วันอังคารที่ 21 พฤศจิกายน พ.ศ. 2560

server computer มีกี่ชนิด

server computer มีกี่ชนิด


Server คืออะไร
Server คืออะไร เป็นคำถามที่เราเคยได้ยิน ซึ่งเราต้องรู้จักก่อนว่า Server มีหน้าตาอย่างไร Server เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถที่สูง และมีโปรแกรมในที่ค่อยให้บริการกับลูกข่ายที่เข้ามาเชื่อมต่อกับ Server
โดยส่วนมากแล้วเครื่อง Server จะแบ่งเป็น 2 แบบด้วยกันคือ
1. แบบ Rack จะมีลักษณะเป็นแท่งสีเหลี่ยมยาว ๆ เพราะถ้าใช้แบบ Rack ค่าบริการที่จะนำ Server ไปวางไว้ที่ Data Center ก็จะถูกกว่าแบบ Tower
2. แบบ Tower หน้าตาจะเหมือนกับ PC ทั่ว ๆ ไปที่ใช้กันในบ้าน และค่าบริการการวางที่ Data Center ก็จะเแพงกว่าแบบ Rack เกือบเท่าตัว
ระบบปฏิบัติการที่ใช้ในเครื่อง Server จะเป็น 3 ระบบปฏิบัติการนี้คือ
1. Linux สำหรับ Linux Distribution ที่ได้รับความนิยมได้แก่ Debian, Ubuntu, Redhat และ Fedora เป็นต้น Linux เป็นระบบปฏิบัติการที่ใช้งานโดยไม่เสียค่าใช้จ่าย พร้อมทั้งมีนักพัฒนาอยู่ทั่วโลกร่วมกันพัฒนาด้วย
2. Windows สำหรับ Windows ที่นิยมใช้เป็น server ได้แก่ Windows Server 2003 และ Windows Server 2008 ซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการจากไมโครซอฟท์ที่มีความเสถียรและเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป
3. Unix สำหรับ Unix สำหรับระบบปฏิบัติการนี้เป็นระบบปฏิบัติการณ์ที่เก่าแก่ระบบหนึ่ง ที่ยังใช้งานอยู่จนถึงทุกวันนี้ ได้แก่ BSD
Server ทำหน้าที่อะไร
Server ทำหน้าที่เป็นเหมือนผู้ให้บริการต่าง ๆ ในโครงข่ายอินเตอร์เน็ต หรือโครงข่ายที่มีลูกข่าย เมื่อมีผู้ใช้งานมาขอใช้บริการ Server เครื่อง Server จะจัดสรรทรัพยากรที่มีอยู่ในเครื่องเพื่อให้บริการในทันที
ซึ่งบริการของ Server นั้นมีหลากหลายอย่างด้วยกัน โดยสามารถแบ่งได้เป็น 4 หน้าที่หลัก ๆดังต่อไปนี้
1. Web server คือโปรแกรมที่มีหน้าที่ให้บริการด้านการจัดการเว็บไซต์ โดยส่วนมากโปรแกรมที่นิยมใช้เป็น Web server จะเป็น Apache web server
2. Mail server คือโปรแกรมที่มีหน้าที่ให้บริการด้าน E-mail โปรแกรมที่ใช้ในด้าน Mail server มีอยู่หลายโปรแกรมด้วยกันแต่ที่นิยมกันจะมีอยู่ 3 โปรแกรมคือPostfix, qmail, courier
3. DNS server คือโปรแกรมที่มีหน้าที่ให้บริการด้านโดเมนเนมที่จะค่อยเปลี่ยนชื่อเว็บไซต์ที่เราต้องการให้เป็น IP Address โปรแกรมที่นิยมใช้คือ bind9
4. Database server คือโปรแกรมที่ทำหน้าที่ให้บริการด้านการจัดการดูแลข้อมูลต่างๆภายในเว็บไซต์ โปรแกรมที่มีการใช้งานส่วนใหญ่จะเป็น mysql, postgresql, DB2
โดยการทำงานของ Server จะทำงานพร้อมกันหลาย ๆอย่างได้ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากความสามารถของเครื่อง Server ส่วนใหญ่จะมีความสามารถที่สูง โดยการทำงานแต่ละอย่างของ Server จะทำงานใน Port ที่ต่างกันไป
Server มีประโยชน์อย่างไร
Server เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถในการให้บริการที่สูงมาก โดยประโยชน์หลัก ๆของ Server นั้นเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่คอยให้บริการกับผู้ใช้งานอินเตอร์เน็ตที่เข้ามาขอใช้บริการ
นอกจากที่เครื่อง Server ยังสามารถนำมาใช้ในสำนักงานได้อีกด้วย โดยประโยชน์ในการใช้เครื่อง Server ในสำนักงาน คือ ช่วยให้ประหยัดทรัพยากรต่าง ๆได้ เพราะว่าคอมพิวเตอร์ทุกตัวสามารถใช้งานทรัพยากรนั้น ๆ ได้เช่น เครื่องพิมพ์ ฮาร์ดดิสก์ เป็นต้น
Server มีกี่ประเภท
Server สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภทด้วยกัน โดยแบ่งตามลักษณะการทำงานเป็นหลัก
1. File Server มีหน้าที่ในการจัดเก็บไฟล์เหมือนกับฮาร์ดดิสก์ ซึ่งผู้ใช้งานสามารถที่จะนำไฟล์มาฝากไว้ใน File Server ได้
2. Print Server มีหน้าที่ในการเชื่อมต่อเครื่องปริ้นท์ให้สามารถใช้งานกับคอมพิวเตอร์ลูกข่าย เพื่อเป็นการประหยัดทรัพยากรนั่นเอง ซึ่งส่วนมากจะมีใช้ในองค์กรขนาดใหญ่
3. Database Server มีหน้าที่ในการรันระบบที่เป็นฐานข้อมูล DBMS (Database Management System ) ซึ่งเป็นโปรแกรมฐานข้อมูลและตัวจัดการฐานข้อมูล เช่น SQL , Informix
4. Application Server มีหน้าที่ในการรันโปรแกรมประยุกต์ โดยมีการทำงานที่สอดคล้องกับผู้ใช้งาน
Server เป็นอุปกรณ์ที่มีส่วนสำคัญมากในระบบอินเตอร์เน็ตและในระบบเครือข่าย ซึ่งความสามารถของ Server นั้นเราสามารถประยุกต์ใช้ได้ตามหน้าที่และลักษณะงานให้เข้ากับ Server ประเภทต่าง ๆเพื่อประสิทธิภาพในการทำงานที่ดีที่สุดนั่นเอง

วันอังคารที่ 31 ตุลาคม พ.ศ. 2560

IP address

IP address


ความหมายของ IP address
ip address คือ เลขรหัสประจำคอมพิวเตอร์ที่ต่ออยู่บนเครือข่าย ซึ่งประกอบด้วยตัวเลข 4 ชุดและมีเครื่องหมายจุดขั้นระหว่างชุด ยกตัวอย่างเช่น 192.168.1.1 เป็นต้นหรือนิยมเรียกสั้นๆว่า IP ซึ่งตัวเลข IP แต่ละเครื่องจะไม่ซ้ำกัน ดังนั้น จึงได้มีการก่อตั้งองค์กรเพื่อ แจกจ่าย IP Address โดยเฉพาะ ชื่อองค์กรว่า InterNIC (International Network Information Center) อยู่ที่ประเทศสหรัฐอเมริกา การแจกจ่ายนั้นทาง InterNIC จะแจกจ่ายเฉพาะ Network Address ให้แต่ละเครือข่าย ส่วนลูกข่ายของเครือง ทางเครือข่ายนั้นก็จะเป็น ผู้แจกจ่ายอีกทอดหนึ่ง ดังนั้นพอสรุปได้ว่า IP Address จะประกอบด้วยตัวเลข 2 ส่วน คือ
  1. Network Address
  1. Computer Address


การแบ่งขนาดของ Network Address แบ่งได้ หลายขนาด Class A หมายเลข IP Address จะอยู่ในช่วง 0.0.0.0 ถึง 127.255.255.255 มีไว้สำหรับจัดสรรให้กับองค์กรขนาดใหญ่ที่มีคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อภายในเครือ ข่ายจำนวนมากๆ Class B หมายเลข IP Address จะอยู่ในช่วง 128.0.0.0 ถึง 191.255.255.255 มีไว้สำหรับจัดสรรให้กับองค์กรขนาดกลาง ซึ่งสามารถเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายได้มากถึง 65,534 เครื่อง Class C หมายเลข IP Address จะอยู่ในช่วง 192.0.0.0 ถึง 223.255.255.255 มีไว้สำหรับจัดสรรให้กับองค์กรขนาดเล็กและใช้กับคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ในเครือ ข่ายอินเตอร์เน็ตสามารถต่อเชื่อมกับคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายได้ 254 เครื่อง Class D หมายเลข IP Address จะอยู่ในช่วง 224.0.0.0 ถึง 239.255.255.255 สำหรับหมายเลข IP Address ของ Class นี้มีไว้เพื่อใช้ในเครือข่ายแบบ Multicast เท่านั้น Class E หมายเลข IP Address จะอยู่ในช่วง 240.0.0.0 ถึง 254.255.255.255 สำหรับหมายเลข IP Address ของ Class นี้จะเก็บสำรองไว้ใช้ในอนาคต ปัจจุบันจึงยังไม่ได้มีการนำมาใช้งาน ซึ่งเราสามารถเช็ค IP เครื่องเราได้ที่บทความเก่าๆ 

IP Address คืออะไรIP Address คือหมายเลขที่สามารถระบุแยกแยะความแตกต่างของเครื่องคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์เครือข่ายต่าง ๆ ที่มีการเชื่อมต่อในเครือข่ายเดียวกัน หรือจะเป็นการเชื่อมต่อนอกเครือข่ายก็ได้เช่นกัน อย่างที่กล่าวมาแล้วในตอนต้นว่า IP Address เปรียบได้ดังเลขที่บ้านในการตั้ง IP Address จะตั้งไม่ให้ซ้ำกันอย่างเด็ดขาด เพราะถ้าซ้ำกันจะทำให้เกิดความสับสนในการติดต่อสื่อสารภายในเครือข่าย ซึ่งนี่เองเลยมีหน่วยงานที่ออกมากำหนดเรื่องของการตั้งค่า IP Address ขึ้นมา
หน่วยงานนี้คือ องค์การกำหนดหมายเลขอินเทอร์เน็ต (IANA) เป็นผู้ดำเนินการจัดสรร IP Address ทั่วโลก และให้หน่วยงานทะเบียนอินเทอร์เน็ตประจำภูมิภาค (RIR) ทำหน้าที่จัดสรรกลุ่มเลขที่อยู่ IP Address สำหรับ ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตและหน่วยงานอื่น ๆที่เกี่ยวข้องอีกทีหนึ่งโดยที่เลข IP Address ในปัจจุบันนี้มีอยู่ 2 แบบด้วยกันคือ IPv4 และ IPv6 ซึ่ง IP Address IPv4 นี้ถือกำเนิดมาก่อนเป็นแบบ ตัวเลข 32 บิต ซึ่งในปัจจุบันก็ยังมีใช้งานอยู่แต่เนื่องจากการใช้งานอินเตอร์เน็ตในปัจจุบันในเติบโตอย่างรวดเร็วทำให้ต้องมีการคิดค้นเลข IP Address ขึ้นมารองรับ นั้นก็คือ IPv6 ใช้ตัวเลข 128 บิต พัฒนาขึ้นใน ค.ศ. 1995 และได้ทำให้เป็นมาตรฐานใน อาร์เอฟซี 2460 เมื่อ ค.ศ. 1998

วันพฤหัสบดีที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2560

ระบบสกาดาควบคุมระบบ อาณัติสัญญาณ

ระบบสกาดาควบคุมระบบอาณัติสัญญาณ

SCADA (อังกฤษSupervisory Control and Data Acquisition การควบคุมกำกับดูแลและเก็บข้อมูล) เป็นประเภทหนึ่งของระบบการควบคุมอุตสาหกรรม (Industrial Control System or ICS) ที่มีการควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์ที่เฝ้าดูและควบคุมกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่มีอยู่ในโลกทางกายภาพ ระบบ SCADA ในอดีตแยกตัวเองจากระบบ ICS อื่น ๆ โดยเป็นกระบวนการขนาดใหญ่ที่สามารถรวมหลายไซต์งานและระยะทางกว้างใหญ่ กระบวนการเหล่านี้รวมถึงอุตสาหกรรม, โครงสร้างพื้นฐาน, และกระบวนการที่มีพื้นฐานมาจากการให้บริการ, ตามที่ได้อธิบายไว้ด้านล่าง.
  • กระบวนการผลิตของอุตสาหกรรมรวมถึง การผลิต, การกลั่นและขบวนการต่อเนื่อง, เป็นชุดๆ, แบบซ้ำ ๆกัน หรือแบบไม่ต่อเนื่อง,
  • กระบวนการโครงสร้างพื้นฐานอาจจะเป็นของรัฐหรือของเอกชน รวมถึงการบำบัดน้ำและการแจกจ่ายน้ำ, การเก็บรวบรวมและบำบัดน้ำเสีย, น้ำมันและท่อก๊าซ, ส่งพลังงานไฟฟ้าและการกระจาย, ฟาร์มลม, ระบบไซเรนป้องกันฝ่ายพลเรือน, และระบบการสื่อสารที่มีขนาดใหญ่
  • กระบวนการบริการที่เกิดขึ้นทั้งบริการสาธารณะและของเอกชนรวมทั้งอาคาร, สนามบิน, เรือ, และสถานีอวกาศ การเฝ้าดูและการควบคุมความร้อน, การระบายอากาศ, และเครื่องปรับอากาศ (HVAC), การเข้าใช้บริการและการบริโภคพลังงาน
  • ส่วนประกอบของระบบที่ใช้ทั่วไป

    ระบบ SCADA มักจะประกอบด้วยระบบย่อยต่อไปนี้:
    • ส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์และเครื่องจักร (Human-Machine Interface, HMI)เป็นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่นำเสนอข้อมูลที่ผ่านการประมวลผลให้กับผู้ปฏิบัติการ และด้วยวิธีการนี้ผู้ที่ปฏิบัติการสามารถเฝ้าดูจากจอภาพและการควบคุมกระบวนการต่างได้
    • SCADA ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการรักษาความปลอดภัยในขณะที่มีการเข้า,ออก,ใชัระบบ
    • ระบบกำกับดูแล(คอมพิวเตอร์), การเก็บรวบรวมข้อมูล (จัดหา) ในการประมวลผลและการส่งคำสั่ง (ควบคุม) ไปให้กระบวนการ
    • หน่วยทำงานระยะไกล (Remote Terminal Units, RTU) เชื่อมต่อกับ sensor ในกระบวนการ, แปลงสัญญาณเซ็นเซอร์ให้เป็นข้อมูลดิจิตอลและส่งข้อมูลดิจิตอลไปยังระบบการกำกับดูแล
    • ตัวควบคุมตรรกะที่โปรแกรมได้ (Programmable Logic Controller, PLC) ใช้เป็นอุปกรณ์สนามเพราะพวกมันประหยัดกว่า, อเนกประสงค์, ยืดหยุ่นและกำหนดค่าได้ดีกว่ากว่า RTUs ที่มีวัตถุประสงค์พิเศษเฉพาะอย่าง (special-purpose RTU)
    • โครงสร้างพื้นฐานของการสื่อสารที่เชื่อมต่อระบบการกำกับดูแลไปยังหน่วยสถานีระยะไกล
    • เครื่องมือที่ใช้ในขบวนการที่หลากหลายและเครื่องมีอในการวิเคราะห์
    • ภาพรวมของวงจร SCADA

      การได้มาของข้อมูลเริ่มต้นที่ระดับ RTU หรือ PLC และรวมถึงการอ่านมาตรและรายงานสถานะของอุปกรณ์ที่มีการสื่อสารไปยัง SCADA ได้ตามความจำเป็น ข้อมูลจะถูกรวบรวมไว้และถูกจัดรูปแบบในลักษณะที่ผู้ประกอบงานในห้องควบคุมที่กำลังใช้ HMI สามารถตัดสินใจกำกับดูแลเพื่อปรับหรือลบล้างการควบคุมต่างๆที่เป็นปกติของRTU (PLC) ข้อมูลอาจถูกป้อนไปให้ผู้เก็บประวัติที่ถูกสร้างขึ้นบ่อยครั้งในฐานข้อมูลระบบการจัดการของสินค้าโภคภัณฑ์เพื่อหาแนวโน้มและการตรวจสอบการวิเคราะห์อื่นๆ
      ภาพรวมของระบบ SCADA
      ระบบ SCADA มักจะจัดทำฐานข้อมูลกระจายซึ่งปกติจะเรียกว่า tag database ซึ่งมีองค์ประกอบข้อมูลที่เรียกว่าแท็กหรือจุด จุดจะแสดงค่าเดี่ยวๆของข้อมูลเข้าหรือออกจากการตรวจสอบหรือการควบคุมโดยระบบ จุดที่สามารถเป็นได้ทั้ง "หนัก" หรือ "เบา" จุดหนักแทนการป้อนข้อมูลที่เกิดขึ้นจริงภายในระบบ ในขณะที่จุดเบาเป็นผลมาจากการดำเนินงานที่เป็นตรรกะและคณิตศาสตร์ประยุกต์ที่จัดให้กับจุดอื่น ๆ (การจัดทำเพื่อใช้งานส่วนใหญ่ตามหลักการคือทุกๆจุดเบาหนึ่งจุดจะเท่ากับจุดหนักหนึ่งจุด) จุดเหล่านี้จะถูกเก็บไว้คู่กับเวลาที่เกิดเพื่อเก็บเป็นประวัติเอาไว้ แทคส์จะถูกบันทึกเข้าไปด้วยเพื่อบอกรายละเอียดเพิ่มเติม เช่นเส้นทางไปที่อุปกรณ์สนามหรือที่เก็บข้อมูลชั่วคราวของ PLC ความเห็นเรื่องเวลาในการออกแบบและข้อมูลการเตือนภัย
      ระบบ SCADA เป็นระบบที่สำคัญอย่างมีนัยสำคัญที่ใช้ในโครงสร้างพื้นฐานของประเทศเช่นกริดไฟฟ้า, น้ำประปาและท่อ แต่ระบบ SCADA อาจจะมีช่องโหว่ความปลอดภัย ดังนั้นระบบควรได้รับการประเมินเพื่อระบุความเสี่ยงและการดำเนินการการแก้ปัญหาเพื่อลดความเสี่ยงเหล่านั้น.

      HMI

      HMI เป็นอุปกรณ์ที่นำเสนอข้อมูลจากการประมวลผลให้กับผู้ปฏิบัติการที่เป็นมนุษย์และมนุษย์จะนำข้อมูลนี้ไปใช้ในการควบคุมขบวนการ

      HMI (Human–Machine Interface) มักจะมีการเชื่อมโยงไปยังฐานข้อมูลระบบ SCADA และโปรแกรมซอฟแวร์เพื่อหาแนวโน้ม, ข้อมูลการวินิจฉัย, และข้อมูลการจัดการเช่นขั้นตอนการบำรุงรักษาตามตารางที่กำหนด, ข้อมูลโลจิสติก, แผนงานโดยละเอียดสำหรับเครื่องตรวจจับหรือเครื่องจักรตัวใดตัวหนึ่ง, และแนวทางการแก้ปัญหาที่เกิดจากระบบผู้เชี่ยวชาญ (expert system)
      ระบบ HMI มักจะนำเสนอข้อมูลให้กับบุคลากรในการดำเนินงานในรูปกราฟิกแบบแผนภาพเลียนแบบ ซึ่งหมายความว่าผู้ปฏิบัติสามารถดูแผนผังแสดงโรงงานที่ถูกควบคุม ยกตัวอย่างเช่นภาพของเครื่องสูบน้ำที่เชื่อมต่อกับท่อสามารถแสดงการทำงานและปริมาณของน้ำที่กำลังสูบผ่านท่อในขณะนั้น ผู้ปฏิบัติงานก็สามารถปิดการทำงานของเครื่องสูบน้ำได้ ซอฟแวร์ HMI จะแสดงอัตราการไหลของของเหลวในท่อที่ลดลงในเวลาจริง แผนภาพเลียนแบบอาจประกอบด้วยกราฟิกเส้นและสัญลักษณ์วงจรเพื่อเป็นตัวแทนขององค์ประกอบของกระบวนการหรืออาจประกอบด้วยภาพถ่ายดิจิตอลของอุปกรณ์ในกระบวนถูกทับซ้อนด้วยสัญลักษณ์ภาพเคลื่อนไหว
      แพคเกจ HMI สำหรับระบบ SCADA มักจะมีโปรแกรมวาดภาพเพื่อผู้ปฏิบัติการหรือบุคลากรบำรุงรักษาระบบที่สามารถใช้ในการเปลี่ยนวิธีการที่จุดเหล่านี้จะแสดงในอินเตอร์เฟซ การแสดงเหล่านี้อาจจะเป็นสัญญาณไฟจราจรง่ายๆซึ่งแสดงสถานะของสัญญาณไฟจราจรที่เกิดขึ้นจริงในสนามหรืออาจซับซ้อนยิ่งจึ้นในการแสดงผลบนจอแบบหลายโปรเจ็กเตอร์ที่แสดงตำแหน่งทั้งหมดของลิฟท์ในตึกระฟ้าหรือแสดงรถไฟทั้งหมดของระบบการขนส่งทางราง
      ส่วนที่สำคัญของการใช้งานระบบ SCADA ส่วนใหญ่คือการจัดการเรื่องการเตือนภัย ระบบจะจับภาพตลอดไม่ว่าเงื่อนไขของสัญญาณเตือนจะเป็นอย่างไรเพื่อใช้พิจารณาเมื่อมีเหตุการณ์การเตือนภัยเกิดขึ้น เมื่อเหตุการณ์เตือนภัยได้รับการตรวจจับ มีสิ่งที่ต้องกระทำหลายอย่าง (เช่นสร้างตัวชี้วัดสัญญาณเตือนภัยเพิ่มอีกตัวหรือมากกว่าหรือส่งข้อความอีเมลหรือข้อความเพื่อแจ้งให้ผู้ปฏิบัติการหรือผู้จัดการระบบ SCADA ระยะไกลจะได้รับทราบ) ในหลายกรณีที่ผู้ปฏิบัติการ SCADA อาจจะต้องรับทราบเหตุการณ์เตือนที่เกิดขึ้นเพื่อยกเลิกสัญญาณเตือนบางตัวในขณะที่สัญญาณเตือนตัวอื่น ๆ ยังคงใช้งานจนกว่าเงื่อนไขของสัญญาณเตือนทั้งหมดจะถูกแก้ไข เงื่อนไขการเตือนปลุกต้องสามารถชี้ชัดอย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่นจุดเตือนภัยเป็นจุดสถานะแบบค่าดิจิตอลที่มีทั้ง'ปกติ'หรือ 'ALARM' ที่คำนวณตามสูตรขึ้นอยู่กับค่าในอนาล็อกและดิจิตอลโดยปริยาย: ระบบ SCADA อาจจะตรวจสอบโดยอัตโนมัติว่า ค่าอนาล็อกอยู่นอกค่าต่ำสุดหรือสูงสุด หรือไม่ ตัวอย่างของสัญญาณเตือนภัยรวมถึงไซเรน, กล่องป๊อปอัพขึ้นบนหน้าจอหรือพื้นที่สีระบายหรือสีกระพริบบนหน้าจอ (ที่อาจจะกระทำในลักษณะที่คล้ายกันกับไฟ "น้ำมันหมด" ในรถยนต์); ในแต่ละกรณี บทบาทของตัวสัญญาณเตือนภัยก็เพื่อดึงความสนใจของผู้ปฏิบัติการ ในการออกแบบระบบ SCADA, จะต้องดำเนินการเมื่อมีเหตุการณ์สัญญาณเตือนภัยที่เกิดขึ้นต่อเนื่องในช่วงเวลาสั้น ๆ มิฉะนั้นสาเหตุพื้นฐาน (ซึ่งอาจจะไม่ใช่เหตุการณ์แรกที่ตรวจพบ) อาจหาไม่พบ

วันพฤหัสบดีที่ 13 กรกฎาคม พ.ศ. 2560

ระบบการจ่ายไฟฟ้าแก่ทางรถไฟ

ระบบการจ่ายไฟฟ้าแก่ทางรถไฟ

ระบบการจ่ายไฟฟ้าแก่ทางรถไฟ หรือ ( Railway Electrification System) เป็นการจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับรถไฟหรือรถราง เพื่อให้สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนขบวน การจ่ายกระแสไฟฟ้ามีข้อดีเหนือกว่าระบบให้พลังงานอื่น ๆ ในการขับเคลื่อนหัวรถจักร แต่ต้องใช้เงินลงทุนอย่างมีนัยสำคัญสำหรับการติดตั้ง ในบทความนี้ "ระบบ" หมายถึงการกำหนดค่าทางเทคนิคและรายละเอียดทางเทคนิคที่ถูกพัฒนาขึ้น "เครือข่าย" หมายถึงขอบเขตทางภูมิศาสตร์ของระบบที่มีการติดตั้งจริงในสถานที่ติดตั้ง

ลักษณะของการใช้พลังงานไฟฟ้าของรถไฟ

กระแสไฟฟ้าให้พลังงานฉุดรถไฟ ซึ่งอาจใช้หัวรถจักรไฟฟ้าเพื่อลากตู้ผู้โดยสารหรือตู้สัมภาระหรือเป็นรถไฟที่ประกอบด้วยตู้ที่มีเครื่องยนต์ไฟฟ้าหลายตู้ ที่ซึ่งแต่ละตู้โดยสารรับกระแสไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนด้วยตัวเองโดยไม่ต้องพึ่งหัวรถจักร พลังงานจะถูกสร้างขึ้นในโรงผลิตเพื่อการพาณิชย์ขนาดใหญ่ที่ประสิทธิภาพในการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงสามารถ optimize ได้ พลังงานไฟฟ้าจะถูกลำเลียงไปยังรถไฟตามสายส่งแล้วกระจายภายในเครือข่ายทางรถไฟไปให้รถไฟตามที่ต่างๆ โดยปกติจะมีระบบภายในในการจัดจำหน่ายการใช้พลังงานและการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่จัดการโดยการรถไฟเอง
พลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังรถไฟที่กำลังเคลื่อนที่โดยผ่านตัวนำไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาหรือเกือบตลอดเวลา ในกรณีที่ใช้ระบบการจ่ายเหนือศีรษะ มักจะเป็นลวดเปลือยแขวนลอยอยู่ในเสาเรียกว่าสายส่งเหนือศีรษะ ตัวรถไฟมีเสายึดติดตั้งอยู่บนหลังคาซึ่งรองรับแถบตัวนำยึดติดกับหน้าสัมผัสด้วยสปริงรวมทั้งหมดเรียกว่าแหนบรับไฟ รายละเอียดหาอ่านได้ใน ระบบจ่ายไฟฟ้าเหนือหัว
ส่วนรางที่สาม และ รางที่สี่ หาอ่านได้จากบทความตามลิงก์นี้
เมื่อเทียบกับแรงฉุดดีเซล, ซึ่งเป็นระบบทางเลือกที่สำคัญ, การใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้สามารถใช้น้ำมันเชื้อเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้จะยอมรับว่ามีการสูญเสียระหว่างการส่งผ่าน; มันสามารถให้พลังการลากสูงกว่า, ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา, ควบคุมง่ายและยังหลีกเลี่ยงการปล่อยสารพิษในเขตเมืองอีกด้วย บางระบบพลังจากระบบเบรก (อังกฤษen:regenerative braking) สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก
ส่วนข้อเสียของการใช้ไฟฟ้าก็คือการที่ต้องใช้เงินลงทุนสูงในการสร้างระบบการกระจายพลังงาน, การไร้ความสามารถที่จะให้บริการราคาถูกไปยังเส้นทางที่มีการเดินทางน้อย, และขาดความยืดหยุ่นในกรณีที่เกิดการหยุดชะงักในเส้นทาง ความแตกต่างกันของมาตรฐานการจัดระบบไฟฟ้าในพื้นที่ติดกันทำให้ลำบากในการให้บริการต่อเนื่อง สายไฟฟ้าเหนือศีรษะอยู่ในระดับต่ำ ทำให้การเดินรถแบบสองชั้นทำได้ยาก

การจัดหมวดหมู่


ระบบการใช้พลังงานไฟฟ้าถูกจำแนกเป็นสามปัจจัยหลักดังนี้:
  1. แรงดันไฟฟ้า
  2. กระแส
    • กระแสตรง (DC)
    •  กระแสสลับ (AC)
      • ความถี่
  3. ระบบหน้าสัมผัส
    • รางที่สาม
    • เหนือศีรษะ

แรงดันไฟฟ้าที่ได้มาตรฐาน

แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กันมากที่สุดมี 6 แรงดัน โดยได้รับการคัดเลือกสำหรับมาตรฐานยุโรปและต่างประเทศ แรงดันเหล่านี้เป็นอิสระจากระบบหน้าสัมผัสที่ใช้ ตัวอย่างเช่น 750 V DC อาจจะใช้กับรางที่สามหรือเหนือศีรษะ (รถรางปกติใช้เหนือศีรษะ)
มีหลายระบบแรงดันไฟฟ้าอื่น ๆ ที่ใช้สำหรับระบบรถไฟฟ้าทั่วโลกและ'รายการของระบบปัจจุบันสำหรับการลากรถไฟฟ้า' (อังกฤษen:list of current systems for electric rail traction) จะครอบคลุมทั้งแรงดันไฟฟ้าที่ได้มาตรฐานและไม่ได้มาตรฐาน
ช่วงของแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับอนุญาตมีการระบุไว้ในมาตรฐาน BS EN 50163 และ IEC 60850 มาตรฐานเหล่านี้ได้คำนึงถึงจำนวนของรถไฟที่ใช้กระแสและระยะทางจากสถานีย่อ

ระบบอาณัติสัญญาณ

ระบบอาณัติสัญญาณ

ระบบอาณัติสัญญาณรถไฟ (Railway signalling system) เป็นระบบกลไก สัญญาณไฟ หรือระบบคอมพิวเตอร์ ในการเดินขบวนรถไฟเพื่อแจ้งให้พนักงานขับรถไฟทราบสภาพเส้นทางข้างหน้า และตัดสินใจที่จะหยุดรถ ชลอความเร็ว หรือบังคับทิศทาง ให้การเดินรถดำเนินไปได้อย่างปลอดภัย รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในการเดินรถสวนกันบนเส้นทางเดียว หรือการสับหลีกเพื่อให้รถไฟวิ่งสวนกันบริเวณสถานีรถไฟ หรือควบคุมรถไฟให้การเดินขบวนเป็นไปตามที่กำหนดไว้กรณีที่ใช้ระบบอาณัติสัญญาณแบบคอมพิวเตอร์
ระบบอาณัติสัญญาณรถไฟจะควบคุมและกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ และระยะเวลาในการเดินรถ ของขบวนรถที่อยู่บนทางร่วมเดียวกัน รวมทั้งการสับหลีกบริเวณสถานีรถไฟ โดยการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบ จะออกแบบให้ทำงานสัมพันธ์กัน เพื่อให้พนักงานขับรถไฟสามารถตัดสินใจเดินรถได้อย่างมั่นใจ และไม่ให้เกิดความสับสน

ระบบอาณัติสัญญาณรถไฟในประเทศไทย

ระบบอาณัติสัญญาณรถไฟในประเทศไทย ของการรถไฟแห่งประเทศไทย ออกแบบโดยคำนึงถึงความปลอดภัย สภาพภูมิประเทศ (ความลาดชัน, ทางโค้ง, สภาพราง) ความหนาแน่นของชุมชน และงบประมาณ โดยระบบที่ใช้มี 3 ประเภทดังนี้
มี 2 ระบบ คือ
  • ระบบไฟสีสองท่า ใช้ไฟ 2 สี 2 ดวง (แดง + เขียว) หรือ 3 ดวง คือ เขียว + แดง + เขียว ใช้ในเส้นทางที่รถวิ่งด้วยความเร็วต่ำ เสาสัญญาณจะมีเพียงเสาเข้าเขตใน และเสาออก
  • ระบบไฟสีสามท่า ใช้ในเส้นทางหลัก โดยจะมีเสาเตือน เสาเข้าเขตใน (มีไฟสีเหลือง) และมีไฟสีขาว 5 ดวงบอกการเข้าประแจของขบวนรถ หรือเป็นจอ LED บอกหมายเลขของทางหลีก
    • ระบบไฟสีสามท่า แบบมีเสาออกตัวนอกสุด
    • ระบบไฟสีสามท่า
    • ระบบไฟสีสามท่า แบบมีสัญญาณเข้าเขตนอก
แบ่งประเภทตามมาตรฐานของการรถไฟแห่งประเทศไทยได้เป็น

ก.1ก

ประแจกลไฟฟ้า ชนิดบังคับสัมพันธ์ด้วยรีเลย์ และสัญญาณไฟสี

ก.1ข

ประแจกลไฟฟ้า ชนิดบังคับด้วยคอมพิวเตอร์ และสัญญาณไฟสี

ก.2

ประแจกลหมู่ ชนิดบังคับด้วยเครื่องกลสายลวด และสัญญาณไฟสี

สัญญาณหางปลา

เป็นอาณัติสัญญาณแบบดั้งเดิม แต่มีความปลอดภัยสูง เช่นเดียวกับระบบอาณัติสัญญาณประจำที่ชนิดไฟสี

ก.3

ประแจกล ชนิดบังคับด้วยเครื่องกลสายลวด พร้อมสัญญาณหางปลา มีเสาแบบสมบูรณ์ ประกอบด้วยเสาเตือน เสาเข้าเขตใน เสาออก และเสาออกตัวนอกสุด

ก.4

ประแจกล ชนิดบังคับด้วยเครื่องกลสายลวด พร้อมสัญญาณหางปลา มีเสาไม่สมบูรณ์ ประกอบด้วยเสาเข้าเขตใน และเสาออก

ข.

ประแจกลเดี่ยว พร้อมสัญญาณหางปลาเข้าเขตใน

หลักเขตสถานี

ค.

หลักเขตสถานี จะใช้ในสถานีที่มีจำนวนขบวนรถเดินผ่านน้อย หรือสถานีที่มีการติดตั้งระบบอาณัติสัญญาณชนิดอื่นยังไม่สมบูรณ์ โดยหลักเขตสถานีจะตั้งแทนเสาเข้าเขตใน โดย พขร. จะต้องปฏิบัติตามสัญญาณมือ หรือสัญญาณวิทยุ จากนายสถานี

สัญญาณตัวแทน

เป็นสัญญาณที่แสดงท่าของสัญญาณต้นถัดไป ใช้ในกรณีที่เป็นทางโค้งไม่สามารถมองเห็นสัญญาณต้นหน้าในระยะไกลกว่า 1 กิโลเมตร
    • สัญญาณไฟเรียงเป็นแนวนอน หมายความว่า สัญญาณตัวหน้าแสดงท่าห้าม
    • สัญญาณไฟเรียงเป็นแนวนอนกะพริบ หมายความว่า สัญญาณตัวหน้าแสดงท่าระวัง
    • สัญญาณไฟเรียงเป็นแนวเฉียง หมายความว่า สัญญาณตัวหน้าแสดงท่าอนุญาต

วันพฤหัสบดีที่ 6 กรกฎาคม พ.ศ. 2560

ระบบราง

ส่วนประกอบของรางรถไฟ

     ทางรถไฟ กับความสับสนของคนบนผืนแผ่นดินไทย วันนี้ขออนุญาต นำบทคัดย่อ เรื่อง ทาง จากหนังสือ ช่างรถไฟ โดย นายช่างนคร จันทศร อดีต รองผู้ว่าการรถไฟฯ มา ลงกันให้อ่าน เพื่อเข้าใจเรื่องทางรถไฟและความกว้างของราง ประเทศไทยใช้รางกว้างขนาด 1.00 เมตร เชื่อมต่อกับประเทศเพื่อบ้านในอาเซียน คือมาเลเซียซึ่งมีขบวนรถวิ่งถึงกันอยู่ และประเทศลาว ซึ่ง ก็ใช้เส้นทางขนาดความกว้าง 1.00 เมตร เชื่อมอยู่ไปจนถึงสถานีท่านาแล้ง นอกจากนั้น เขมรก็มีเส้นทางเชื่อมกับประเทศไทย ด้วยทางกว้าง 1.00 เมตร
     การพัฒนาระบบรางในประเทศไทย ต้องเกิดจากพื้นฐานความเข้าใจ เหตุผล และสิ่งแวดล้อม มากกว่า ความรู้สึก...
KM Team ขอเผยแพร่ บทความเพื่อสร้างความเข้าใจให้กับทุกท่าน ...... เรียนโดยไม่คิด มันแตกต่าง จาก คิดโดยไม่เรียน
หลายคนคงเคยสงสัยว่า ทำไม ‘ทางรถไฟ’ จึงต้องมีโครงสร้างพิเศษ ที่แปลกตานอกจากจะต้องยกสูงให้ได้ระดับแล้วยังต้องไม้หมอนรองรางเหล็กอีกชั้นหนึ่ง
หากศึกษาการทำงานของรถไฟจะพบว่าทางรถไฟนั้นมีหน้าที่หลักสำคัญอยู่ 2 ประการ คือรับน้ำหนักขบวนรถไฟ และประคองรถไฟให้วิ่งไปตามทาง
     หน้าที่ในการรับน้ำหนักขบวนรถไฟนี่เองที่ต้องทำให้ความสามารถของการรับน้ำหนักของทางรถไฟเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดเรียกว่า น้ำหนักกดเพลา (Axle load) และการกระจายของน้ำหนักบนทาง (Load concentration) โดยมีตัวเลขเป็นข้อกำหนดในการออกแบบทางรถไฟและขบวนรถไฟ ดังนั้น การนำรถไฟมาวิ่งบนทางต้องคำนึงถึงน้ำหนักของรถไฟที่วิ่งด้วย
ทางรถไฟที่ออกแบบสำหรับรถสินค้าที่มีน้ำหนักกดเพลาสูงเมื่อนำรถโดยสารซึ่งเบากว่ามาวิ่งก็จะรู้สึกถึงความมั่นคงที่ดี แต่ในทางกลับกันถ้าเป็นทางที่ทำไว้ดีสำหรับรถโดยสารแล้วนำรถสินค้าไปวิ่งทางอาจจะชำรุดทรุดโทรมเร็ว ไม่ค่อยสมประโยชน์
     ในสมัยโบราณหัวรถจักรไอน้ำเป็นส่วนที่มีน้ำหนักมากที่สุด แต่ในปัจจุบันรถสินค้าคือส่วนที่หนักไม่แพ้กัน รถสินค้าที่ใช้วิ่งกันอยู่ในยุโรปมีน้ำหนักกดเพลาอยู่ที่ 25 ตัน ในขณะที่รถสินค้าในประเทศออสเตรเลียน้ำหนักกดเพลาอยู่ที่ 26 ตัน การสร้างทางรถไฟสำหรับรถความเร็วสูงโดยทั่วไปกำหนดน้ำหนักกดเพลาไว้ที่ 17-19 ตัน
      ปัจจุบันโครงสร้างทางรถไฟจึงถูกแบ่งออกเป็นอีก 2 ระดับชั้น ถ้าเป็นขบวนรถไฟขนาดเล็กมีน้ำหนักรถเบา เช่นทางรถไฟที่วิ่งในเมือง หรือรถราง จะเรียกกันว่า ‘Light Rail’ ส่วนทางรถไฟขนาดใหญ่ซึ่งสร้างเพื่อรองรับน้ำหนักขบวนรถไฟที่มีน้ำหนักมาก ประกอบไปด้วยโครงสร้างที่แข็งแรงเรียกว่า ‘Heavy Rail’ อย่างไรก็ดี การแบ่งระดับชั้นนี้ เป็นความหมายที่ใช้บอกขีดความสามารถในการขนส่งของระบบขนส่งมวลชน เช่น ‘Heavy Rail’ จะหมายถึงระบบขนส่งมวลชนที่มีขีดความสามารถในการขนคน ได้มากกว่า 50,000-60,000 คนต่อชั่วโมงต่อทิศทาง เป็นต้น
     ถ้าย้อนกลับไปในอดีตจะพบว่าทางรถไฟของประเทศไทยในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 สามารถรองรับน้ำหนักกดเพลาสูงสุดได้เพียงแค่ 10.5 ตัน ในขณะที่รถสินค้า มีน้ำหนักกดเพลาอยู่ที่ 8-10 ตัน ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการปรับปรุงทางรถไฟเดิมให้สามารถรับน้ำหนักกดเพลาได้สูงสุด 16 ตันทั่วประเทศ
แต่อย่างไรก็ตามถ้ามีการปรับปรุงขนานใหญ่ (Rehabilitation) ก็จะกำหนดออกแบบ ให้สามารถรับน้ำหนักกดเพลาได้สูงสุดถึง 20 ตัน รถไฟโดยสารก็สามารถทำความเร็วได้สูงถึง 130 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
ทางรถไฟที่สร้างขึ้นควรตอบสนองความต้องการหรือใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่า ทางรถไฟที่ออกแบบมาใช้เป็นการเฉพาะกิจ (Dedicated Track) เช่น ทางรถไฟขนส่งมวลชน ทางรถไฟความเร็วสูง ซึ่งสร้างมาเพื่อรองรับรถประเภทเดียวโดยเฉพาะ ทางรถไฟเหล่านี้จะไม่นำรถสินค้าที่มีน้ำหนักมากมาวิ่ง ดังนั้นแม้การใช้เส้นทางร่วมกันได้จะประหยัด มีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ แต่ถ้ามองในด้านงานด้านวิศวกรรมและการดูแลรักษาแล้ว การแยกทางวิ่งออกไปต่างหากก็จะเหมาะสมกว่า
     สำหรับหน้าที่ในการกำหนดทิศทางในการวิ่งของรางรถไฟ โดยมีล้อและรางทำงานสัมพันธ์กัน ในการกำหนดเส้นทางวิ่งไปตามราง ส่วนประกอบหลักของล้อซึ่งทำหน้าที่ประคองตัวรถให้วิ่งไปตามรางและบังคับไม่ให้ตกรางคือ ‘บังใบ’ (Flange) ซึ่งอยู่ด้านในล้อ พื้นล้อตรงส่วนที่สัมผัสหัวรางเรียกว่า ‘เทรด’ (Thread) และเส้นผ่าศูนย์กลางล้อที่วัดตรงจุดสัมผัสนี้ เรียกว่า ‘เส้นผ่านศูนย์กลาง ณ.จุดสัมผัส’ (Diametre on Thread) ระยะห่างจากจุดที่พื้นล้อด้านบนสัมผัสหัวรางถึงจุดที่บังใบล้อสัมผัสหัวรางด้านข้าง เรียกว่า ‘ระยะส่ายตัว’ (Wheel Flange Play) ซึ่งการรถไฟฯ กำหนดระยะส่ายตัวออกด้านข้างล้อไว้ข้างละ 6.75 มม.
     เมื่อดูโครงสร้างทางรถไฟแบบแยกแยะจะพบว่า ไม่ได้มีแค่เหล็ก 2 เส้น ที่วางพาดลงไปบนไม้หมอนเท่านั้น ในองค์ประกอบของทางรถไฟยังมีโครงสร้างในส่วนที่รับน้ำหนัก และการยึดเหนี่ยวของรางรวมอยู่ด้วย รางเหล็กนั้นจะวางอยู่บนหมอนรองราง (Sleepers) โดยมีเครื่องยึดเหนี่ยวราง (Rail Fastening Device) ทำหน้าที่ยึดรางเหล็กไว้กับหมอน
ใต้หมอนคือหินโรยทาง (Ballast) ทำหน้าที่ยึดหมอนไว้กับที่แล้วถ่ายเทน้ำหนักเฉลี่ยลงสู่ดินคันทาง (Sub-Structure) และส่วนที่อยู่ล่างสุดคือดินเดิม นอกจากนั้นบนเส้นทางรถไฟที่วิ่งไปต้องผ่านประแจ สะพาน ทางตัดผ่านถนน ก็จะมี รางกัน (Safety Rail หรือ Guard Rail) ทำหน้าที่ประคองเพื่อป้องกันล้อที่อาจพลาดตกจากรางไม่ให้หลุดไปไกลหรือป้องกันไม่ให้สิ่งแปลกปลอมเข้ามาแทรกอยู่ใกล้ราง
ทางรถไฟในปัจจุบันจะมีทั้งที่ใช้หินโรยทางและไม่ใช่หินโรยทาง (Ballast Track / Non Ballast Track) ซึ่งแต่ละแบบจะมีคุณลักษณะพิเศษที่แตกต่างกัน
     ทางรถไฟที่ใช้หินโรยทางรองรับไม้หมอนจะมีข้อดีคือนุ่มนวลมีเสียงดังน้อย แต่เมื่อใช้งานไปสักระยะต้องมีการบำรุงรักษาโดยการล้างหิน และอัดหินเพิ่มเติม ในขณะที่โครงสร้างทางรถไฟที่ไม่ใช่หิน (Non Ballast Track) คือการวางรางลงบนแผ่นคอนกรีตอัดแรงที่เรียกว่า ‘สแลบแทรค’ (Slab Track) หรือการวางรางลงบนหมอนคอนกรีตที่วางอยู่บนพื้นคอนกรีตที่มีช่องบังคับ ข้อดีคือ ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงดูแลรักษาแต่ก็มีค่าก่อสร้างสูงกว่า
     รางรถไฟในปัจจุบันทำจากเหล็กรีดร้อน มีส่วนประกอบที่สำคัญ คือ หัวราง (Rail Head) เอวราง (Web) และฐานราง (Foot) ในอดีตจะมีการยึดรางเข้ากับไม้หมอนแล้วใช้ตะปูรางตอกยึดฐานรางไว้กับไม้หมอน ในปัจจุบัน มีการพัฒนาเทคโนโลยีการยึดรางเข้ากับไม้หมอนขึ้นมากมาย
ขนาดของรางรถไฟมีผลกับความเร็วของขบวนรถและน้ำหนักกดเพลาหรือไม่
คำตอบคือ มี เนื่องจากรางรถไฟจะรับแรงกดที่ส่งผ่านจากเพลาล้อลงไปที่โครงสร้างทางรถไฟ การกำหนดขนาดของรางจึงเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งปัจจุบันการรถไฟฯกำหนดมาตรฐานรางสำหรับทางสร้างใหม่หรือทางที่ได้มีการปรับปรุงแล้วไว้ 100 ปอนด์ต่อหลาตามมาตรฐานอังกฤษหรือประมาณ 50 กิโลกรัมต่อเมตรในมาตรฐาน UIC
     ปัจจุบัน พบว่ามีการใช้หมอนคอนกรีตมากขึ้นเนื่องจากหมอนไม้ ต้องใช้ไม้เนื้อแข็งที่นับวันจะหายากและมีราคาแพง ในขณะที่หมอนคอนกรีตอัดแรงจะมีอายุการใช้งานนานถึง 60 ปี แต่เมื่อเกิดอุบัติเหตุรถตกราง ทางรถไฟที่ใช้หมอนคอนกรีตก็จะเสียหายและซ่อมยากกว่าหมอนไม้
ประแจ (Switch Point) คือส่วนที่สำคัญของทางรถไฟ เพราะทำให้รถไฟสามารถเลี้ยวไปตามทางที่ต้องการได้ มีส่วนที่สำคัญคือ ลิ้นประแจ
ประแจที่โยกลิ้นให้เปลี่ยนทิศทางการวิ่งด้วยคันโยก ณ จุดที่ติดตั้งประแจ เรียกว่า ‘ประแจมือ’ ส่วนประแจที่โยกลิ้นให้เปลี่ยนทิศทางจากระยะไกล เรียกว่า ‘ประแจกล’ ประแจกลตัวเดียวที่ควบคุมจากระยะไกลเรียกว่า ‘ประแจกลเดี่ยว’ ประแจกลหลายตัวที่ควบคุมจากระยะไกล เรียกว่า ‘ประแจกลหมู่’ การบังคับสัญญาณให้ทำงานตรงกับท่าลิ้นประแจ เรียกว่า ‘การบังคับสัมพันธ์’ (Inter-locking)
ขบวนรถไฟจะสามารถวิ่งผ่านประแจทางแยกได้ด้วยความเร็วตามมาตรฐานที่ออกแบบไว้ มาตรฐานที่สำคัญคือขนาดรางที่ใช้ทำประแจและมุมหักเหของลิ้นประแจ ประแจของทางรถไฟสมัยใหม่จะมีมุมหักเห 1:16 ซึ่งขบวนรถจะสามารถวิ่งผ่านประแจเข้ารางหลีกได้ด้วยความเร็ว 120 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ส่วนประแจที่มีมุม 1:12 ขบวนรถจะวิ่งผ่านเข้าทางหลีกได้ต่ำกว่า 120 กิโลเมตรต่อชั่วโมง การรถไฟฯยังคงมีประแจที่มีมุม 1:8 และโค้งประแจรัศมี 156 เมตร ใช้งาน ขบวนรถต้องวิ่งเข้ารางหลีกด้วยความเร็วไม่เกิน 30 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ถ้าใช้รางขนาด 50 ปอนด์ต่อหลามาผลิตประแจ ก็ต้องวิ่งเข้ารางหลีกด้วยความเร็วไม่เกิน 15 กม./ชม.
       สำหรับรถไฟความเร็วสูงอย่างในประเทศญี่ปุ่น ออกแบบมุมลิ้นประแจไว้ที่ 1:38 เพื่อให้ขบวนรถสามารถวิ่งเข้าทางแยกที่ความเร็ว 160 กิโลเมตรต่อชั่วโมงได้ ชุดประแจที่มีมุมหักเหน้อย มีลิ้นประแจยาว ใช้พื้นที่ในการติดตั้งชุดประแจยาวกว่าประแจที่มี มุมหักเห มาก
มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟส่วนที่แคบที่สุดเรียกว่า เขตโครงสร้าง (Structure Gauge) และการออกแบบขบวนรถไฟส่วนที่กว้างที่สุดเรียกว่าเขตบรรทุก (Loading gauge) วิศวกรผู้ออกแบบทางรถไฟต้องไม่ให้ส่วนใดของทางรถไฟยื่นล้ำเข้าไปในเขตโครงสร้าง ในทำนองเดียวกันวิศวกรผู้ออกแบบขบวนรถไฟก็ต้องไม่ให้มีส่วนใดของขบวนรถไฟยื่นล้ำเข้าไปในเขตบรรทุก
ทางรถไฟต้องออกแบบให้มีทางโค้งเพื่อขบวนรถสามารถวิ่งไปสู่ปลายทาง เรียกว่า ‘โค้งแนวนอน’ (Horizontal Curve) ซึ่งมีหลายประเภท เช่น โค้งรัศมีเดียว โค้งเปลี่ยนรัศมี และโค้งหลายรัศมี เป็นต้น นอกจากนั้น ทางรถไฟยังต้องออกแบบให้วิ่งผ่านทางที่มีระดับความสูงแตกต่างกัน เช่น ขึ้น/ลงสะพาน เนินเขา ฯลฯ จึงต้องมี ‘โค้งมุมตั้ง’ (Vertical Curve) เพื่อให้ขบวนรถวิ่งผ่านไปด้วยความนุ่มนวล
ความลาดชันของทางรถไฟโดยปกติมีหน่วยเป็น ‘เพอร์มิล’ (Per mill) ใช้สัญลักษณ์ %o ซึ่งหมายถึงทางรถไฟที่ยกขึ้นในระยะราบ 1,000 เมตร เช่น ทางรถไฟที่มีความลาดชัน 10 %o หมายถึงทางรถไฟที่ยกขึ้นสูง 10 เมตร ในระยะทาง 1,000 เมตร
ความกว้างของทางรถไฟ (Railway Gauge) กำหนดด้วยระยะห่างที่วัดตรงหัวรางด้านในซ้ายขวา ในโลกมีทางรถไฟหลายขนาดซึ่งสร้างขึ้นด้วยเหตุผลและความจำเป็นต่างกัน
เพื่อความสะดวกในการเดินขบวนรถไฟข้ามประเทศ จึงมีการรวมกลุ่มและกำหนดมาตรฐานการออกแบบทางรถไฟขึ้น เช่น กลุ่มประเทศในยุโรป ร่วมกันตั้งหน่วยงานกลางคือ UIC (International Union of Railway) โดยกำหนดขนาดความกว้างของราง ไว้ที่ 1.435 เมตร ประเทศแถบเอเชียใต้ ปากีสถาน อินเดีย บังคลาเทศ รวมกลุ่มกันกำหนดใช้ทางกว้าง 1.676 เมตร เป็นมาตรฐาน
ประเทศไทยแต่เดิมเคยมีทางรถไฟกว้าง 1.435 เมตร แต่ภายหลังเปลี่ยนมาใช้ขนาด 1.000 เมตรเหมือนกับประเทศเพื่อนบ้านในภูมิภาคอาเซียน
     ทางรถไฟขนาด 1.067 เมตรที่ใช้ในประเทศญี่ปุ่นก็สามารถพัฒนาให้รถโดยสารวิ่งด้วย ความเร็ว 160 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ขณะที่ประเทศมาเลเซียพัฒนาทางรถไฟขนาด 1.000 เมตร โดยการสร้างทางคู่และติดตั้งระบบการจ่ายไฟฟ้าเหนือราง สามารถวิ่งทำความเร็วได้ถึง 140 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
การพัฒนารางรถไฟในประเทศไทยเริ่มต้นตั้งแต่สมัยรัชกาลที่ 5 โดยได้มีการสร้างรางรถไฟขนาด 1.435 เมตรในบริเวณตะวันออกของแม่น้ำเจ้าพระยาในรางสายเหนือ โดยไม่ใช้ขนาดเดียวกับประเทศเพื่อนบ้าน เพื่อหลบเลี่ยงจากขนาดรางรถไฟของอังกฤษ ป้องกันการรุกรานเป็นอาณานิคม และต่อมาได้มีการสร้างรางเพิ่ม ฝั่งตะวันตกของแม่น้ำเจ้าพระยา ได้สร้างขนาด 1.000 เมตร ซึ่งเป็นรางรถไฟสายใต้ปัจจุบัน
รางรถไฟ 1.000 เมตร (มีเตอร์เกจ)
รางรถไฟ 1.435 เมตร (สแตนดาร์ดเกจ)
รางรถไฟรางแคบขนาด 0.700 เมตร


ส่วนประกอบของรถไฟ




องค์ประกอบของรถไฟ

    รถไฟ เริ่มเกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในประเทศอังกฤษ เมื่อประมาณสามร้อยปีมาแล้ว เดิมทีเดียวสร้างขึ้นเพื่อใช้บรรทุกถ่านหิน รถนั้นมีล้อ แล่นไปตามรางและใช้ม้าลาก ต่อมาในปี พ.ศ. 2357 จอร์จ สตีเฟนสัน (George Stephenson) ชาวอังกฤษ ได้ประดิษฐ์รถจักรไอน้ำ ชื่อว่า ร็อคเก็ต (Rocket)ซึ่งสามารถแล่นได้ด้วยตนเองเป็นผลสำเร็จ นำมาใช้ลากจูงรถแทนม้าในเหมืองถ่านหิน ภายหลังจากนั้นก็ได้มีผู้ประดิษฐ์รถจักรไอน้ำและรถจักรชนิดอื่นๆ ขึ้นอีกหลายแบบ รถไฟได้เปลี่ยนสภาพจากรถขนถ่านหินมาเป็นรถสำหรับขนส่งผู้โดยสารและสินค้า ดังเช่นในปัจจุบัน
   กิจการ รถไฟ ของไทยนั้น ได้เกิดขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2429 ตรงกับรัตนโกสินทร์ศกที่ 105 ไทยได้ให้สัมปทานแก่บริษัทชาวเดนมาร์กสร้างทาง รถไฟ สายแรกจาก กรุงเทพมหานคร ถึงสมุทรปราการ เป็นระยะทาง 21 กิโลเมตร ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2433 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวได้ทรงโปรดเกล้าให้ตั้งกรมรถไฟหลวงขึ้น โดยสังกัดกระทรวงโยธาธิการ เมื่อวันที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2439 พระองค์เสด็จประกอบพระราชพิธีเปิดการเดินรถไฟระหว่าง กรุงเทพมหานครถึงอยุธยา เป็นระยะทาง 71 กิโลเมตร ซึ่งทางการได้ถือเอาวันนี้เป็นวันสถาปนากิจการรถไฟหลวง ปัจจุบันทางรถไฟที่สำคัญของประเทศไทยมีอยู่ด้วยกันทั้งสิ้นรวมสี่สาย คือ สายเหนือ ถึงจังหวัดเชียงใหม่ สายใต้ ถึงจังหวัดนราธิวาสและจังหวัดสงขลา สายตะวันออก ถึงสระแก้ว และสายตะวันออกเฉียงเหนือ ถึงจังหวัดหนองคายและอุบลราชธานี รวมเป็นระยะทาง 3,855 กิโลเมตร

 ประเภทของรถจักร

ในโลกมีรถจักรอยู่หลากหลายประเภท แต่รถจักรประเภทหลักๆที่มีใช้อยู่หลากหลายในโลก คือ
  • รถจักรไอน้ำ (Steam Locomotive) ใช้พลังแรงดันสูงจากไอน้ำอันเกิดจากน้ำต้มเดือดในการดันลูกสูบเพื่อหมุนล้อ ปัจจุบันแทบไม่มีแล้ว
  • การทำงานของเครื่องจักรไอน้ำ คือ จะทำการต้มน้ำให้เดือดใน "หม้อต้มน้ำ(Boiler)” น้ำที่เดือดจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอน้ำที่มีแรงดันสูง แล้วนำเอาไอน้ำที่มีแรงดันสูงนั้นไปขับดันลูกสูบให้ลูกสูบเคลื่อนที่จนเกิดงาน และนำงานที่ได้ไปใช้เป็นแหล่งต้นกำลังของเครื่องจักรต่างๆเราจึงเรียกเครื่องจักรไอน้ำนี้ว่าเป็น “ เครื่องยนต์เผาไหม้ภายนอก




  • รถจักรดีเซล (Diesel Locomotive)แบ่งออกเป็น


  • รถจักรดีเซลการกล (Diesel-Mechanical Locomotive) ใช้เครื่องยนต์ดีเซลโดยตรงในการขับเคลื่อนล้อ ปัจจุบันแทบไม่มีแล้ว

  • รถจักรดีเซลไฮดรอลิก (Diesel-Hydrolic Locomotive)
  • ท้องถนน โดยจะมีเครื่องยนต์ดีเซลเป็นหัวใจหลักในการขับเคลื่อนตัวรถ โดยจะส่งพลังงานผ่านเพลาไปยังเครื่องถ่ายถอดกำลัง (Fluid coupling) และเกียร์เพื่อให้เกิดการขับเคลื่อนของรถตามลำดับ



  • รถจักรดีเซลไฟฟ้า (Diesel-Electric Locomotive) ใช้เครื่องยนต์ดีเซลกำเนิดไฟฟ้านำไปหมุนมอเตอร์ลากจูง (Traction Motor:TM)เป็นรถจักรดีเซลที่มีใช้การมากที่สุดในโลก
  • รถจักรดีเซลไฟฟ้า เป็นรถจักรที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลเป็นต้นกำลังไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลัก แล้วนำกระแสไฟฟ้าที่ได้มาไปหมุนมอเตอร์ขับเคลื่อนรถจักรต่อไป ประเทศไทยเป็นประเทศแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ที่นำรถจักรดีเซลไฟฟ้ามาใช้ในปี พ.ศ. 2471 (ค.ศ. 1928)รถจักรประเภทนี้จะมีหลักการทำงานแบบง่ายๆ คือ จะนำเครื่องยนต์ดีเซลมาปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ และแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อนำไปขับเคลื่อนมอเตอร์ลากจูงซึ่งเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบอนุกรมที่ติดตั้งอยู่ที่เพลาล้อ ซึ่งอาจจะมีมากกว่า 1 ตัวโดยจ านวนของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงจะขึ้นอยู่กับกำลังของขบวนรถ การใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงมีข้อดีในเรื่องการควบคุมความเร็วง่ายและแรงบิดเริ่มต้นสูง แต่มีปัญหาในเรื่องขนาดที่ใหญ่และต้องบำรุงรักษามาก ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำถูกนำมาใช้แทนเนื่องจากขนาดเล็กกว่าในขณะที่ให้กำลังงานที่เท่ากันและการบำรุงรักษาไม่ยุ่งยากมากนักเมื่อเทียบกับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แต่จำเป็นต้องมีอินเวอร์เตอร์เพื่อเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อใช้ในการควบคุมความเร็วของรถไฟอีกครั้ง ซึ่งในำไฟฟ้าประสิทธิภาพจะลดลง แต่ด้วยข้อดีในด้านอื่นๆ จึงเป็นที่นิยมใช้ในปัจจุบัน



  • รถจักรไฟฟ้า (Electric Locomotive) ใช้ไฟฟ้านำไปหมุนมอเตอร์ลากจูง (Traction Motor:TM) เป็นรถจักรที่มีกำลังสูงมากกว่าประเภทอื่นๆ นอกจากนี้ ยังมีรถโดยสารที่สามารถขับเคลื่อนได้ด้วยตัวเอง ได้แก่

  • รถดีเซลราง (Diesel Multiple Unit:DMU) เป็นรถโดยสารที่ขับเคลื่อนด้วยกำลังดีเซล ส่วนใหญ่ขับเคลื่อนด้วยดีเซลการกล หรือดีเซลไฮดรอลิก
  • ขบวนรถดีเซลรางเป็นขบวนรถโดยสารที่มีเครื่องยนต์ดีเซลขับเครื่องอยู่ใต้ตู้โดยสาร ในปีพ.ศ. 2471 ได้นำหัวรถจักรดีเซลรุ่นแรก ยี่ห้อ S.L.M. Winterthur รุ่น 21 - 22 จ านวน 2 คัน จากประเทศสวิสเซอร์แลนด์มาใช้งาน โดยใช้เป็นรถจักรลากจูงสับเปลี่ยนท าขบวนรถไฟและลากจูงขบวนรถท้องถิ่นรอบๆ กรุงเทพฯ และหลังจากสงครามโลกครั้งที่ 2 ยุติลง รถดีเซลรางรุ่นใหม่ๆ ได้รับการพัฒนาให้มีสมรรถนะสูง มีความคล่องตัวในการใช้งานและสามารถพ่วงต่อกันคราวละหลายชุดได้ โดยแต่ละชุดเครื่องยนต์จะทำงานพร้อมกับคันที่มีคนควบคุมที่ต้นขบวนนอกจากความคล่องตัวแล้ว รถดีเซลรางยังสะดวกในการจัดทำขบวนรถสั้นๆ เพียงชุดเดียว(2 คัน) พเหมาะกับสภาพการโดยสาร (รถคันกำลัง จุที่นั่ง 78 คน ยืน 35 คน และคันพ่วงมี 84 ที่นั่งยืน 35 คน) ในแง่ความปลอดภัยของผู้โดยสาร รถทุกคันจะมีประตูขึ้นลง และเปิดปิดโดยระบบอัตโนมัติที่พนักงานขับรถจะเป็นผู้ควบคุม

  • รถรางไฟฟ้า (Electric Multiple Unit:EMU) เป็นรถโดยสารที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ซึ่งใช้ไฟฟ้า

  • รถรางไอน้ำ (Steam Railcar) เป็นรถโดยสารที่ขับเคลื่อนด้วยพลังไอน้ำ ปัจจุบันไม่มีแล้ว

ยังมีรถที่ขับเคลื่อนด้วยพลังกังหันแก๊ส (Gas Turbine) ซึ่งไม่เป็นที่นิยม เนื่องจากมีค่าบำรุงรักษาและค่าเชื้อเพลิงสูง ปัจจุบันจึงมีประมาณ 2 ประเทศเท่านั้นที่ยังใช้การอยู่คือ ฝรั่งเศสและสหรัฐอเมริกา

ประเภทของ รถไฟ

   รถไฟ มีหลายหลายประเภทมากขึ้นอยู่กับการออกแบบที่มีจุดประสงค์ในการใช้ งานที่แตกต่างกัน รถไฟ บางประเภทจะวิ่งบนรางพิเศษเฉพาะ เช่น รถชมทัศนียภาพ รถไฟ ราวเดี่ยว รถไฟ ความเร็วสูง รถไฟพลังแม่เหล็ก รถไฟใต้ดิน หรือล้อเลื่อน เป็นต้น
รถไฟโดยสารอาจจะมีหัวรถจักรคันเดียวหรือหลายคัน อาจจะมีตู้โดยสารตู้เดียวหรือหลายตู้ แต่โดยทั่วไปแล้ว รถไฟคันหนึ่งๆจะมีแต่ตู้โดยสารทั้งขบวนแล้วตู้โดยสารตู้หรือทุกตู้นั้นจะมี เครื่องยนต์สำหรับเคลื่อนที่ติดตั้งอยู่ ในบางประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในญี่ปุ่นและยุโรปนั้น ประชาชนจะนิยมเดินทางโดยรถไฟความเร็วสูงกันมาก
รถสินค้า มักจะพ่วงกับตู้สินค้ามากกว่าตู้โดยสาร ในบางประเทศมีรถไฟสำหรับขนส่งพัสดุหรือจดหมายอีกด้วย
 images

 องค์ประกอบของการเดินขบวนรถไฟที่สำคัญ

  • ทางรถไฟ – ทางที่มีรางเหล็ก 2 เส้น วางขนานกันบนไม้หมอนที่มีหินรองรับ
  • รถจักร – ทำหน้าที่ลากจูงรถไฟคันอื่นๆ ให้เคลื่อนที่ไปได้โดย รถจักรมีหลายชนิด ได้แก่ รถจักรไอน้ำ,รถจักรดีเซล,รถจักรไฟฟ้า และ รถจักรกังหันก๊าซ
  • รถพ่วง – ได้แก่ รถสำหรับบรรทุกคนโดยสาร ซึ่งเรียกว่า รถโดยสารและรถสำหรับบรรทุกสินค้า ซึ่งเรียกว่า รถสินค้า
  • เครื่องอาณัติสัญญาณ – เป็นเครื่องมือควบคุมการจราจรเพื่อความปลอดภัย รวดเร็วและมีประสิทธิภาพในการเดินรถ เช่น เสาสัญญาณชนิดหางปลา (semaphore) ,สัญญาณธงผ้ารูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า