火車是這樣變換軌道的，原來竟是這樣？

做為一個經常坐火車的童鞋，感覺火車很大程度上方便了我們的出行，火車在鋼軌上疾馳給人感覺又快又輕盈。有時候看著錯綜複雜的鋼軌不禁要想火車是怎麼從一個軌道上跑到另一個軌道上呢？

估計有不少小夥伴都以為火車變軌都是司機的功勞，火車頭會有按鈕或者手柄之類的東西，到了分岔的地方全靠火車司機身手敏捷。這樣想就大錯特錯了，其實是通過：

都知道火車車輪是在鋼軌上跑動的， 鋼軌來承擔火車的重力，要解釋這個問題，首先要了解火車車輪與鋼軌的關係

可以看出，火車的車輪確實是壓在鋼軌上的，用來傳遞火車的重力。但是還有一個地方要注意，圖中紅色部分，就是火車車輪內側有一圈比車輪半徑更大的圓盤，這個東西叫做「輪緣」。這薄薄的一層東西，讓車輪與不僅是壓在軌道上，更像「卡」在軌道裡面一樣。這個結構，就可以保證車輪始終在軌道上運行不出軌，用來控制火車運行的方向。

輪緣是用來控制火車運行方向的，那麼要實現「變軌」，其實就是要控制輪緣的位置。於是人們就發明了「道岔」這種東西，以控制輪緣位置的方式，實現變軌。

道岔是怎麼個原理呢？如圖所示，當道岔部分留有小細縫的時候，輪緣就可以從小細縫中穿過，按照外側軌道引導的方向行進。當兩根軌道密貼時，輪緣就被引導到靠內側的軌道方向行進

所以火車運行的方向，取決於道岔的開放方向。說到這裡，我們可以知道，火車在道岔處的運行方向，根本就不是司機控制的，而是靠地面控制道岔的開向來控制方向的，所以司機是不用管火車運行方向，也不用去變軌什麼的，只要老老實實把火車往前開就行了。

但是一般列車在進站前，或者在車站裡面進行調車作業的時候，司機還是需要了解進路的情況，知道自己將要經過什麼道岔、進入哪條軌道、道岔開放的是哪個方向。一來為了確認道岔是不是扳對位置了，而來要控制速度。一般來說側向因為有曲線，通過速度要比正向慢。

道岔是怎麼控制的呢？在早些時候還是由人工來控制，而現在大都採用計算機來精準控制道岔的移動方向，極大的減小道岔扳錯方向或扳不到位的情況

那麼如何保證道岔的開放不出錯，保證火車變軌成功呢？

理論上，只要把道岔的位置扳對了，火車進入正確的軌道或者通過車站是沒有問題的。但是，由於人工操作實在是沒有辦法保證每次都扳對，即便是採用機械的方法，也不能保證其不出故障。道岔一旦沒有扳到位，那麼火車經過道岔的時候，很容易發生脫軌事故。

而道岔扳錯方向了，就意味著火車可能進入到錯誤的軌道裡面。而錯入的那條軌道上，有可能有別的列車停放，也有可能同時正在接迎面開來的火車，也有可能有正在施工的工人，因此要千方百計地保證火車不能入錯道。於是鐵路人就發明了「聯鎖」這種東西。「聯鎖」，就是保證進路、道岔位置、信號三者的相互制約關係的機制。

就比如說，一列車要從下行方向接入，在車站的 1 道停車，那麼信號員就會在聯鎖系統裡面下達排列進入 1 道進路的指令，然後跟這個指令相關的道岔就開始轉換，將所有相關的道岔都轉換到開放至通向 1 道的方向，系統會自動檢測道岔是不是都扳到位了，如果道岔全部扳到位，那麼系統將開放防護這條進路的信號，示意列車可以進入。同時，封鎖與這條進路有衝突的其他進路。

總之，在聯鎖規則的約束之下，可以保證火車在車站裡面所經過的進路，在同一時間是不衝突的，是可以避免列車相撞的。

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