Środki transportu

Koleje

dr hab. inż Marek Pawełczyk

Krótka historia kolei (1)

• 1556 - Georgius Agricola podał pierwszy 

opis drewnianych torów kolejowych 

• 1716 - drewniane tory kolejowe (podłużne 

belki) pokrywa się cienkimi płytkami z 

żelaza kutego 

• 1738 - pierwszy raz użyto szyn żelaznych w 

Anglii (Whitehaven), ułożonych na 

drewnianych belkach podłużnych 

• 1767 - powstaje prawdopodobnie pierwsza 

szynowa kolej żelazna zbudowana przez 

Brytyjczyka Reynoldsa 

Krótka historia kolei (2)

• 1770 - za najstarszego, 

udokumentowanego 
przodka dzisiejszej kolei 
(albo samochodu) uznaje 
się pojazd z 1770 roku, 
skonstruowany przez 
Nicolasa Josepha 
Cugnota.
Pojazd ten poruszał się z 
prędkością około 6 km/h 

Krótka historia kolei (3)

• 1782 - James Watt zbudował w 

pełni użyteczny silnik parowy

• 21.02.1804 - Richard Trevithick 

uruchomił pierwszą 
przemysłową kolej z trakcją 
parowozową własnej konstrukcji 
po istniejącym torze długości 
około 15 kilometrów, łączącym 
Penydaren i Abercynon w Walii.
Kolej ta przewoziła robotników 
oraz około 20 ton ładunku  

Penydarren, lokomotywa 

Trevithicka (1804)

Krótka historia kolei (4)

• 1808 - Trevithick zbudował w 

Londynie kolej parową Catch Me Who 
Can (Złap-mnie-jeśli-potrafisz), którą 
za opłatą woził publiczność po 
zamkniętym torze.
Jego lokomotywa miała gładkie 
stalowe koła, przylegające szczelnie 
do płaskich metalowych szyn 

Catch Me Who Can

Steam Circus Trevithicka 

(1808)

Krótka historia kolei (5)

• 1811 - J. Blenkinsop 

opatentował projekt 
kolei z dodatkową 
zębatą szyną, o którą 
zahaczało zębate 
koło parowozu. Kolej 
ta znalazła 
zastosowanie na linii 
Middleton - Leeds w 
1812 roku 

Krótka historia kolei (6)

• 1813 - W. Hedley 

zbudował pierwszy 

użyteczny pojazd 

jeżdżący po szynach 

o gładkiej 

powierzchni nośnej. 

Parowóz Puffing Billy 

miał napęd 

przeniesiony na koła 

za pomocą układu 

dźwigni i kół 

zębatych 

Krótka historia kolei (7)

• 1814 - pojawił się 

pierwowzór współczesnych 
lokomotyw, stworzony 
przez Georga Stephensona. 
Zrezygnował on 
ostatecznie z pomysłu z 
trzecią szyną, ale poprawił 
wytrzymałość szyn, 
wydajność paleniska oraz 
rozkład ciężaru na 
poszczególne osie poprzez 
dodanie dodatkowych kół 

Krótka historia kolei (8)

• 1818 - powstał projekt publicznej linii kolejowej do 

przewozu osób i towarów Stockton - Darlington, którą 

zbudował w latach 1823-1829 George Stephenson. 

Linia liczyła 60 kilometrów długości i użyto na niej 

trakcji konnej, linowej (napędzanej stacjonarną 

maszyną parową), oraz parowozowej. 

Krótka historia kolei (9)

• 1829 - lokomotywa 

Rocket, 

zaprojektowana przez 

Roberta Stephensona, 

wygrywa zawody 

lokomotyw w Rainhill i 

zostaje przyjęta jako 

napęd dla Liverpool & 

Manchester Railway. 

Lokomotywa ważąca 

zaledwie 3 tony mogła 

ciągnąć wagon z 30 

podróżnymi osiągając 

najwyższą prędkość 47 

km/godz. 

Krótka historia kolei (10)

1830 - we wrześniu 1830 roku linia kolejowa z Manchesteru do 
Liverpoolu została otwarta przez George Stephensona. To 
wydarzenie jest obecnie uważane za początek ery kolejnictwa 

Krótka historia kolei (11)

• 1831 - John Bull - tak nazywała się 

pierwsza lokomotywa wyposażona w 

tzw. łapacze krów: cowcatchers 

(lokomotywa ciągle jeździ!)

Krótka historia kolei (12)

• 1834 - na kolejach brytyjskich zaczęto stosować w 

celu zapewnienia bezpieczeństwa ruchu umowną 

sygnalizację, używając kolorowych świateł oraz flag. 

Wprowadzono również szlabany

• 1840 - Hulton Gregory zastosował na kolei semafory 
• 1842 - powstała pierwsza linia kolejowa na ziemiach 

polskich: Wrocław - Oława  

• 1843 - Robert Stephenson wynalazł hamulec parowy 
• 1858 - G. Pullman przerobił dwa zwykłe wagony na 

wagony sypialne 

• 1868 - G.Pullman zbudował pierwszy wagon 

restauracyjny 

Krótka historia kolei (13)

• 1870 - George 

Westinghouse 
wymyślił hamulec na 
sprężone powietrze.
W 1875 roku udało się 
zatrzymać rozpędzony 
pociąg o wadze 200 
ton z prędkości 80 
km/h na dystansie 300 
m, co było absolutnym 
rekordem 

Krótka historia kolei (14)

• 1876 - ukończono budowę jednej z najtrudniejszych kolei 

wysokogórskich - kolej transandyjską, którą budował polski 

inżynier Ernest Malinowski 

Krótka historia kolei (15)

• 1879 - pociąg elektryczny. Pierwszy pokaz 

pociągu elektrycznego pracującego w normalnych 

warunkach eksploatacyjnych, miał miejsce na 

berlińskiej wystawie przemysłowej w roku 1879, 

gdzie "terkotał" mały pociąg, jadąc po owalnym 

torze - jej autorem był Ernest Werner von Simens 

 

Krótka historia kolei (16)

• 1881 - W Berlinie otwarto pierwszą 

na świecie elektryczną linię kolejową 
o długości 2 400 metrów 

• 1900 - kolej jednoszynowa 

podtorowa. W roku 1900 pierwszą na 
świecie zbudował w Niemczech Eugen 
Langen. Dopiero jednak w 1957 roku 
powstała praktyczna linia 
(zastępująca metro) w Kolonii. 

Pierwsza linia tramwaju elektrycznego uruchomiona 

w 1881 r. w Lichterfeld w Niemczech

Pierwszy tramwaj zasilany z przewodu 

górnego w na wystawie światowej w Paryżu 

(1881)

 

Wuppertal, Kaiserwagen 

Krótka historia kolei (17)

• 1902 - na eksperymentalnej linii 

kolejowej w Niemczech pociąg 
elektryczny osiągnął prędkość 210 km/h 

• 1912 - pojawiła się pierwsza 

lokomotywa, napędzana silnikiem Diesla 
zbudowana przez firmę Diesel-Klose-
Sulzer 

• 1922 - pojawiła się pierwszy 

lokomotywa turbinowa 

Dzień dzisiejszy kolei

• Obecnie w większości krajów kolej przechodzi 

zasadnicze zmiany technologiczne, organizacyjne i 

ekonomiczne, spowodowane zarówno nowymi 

rozwiązaniami technicznymi i technologiami, jak też 

silną konkurencją innych środków transportu: 

samochodów przy niewielkich odległościach i 

samolotów na długich trasach. Konwencjonalny pociąg 

zasilany energią z sieci trakcyjnej może bezpiecznie 

osiągać prędkości rzędu 350 km/h, co na pasażerskich 

liniach krajowych w pełni zaspokaja potrzeby i 

sprawia, że kolej wygrywa konkurencję z transportem 

lotniczym przy odległościach nieprzekraczających 700 

km. W wielu krajach kursują już pociągi pokonujące 

trasy ze średnią prędkością ponad 200 km/h (w Japonii 

— Hikari, we Francji — TGV, w Niemczech — ICE, we 

Włoszech — ETR). 

C20 Hikari 151 

Hamamatsu 

Pociąg ICE (Niemcy)

Wnętrze przedziału I klasy 

ICE

Pociąg ICE 3

ETR 450 (Pendolino)

Pendolino ETR 460 kolei 

czeskich

Zasada działania pociągu z 

wychylnym pudłem

Pociągi TGV

• TGV, Train à Grande Vitesse (Pociąg Wielkich Prędkości) 

– rodzaj francuskich elektrycznych pociągów pasażerskich 

osiągających prędkości handlowe do 300 km/h. Od 1981 

eksploatowane na linii Paryż-Lyon, obecnie rozbudowanej 

do Marsylii, Brukseli i tunelu pod kanałem La Manche.

• TGV osiągnął w roku 1990 podczas prób na linii TGV 

Atlantique światowy rekord prędkości pociągu 

poruszającego się po szynach - 515 km/h. 

• Pociągi TGV są przez niektórych ekologów krytykowane 

jako energochłonne, lecz ich zużycie energii na pasażera 

pozostaje niższe niż dla samochodu osobowego i znacznie 

niższe niż dla samolotu, z którym TGV skutecznie konkuruje 

na trasach o długości do 1000 km.

• Linie TGV

• Przez ostatnie 25 lat Francja zbudowała około 1200 km 

torów specjalnie przystosowanych dla pociągów TGV, czyli 

LGV (ligne à grande vitesse). Pociągi TGV mogą też jeździć 

po normalnych torach, oczywiście z dużo mniejszą 

prędkością.

Linie LGV

• Istniejące linie

• LGV Sud-Est (Paryż-stacja Gare de Lyon do Lyonu-stacja 

Perrache), pierwsza linia LGV (otwarta 1981-1983) 

• LGV Atlantique (Paryż do Tours i Le Mans) (otwarta 1990) 

• LGV Nord Europe (Paryż-stacja Gare du Nord do Lille, 

stamtąd połączenia do Londynu przez tunel pod kanałem La 

Manche obsługiwane przez pociągi Eurostar i do Brukseli 

obsługiwane przez pociągi Thalys (odcinki we Francji 

otwarte w 1993) 

• LGV Méditerranée (przedłużenie linii Sud-Est: Lyon do 

Marsylii- stacja Saint-Charles) (otwarta 2001) 

• W 2007 roku planowane jest uruchomienie pierwszego 

odcinka ( 320 km) linii LGV Est Européenne z Paryża w 

kierunku Szampanii i Strasburga, którego przedłużeniem 

będzie niemiecka linia ICE przez Monachium do Wiednia.

Prototyp TGV 0, wczesne lata 70-te

Pociąg TGV 001 Turbotrain był napędzany turbiną  gazową; 
podczas ponad 5000 testów przejechał ponad milion 
kilometrów. 175 razy pokonał prędkość 300km/h (186mph). 8 
grudnia 1972 uzyskał prędkość 318km/h (198mph), co stanowi 
niepobity do dziś rekord prędkości pociągu o napędzie 
silnikiem cieplnym. 

3-systemowy zmodernizowany TGV I generacji (linia 

Sud – Est), dworzec w Zurychu

TGV II generacji (Atlantique), „rekordzista 

świata” na dworcu Paris Montparnasse

TGV Duplex (III generacja)

TGV Duplex (III generacja)

TGV – wnętrze I klasy

Przejście 

międzywagonowe w 

TGV Atlantique

Ten egzemplarz ma ograniczenie 

prędkości do 270 km/h

TGV Nouvelle Génération (IV 

generacja)

Pociągi TGV

Pociąg TGV w trakcie bicia rekordu szybkości na torze (515 km/h)

Przyszłość kolei

• W Polsce są modernizowane niektóre trasy (Warszawa – 

Berlin, Grodzisk Mazowiecki – Zawiercie – tzw. CMK) w 

celu dostosowania ich do jazdy pociągów z prędkościami 

160–200 km/h; obecnie kursujące na kilku trasach w 

Polsce pociągi InterCity nie przekraczają prędkości 160 

km/h. W transporcie towarowym zasadniczą tendencją 

rozwojową jest przewóz ładunków w wagonach 

specjalizowanych, o wysokiej ładowności, z prędkością do 

160 km/h. Powszechnie stosuje się szyny bezstykowe, 

przytwierdzane sprężyście do betonowych podkładów; 

zwiększa się dopuszczalne naciski taboru na tor dzięki 

wzmocnieniu konstrukcji podtorza i zastosowaniu szyn o 

wysokiej wytrzymałości; wprowadza się zautomatyzowane 

i skomputeryzowane systemy zabezpieczeń i sterowania 

ruchem. Pojazdy trakcyjne wyposażone w nowoczesne 

układy napędowe i komputerowe pokładowe systemy 

diagnostyczne umożliwiają osiąganie założonych 

parametrów (prędkości, mocy) przy maksymalizacji 

wykorzystania energii na cele trakcyjne.

 

Składy AVE na stacji Sewilla 

Santa Justa (26.10.2002)

Skład Thalys Bruksela – Paryż na stacji 

Bruxelles Midi (2.03.2005)

Składy Eurostar, TGV i Thalys na grupie 

postojowej przed dworcem

Paris Nord (Paryż 2.05.2005)

EN Jan Kiepura jest najszybszym polskim pociągiem; po torach 

kolei niemieckich kursuje z prędkością 200 km/h; w Polsce – 

160 km/h (Bruksela 3.05.2005)

TGV w Polsce

Przewozy pociągami dużych 

prędkości w Europie

Linie dużych prędkości w roku 2010

Koleje na poduszce 

magnetycznej

• Od przeszło 30 lat są prowadzone także prace nad 

nowymi systemami transportu 

niekonwencjonalnego, zwłaszcza kolei 

magnetycznej. W 1994 roku, po ponad 20 latach 

prac badawczo-rozwojowych, rząd niemiecki podjął 

decyzję transporcie budowie komercyjnej linii 

kolejowej na poduszce magnetycznej (Transrapid – 

rys. 1.20), łączącej Berlin z Hamburgiem. W lutym 

2002 r. realizację projektu przerwano i ostatecznie 

pierwszą linię tego typu uruchomiono w grudniu 

2002 w Szanghaju (Chiny) [Lin], [Bre]. 

Konkurencyjną technologię – „Maglev” rozwijają 

Japończycy, którzy zbudowali eksperymentalny tor 

Yamanashi, bijąc na nim kolejne rekordy prędkości 

(najnowszy, z grudnia 2003 wynosi 581 km/h) 

Transrapid