高速輸送システム(ラピッド・トランジット) 、大量高速輸送システム(MRT)、または鉄道高速輸送システム(RRT)[ a ] [ 1 ] [ 2 ]とも呼ばれ、一般的に都市部に建設される大容量の公共交通機関の一種です。トンネルを通って地下を走る高架式の高速輸送システムは、地域によって地下鉄、チューブ、メトロ、または地下道と呼ばれます。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]高架鉄道でも高架化されている場合があり、その場合はエレベーテッド、エル、またはLトレイン(エレベーテッドの略)またはスカイトレインと呼ばれます。北米では、高速輸送システムの一般的な別名はヘビーレールです。[ b ] [ 7 ] [ 8 ]高速輸送システムは通常、バスや路面電車とは異なり、歩行者や他の車両が通行できない専用通行権で運行される電気鉄道です。 [ 9 ]
近代的な高速輸送システム(Rapid Transit System)は、通常、鉄道線路上の電車を用いて駅間の指定路線で運行されている。一部のシステムでは、誘導ゴムタイヤ、磁気浮上(マグレブ)、またはモノレールが使用されている。駅は通常、プラットフォームが高く、車内には段差がないため、列車とプラットフォームの隙間を最小限に抑えるために特注の車両が必要となる。これらのシステムは他の公共交通機関と統合されており、多くの場合、同じ公共交通機関によって運行されている。一部のRapid Transit Systemでは、Rapid Transitの路線と道路の間、または2つのRapid Transitの路線の間に平面交差が設けられている。[ 10 ]
世界初の高速輸送システムは、1863年に蒸気機関車を使用して開通した部分的に地下化されたメトロポリタン鉄道であり、現在はロンドン地下鉄の一部となっています。[ 11 ] 1868年にはニューヨークで高架のウェストサイド・アンド・ヨンカーズ・パテント鉄道が開通しましたが、当初は固定式の蒸気機関を使用したケーブル牽引の路線でした。
| シリーズの一部 |
| 鉄道輸送 |
|---|
| インフラストラクチャー |
| 車両 |
| 都市鉄道交通 |
| その他のトピック |
地下鉄という用語は、英語を母国語としない人が地下高速輸送システムを指す際に最もよく使う用語である。[ 12 ]高速輸送システムは、混雑した中心業務地区で乗客が移動する手段にちなんで命名されることがある。トンネルを使用することから、地下鉄、[ 13 ]地下、[ 14 ] ドイツ語でUntergrundbahn ( U-Bahn ) 、 [ 15 ]スウェーデン語で Tunnelbana (T-bana) [16] などの名前が生まれる。高架橋を使用することから、 高架( Lまたはel )、スカイトレイン、[ 17 ]ドイツ語で頭上、オーバーグラウンド、またはHochbahnなどの名前が生まれる。これらの用語の 1 つがシステム全体に適用されることは、ネットワークの大部分、たとえば外部郊外が地上レベルで走っている場合でも同様である。
イギリスのほとんどの地域では、地下鉄は歩行者用の地下道です。ロンドン地下鉄は「 Underground(地下鉄) 」と「Tube(チューブ)」という用語で呼ばれています。北東イングランドのタイン・アンド・ウィア・メトロは、主に地上路線で運行されており、「Metro(メトロ) 」と呼ばれています。スコットランドでは、グラスゴー地下鉄の地下高速輸送システムは「 Subway(サブウェイ)」と呼ばれています。アイルランドでは、ダブリン地域高速輸送システムは、その名称にもかかわらず、幹線鉄道を利用している点から 通勤鉄道とみなされています。

フランスでは、パリ、マルセイユ、リヨンなどの大都市では「métro (メトロ) 」という用語が使用されています。また、リールやレンヌなどの小都市にもライトメトロがあります。さらに、ベルギーのブリュッセル、オランダのアムステルダムとロッテルダムでも、都市交通システムには 「métro(メトロ)」または「metro(メトロ)」という用語が使用されています。
南ヨーロッパのいくつかの国では、高速輸送システムを指すのに「メトロ」(イベリア半島)または「メトロポリターナ」 (イタリア)という用語も使用されています。スペインでは、マドリード、バルセロナ、ビルバオ、バレンシアに同様のシステムがあります。ポルトガルではリスボンに地下鉄があります。イタリアでは、カターニア、ジェノヴァ、ミラノ、ナポリ、ローマ、ブレシア、トリノにも高速輸送システムがあります。
ドイツとオーストリアでは、高速輸送システムはU-Bahnとして知られており、多くの場合、S-Bahnシステムによってサポートされています。ドイツでは、ベルリン、ハンブルク、ミュンヘン、ニュルンベルク、フュルトにU-Bahnシステムがあり、オーストリアではウィーンに同様のシステムがあります。さらに、オーストリアのチロル州にある自動車乗り入れ禁止の小さな町ザーファウスにも、短いU-Bahn路線があります。スイスのドイツ語圏にはU-Bahnシステムは存在しませんが、ローザンヌ市には独自の小規模な地下鉄システムがあります。スイス最大の都市チューリッヒでは、1970年代の国民投票によりU-Bahnネットワークのプロジェクトが中止され、代わりにS-Bahnシステムの開発が進められました。他の中央ヨーロッパ諸国にも地下鉄路線があり、例えばブダペスト(ハンガリー)では「メトロ」と呼ばれ、プラハ(チェコ共和国)やワルシャワ(ポーランド)でも「メトロ」という用語が使われています。
東ヨーロッパでは、ミンスク(ベラルーシ、ミエトラパリテンと呼ばれる)、キエフ(ウクライナ、メトロポリテンと呼ばれる)、モスクワ(ロシア、メトロポリテンと呼ばれる)、サンクトペテルブルク(ロシア)、カザン(ロシア)、ニジニ・ノヴゴロド(ロシア)、サマーラ(ロシア)、エカテリンブルク(ロシア)、ノボシビルスク(ロシア)で地下鉄システムが稼働している。
南東ヨーロッパ諸国では、 「メトロ」という用語は高速輸送システムを指すのが一般的で、そのようなシステムはアテネおよびテッサロニキ(ギリシャ)、ベオグラード(セルビア、現在建設中)、ソフィア(ブルガリア)、イスタンブール(トルコ、メトロと呼ばれる)、バクー(アゼルバイジャン)に存在します。
北欧では、高速輸送システムは、コペンハーゲン(デンマーク)やヘルシンキ(フィンランド)ではメトロと呼ばれ、オスロ(ノルウェー)ではT-bane(トンネルベイン) 、ストックホルム(スウェーデン)ではトンネルベナと呼ばれています。
北米では、高速輸送システムには様々な用語が使われています。「メトロ」という用語は、主にメキシコシティ・メトロやモントリオール・メトロなど、英語圏以外のシステムを指すために使用されますが、ロサンゼルス・メトロレールやワシントン・メトロなど、英語でもしばしば使用されます。「地下鉄」という用語は、英語では鉄道高速輸送システムを指すのによく使われますが、この用語で知られているシステムは限られています。高架鉄道として知られるシステムは、「エル」、「L」、または「スカイトレイン」と呼ばれることが多く、シカゴの「L」やバンクーバー・スカイトレインなどがその例です。「メトロ」は大都市圏の略称としても使用され、シカゴのREM(Réseau express métropolitain)や郊外鉄道のメトラ(Metropolitan Rail)のように、一部のシステムでは名称にその名称が付けられています(後者は高速輸送システムではありません)。ボストンの地下鉄システムは、地元では「ザ・T」として知られています。アトランタでは、アトランタ首都圏高速輸送局は「MARTA」の頭字語で呼ばれています。サンフランシスコ・ベイエリアの住民はベイエリア高速鉄道を「BART」の頭文字で呼んでいます。[ 18 ] [ 19 ]
ニューヨーク市地下鉄は、システムの40%が地上を走っているにもかかわらず、単に「地下鉄」と呼ばれています。高架路線全般には「L」や「El」という用語は使用されません。これは、システム内の路線が既に文字と数字で指定されているためです。「L」列車または「L」(ニューヨーク市地下鉄サービス)は、14丁目-カナーシー・ローカル線のみを指し、他の高架列車は指しません。同様に、トロント地下鉄も一部が地上を走っているにもかかわらず、「地下鉄」と呼ばれています。北米で主に「地下鉄」と呼ばれるシステムは、この2つだけです。
ブエノスアイレスでは、1913年にA線の一部として最初の地下鉄路線が開通した。開通式には 副大統領ビクトリーノ・デ・ラ・プラザが出席した。
東南アジアのほとんどの国と台湾では、高速輸送システムは主にMRTの略称 で知られています。意味は国によって異なります。インドネシアでは、この略称はModa Raya Terpadu、英語でIntegrated Mass [Transit] Modeの略です。 [ 20 ]フィリピンではMetro Rail Transitの略です。[ 21 ]地下鉄2路線がsubwayという用語を使用しています。タイではMetropolitan Rapid Transitの略で、以前はMass Rapid Transitという名称を使用していました。[ 22 ]東南アジア以外では、台湾の台中、高雄、桃園にはシンガポールやマレーシアと同様にMass Rapid Transitの略である独自のMRTシステムがあります。[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]
一般的にラピッドトランジットは「地下鉄」タイプの交通機関と同義語ですが、時にはラピッドトランジットは「地下鉄」、通勤電車、高架ライトレールを含むものとして定義されることもあります。[ 27 ]また、大容量のバスベースの交通システムも「地下鉄」システムと同様の特徴を持つことがあります。[ 28 ]

1863年、ロンドンで蒸気機関車によるメトロポリタン鉄道が開通し、高速輸送の幕開けとなりました。蒸気機関車は、換気設備があったにもかかわらず、当初は快適な乗り心地ではありませんでした。空気圧式鉄道の実験は、都市への普及には至りませんでした。
1890年、シティ&サウス・ロンドン鉄道は、全線地下化された世界初の電気牽引高速鉄道でした。[ 29 ]開業前、この路線は「シティ&サウス・ロンドン地下鉄」と名付けられ、鉄道用語に「地下鉄」という用語が導入されました。[ 30 ]両鉄道は、他の鉄道とともに最終的にロンドン地下鉄に統合されました。1893年のリバプール・オーバーヘッド鉄道は、当初から電気牽引を使用するように設計されました。[ 31 ]
この技術はヨーロッパ、アメリカ合衆国、アルゼンチン、カナダの他の都市にも急速に広がり、一部の鉄道は蒸気機関から転換され、他の鉄道は最初から電気鉄道として設計されました。ブダペスト、シカゴ、グラスゴー、ボストン、ブエノスアイレス、ニューヨーク市はすべて、電気鉄道サービスに転換、または専用に設計・建設されました。[ 32 ]

技術の進歩により、新たな自動化サービスが可能になりました。また、高速輸送システムの機能の一部を取り入れたトラムトレインやプレメトロといったハイブリッドソリューションも進化しています。 [ 29 ]

1960年代以降、ヨーロッパ、アジア、ラテンアメリカで多くの新しいシステムが導入されました。[ 15 ] 21世紀には、ほとんどの新しい拡張とシステムはアジアで行われ、中国は地下鉄拡張で世界のリーダーとなり、最大かつ最も混雑するシステムのいくつかを運営し、約60の都市で高速輸送システムを運営、建設、または計画しています。[ 34 ] [ 35 ]
高速輸送システムは、都市、集積地、大都市圏における地域輸送として、多数の人々を高頻度で短距離輸送するために利用されている。[ 9 ] [ 36 ]高速輸送システムの規模は都市によって大きく異なり、いくつかの輸送戦略がある。[ 6 ]
一部のシステムは、都心部または郊外部の環状線のみにまで延伸し、列車は頻繁に駅に停車する。郊外部へは、駅間隔が広く高速化が可能な別の通勤鉄道網が敷設されることもある。都市高速輸送システムと郊外輸送システムの違いが明確でない場合もある。[ 5 ]
高速交通システムは、トロリーバス、路線バス、路面電車、通勤鉄道などの他のシステムによって補完されることがあります。これらの交通手段を組み合わせることで、停留所の少なさや外部アクセスポイント間の歩行距離の長さといった高速交通システムの限界を補うことができます。バスや路面電車のフィーダーシステムは、人々を高速交通システムの停留所まで輸送します。[ 37 ]
2021年現在、中国(香港とマカオを含む)は世界で最も多くの高速輸送システムを保有しており 、その数は40で[ 38 ] 、 4,500キロ(2,800マイル)を超える線路を運行しており、2010年代の世界の高速輸送システムの拡張の大部分を担っていました。[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]路線の長さで世界最長の単一事業者の高速輸送システムは、上海地下鉄です。[ 42 ] [ 43 ]駅の数(合計472駅)で世界最大の単一の高速輸送サービスプロバイダーは[ 44 ]ニューヨーク市地下鉄です。年間乗客数で世界で最も混雑する高速輸送システムは、上海地下鉄、東京地下鉄、ソウル地下鉄、モスクワ地下鉄です。


各高速輸送システムは、1つまたは複数の路線、つまり回路で構成されています。各路線には少なくとも1つの特定のルートがあり、列車は路線の全部または一部の駅に停車します。ほとんどのシステムは複数のルートを運行しており、色、名前、番号、またはそれらの組み合わせで区別しています。一部の路線は、ルートの一部で線路を共有したり、独自の権利を持って運行したりする場合もあります。市内中心部を通る路線は、郊外で2つ以上の支線に分岐することが多く、中心部での運行頻度が高くなります。この配置は、コペンハーゲン地下鉄、[ 49 ]ミラノ地下鉄、オスロ地下鉄、イスタンブール地下鉄、ニューヨーク市地下鉄など、多くのシステムで採用されています。[ 50 ]
あるいは、プラハ地下鉄のように、市内中心部に単一の中央ターミナル(多くの場合、中央駅と共有)または複数の路線間の乗り換え駅がある場合もある。[ 51 ]ロンドン地下鉄[ 52 ]とパリ地下鉄[ 53 ]は、都市全体に交差する路線のマトリックスを持つ高密度のシステムである。シカゴの「L」は、そのほとんどの路線が主要なビジネス、金融、文化エリアであるループに収束している。モスクワ地下鉄のコルツェヴァヤ線や北京地下鉄の10号線のように、市内中心部の周りを環状に回り、放射状に配置された外向きの路線に接続するシステムもある。
路線の容量は、車両の容量、列車の長さ、および運行頻度を掛けて算出されます。重量のある高速輸送列車は 6 両から 12 両を使用する一方、軽量のシステムは 4 両以下の車両を使用します。車両の定員は 100 人から 150 人ですが、着席と立席の比率によって異なります。立つ人が多いほど、定員は高くなります。通信ベースの列車制御 を使用しているため、高速輸送の列車間の最小時間間隔は幹線鉄道よりも短くなっています。最小ヘッドウェイは 90 秒に達することがありますが、多くのシステムでは遅延からの回復を見込んで通常 120 秒を使用しています。一般的な容量の路線では、列車 1 本あたり 1,200 人の乗客を乗せることができ、1 時間あたり片道 36,000 人の乗客が利用できます。ただし、東アジアでははるかに高い容量が達成されており、香港のMTR Corporationの都市線では 1 時間あたり 75,000 人から 85,000 人の範囲が達成されています。 [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]
高速交通網のトポロジーは、地理的障壁、既存または予測される移動パターン、建設コスト、政治的背景、歴史的制約など、多くの要因によって決定されます。交通システムは、一連の路線で特定の地域にサービスを提供することが期待されており、これらの路線は「I」、「L」、「U」、「S」、「O」の字型またはループ型として要約されます。地理的障壁は、交通路線が合流しなければならないチョークポイント(例えば、水域を横断するなど)を引き起こす可能性があり、これは潜在的な渋滞発生場所となるだけでなく、路線間の乗り換えの機会も提供します。[ 57 ]
環状線は良好なカバー範囲を提供し、放射状線間を繋ぎ、通常は混雑するネットワーク中心部を横切らなければならない接線的な移動にも対応します。大まかなグリッドパターンは、適切な速度と運行頻度を維持しながら、多様なルートを提供することができます。[ 57 ]世界最大の地下鉄システム15件を対象とした研究では、密集した中心部とそこから放射状に伸びる支線からなる普遍的な形状が示唆されています。[ 58 ]

高速交通事業者は、大都市の膨大な数の標識の中でもすぐに識別できるよう、認識のしやすさに重点を置いた強力なブランドを構築してきた。また、スピード、安全性、権威を伝えたいという願望も組み合わせている。 [ 59 ]多くの都市では、交通局全体に単一の企業イメージがあるが、高速交通事業者は、そのプロフィールに合った独自のロゴを使用している。

交通地図は、公共交通機関の路線や駅を示すために使用される位相図または模式図です。主な構成要素は、各路線またはサービスを示す色分けされた線と、駅を示す名前付きアイコンです。地図には、高速交通機関のみが表示される場合もあれば、他の公共交通機関も含まれる場合があります。 [ 60 ]交通地図は、交通機関の車両内、プラットフォーム、駅構内、印刷された時刻表などに掲載されています。地図は、利用者がシステムの異なる部分間の相互接続を理解するのに役立ちます。例えば、乗客が路線間を乗り換えることができる乗り換え駅を示します。従来の地図とは異なり、交通地図は通常、地理的に正確ではありませんが、異なる駅間の位相的な接続を強調しています。グラフィック表示では、交通網の表示を簡素化するために、直線と固定角度が使用され、多くの場合、駅間の最小距離が固定されています。これは、システムの外側にある駅間の距離を圧縮し、中心部に近い駅間の距離を拡張する効果をもたらすことがよくあります。[ 60 ]
一部のシステムでは、乗客が駅を識別しやすいように各駅に固有の英数字コードを割り当てており、このコードには駅の路線情報と路線上の位置が簡潔に符号化されている。 [ 61 ]例えばシンガポールMRTでは、チャンギ空港MRT駅は英数字コードCG2を持ち、東西線のチャンギ空港支線の2番目の駅であることを示す。乗り換え駅には少なくとも2つのコードがあり、例えばラッフルズプレイスMRT駅にはNS26とEW14の2つのコードがあり、それぞれ南北線の26番目の駅と東西線の14番目の駅である。
ソウルメトロも、駅にコードを使用している例です。シンガポールのMRTとは異なり、駅名は主に数字です。路線番号に基づいて、たとえば新龍山駅は429駅とコード化されています。4号線にあるため、駅コードの最初の数字は4です。最後の2桁はその路線の駅番号です。乗り換え駅は複数のコードを持つことができます。たとえばソウルの市庁駅は1号線と2号線が乗り入れており、それぞれ132と201というコードになっています。2号線は環状線で、最初の停車駅は市庁なので、市庁の駅コードは201です。盆唐線のように数字のない路線には、英数字のコードが付けられます。KORAILが運行する番号のない路線は、文字「K」で始まります。
インターネットと携帯電話が世界中で広く普及するにつれ、交通事業者はこれらの技術を活用して利用者に情報を提供しています。オンラインマップや時刻表に加え、一部の交通事業者はリアルタイム情報を提供しており、乗客は次の車両の到着時刻や予想所要時間を知ることができます。交通情報用の標準化されたGTFSデータ形式により、多くのサードパーティソフトウェア開発者が、特定の路線や駅に関するカスタマイズされた最新情報を乗客に提供するWebアプリやスマートフォンアプリを開発できるようになりました。
メキシコシティメトロは、各駅に独自のピクトグラムを使用しています。当初は、読み書きができない人でも路線図を「読みやすく」するために考案されましたが、今ではシステムの「象徴」となっています。
他の交通手段と比較して、高速輸送は事故が少なく、安全記録は良好です。鉄道輸送には厳格な安全規制が適用され、リスクを最小限に抑えるための手順とメンテナンスが求められます。複線化により正面衝突はまれであり、低速運転により追突や脱線の発生率と重大性が低下します。火災は地下で発生する方が危険であり、 1987年11月にロンドンで発生したキングス・クロス駅の火災では31人が死亡しました。システムは通常、システム全体の多くの場所で列車から避難できるように構築されています。[ 62 ] [ 63 ]
通常1メートル(3フィート)を超える高さのプラットホームは、線路に落ちた人が戻ってくるのが困難になるため、安全上のリスクとなります。この危険を排除するために、一部のシステムではプラットホームドアが使用されています。
高速交通機関は公共空間であるため、セキュリティ上の問題が発生する可能性がある。スリや手荷物の盗難といった軽犯罪から、より深刻な暴力犯罪、さらには混雑した電車内やプラットフォームでの性的暴行などである。[ 64 ] [ 65 ]セキュリティ対策としては、ビデオ監視、警備員、車掌などが挙げられる。一部の国では、専門の交通警察が設置されている場合もある。これらのセキュリティ対策は通常、乗客が料金を支払わずに乗車していないかをチェックすることで、収益を保護する対策と統合されている。[ 66 ]
北京地下鉄など一部の地下鉄システムは、2015年にWorldwide Rapid Transit Dataによって「世界で最も安全な高速鉄道ネットワーク」にランク付けされ、各駅に空港のようなセキュリティチェックポイントを設置しています。高速鉄道システムは、1995年の東京地下鉄サリン事件[ 67 ]や2005年のロンドン地下鉄 「 7月7日」爆破テロ事件など、多くの犠牲者を伴うテロ攻撃の標的となってきました。

一部の高速鉄道車両には、壁コンセント、携帯電話の受信(トンネル内の漏洩フィーダーや駅構内のDASアンテナを使用)、 Wi-Fi接続などの追加機能が搭載されています。地下鉄駅やトンネル内で携帯電話の受信を完全に可能にした世界初の地下鉄システムは、シンガポールのMRT(マス・ラピッド・トランジット)システムで、1989年にAMPSを使用した初の地下携帯電話ネットワークを導入しました。 [ 68 ]香港MRT(マス・ラピッド・トランジット)やベルリンUバーンなど、多くの地下鉄システムは、トンネル内で様々なネットワーク事業者のモバイルデータ接続を提供しています。

1863年にロンドンでメトロポリタン鉄道が開業して以来、公共の大量高速輸送に使用される技術は大きな変化を遂げてきました。[ 4 ] [ 5 ]
より大型で長い列車を擁する大容量モノレールは、高速輸送システムに分類できる。[ 69 ]このようなモノレールシステムは、最近、重慶とサンパウロで運行を開始した。ライトメトロは高速輸送システムのサブクラスであり、「フルメトロ」と同等の速度と高低差を備えているが、乗客数が少ないことを想定して設計されている。ライトメトロは、通常、ローディングゲージが小さく、車両も軽量で小型で、2両から4両編成である。ライトメトロは通常、主要な高速輸送システムへのフィーダーラインとして利用される。 [ 70 ]例えば、台北メトロの文湖線は、比較的人口密度の低い多くの地域にサービスを提供しており、大容量の地下鉄路線に接続し、補完している。
一部のシステムはゼロから構築され、他のシステムは以前の通勤鉄道や郊外の路面電車システムを改修したもので、地下または高架のダウンタウン区間が追加されることが多い。[ 16 ]専用道路用地を持つ地上レベルの線形は、都市構造に物理的な障壁を作り出し、人や車の流れを妨げ、物理的な占有面積が大きくなるため、通常は密集地域の外でのみ使用される。この建設方法は、地価が低い限り最も安価である。路線建設後に建物を建てる予定の地域の新しいシステムによく使用される。[ 71 ]
ほとんどの高速鉄道列車は、3両編成から10両編成以上の電気式多連装列車である。 [ 72 ]乗務員数は歴史を通じて減少しており、一部の近代的なシステムでは、現在では完全に無人運転の列車が運行されている。[ 73 ]運転士は、通常の運行では駅で列車のドアを開閉するだけの役割を果たすが、それでも依然として乗務している列車もある。電力は一般的に第三軌条または架線によって供給される。ロンドン地下鉄網全体では第四軌条が使用されており、その他の列車ではリニアモーターが推進力として使用されている。[ 74 ]
都市鉄道の中には、本線鉄道と同等の軌間を持つものもあれば、本線鉄道よりも軌間が狭く、トンネルによって車両の大きさや形状が制限される路線もあります。ロンドン地下鉄の大部分はその一例で、深いトンネルを走る車両が円筒形であることから、非公式に「チューブ・トレイン」と呼ばれています。
歴史的に、高速鉄道列車は、乗客に新鮮な空気とピストン効果による風冷を提供するため、天井ファンと開閉可能な窓を使用していました。1950年代から1990年代にかけて(ヨーロッパのほとんどの国では2000年代まで)、その時代からの多くの高速鉄道列車には、乗客の快適性のために、車両の天井ユニットに強制空気換気システムも装備されていました。1958年のハドソン・マンハッタン鉄道Kシリーズ車両[ 75 ]、1960年代後半のニューヨーク市地下鉄R38およびR42車両、1970年代の名古屋市営地下鉄3000シリーズ、大阪市営地下鉄10シリーズ[ 76 ]およびMTR M-Train EMUなどの初期の高速鉄道車両にエアコンが装備されていたのは、一般に、これらのシステムの比較的大きな荷重限界と、これらのエアコンユニットから出る熱気を放散するのに十分な屋外セクションがあったからこそでした。特にモントリオール地下鉄[ 77 ](1966年開業)や札幌市営地下鉄(1971年開業)などの高速交通システムでは、冬季の両都市で発生した大雪に対処するためゴムタイヤ式を採用し、完全に密閉された構造となっているため、トンネル内が乗客や列車の運行に支障をきたすほど高温になる恐れがあり、車両の空調設備の改修は不可能となっている。
多くの都市の地下鉄網は、サイズや種類の異なる車両を運行する路線で構成されています。これらのサブネットワークは線路で接続されることは少ないですが、必要に応じて、あるサブネットワークのより小型の車両を、より大型の車両を運行する他の路線で輸送することがあります。一部の路線では、このような運行は通常のサービスの一部となっています。

ほとんどの高速輸送システムは、従来の標準軌の鉄道線路を使用しています。地下鉄トンネルの線路は雨や雪などの降水にさらされないため、通常の鉄道線路のようにバラスト上に設置されるのではなく、床に直接固定されることが多いです。
狭いコンクリート製または鋼製の転がり軌道上でゴムタイヤを使用する代替技術は、パリ地下鉄とメキシコシティ地下鉄の特定の路線で開拓され、それを採用した最初の完全に新しいシステムはカナダのモントリオールで導入されました。これらのネットワークのほとんどでは、ガイド用に追加の水平車輪が必要であり、パンクした場合や転換のために従来の線路が提供されることがよくあります。また、札幌市営地下鉄やフランスのレンヌのNeoValシステムなど、中央ガイドレールを使用するゴムタイヤシステムもいくつかあります。このシステムの支持者は、従来の鋼鉄車輪の列車よりもはるかに静かで、ゴムタイヤの牽引力が向上するため、より大きな勾配にも対応できると指摘しています。ただし、メンテナンスコストが高く、エネルギー効率も低くなります。また、天候が雨天または凍結すると牽引力が低下するため、モントリオール地下鉄の地上での使用が妨げられ、札幌市営地下鉄では制限されていますが、他の都市のゴムタイヤシステムでは問題ありません。[ 78 ]
急峻な丘陵地帯を持つ都市の中には、地下鉄に山岳鉄道の技術を取り入れているところもあります。リヨン地下鉄の路線の一つにはラック式鉄道(歯車式鉄道)の区間が含まれており、ハイファのカルメリット鉄道は地下ケーブルカーです。
高架路線の場合、もう一つの選択肢はモノレールです。モノレールは、跨座式モノレールまたは懸垂式モノレールのいずれかで建設できます。モノレールは日本国外では広く普及していませんが、重慶軌道交通のモノレールのように、高速輸送システムとして広く利用されている路線も あります。

メトロポリタン鉄道のような初期の高速輸送システムの列車は、ケーブル牽引または蒸気機関車を介して蒸気エンジンを使用して動力を得ていましたが、今日では事実上すべての地下鉄列車は電力を使用し、複数のユニットで走行するように作られています。牽引力と呼ばれる列車の電力は、通常、2つの形式のいずれかで供給されます。1つは線路沿いの柱や塔、または建物やトンネルの天井から吊り下げられた架空線、もう1つは線路レベルに設置され、スライドする「ピックアップシュー」が接触する第3の軌条です。地上のレールを介して電力を送る方法は、主にトンネルの頭上空間が限られており、物理的に架空線の使用が妨げられるためです。
架空線を使用すると、より高い電源電圧を使用することができます。上海地下鉄のようにトンネルがあまりない地下鉄システムでは、架空線が使用される可能性が高くなります。バルセロナ、福岡、香港、マドリード、石家荘など、主に地下を通る一部のシステムでも架空線が採用されています。架空線システムと第三軌条システムはどちらも、走行レールを帰線導体として使用するのが一般的です。一部のシステムでは、この目的で別の第四軌条を使用しています。ボストンのブルーラインのように、レールと架空の両方の電力を使用し、車両で両者の間を切り替えられる交通路線もあります。
ほとんどの高速輸送システムは直流を使用していますが、インドの一部のシステム(主にデリーメトロ)では架空線から供給される25 kV 50 Hzを使用しています。

地下トンネルは、交通を街路レベルから遠ざけることで交通渋滞による遅延を回避し、建物やその他の用途に利用できる土地を確保します。地価が高く土地利用が密集している地域では、トンネルが大量輸送のための唯一の経済的なルートとなる場合があります。開削トンネルは、市街地の道路を掘削し、トンネルの上に道路を再建することで建設されます。また、トンネル掘削機を用いて岩盤のさらに深い場所に深堀りトンネルを掘削することもできます。[ 29 ]
地下鉄の建設は多額の費用がかかるプロジェクトであり、多くの場合、数年にわたって実施されます。地下鉄路線の建設にはいくつかの方法があります。
カットアンドカバー工法として知られる一般的な方法では、市街地の道路を掘削し、上部の道路を支えるのに十分な強度を持つトンネル構造物を溝に構築し、その後、それを埋めて道路を再建します。この方法では、電気や電話の配線、水道やガスの本管、下水道など、道路レベルよりすぐ下に埋設されている公共設備の大規模な再配置がしばしば必要になります。ナショナル ジオグラフィック協会のドキュメンタリーによると、1992 年 4 月にグアダラハラで起きた爆発の原因の 1 つは水道管の位置が間違っていたため、この再配置は慎重に行う必要があります。構造物は通常コンクリート製で、おそらくは構造柱は鋼鉄製です。最も古いシステムでは、レンガや鋳鉄が使用されていました。カットアンドカバー工法は非常に長い時間がかかるため、長期間にわたって主要道路を閉鎖するのを避けるために、下で工事が行われている間に仮の路盤を構築する必要がある場合がよくあります。
トンネルを掘る別の方法として、ボーリングトンネル工法があります。この方法では、まず垂直の立坑を建設し、そこから水平にトンネルを掘ります。シールドトンネルがよく使用されるため、既存の道路、建物、公共設備への影響はほぼ避けられます。しかし、地下水の問題が発生する可能性が高く、また、天然の岩盤を掘削するには発破が必要になる場合があります。大深度トンネル工法を初めて広く採用した都市はロンドンで、同市では粘土の厚い堆積層によってこれらの問題がほぼ回避されています。トンネル内の狭い空間は使用できる機械にも制限を与えますが、現在ではこの課題を克服するために専用のトンネル掘削機が利用可能になっています。
この方式の欠点は、トンネル工事のコストが、地上または高架の開削工法よりもはるかに高いことです。初期のトンネル掘削機では、従来の鉄道設備が通行できるほどのトンネルを掘ることができず、現在でもロンドン地下鉄のほとんどで使用されているような、低くて円形の特殊な車両が必要でした。列車とトンネル壁の間の空間が非常に狭いため、ほとんどの路線に空調設備を設置することができません。開削工法で建設された路線もあり、その後、空調設備付きの車両が導入されました。
世界で最も深い地下鉄システムは、ロシアのサンクトペテルブルクに建設されました。そこは湿地帯で、50メートル(160フィート)以上の深さから安定した土壌が始まります。それより上の土壌は、主に水分を含んだ細かく分散した砂で構成されています。そのため、約60の駅のうち、地表近くに建設されているのは3駅だけで、さらに地上に建設されている駅は3駅です。一部の駅やトンネルは、地表から100~120メートル(330~390フィート)の深さまで達します。通常、深さを表すには、地表からレールまでの垂直距離が使用されます。候補として考えられるものには、以下のものがあります。

最も深い駅:
大深度トンネルの利点は、駅間を盆地状に傾斜させることができるため、地表近くを掘削する場合のような大幅な追加コストが発生しないことです。この技術は「駅をハンプ上に配置する」とも呼ばれ、列車が駅から加速し、次の駅でブレーキをかける際に重力の力を利用することを可能にします。この技術は1890年頃からシティ・アンド・サウス・ロンドン鉄道の一部で採用されており、その後もモントリオールやニュルンベルクなど、多くの場所で利用されてきました。
香港島西部を結ぶMTR島線の延伸路線である西島線は2015年に開業し、地下100メートル(330フィート)以上に位置する2つの駅(西営盤駅と香港大学駅)で、ミッドレベル(中層階)の乗客にサービスを提供しています。これらの駅には、エスカレーターの代わりに高速エレベーターを備えた複数の出入口が設置されています。このような出入口は、ロンドン地下鉄の多くの駅や旧ソ連諸国の駅に存在していました。
高架鉄道は、高価なトンネルを掘ったり、障壁を作ったりすることなく、専用通行権を構築する安価で簡単な方法です。また、市街地表面近くの地下水位が高いなどの考慮事項により、地下鉄のコストが上昇したり、地下鉄を不可能にしたりすることさえあるため(マイアミなど)、地上レベルの鉄道に加えて、高架鉄道が唯一の実行可能な代替手段になることもあります。高架ガイドウェイは20世紀初頭に人気がありましたが、人気が衰えました。20世紀最後の25年間に再び人気が高まり、多くの場合、無人運転システムと組み合わせて使用され、バンクーバーのスカイトレイン、ロンドンのドックランズ・ライト・レールウェイ、[ 79 ]マイアミ・メトロレール、バンコク・スカイトレイン、[ 80 ]スカイライン・ホノルルなどがその例です。[ 81 ]
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駅は、乗客が列車に乗降するためのハブとして機能します。また、料金精算所でもあり、乗客がバスや他の列車など、他の交通手段に乗り換えることもできます。駅へのアクセスは島式ホームまたは側線ホームから可能です。[ 87 ]地下駅、特に深層駅は、全体的な移動時間を長くします。プラットフォームまでのエスカレーターの乗車時間が長いため、適切に建設されていない場合、駅がボトルネックになる可能性があります。一部の地下駅と高架駅は、それぞれ広大な地下ネットワークまたはスカイウェイネットワークに統合されており、近隣の商業ビルに接続しています。[ 88 ]郊外では、駅に直結した「パークアンドライド」が設置されている場合があります。 [ 89 ]
列車への容易な乗降のため、プラットホームと列車の間に段差のない高さが確保されています。駅がアクセシビリティ基準を満たしていれば、障がいのある方やキャスター付きの荷物をお持ちの方でも列車への乗降が容易になります。[ 90 ]ただし、線路が曲線の場合、列車とプラットホームの間に隙間が生じることがあります。一部の駅では、線路への転落防止による安全性の向上と換気コストの削減を目的として、 プラットホームドアを設置しています。

特に旧ソ連諸国や東欧諸国では、他の地域でも増加傾向にあるが、駅舎は大理石の壁、磨き上げられた花崗岩の床、モザイクなどの豪華な装飾が施され、美術館やギャラリーの外でも、日常生活の中で人々が芸術に触れることができるようになった。モスクワ地下鉄の壁面装飾には、サンゴからアンモナイト、オウムガイまで、多くの化石が使われている。モスクワ、サンクトペテルブルク、タシケント、キエフの地下鉄は、世界で最も美しい地下鉄の一つとして広く知られている。[ 91 ]ロンドン、 [ 92 ]ストックホルム、モントリオール、リスボン、バンガロール、ナポリ、ロサンゼルスなど他の都市でも芸術に重点が置かれており、装飾的な壁面装飾から、駅舎と一体化した大規模で派手な芸術的計画、駅の建設中に発見された古代の遺物の展示まで多岐にわたる。[ 93 ]壮大な建築、芸術、清潔さ、アクセシビリティ、照明、安全性に比較的少額の費用をかけることで、より多くの乗客を誘致し、利益を得ることが可能になるかもしれない。[ 94 ]
地下鉄の黎明期には、列車を運転するには少なくとも2人の係員が必要でした。ドアやゲートを操作する1人以上の係員(「車掌」または「車掌」とも呼ばれる)と、運転士(「機関士」または「運転士」とも呼ばれる)です。1920年頃に電動ドアが導入されたことで乗務員の規模が縮小され、現在では多くの都市で列車は1人で運転されています。運転士が列車の側面全体を見渡せず、ドアが安全に閉まるかどうかを確認できない場合は、その目的で鏡や閉回路テレビモニターが設置されることがよくあります。
1960年代には、自動列車制御(ATO) 、そして後に自動列車運転(ATO)といったコンピュータ技術の進歩により、人間の運転士に代わるシステムが利用可能になりました。ATOは、人間の運転士が沿線信号や車内信号から得る情報を考慮しながら、列車を発進させ、適切な速度まで加速し、次の駅のプラットホームの正しい位置に自動的に停止することができました。この技術を全面的に採用した最初の地下鉄路線は、1968年に開業したロンドンのヴィクトリア線でした。
通常の運行では、乗務員が先頭の運転席に座り、各駅でドアを閉める役割のみを担います。2つの「スタート」ボタンを押すと、列車は自動的に次の駅へ移動します。この「半自動列車運転」(STO)方式は、技術的には「自動化レベル(GoA)2」と呼ばれ、特にサンフランシスコ・ベイエリアのBARTネットワークのような新設路線で広く普及しています。
ATOの派生形である「無人列車運転」(DTO)、または正式には「GoA 3」と呼ばれるシステムは、1987年に開業したロンドンのドックランズ・ライト・レイルウェイなど、一部のシステムで採用されています。このシステムでは、「旅客サービス係」(旧称「列車長」)が運転手のように先頭に座るのではなく、乗客と一緒に乗車しますが、GoA 2システムの運転手と同じ責任を負います。この技術により、ほとんどのエレベーターと同様に、無人運転で列車を完全に自動運転することが可能になります。当初は自動化にかかるコストが増加していましたが、徐々に減少していくと、これは運行会社にとって経済的に魅力的な選択肢となりました。
同時に、緊急事態において、乗務員が列車に乗っていれば、そもそも緊急事態を防いだり、部分的に故障した列車を次の駅まで運転したり、必要に応じて避難を支援したり、適切な緊急サービスを呼び出して緊急事態が発生した場所へ誘導したりできた可能性があるという反対論もあった。一部の都市では、同じ理由で乗務員を1人ではなく2人にすることを正当化している。1人が列車の前方から運転し、もう1人が後方からドアを操作して、後部車両の乗客をより都合よく支援できるようにするためである。純粋に労働組合の反対によって運転士がいる例としては、トロントのスカボローRT線がある。
完全に無人運転の列車、いわゆる「無人列車運転」(UTO)、技術的には「GoA 4」は、既存の乗務員を交代させる必要がない新しいシステム、特にライトメトロ路線で受け入れられやすくなっています。こうしたシステムの最初のものの一つがVAL(véhicule automatique léger、自動運転ライトビークル)で、1983年にフランスのリールメトロで初めて使用されました。フランスのトゥールーズやイタリアのトリノなど、他の都市でもVAL路線が建設されています。無人列車を使用する別のシステムとしては、ボンバルディア社のイノビアメトロがあり、これは元々は都市交通開発公社が中規模輸送システム(ICTS)として開発したものでした。後にバンクーバーのスカイトレインとクアラルンプールのケラナジャヤ線で使用され、どちらも無人運転となっています。
既存路線を完全自動運転に転換する際のもう一つの障害は、転換に伴って運行停止が必要になる可能性があることである。さらに、複数の路線で同じインフラが共用されている場合、少なくとも一定期間は自動運転列車と有人運転列車が線路を共有する必要があるかもしれない。ニュルンベルク地下鉄は、2010年初頭に既存のU2を完全自動運転(GoA4)に転換したが、その間1日も運行に支障はなかった。それ以前は、2008年に開業した完全無人運転のU3と混在運転していた。ニュルンベルク地下鉄は、このような混在運転で運行に支障をきたさない移行を実施した世界初のシステムであった。このことは、こうした技術的ハードルは克服可能であることを示しているが、プロジェクトは大幅に遅れ、2006年FIFAワールドカップに間に合うように運行を開始するという目標には達せず、ニュルンベルクで採用された自動化システムに対する期待された国際的な注文は実現しなかった。
自動運転システムでは、安全性の向上と乗客の安心感確保のため、フルハイトのプラットホームスクリーンドアまたはハーフハイトの自動プラットホームゲートが一般的に採用されていますが、これは普遍的なものではありません。ニュルンベルクのようなネットワークでは、線路上の障害物を検知するために赤外線センサーが使用されています。一方、運転手や手動運転を維持している路線でもPSDが採用されており、ロンドンのジュビリー線延伸線などがその代表例です。既に運用されているシステムにPSDを導入した最初のネットワークは香港のMTRで、その後シンガポールMRTが続きました。
大型列車については、パリ・メトロはほとんどの路線で人間の運転手が運転していますが、1998年に開業した最新路線である14号線では自動運転列車が運行されています。その後、旧型の1号線は2012年までに、 4号線は2023年に無人運転に移行しました。シンガポールの北東MRT線は2003年に開業し、世界初の完全自動運転の地下鉄都市重鉄道です。MTRディズニーランド・リゾート線も、サウスアイランド線と同様に自動運転です。

1980年代以降、路面電車は高速輸送システムの特徴をいくつか取り入れてきました。ライトレールシステム(路面電車)は専用の線路を走行するため、渋滞を回避でき、バスや自動車と同じレベルを維持できます。一部のライトレールシステムには高架区間や地下区間があります。新設および改良された路面電車システムは、速度と輸送能力の両方を向上させ、特に小規模都市において、高速輸送システムの建設に代わる安価な代替手段となります。[ 95 ]
プレメトロ設計とは、市内中心部には地下鉄による高速輸送システムが建設され、郊外にはライトレールまたは路面電車システムのみが建設されることを意味します。一方、郊外には完全な地下鉄を建設し、高価なトンネル建設費用を節約するために市街地の道路には路面電車を走らせる都市もあります。北米では、インターアーバンは高速輸送システムのような立体交差のない、路面を走る郊外路面電車として建設されました。プレメトロはまた、既存の路面電車を段階的に高速輸送システムにアップグレードすることも可能とし、投資コストを長期にわたって分散させます。ドイツではシュタットバーン(Stadtbahn)という名称で最も一般的です。[ 72 ]
郊外通勤鉄道は、都市高速輸送システムよりも運行頻度が低く、平均速度が高く、多くの場合、各村や町に1駅しか停まらない重厚な鉄道システムです。一部の都市の通勤鉄道システム(ドイツのSバーン、ジャカルタのKRL通勤線、ムンバイ郊外鉄道、オーストラリアの郊外ネットワーク、デンマークのS-togなど)は、都市内の頻繁な大量輸送を提供する都市高速輸送システムの代替と見なすことができます。対照的に、一部の都市の主な都市高速輸送システム(ドバイメトロ、上海メトロ、マドリードメトロのメトロスール、台北メトロ、クアラルンプール高速輸送など)は、郊外に到達するように路線が扇状に広がっています。その他の都市または「近郊都市」高速輸送システム(光化門メトロ、ベイエリア高速輸送、ロステケスメトロ、ソウル地下鉄7号線など)は、二重核または多核の集積地にサービスを提供しています。
一部の都市では、都市鉄道を二層構造としています。一つは都市高速輸送システム(パリ・メトロ、ベルリンUバーン、ロンドン地下鉄、シドニー・メトロ、東京地下鉄、ジャカルタMRT 、フィラデルフィア地下鉄など)で、もう一つは郊外輸送システム(それぞれRER、Sバーン、クロスレール&ロンドン・オーバーグラウンド、シドニー・トレインズ、JRアーバンライン、KRL通勤線、リージョナル・レールなど)です。これらのシステムは、Sトレイン、郊外輸送サービス、あるいは(場合によっては)リージョナル・レールなどと呼ばれています。郊外輸送システムは専用の線路を備え、高速輸送システムと同様の運行頻度で運行され、(多くの国では)国有鉄道会社によって運営されています。一部の都市では、これらの郊外輸送サービスは市内中心部のトンネルを通っており、同じまたは隣接するプラットフォームで高速輸送システムに直接乗り換えることができます。[ 96 ] [ 97 ]
ロンドン地下鉄やロンドン・オーバーグラウンドなど、一部の区間では郊外交通システムと高速交通システムが全く同じ線路を走っていることもある。カリフォルニア州のBART、連邦区のメトロDF、ワシントンのメトロレールシステムは、この2つのシステムのハイブリッドの例である。郊外では路線は通勤鉄道のように機能し、運行間隔と駅間の距離が長くなる。一方、都心部では駅同士の距離が近づき、多くの路線が相互乗り入れし、運行間隔は高速交通システムの典型的な運行間隔まで短くなる。
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2018年3月現在、212の都市が高速輸送システムを構築している。[ 98 ]資本コストが高く、費用超過や便益不足のリスクも高いため、通常は公的資金が必要となる。高速輸送システムは、多くの高速道路を備えた大規模な道路輸送システムの代替手段と見なされることがある。[ 99 ]高速輸送システムは、より少ない土地利用、より少ない環境影響、そしてより低いコストで、より高い輸送能力を可能にする。[ 100 ] [ 6 ] 2023年の研究では、高速輸送システムがCO2排出量の大幅な削減につながることが判明した。[ 101 ]
都市中心部の高架または地下システムは、高価な土地を占有することなく人々の輸送を可能にし、物理的な障壁なしに都市をコンパクトに発展させることを可能にします。高速道路はしばしば近隣の住宅地の価格を下落させますが、高速交通機関の駅に近いことは商業および住宅の成長を促し、大規模な公共交通指向型開発のオフィスビルや住宅ビルが建設されることが多いです。[ 99 ] [ 102 ]また、効率的な交通システムは、大都市における人口密度の増加によって引き起こされる経済的厚生の損失を軽減することができます。 [ 103 ]
高速輸送システムには高い固定費がかかる。ほとんどのシステムは地方自治体、交通当局、または中央政府によって公的に所有されている。資本投資は乗客運賃ではなく税金によって一部または全部が賄われることが多いが、道路の財源と競合しなければならないことも多々ある。交通システムは所有者自身が運営する場合もあれば、公共サービス義務に基づき民間企業が運営する場合もある。システムの所有者は接続するバスや鉄道システムも所有している場合が多く、または地域交通協会の会員となってモード間の無料乗り換えを可能にしている。ほぼすべての交通システムは赤字で運営されており、費用を賄うために運賃収入、広告、政府資金が必要である。
運賃収入回収率(乗車券収入と運行費用の比率)は、運行収益性を評価するためによく使用され、香港のMTRコーポレーション[ 104 ]や台北[ 105 ]など一部のシステムでは100%を大きく超える回収率を達成している。これは、システム構築に要した多額の資本コスト(多くの場合、低利融資[ 106 ]で賄われ、そのサービスは収益性の計算から除外される)と、不動産ポートフォリオからの収入などの付随収入の両方を無視している。[ 104 ]一部のシステム、特に香港のシステムでは、延伸によりその地域にもたらされた新しいアクセスによって価値が上昇した土地の売却によって部分的に資金が調達されており、[ 71 ]、これはバリューキャプチャーと呼ばれるプロセスである。
都市の土地利用計画政策は、高速交通システムの成功に不可欠であり、特に低密度のコミュニティでは大量輸送が実現不可能であるため、その重要性は増す。交通計画者は、高速鉄道サービスを支えるには、1エーカーあたり12戸の住宅密度が必要であると推定している。[ 107 ]
{{cite web}}:欠落または空|title=(ヘルプ)Il sito del Daily Telegraph di Londra dedica un report photografico alle stazioni della metro più affascinanti d'Europa.トレド・ディ・ナポリ、4月12日の就任式。 [ロンドンのデイリー・テレグラフ紙のウェブサイトには、ヨーロッパの最も魅力的な地下鉄駅に関する写真レポートが掲載されています。ハイライトとなった22の駅のうち、最も美しい駅の称号は、4月12日に開業したナポリのトレド駅に授与されました。