ロンドン地下鉄のインフラ

サークル線、ディストリクト線、ハマースミス＆シティ線、メトロポリタン線は、地下ネットワークを走る路線で、地表のすぐ下に鉄道トンネルがあり、主に開削工法で建設されました。トンネルと列車は、イギリスの主要路線のものとほぼ同じ大きさです。ハマースミス＆シティ線とサークル線は、すべての駅とほとんどの線路を他の路線と共有しています。ベーカールー線、セントラル線、ジュビリー線、ノーザン線、ピカデリー線、ヴィクトリア線、ウォータールー＆シティ線は、深層地下鉄路線で、直径約11フィート8インチ（3.56メートル）の2つの円形トンネルを小型列車が走行します。トンネルは鋳鉄またはプレキャストコンクリートのリングで覆われており、トンネルシールドを使用して掘削されました。これらはチューブ線と呼ばれていました。1950年代以降、「チューブ」という用語はロンドン地下鉄システム全体を指すようになりました。^{[ 4 ]}   

セントラル線やピカデリー線など、ロンドン中心部の多くの深層地下鉄路線の駅は、到着時の減速と出発時の加速を助けるために、走行線よりも高い位置にあります。^{[ 5 ]}深層地下鉄路線は通常、一対の線路を独占的に使用します。例外はピカデリー線で、アクトン・タウンとノース・イーリングの間でディストリクト線と、レイナーズ・レーンとアクスブリッジの間でメトロポリタン線と線路を共有しています。ベーカールー線は、クイーンズ・パークとハロー＆ウィールドストーンの間でロンドン・オーバーグラウンド・ライオネス線と線路を共有しています。 ^{[ 6 ]}

開削トンネルが20 マイル (32 km) 、チューブトンネルが93 マイル (150 km)あり、システムの残りの 55% は地上を走っています。^{[ 1 ]}列車は通常左側の線路を走りますが、セント ポールズ駅の東にあるセントラル線など、一部の場所ではトンネルが上下に掘られています。^{[ 6 ]}ヴィクトリア線はウォーレン ストリートとキングス クロス セント パンクラスの間で右側の線路を走っており、ユーストン駅で北行きと南行きの列車がノーザン線 (バンク支線) とプラットフォームをまたいで乗り換えることができます。^{[ 6 ] [ 7 ]}  

ロンドンの32の区のうち6つは地下鉄が通っていない。これらはすべてテムズ川の南に位置し、ベクスリー、ブロムリー、クロイドン、キングストン、ルイシャム、サットンである。ルイシャム区はかつてイースト・ロンドン線（現在はロンドン・オーバーグラウンドの一部）のニュー・クロス駅とニュー・クロス・ゲート駅で地下鉄が通っていた。地下鉄が通っている区のうち、ハックニーは区の最北西端にあるピカデリー線のマナー・ハウス駅のみが通っている。しかし、セントラル線などの地下鉄路線は、ハックニーをまっすぐ通るのではなく、その周辺を迂回していることが多い。リッチモンド・アポン・テムズは、ディストリクト線のキュー・ガーデンズ駅とリッチモンド駅のみが通っており、ガナーズベリーとリッチモンドの間ではロンドン・オーバーグラウンドのミルドメイ線と線路を共有している。グリニッジ王立特別区には、1999年にジュビリー線延伸線上にノースグリニッジ駅が開業するまで、地下鉄駅がなかった。

送電線は4レール直流システムで電化されている。導体レールの構成と電位はネットワーク全体で異なる。2020年現在、導体レールの構成は3種類ある。

• 元の構成は公称630Vで、中心導体レールは -210V 、外側導体レールは+420Vです。これは、深層地下鉄が運行されている場所のデフォルトの構成です。^{[ 8 ]}  
• 2016年から、地下ネットワークの一部区間が750V 構成（-250V および+ 500Vレール）に再構成されました。2019年現在、アクスブリッジからフィンチリー・ロード（ハロー経由）までの区間 を除き、地下ネットワーク全体がこの構成を使用しています。この区間では、ピカデリー線とジュビリー線のそれぞれ1973型車両と1996型車両が同じ線路を共有しています。
• 地下鉄と第三軌条式鉄道車両が線路を共有する地域では、中央導体レールが走行レールに電気的に接続されます。これにより、750  Vの電圧が発生しますが、0  V/+750  Vの構成となります。^{[ 8 ]}このように構成された路線には、次のものがあります。
  • ディストリクト線のガナーズベリー駅とリッチモンド駅の間は、ロンドン・オーバーグラウンド線と共用です。
  • イースト・パトニーとウィンブルドン間の、ブリティッシュ・レールから移管されたディストリクト線の区間
  • クイーンズ・パーク駅とハロー＆ウィールドストーン駅の間、ワトフォードDC線上にあり、ベーカールー線とロンドン・オーバーグラウンド線が乗り入れている。

4線式システムは20世紀初頭に初めて使用されました。絶縁された牽引電流帰還により、直流軌道回路を使用して列車の位置を検出できるようになり、サービスパイプ、電話ケーブル、鋳鉄製トンネルライニングに影響を与える可能性のある漏電電流が低減されました。^{[ 9 ]}

牽引電流には直接の接地点はありませんが、牽引電源に直列に接続された2つの抵抗器があります。正極側の抵抗器は負極側の抵抗器の2倍の容量を持ちます。これは、正極側のレールには負極側のレールの2倍の電圧がかかっているためです。抵抗器の接続点は接地されており、電圧分割によって正極側と負極側のレール間の基準点が確立されます。これらの抵抗器は、接地されたインフラストラクチャに大電流が流れるのを防ぐのに十分な容量を備えています。

メトロポリタン鉄道の最初の路線は、無煙機関車で運行されるという前提で建設され、換気についてはほとんど考慮されていませんでした。^{[ 10 ]}当初、煙で充満した駅や客車は乗客を遠ざけることはなく、^{[ 11 ]}後にキングス・クロスとゴワー・ストリート間のトンネルに開口部を設け、駅の屋根のガラスを取り除くことで換気が改善され、^{[ 12 ]}後に延伸された路線やディストリクト鉄道は、駅が屋外に建設されました。^{[ 13 ]} 1880 年代以降も最初の路線の問題が続いたため、トンネルに開口部を増やしたいメトロポリタン鉄道と、開口部が馬を怖がらせ、不動産価値を下げると主張する地方自治体との間で対立が生じました。^{[ 14 ]}これにより、1897 年の商務省の報告書では、薬剤師が「メトロポリタン・ミックス」を持って鉄道に乗った後に苦痛を訴える人々を治療していると報告されました。報告書では、より多くの開通を認可するよう勧告したが、メトロポリタン鉄道とディストリクト鉄道の地下区間は、これらの開通が実現する前に電化されていた。^{[ 14 ]}

1900年に深層地下鉄のセントラル・ロンドン鉄道が開通した際、強制換気は考慮されず、技術者たちは電気列車の運行によって十分な空気循環が得られると考えていた。しかし、開通後まもなく、会社が説明できない臭いについての苦情があり、1911年までにろ過された空気とオゾンを注入するファンシステムを設置した。^{[ 15 ]}地下鉄会社（UERL）が1906年から1907年にかけて3つの地下鉄路線を開通させたとき、ほとんどの駅に排気ファンが設置されていた。 ^{[ 9 ]}ベイカールー線では、暑い時期でも最高温度16 ℃（60 °F）が宣伝されていた。 ^{[ 16 ]}しかし、時間の経過とともに列車の熱で地下鉄トンネルが温まり、1938年に換気を改善するための50万ポンドのプログラムが承認され、トッテナム・コート・ロードのエレベーターシャフトに実験的な冷凍プラントが設置された。^{[ 17 ]}最近では、2006年のヨーロッパの熱波で47 ℃（117 °F）の気温が報告された。^{[ 18 ]} 2002年には、動物が輸送されている場合、地下鉄内の温度は欧州委員会の動物福祉法に違反すると報告された。^{[ 19 ]} 2003年の調査では、空気の質は地上の73倍悪く、ノーザン線で20分過ごすと「タバコを吸うのと同じ影響」があると述べられた。^{[ 20 ]}    

ロンドン地下鉄の換気扇の主な目的はトンネルから熱気を排出することである^{[ 17 ]。}ジュビリー線延伸区間のシステムは夜間にチューブを冷却できるように設計されている。ネットワーク全体のファンは改修されているが、近隣住民からの騒音の苦情により夜間にフルパワーで使用することはできない^{[ 21 ]} 。2001年にヒートポンプの実証実験が成功した後、ロンドンのロンドン・サウスバンク大学の工学部にプロトタイプ開発のための資金が提供され、2002年4月に作業が開始された。2003年の暑い夏にロンドン市長が問題解決のために10万ポンドの賞金を提供したが、コンテストは2005年に勝者なしで終了した^{[ 22 ]} 。地下水冷却システムの1年間の試験は2006年6月にビクトリア駅で開始された。^{[ 23 ]}大学のシステムは、トンネルに浸透した水を使用し、トンネルから汲み上げて熱を吸収し、その後下水道に排出する3つのファンコイルユニットで構成されていました。この計画は、カーボン トラストの2007 年イノベーション 賞の受賞の 1 つです。^{[ 24 ] [ 25 ]} 2012 年に、グリーン パーク駅のプラットフォームには冷たい深層地下水を使用した空気冷却ユニットが設置され、オックスフォード サーカスでは隣接する建物の屋上にあるチラー ユニットを使用しました。^{[ 26 ]}地下線には新しい空調付き列車が導入されましたが、地下鉄列車には空調ユニットのためのスペースが限られていることと、これらがトンネルをさらに加熱すると考えられたため、当初は除外されました。ピカデリー線、ベーカールー線、セントラル線、ウォータールー & シティ線の既存の車両を置き換える新しいロンドン地下鉄では、地下鉄列車に空調、より優れたエネルギー節約、回生ブレーキが計画されています。^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}

シティ・アンド・サウス・ロンドン鉄道が1890年に開業した際^{[ 31 ]、}プラットフォームへのアクセスは、それぞれ50人の乗客を運ぶことができる2基の油圧式エレベーターで行われていた^{[ 32 ]} 。後の延伸区間には電動エレベーターが設置され、バンク駅には5基が設置された^{[ 33 ]}。 1898年のウォータールー・アンド・シティ鉄道へのアクセスはスロープと階段で行われ^{[ 34 ]}、グレート・ノーザン・アンド・シティ鉄道（GN&CR）は油圧式と電動式の両方のエレベーターを使用していた。セントラル・ロンドン鉄道は1900年の開業時に電動エレベーターを提供したが、エレベーターの準備が整わなかったため、ボンド・ストリート駅の開業は遅れた^{[ 35 ]。UERL}は、 3路線のために、米国のオーチス・エレベーター社から140基の電動エレベーターを物議を醸しながら輸入した。それぞれ約70人の乗客を運ぶことができ、ギレスピー・ロード駅（現在のアーセナル駅）とエンバンクメント駅を除くすべての駅に設置された。^{[ 36 ]}フィンズベリー・パークにはGN&CRポンプ場から動力を得た油圧式リフトが設置され、 ^{[ 37 ]}ホロウェイ・ロードには実験的な螺旋コンベアがあったが、これは一般には使用されなかった。^{[ 38 ]}各リフトには人間の操作員がおり、1920年代の閑散とした駅では切符売り場がリフト内に移動されたり、切符売り場からリフトを制御できるように手配されたりした。^{[ 37 ]}

ロンドン地下鉄で最初のエスカレーターは、1911年にアールズコート駅のディストリクト線とピカデリー線のプラットフォーム間に設置されました。看板とポーターの「動く階段はこちらです。ロンドンで唯一の動く階段です。現在運行中です。」という叫び声で宣伝されていました。 ^{[ 39 ]} 1912年からは、すべての新しい地下駅にエレベーターの代わりにエスカレーターが設置されました。^{[ 40 ]}オーティス・シーバーガー設計のエスカレーターは、最上階の踊り場に斜めのシャントがあり、横向きに降りる必要がありましたが、1924年に最初の「櫛型」エスカレーターがクラパム・コモン駅に設置されるまで使用されました。[40][41] 1921年には、録音された音声で乗客に右側に立つように指示し、第二次世界大戦中に標識が設置されました。[42] エスカレーターの最上階の斜め^{のシャントにより右足で降り}やすく^{なったため}、人々が右側に立っていたと考えられています。^{[ 43 ]} 1920年代と30年代には、多くのエレベーターがエスカレーターに置き換えられました。^{[ 44 ]}第二次世界大戦前、スローン・スクエアに設置されたエスカレーターは、サークル線のプラットフォームと地上を結ぶ最初のエスカレーターでしたが、1940年に駅が爆撃を受けた際に破壊されました。戦時中の状況により、 1941年にノーザン線延伸線のハイゲート駅が開業した際にはエスカレーターは設置されず、最終的に1957年に設置されました。^{[ 45 ]}  

1987年11月18日、キングス・クロス・セント・パンクラス地下鉄駅で発生したキングス・クロス火災により31人が死亡した。その後の公的調査により、火災は火のついたマッチがエスカレーターに落とされたことが原因で発生し、それまで知られていなかった溝効果により急激に燃え広がったことが判明した。これに続いて、地下鉄のすべての木製エスカレーターを金属製のものに交換することを義務付ける1989年火災予防措置（地下鉄道駅）規則が制定された。1989年からエスカレーターの木製パネルは徐々に交換され、1990年1月までに地下鉄駅のすべての木製エスカレーターが交換された。^{[ 46 ]}踏み板は当初メープル材であったが、1963年からはアルミニウムになり、転倒による重傷が増加したためプラスチックまたはゴムに交換された。しかし、キングス・クロス火災の後、すべてのエスカレーターにアルミニウムの踏み板が使用されるようになった。^{[ 47 ]} 1999年にジュビリー線延伸が開通したことで、地下鉄ネットワーク全体のエスカレーターの総数はほぼ半分増加した。^{[ 48 ]}

2026年現在ロンドン地下鉄には 451 基のエスカレーターがあり、最長のものはエンジェル駅の60 メートル (200フィート)です。^{[ 49 ]}最短のものはストラトフォード駅の4.1 メートル (13フィート)です。地下鉄には 202 基のエレベーターがあり、^{[ 50 ]} 94 駅では地上から電車まで段差なくアクセスできます。^{[ 51 ]}地下鉄全体のアクセシビリティ向上に多大な努力が払われており、ジュビリー線延伸部は 1999 年の開業時からエレベーターが設置され、キングス・クロス・セント・パンクラス駅、ヴィクトリア駅、グリーン・パーク駅などの主要な乗り換え駅は段差がなくなりました。アクセス可能な駅の数をさらに増やすための作業が進行中です。^{[ 52 ]} 2015 年 10 月、TfL は英国の交通網で最初の傾斜エレベーターをグリーンフォード駅に設置しました。 ^{[ 53 ]}  

クロクスリー・レール・リンク計画では、メトロポリタン線のワトフォード支線を現在の終点であるワトフォード駅から、廃止されたクロクスリー・グリーン支線を経由してワトフォード・ジャンクションまで迂回させる予定だった。資金は2011年12月に合意された。^{[ 62 ]}建設工事は2014年6月に開始される予定だった。^{[ 63 ]}しかし、2017年に資金をめぐる紛争のため、さらなる工事が延期されることが発表された。^{[ 64 ]}

ベーカールー線をルイシャムまで延伸し、ヘイズ線の運行を引き継いで郊外鉄道網の容量を緩和するという提案がある。 ^{[ 65 ]}ロンドン特別区ヒリングドンは、セントラル線をウェスト・ルイスリップからイッケナム経由でアクスブリッジまで延伸することを提案しており、延伸によってその地域のA40号線の交通量が減少すると主張している。^{[ 66 ]}

ノーザン線の信号システムが交換され、2014年末までに容量が20パーセント増加しました。^{[ 67 ]}チャリングクロス支線とバンク支線の運行を分離すれば、容量をさらに増やすことができます。^{[ 68 ]} 新型Sストック列車が地下線（ディストリクト線、メトロポリタン線、ハマースミス＆シティ線、サークル線）に導入され、ピーク時の容量を増やすために、4路線近代化の一環として線路、電力供給、信号システムがアップグレードされています。 ^{[ 29 ] [ 67 ]}地下ネットワーク用の単一の制御室がハマースミスに設置され、 1940年代から設置されている信号設備は自動列車制御（ATC）システムに置き換えられます。^{[ 29 ] [ 69 ]}

ベーカールー線とピカデリー線向けの新車両の選択肢が検討されている。ロンドン新地下鉄の列車は、ベーカールー線とピカデリー線のそれぞれ1972年型車両と1973年型車両を置き換える予定である。 ^{[ 67 ]}