgivas med högt brädstängsel". Detta hindrade dock inte att järnvägarna i Sverige växte ut från 507 km år 1860 till 3 681 år 1875 och i Tyskland från 2 131 km år 1845 till 7 781 år 1855, till 13 821 år 1865 och till 27 795 km år 1875.
Under andra hälften av 1900-talet förlorade järnvägarna marknadsandelar till andra transportsätt beroende på långsamhet och dålig kundanpassning vilket i sin tur berodde på nationella monopol och standarder. Under 1990-talet fattade EU beslut om avreglering och en europeisk standard ERTMS för att underlätta gränsöverskridande trafik och genom standardisering sänka kostnaderna. Många länder började samtidigt investera i höghastighetslinjer (se höghastighetsbana) som främst konkurrerade med inrikesflygen.
Järnvägsspår Järnvägsspåren har olika spårvidder, den vanligaste är 1435 mm.Banverket (2006), Järnvägen 150 år Informationsförlaget, Stockholm Denna spårvidd kallas normalspår. Alla spårvidder som är smalare kallas med ett gemensamt namn för smalspår och alla bredare för bredspår.Focus band 10 Tekniken (1983) Esselte Focus Upplsagsböcker AB, Stockholm
En av anledningarna till att det existerar så många olika spårvidder är att olika järnvägar haft olika behov, och olika budget. Ju bredare vagnarna var, desto mer last kunde de ta, men bredare vagnar krävde även bredare spår för att gå stadigt. Bredare spår kräver bredare banvall som kräver större inköp av mark. Mer last betydde även tyngre vagnar och kraftigare lok, vilket tillsammans betydde att rälsen måste vara kraftigare för att bära. Eftersom kraftigare räls, kraftigare lok och bredare vagnar kostade mer valdes förr ofta smalspår av ekonomiska skäl. En annan fördel med smalspår är att ju mindre spårvidden är, desto snävare kurvradier kan man använda. På 1800-talet var gemensam godstrafik mindre viktig, eftersom godset ofta inte gick så långa sträckor. Förbättringen jämfört med ingen järnväg var mycket stor i vilket fall.
Spårvidden spelar störst roll för godstrafik. Man vill inte lasta om godsvagnar eftersom det är arbetskrävande och kostsamt. För passagerartrafik spelar det mindre roll eftersom passagerarna lättare kan byta tåg. I Spanien har man byggt snabba passagerarbanor med normalspår trots bredspår i övrigt. Eftersom ändpunkterna är i storstäder där många ändå byter fungerar det bra. Numera spelar spårvidden mindre teknisk roll. Det finns smalspåriga järnvägar som försetts med samma typ av räls som vanliga normalspåriga järnvägar och kan trafikeras i nästan samma hastigheter. I delar av Östeuropa (främst i det forna Sovjet) har järnvägarna större spårvidd (s.k. bredspår, 1524 mm). Vissa vagnar har anordningar för att ändra spårvidden på sina axlar.
Järnvägskoppel är en nästan lika viktig del av infrastrukturen som spårvidden, åtminstone för godståg. Olika standarder finns. UIC har sedan 1922 i olika omgångar diskuterat införande av automatkoppel.Restadh, Per Spår Järnvägsmusei vänners årsbok 1993 Trycksam, Gävle ISSN 0283-6483 Man har fastslagit en standard för detta koppelUIC Normblad 522R fjärde utgåvan 1990-01-01 men aldrig lyckats komma överens om när det ska genomföras.
Läs mer: järnvägsspår Specifikationer Lastprofil; Vikter STAX; Adhesionsvikt; Hastighet STH;Spårvidd; Gångegenskaper; Spårgeometri; Boggi Komponenter Räls; Solkurva; Sliper; Rälsbefästning; Ballast Järnvägsväxel Flänshjul; Växelvärmning; Krysstation; Klotväxel; Skyddsväxel; Stoppbock; Spårspärr; Säkerhetsräl Järnvägsstationer Allmänhetens begrepp: Centralstation eller Resecentrum; Järnvägsknut; Hållplats Transportbranschens begrepp: Rangerbangård; Kombiterminal Trafikverkets begrepp: Trafikplats; Driftplats (järnväg); Krysstation; Mötesstation; Säckstation; Hållställe; Linjeplats; Stins; Tågklarerare Bana Stambana; Industrispår; Järnvägsknut; Bangård Höghastighetsbana.
Järnvägstrafik Tågen är anpassade efter kundernas behov. Vid längre transporter vill man ha hög hastighet och färre stopp för att öka snabbheten, men kan acceptera glesare turer med flera vagnar för att belasta bankapaciteten mindre. Vid kortare transporter är det tvärtom. Förr blandade man passagerarvagnar och godsvagnar i tågen men numera är tågen anpassade till det de transporterar:
Passagerartrafik I Sverige utgjorde passagerartrafiken år 2009 11 miljarder personkilometerLundström Boel (2010), Fickdata 2010 Trafikverket . Ökningen blev 76 procent sedan 1990.
Pendeltåg. Avsedda för arbetspendling och lokalresor inom ett storstadsområde. Har ofta stationer cirka var 5:e kilometer eller tätare. Turtätheten är ofta varje kvart eller varje halvtimme. Moderna elektriska pendeltåg accelererar snabbt till över 100 km/h och återladdar energi vid inbromsning. Regionaltåg. Avsedda för resor mellan större städer inom en region, ofta är målet en storstad. Turtätheten är vanligen mellan 1 och 2 per timme. Tågen är relativt bekväma och kan nå upp till 200 km/h. Är ofta utrustade för arbete under färden. Regionaltåg finns också mellan mellanstora och mindre städer och har då oftast en turtäthet omkring varannan timme. Fjärrtåg. Avsedda för resor mellan landsändar som ett alternativ till flyg. Mycket få stationer och ofta 5–10 turer per dygn. Når i Sverige upp till 200 km/h och i framtiden över 250 km/h. Tågen har servering och erbjuder två komfortklasser. Nattåg. Avsedda för privatresor längre sträckor, normalt Har tätare stopp än fjärrtåg och farten anpassad för att nå fram på morgonen. Nattågen består normalt av traditionella lok och vagnar och tågen är oftast långa. Erbjuder både sov- och liggplatser i olika klasser.
Godstrafik I Sverige utgjorde godstrafiken 2007 och 2008 23 miljarder tonkilometer, från att 1980–2000 legat konstant kring 19 miljarder tonkilometer.
Kombitåg. Tåg med blandade vagnar. Vagnarna kan vara avsedda för standardiserade transportbärare som växelflak och containrar lätta att omlasta till lastbilar. Kan även transportera hela lastbilar och släp. Kan även innehålla vagnar för löst gods. Går oftast mellan större terminaler där ankommande tågs vagnar rangeras så att nya avgående tåg bildas. Ofta till utlandet. Loken ofta anpassade till flera drift- och signalsystem. Snabbgodståg. Avsedda för långa transporter med kort leveranstid till exempel posttåg. Vagnslastrafik Tåg som körs åt flera kunder med en blandning av vagnar till en rangerbangård. På rangerbangården sorteras vagnarna till rätt destination och avgår i ett nytt tåg. På så sätt kan vagnar från vilken trafikerad ort som helst sändas till vilken destination som helst. Vagnslastrafik sker även i utbyte med utlandet. Systemtåg Specialanpassade till ett speciellt gods till exempel järnmalm eller timmer och gående direkt mellan två platser för en viss kunds räkning, vanligen mellan en industri och en omlastningsplats (såsom hamn eller timmerterminal) eller mellan två industrier. Ofta till utlandet. Styckegodsvagnar godsvagnar med lastpallar eller paket körs inte längre i tågoperatörernas regi. Istället får företag som Posten lasta sådana vagnar och de räknas som till exempel snabbgodståg eller kombitåg. Läs mer: Tåg Godståg; Persontåg; Tjänstetåg; Pendeltåg; Rälsbuss; Biltåg; Höghastighetståg; snabbtåg; regionaltåg; spårväg; Tågnummer.
Säkerhet Trafiksäkerhet Ett tåg i rörelse har stor rörelseenergi och friktionen mot rälsen är låg. Det har därför mycket långa stoppsträckor, sträcka som behövs för att stanna. För att förhindra att flera tåg kör på samma sträcka, och därmed riskerar att kollidera, finns två huvudtyper av metoder/system; Manuella metoder, i Sverige främst tåganmälan, där två tågklarerare (en i varje ände av sträckan) kommunicerar med varandra. När trafikledarna är överens om att sträckan är fri, ställer de manuellt signalerna till kör för nästa tåg och/eller ger tåget körtillstånd ("vinkar av" tåget).