มาตรฐานรางรถไฟ (Rail gauge)

มาตรฐานรางรถไฟ (Rail gauge)
ประกอบ คุปรัตน์
Pracob Cooparat

มูลนิธิก้าวไกลในเอเซีย
SpringBoard4Asia Foundation (SB4AF)
Tel: +66 2 3548254, +66 2 3548255
Fax: +66 2 3548255
Email: pracob@sb4af.org
Blogger: http://pracob.blogspot.com

From Wikipedia, the free encyclopedia.
Keywords: cw132, รถไฟ, การขนส่ง, คมนาคม, พลังงาน

ทางรถไฟมีมาตรฐานสำคัญที่ความกว้าง ซึ่งเขาเรียกว่า Rail Gauge อันเป็นระยะทางระหว่างรางคู่นั้น ในโลกร้อยละ 60 ในปัจจุบันใช้มาตรฐานความกว้างที่ 1435 มิลิเมตร หรือ 4 ฟุต 8.5 นิ้ว ซึ่งเรียกว่า “รางมาตรฐาน” (Standard Gauge) หรือมาตรฐานนานาชาติ (International Gauge) รางที่มีความกว้างกว่านี้เรียกว่า “รางกว้าง” (Broad Gauge) และรางที่มีความแคบกว่านี้เรียกว่า “รางแคบ” หรือ Narrow Gauge
ระบบรางคู่ (Dual Gauge) หมายถึงระบบที่มีราง 3 หรือ 4 เส้นรางร่วมกันไปเพื่อรองรับมาตรฐานความกว้างล้อรถไฟที่มีความกว้างในมาตรฐานที่แตกต่างกัน

ประวัติ (History)

พัฒนาการของรถไฟ เกิดขึ้นที่ในยุโรป และมีการพัฒนาอย่างแยกกันในทวีปอเมริกาเหนือ ระบบการคมนาคมด้วยรถไฟได้เข้ามาเป็นกระแสหลักในการขนส่งมวลชน จนกระทั่งมีรถยนต์ ทางหลวง และเครื่องบินโดยสาร เข้ามาเป็นทางเลือกมากขึ้น พัฒนาการของมาตรฐานรางรถไฟ (Rail Gauge) นับเป็นเรื่องที่มีปัญหาระหว่างการไม่มีมาตรฐานกลางในโลก ดังที่มีระบบชั่ง ตวง และวัดที่แตกต่างกันระหว่างระบบอังกฤษ และระบบเมตริก เหมือนกับโลกที่มีพื้นฐานภาษาที่แตกต่างกัน และยากในการสื่อสารกัน หรือระบบการขับขึ่รถที่มีทั้งยึดขับด้านซ้ายหรือขวาของถนน และระบบรถจึงมีทั้งที่เป็นพวงมาลัยด้านซ้ายและขวาของรถ

รางรถไฟนับเป็นความแตกต่างหนึ่งที่ต้องเรียนรู้ไว้เป็นประว้ติศาสตร์ และการต้องมีทางออกทางเลือกเพื่อการได้รับโอกาสจากการคมนาคมใหม่ๆ

เริ่มต้นจากประเทศอังกฤษ

รางมาตรฐาน (Standard Gauge) พัฒนาโดยวิศวกรอังกฤษ ชื่อว่า George Stephenson ซึ่งเป็นผู้ออกแบบรางรถไฟระหว่าง Stockton และ Darlington เขาหว่านล้อมให้นักอุตสาหกรรมให้สร้างชิ้นส่วนต่างๆ ให้รองรับรางในระบบ 4 ฟุต 8.5 นิ้ว หรือ 1435 มิลิเมตร ซึ่งได้ทำขึ้นในปี ค.ศ. 1845 และคณะกรรมการแห่งประเทศอังกฤษขณะนั้นก็ได้เสนอแนะให้ใช้มาตรฐานดังกล่าวเป็นมาตรฐานกลาง ในปีต่อมา รัฐสภาของอังกฤษก็ได้ออกกฎหมายที่เรียกว่าพระราชบัญญัติรางรถไฟ (Gauge Act) ซึ่งบังคับให้ทางรถไฟสร้างใหม่ทั้งหลายต้องใช้มาตรฐานดังกล่าว ยกเว้นทางรถไฟสาย Great Western ซึ่งใช้รางในระบบที่กว้างกว่านั้น ในขณะนั้นมีรางรถไฟหลายระบบ แต่ในที่สุดในปี ค.ศ. 1892 ทางสาย Great Western ก็ได้เปลี่ยนมาใช้ทางความกว้างมาตรฐาน

แม้จะมีรางมาตรฐานในประเทศอังกฤษ แต่ประเทศอื่นๆ ก็ยังมีมาตรฐานรางที่แตกต่างกันไปตามประว้ติศาสตร์ของแต่ละประเทศและภูมิภาค

ประเทศสหรัฐอเมริกา

ในช่วงเริ่มต้น ทางรถไฟในสหรัฐอเมริกาและแคนาดามีการใช้รางหลายมาตรฐาน บางแห่งในเขตตะวันออกเฉียงเหนือใช้ระบบรางมาตรฐาน แต่ทื่อื่นๆ ไม่ได้ใช้อย่างเดียวกัน และมีการใช้รางที่กว้างไปถึงระดับ 1829 มิลิเมตร ทำให้ระบบมีความแตกต่างไปจากอังกฤษ การที่จะต้องมาใช้มาตรฐานสากลในประเทศสหรัฐนั้นดูไม่มีเหตุผลมากนักในขณะนั้น เพราะอยู่กันคนละทวีป แต่ปัญหาก็เกิดขึ้นเมื่อระบบรางรถไฟหลายบริษัทที่ต้องจัดทำแล้วมาบรรจบกัน จนในที่สุดจึงต้องมีมาตรฐานกลางในสหรัฐ ซึ่งใช้ 5 ฟุต หรือกว้าง 1524 มิลิเมตร ในช่วงหลังสงครามกลางเมือง (American Civil War) มีการค้าขายระหว่างเหนือและใต้เพิ่มมากขึ้น จึงทำให้ต้องเลือกว่าจะใช้มาตรฐานเดียวกันอย่างไร และในที่สุดสหรัฐก็เลือกเปลี่ยนทางขนาดกว้าง 5 ฟุต (หรือ 1524 มิลิเมตร) ไปเป็น 4 ฟุต 9 นิ้ว (1448 มิลิเมตร) ซึ่งได้เริ่มระบบใหม่ใน 31 พฤษภาคม ค.ศ. 1886 เมื่อมีการต้องซ่อมแซมรางใหม่ จึงมีการปรับระบบให้เป็นระบบใหม่ทั้งหมด

ประเทศรัสเซีย

การใช้รางต่างมาตรฐานด้วยเหตุผลทางการทหาร - ในช่วงศตวรรษที่ 19 ประเทศรัสเซียเลือกใช้ระบบรางกว้าง (Broad Gauge) อย่างจงใจทั้งนี้ด้วยเหตุผลทางการทหาร ป้องกันประเทศเพื่อนบ้านที่จะรุกรานโดยสรวมยานพาหนะเข้ากับระบบรางที่มีอยู่ได้โดยง่าย ต่อมา Pavel Melnikov ได้จ้างวิศวกรรถไฟจากสหรัฐอเมริกา ชื่อ George Washington Whistler ให้ควบคุมการก่อสร้างทางรถไฟสายหลักระหว่างกรุง Moscow และ เมือง St. Petersburg ในช่วงนั้นได้มีการเลือกใช้รางขนาด 1.5 เมตร ซึ่งแนะนำโดยวิศวกรชาวเยอรมันและออสเตรีย ซึ่งก็เป็นระบบที่ต่างจากระบบ 5 ฟุต (1524 มิลิเมตร) ที่ใช้กันในสหรัฐอเมริกาในขณะนั้น ในที่สุดระบบทางรถไฟของจักรวรรดิรัสเซีย ซึ่งรวมรัฐทาง Baltic, Ukraine, Belarus, และขยายปึง Caucasian และ Central Asian republics, และ Mongolia ซึ่งระบบ 1520 มิลิเมตร ก็จะแคบกว่าระบบ 5 ฟุต (1524 มิลิเมตร) อยู่ 4 มิลิเมตร ซึ่งระบบทั้งสองสามารถปรับให้เข้าหากันได้

ระบบรางของประเทศฟินแลนด์ - ประเทศฟินแลนด์ ซึ่งอยู่ภายใต้อิทธิพลของรัสเซียในช่วงศตวรรษที่ 19 ได้ใช้ระบบ 5 ฟุต (1524 มิลิเมตร) ในช่วงประกาศอิสรภาพในปี ค.ศ. 1927 ได้มีความคิดที่จะเปลี่ยนมาใช้ระบบมาตรฐานกลาง แต่ก็ยังไม่ได้เปลี่ยนแปลงไป

เครือข่ายยุโรป

ส่วนเครือข่ายทางของยุโรป ของสเปน และปอค์ตุเกส ในช่วงแรกสร้างในระบบ 6 ฟุต (Castilian Feet) และปอร์ตุเกสใช้ระบบ 5 ฟุต แต่ต่อมาได้ใช้ระบบเมตริก (Metric System) ระบบทั้งสองจึงเปลี่ยนเป็น 1674 มิลิเมตร (5 ฟุต 5.9 นิ้ว) และ 1665 มิลิเมตร (5 ฟุต 5.55 นิ้ว) ตามลำดับ ระบบทั้งสองใกล้เคียงกันมากพอที่จะใช้งานร่วมกันได้ แต่อย่างไรก็ตาม เพื่อให้รองรับรถไฟความเร็วสูง จึงได้เริ่มมาใช้ระบบ Iberic Gauge ซึ่งมีความกว้าง 1668 มิลิเมตร โดยเริ่มตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1990 แต่อย่างไรก็ตามในที่สุดรถไฟความเร็วสูงก็เลือกใช้รางมาตรฐาน เพราะท้ายสุดจะต้องต่อเชื่อมกันกับทางฝรั่งเศสและเครือข่ายรถไฟความเร็วสูงในยุโรป ในบางส่วนก็ได้มีการใช้ระบบราง 3 เส้นเพื่อรองรับมาตรฐานที่แตกต่างกัน

ทวีปออสเตรเลีย

ระบบรางของประเทศออสเตรเลีย - ประเทศออสเตรเลียเป็นประเทศเดียว ใช้ภาษาอังกฤษเป็นภาษากลาง แต่ระบบรางรถไฟของทั้งประเทศก็มีความแตกต่างกัน ในช่วงศตวรรษที่ 19 ออสเตรเลียได้เริ่มใช้รางมาตรฐานแบบอังกฤษ แต่เพราะความแตกต่างทางการเมืองในช่วง 30 ปีต่อมา จึงทำให้เกิดการใช้รางอีกระบบหนึ่ง คือเป็น 5 ฟุต 3 นิ้ว (1600 มิลิเมตร) ส่วนรัฐ New Suth Wales ได้กลับไปใช้ระบบรางมาตรฐาน ในขณะที่รัฐ Victoria และรัฐทางออสเตรเลียใต้ยังคงยึดระบบ 5 ฟุต 3 นิ้ว (1600 มิลิเมตร) ประเทศ Ireland และ Northern Ireland ซึ่งก็อยู่ใกล้อังกฤษ ก็ใช้ระบบ 1600 มิลิเมตร เช่นกัน ซึ่งอาจเรียกว่าระบบไม่เลือกใช้มาตรฐานอังกฤษ ส่วน Queensland, Tasmania, Western Australia และบางส่วนของ South

Australia เลือกใช้ระบบรางแคบที่ราคาค่าก่อสร้างถูกกว่า คือระบบ 3 ฟุต 6 นิ้ว (1067 มิลิเมตร)
อาณานิคมอังกฤษ

ในประเทศฮ่องกง ระบบรางสำหรับ MTR อันเป็นทางรถไฟฟ้าใต้ดินเลือกใช้ขนาดกว้าง 1432 มิลิเมตร ซึ่งแคบกว่าทางมาตรฐาน 3 มิลิเมตร ซึ่งสามารถวิ่งบนทางระบบมาตรฐานได้ แต่ก็ต้องวิ่งอย่างช้าๆ ไม่สามารถวิ่งได้ด้วยความเร็วปกติ เมื่อทางสายดังกล่าวต้องเชื่อมต่อระหว่าง Hong Kong และ Zhuhai-Macau Bridge, การเชื่อมต่อไปยังสาย Tung Chung Line (1432 มิลิเมตร) ก็จะต้องหาทางแก้ไขความต่าง 3 มิลิเมตรนี้ให้ได้

รางในประเทศอาณานิคมอังกฤษ เมื่อเป็นอิสระจากอังกฤษ India, Pakistan, Bangladesh และ Sri Lanka มีระบบรางหลายมาตรฐาน แต่โดยส่วนใหญ่จะเป็นขนาด 1676 มิลิเมตร India ได้เลือกใช้แนวทางปรับระบบทางสู่ขนาดมาตรฐาน เรียกว่าโครงการ Unigauge เพื่อปรับทางหลายมาตรฐานสู่ระบบทางกว้าง 1676 มิลิเมตร ทางในประเทศ Argentina และ Chile ในอเมริกาใต้ ก็ใช้ระบบ 1676 มิลิเมตรเช่นกัน
ส่วนอื่นๆ

ระบบของประเทศอัฟกานิสถาน - ประเทศอัฟกานิสถาน (Afghanistan) อยู่ในสถานะที่น่าสนใจ เพราะอยู่ในช่วงทางผ่านของระบบรถไฟต่างๆ ที่ไม่รู้จะเลือกระบบใด จึงทำให้มีระบบแตกต่างกันถึง 3 ระบบ ทั้ง 1435 มิลิเมตร, 1520 มิลิเมตร และ 1676 มิลิเมตร

ประเทศอิหร่าน และจีน เลือกใช้ระบบรางมาตรฐาน ทั้งจากตะวันออกไปจนถึงใต้ และอิทธิพลจากจีนในทางการค้าในโลกยุคใหม่จะทำให้ประเทศอื่นๆ ในภูมิภาคที่ต้องมีการติดต่อค้าขายและการคมนาคมขนส่งร่วมกับจีน ก็จะต้องคิดถึงการเชื่อมโยงระบบต่างๆ เข้าด้วยกันด้วย ซึ่งรวมถึงภูมิภาคในอินโดจีนอย่างไทย ลาว เขมร เวียตนาม และพม่า

ปากีสถาน เลือกใช้ระบบ 1676 มิลิเมตร แต่ในทางตอนเหนือ และเอเชียกลาง อย่าง Turkmenia, Uzbekistan, และ Tajikistan เลือกใช้ระบบ 1520 มิลิเมตร

ระบบรางแคบ

หลายประเทศได้เลือกใช้ระบบรางแคบ (Narrower Gauge) ด้วยเหตุผลด้านค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง โดยเฉพาะในช่วงทำทางผ่านภูเขา และการดูแลรักษา แต่ทางแคบก็จะมีปัญหาด้านการรับน้ำหนักไม่ได้มาก และไม่สามารถวิ่งได้ด้วยความเร็วสูง แต่เพราะทางแคบนั้นมีข้อดีด้านค่าใช้จ่าย อย่างทางรถไฟที่จะชักลากอ้อยและกล้วยหอมออกจากไร่ ก็เลือกใช้รางแคบเพียงกว้าง 2 ฟุต หรือ 610 มิลิเมตรเท่านั้น แต่ก็เพียงพอสำหรับกิจกรรมที่ต้องการใช้ในการชักราก และไม่ต้องใช้ในความเร็วสูงนัก

รางแคบ 1000 มิลิเมตร มีใช้ก้นมากในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ทางรถไฟเกือบทั้งหมดใช้ระบบรางแคบ ซึ่งรวมประเทศ Vietnam, Cambodia, Laos, Thailand, Myanmar และ Malaysia ใช้รางขนาด 1000 มิลิเมตร รถไฟที่วิ่งในบริเวณดังกล่าวจะวิ่งด้วยความเร็วได้ไม่สูงนัก แต่เมื่อระบบทางหลวงสำหรับรถโดยสารและรถบรรทุกได้มีเครือข่ายกว้างขวาง และแข่งขันได้ด้วยเวลาที่เร็วกว่า สะดวกกว่า ระบบรถไฟก็ต้องปรับตัวตาม

ในการประชุมด้านคมนาคมของประเทศใน ASEAN ได้เสนอให้ใช้ระบบรางมาตรฐาน โดยแผนทางรถไฟมาตรฐาน ASEAN Railway ได้เสนอใช้รางมาตรฐาน หรือระบบ Dual Gauge เพื่อรองรับทั้งระบบทางแคบและทางมาตรฐาน เพื่อให้เกิดการใช้งานทางรถไฟร่วมกันได้

ประเทศญี่ปุ่นได้สร้างทางรถไฟในมาตรฐานทางแคบ คือ 3 ฟุต 6 นิ้ว (1067 มิลิเมตร) แต่สำหรับทางรถไฟความเร็วสูงสาย Shinkansen, หรือที่เรียกกันว่า Bullet Trains เลือกใช้รางมาตรฐานเพื่อรองรับน้ำหนักได้อย่างมีเสถียรภาพมากกว่า ซึ่งก็ทำให้เกิดควายุ่งยากในการเชื่อมโยงระบบทางรถไฟความเร็วสูงกับทางรถไฟสายปกติ

ประเทศญี่ปุ่นเป็นประเทศรุกเข้าไปในประเทศอื่นๆ และวางระบบรางรถไฟไว้ เมื่อญี่ปุ่นยึดครองไต้หวัน ในช่วงปี ค.ศ. 1895-1945 ก็ทำให้เกิดรางรถไฟกว้าง 1064 มิลิเมตร แต่ทางรถไฟความเร็วสูง HSR ก็เลือกใช้ขนาดรางมาตรฐาน

ทางรถไฟในประเทศทางอัฟริกา อ้นได้แก่ ประเทศ South Africa และรวมถึงประเทศอื่นๆ ในอัฟริกา อันได้แก่ Angola, Botswana, Congo, Ghana, Mozambique, Namibia, Nigeria, Zambia และ Zimbabwe, เลือกใช้ทางขนาดกว้าง 1067 มิลิเมตร ซึ่งบางที่เรียกกันว่า Cape gauge ส่วนประเทศ. Indonesia's ซึ่งอยู่ในเอเซียตะวันออกเฉียงใต้เลือกใช้ระบบทางแคบ 1067 มิลิเมตรเช่นกัน

ระบบรางรองรับ 2 มาตรฐาน
(Dual gauge and adjustable axles)

เพราะความที่ประเทศต่างๆ ในโลกได้เลือกใช้รางมาตรฐานที่แตกต่างก้นด้วยเหตุผลในระยะเริ่มต้น แต่เมื่อโลกต้องมีการติดต่อข้ามเมือง ข้ามประเทศ ระบบรถไฟก็ต้องใช้ชิ้นส่วนอะไหล่ร่วมกัน ใช้ตู้สินค้า รถโดยสารก็ต้องให้สามารถเดินทางข้ามประเทศหรือแม้แต่ทวีปได้ ก็จะต้องมีการทำให้ระบบความกว้างของทางที่ต่างกันหมดไป ส่วนหนึ่งที่แก้ปัญหาคือการใช้ “ระบบรางคู่” (Dual Gauge) เช่นการเชื่อมระหว่างรางมาตรฐานกับรางแคบ (1000 มิลิเมตร) ทำให้รถไฟสองระบบวิ่งบนรางร่วมกันได้ ระบบเครือข่ายแบบรางคู่นี้มีใช้กันในประเทศ Switzerland, Australia, Argentina, Brazil, North Korea, Tunisia และรวมถึงประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้อย่าง Vietnam.

อนาคต (Future)

ประเทศต่างๆ ในโลกจำเป็นต้องมีการติดต่อค้าขาย มีการคมนาคมต่อกัน แต่ละประเทศต้องพยายามวางระบบเพื่อการเชื่อมต่อ จึงต้องมีองค์กรระหว่างประเทศทำหน้าที่ในการประสานความพยายามนี้ รถไฟนับเป็นการคมนาคมสาธารณะที่มีประสิทธิภาพหากมีการวางระบบการเชื่อมต่อ และมีรางที่มีมาตรฐานที่รองรับการใช้งานได้ดีเพียงพอ หลายประเทศพิจารณาการจัดทำรางแยก 2 ทาง คือวิ่งไปทางหนึ่ง วิ่งมาทางหนึ่ง โดยไม่ต้องรอสับหลีก ทำให้รถไฟสามารถวิ่งได้ด้วยความเร็วสูง ระบบทางรถไฟความเร็วสูงทั้งหมดจะเป็นระบบทางคู่ขนาน แต่อีกด้านหนึ่งคือเรื่องการต้องทำให้ระบบทางมีมาตรฐานเพื่อการใช้คมนาคมในเส้นทางขนาดยาวและติดต่อกันได้

แรงกระตุ้นส่วนหนึ่งของการต้องพัฒนาระบบรางและการบริการขนส่งคือ รถไฟที่มีระบบรางเป็นระบบที่ใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุดระบบหนึ่ง เพราะการขับเคลื่อน 1 ขบวน สามารถขนคนได้นับเป็นพันคน หรือขนสินค้าได้เท่ากับรถบรรทุกหลายสิบค้น โดยใช้คนทำงานน้อยกว่า เมื่อน้ำมันเชื้อเพลิงมีราคาสูงขึ้น คนต้องกลับมาหาระบบที่มีประสิทธิภาพยิ่งกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน

เมื่อปัญหาการเชื่อมโยงส่วนหนึ่งเป็นเรื่องของมาตรฐาน ก็ต้องแก้ที่การปรับมาตรฐาน

สหภาพยุโรป หรือ European Union ได้พยายามที่จะทำให้ตู้รถขนสินค้า และรถโดยสารทั่วทั้งยุโรปได้มีมาตรฐานรางร่วมกัน นอกจากนี้คือการกำหนดให้มีระบบสัญญาณต่างๆ ระบบไฟฟ้าที่จะใช้เป็นพลังงานขับเคลื่อนรถไฟ และสำหรับประเทศใหม่ที่เข้าร่วมที่ใช้ระบบทาง 1520 มิลิเมตรอย่างประเทศในเขต Baltic อย่าง Lithuania, Latvia, และ Estonia ได้ปรับระบบมาใช้ขนาดรางมาตรฐาน และขณะเดียวก้นทางรถไฟความเร็วสูงของ Spain และ Portugal ที่จะต้องเชื่อมต่อกับทางรถไฟความเร็วสูงของฝรั่งเศส และการเชื่อมต่อกับประเทศในยุโรปทั้งหลาย

สำหรับแผนการใช้รถไฟความเร็วสูง (High Speed Trains) ทั้งหมด เลือกใช้ระบบรางมาตรฐาน Japan, Taiwan, Spain และ Portugal เพราะรถไฟความเร็วสูงเหมาะแก่การเชื่อมโยงการคมนาคมข้ามประเทศ และเมื่อรางรถไฟความเร็วสูงมีมากขึ้น ก็จะทำให้ระบบอย่างน้อยต้องเปิดให้สำหรับการทำให้ระบบใช้ร่วมกันได้ (Interoperability)