1.与时间赛跑——中国高速火车“子弹头”
随着科技的不断发展，我国也在大力发展高速列车，“子弹头”就是其应用之一。
在我国，“子弹头”列车的科学名称为“动车组”——头文字为“D”。这种新型列车，无论是从动力、材料，还是其内部结构上，都使用的是最新的机车技术。近年来，我国已掌握时速为200千米之上的动车组集成、牵引制动、车体材料，以及网络等核心技术。
轻量化是高速列车的重要技术之一，列车运行每牵引重为一吨的重物，大约要消耗能是12千瓦，行驶到300千米时，每牵引一吨重物，大约要耗费16～17千瓦。正由于此，世界各国都争先恐后地发展轻量技术。
“子弹头”的整个车身，采用的都是高强度的铝合金材料，这是为了减少自重和增强耐腐蚀性，而其车体的部分构件，多数是由不锈钢制造出来的。铝合金重量不及钢铁，较多地采用铝合金，高速列车能够更好的减重提速；将列车设计成全列密闭型的，是为了最大限度降低噪声，同时抵御高速行驶时来自车厢外巨大的气体压力。不仅如此，“子弹头”采用的非金属材料和新型内装饰复合材料，都是严格按照国际防火标准而执行的，因为只有这样，才能确保发生火灾时，火势不会迅速蔓延。
另外，在研制“子弹头”列车时，采用了先进的高速动车组动力技术——动力分散技术。对于一般的电力机车和内燃机车而言，动力装置大多集中安装在机车上，而且在机车后有许多没有动力装置的客车车厢。动车组运行的动力，不仅来源于机车，而且部分车厢也有动力设备，能够提供动力，有利于提高、保障时速200千米，而且这样的话，即使有一两节动车发生意外，运行仍可正常进行。
如果“子弹头”在轨道上发生故障时，可以自动停车或减速，因此其安全性较高。另外，“子弹头”还有一个优点，车厢内空气质量优良，几乎等同于国家机场的水平，这主要获利于中国自主研发的纸滤装置。
再生制动技术，是“子弹头”采取的另一项技术。从200千米下降到90千米左右，靠的完全是电机反向旋转，利用列车产生的巨大惯性产生电能，然后再输电，这一过程既绿色又环保，不会出现任何机械磨损。当列车时速降到低于90千米时，第二阶段的机械制动才开始实施。显然，200千米的列车制动距离，已经算得上非常小，已经达到世界先进水平。
由于高速列车行驶速度非常快，因此极易遭到飞鸟、碎石、雨雾等近地面物体的“侵袭”。在这种情况下，研制专家将“子弹头”挡风玻璃的防撞和透视性，设计成与飞机驾驶舱玻璃的技术参数差不多相同。而且还采用了视觉调节技术，来减速车窗玻璃，这样的话，旅客即使看了窗外景色，也不会出现头晕目眩的感觉。此外，安装在列车每节车厢两头车窗玻璃非常特别，在阳光的照射下，会出现各种颜色。事实上，这些特别的玻璃是用来逃生的，一旦遇上紧急情况，工作人员或乘客就可以拿起车窗旁的尖锥，打破彩色玻璃，然后逃离危险。而且这种玻璃材质特殊，即使打碎了，也不会使人受伤害。
不仅如此，“子弹头”为旅客提供服务的各项设施，都是通过电子计算机操控的，整个列车实行的网络是两级，能够对全列车的所有设备进行监控。电子屏幕可以为乘客随时提供列车行驶的速度、经过的地方等多种信息。
当乘客坐在列车的座椅上时，就会发现扶手上有两个按钮，其实这是用来调节靠背的倾斜角度和坐垫的长短的。而且前后排座椅之间空间充裕，能够拉展开前排座椅后面的隐藏桌子，用以盛放物品和用餐时使用。此外，整排座椅能够旋转180°，这样的话，前后两排的乘客，就能够面对面地交谈了。研制人员在座椅底部，设有一个脚踏装置，乘客只需轻踩一脚，然后轻轻地推一下，座椅便可以旋转了。
列车在返程的时候，不需要掉头，这是由于其能够在两端驾驶。在列车掉头的同时，只需旋转全部座椅的方向即可。
2.电磁产物——磁悬浮列车
随着时代的发展，人们对火车速度的要求也越来越高，于是，磁悬浮列车便应运而生了，而且它既没有“腿”，也没有“胳膊”。
磁悬浮列车，简言之是一种没有车轮的陆上无接触式有轨交通工具，时速高达500千米。其工作原理是利用常导或超导电磁铁与感应磁场之间产生相吸或相斥的力，使列车“悬浮”在轨道之上或之下，运行时摩擦为零，这样一来，传统列车车轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题也就克服了，同时具有很多优点，例如启动快，停车快，具有很强的爬坡能力等。
德国的赫尔曼·肯珀于1922年，提出了电磁悬浮原理。他于1934年申请了磁浮列车这一专利，自此之后，人类高速乘行的梦想进程便开始了。由于人们对速度的要求越来越高，于是便把目光转向了摩擦阻力大大减小的磁悬浮。从技术的角度上来说，磁悬浮并不及量子计算机之类的发明高深莫测。在我们日常生活中，仅一小块磁铁，随便几个钉子，我们就能够轻易体会到，磁力产生的相吸与相斥的力。很显然，这种悬浮要达到稳定状态，是相当困难的。而且科学家的创想，并不能凭一块简单的磁铁和几个小铁钉，就能够说明实质性的问题。
磁悬浮列车的发展史已有几十年了，直到今天，磁悬浮技术形成了两大研究方向，分别是德国的EMS系统和日本的EDS系统。其中EMS（常导磁吸型）系统，是利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸引的基本原理，将列车吸附起来，悬浮运行。日本青睐的EDS（排斥式悬浮）系统，则是利用超导的磁悬浮原理，从而使车轮和钢轨之间产生相斥的力，列车受到排斥，悬空而行。目前为止，这两种车型的时速大约都达到了500千米。由此看来，两种方案各有可取之处，至于孰高孰下，目前也很难说清楚。
1992年，德国工程师赫尔曼·肯佩尔，最早提出了“常导型”磁悬浮列车这一构想。上海磁悬浮列车，是世界首条磁悬浮列车示范运营线。在其建成之后，从浦东龙阳路站抵达浦东国际机场，路程总长为30多千米，最多只用7分钟。此列车为“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车，是利用“异性相吸”的原理设计而成的，属于吸力悬浮系统，利用在列车两侧安装的转向架上的悬浮电磁铁以及轨道上铺设的磁铁，然后在磁场的作用下产生吸力，从而使车辆浮起来。
将电磁铁安装在列车底部及两侧转向架的顶部，在“工”字形轨道的上方和上臂部分的下方，分别安装反作用板和感应钢板，用来控制电磁铁的电流，从而使电磁铁和轨道间距离保持在1厘米，然后让列车间的吸引力与列车重力互为相等，列车在磁铁的吸引力下，就会浮起大约1厘米，列车便悬浮在轨道上运行了。进行这一系列工作，控制电磁铁的电流，必须准确无误。
事实上，悬浮列车的驱动，和同步直线电动机原理是相同的。简单地说，流动的交流电位于轨道两侧的线圈里，线圈会因此变为电磁体，然后利用列车上的电磁体的相互作用，推动列车行驶。
由于被安装在列车头部的N极电磁体，受到位置靠前的轨道上的S极电磁体的吸引，与此同时，又受到位于轨道后方的N极电磁体的排斥。在列车前进时，在线圈里流动的电流方向也就反过来了，也就是说S极变成N极，N极变成S极。二者循环交替，列车就能够运行了。
磁悬浮列车的稳定性，通常是由导向系统来控制的。而“常导型磁吸式”导向系统，是安装在列车侧面一组专门用于导向的电磁铁。一旦列车出现左右偏移的情况，安装在列车上的导向电磁铁，就会与导向轨的侧面产生排斥力，车辆因此恢复正常运行。如果列车运行在曲线或坡道上，控制系统便会通过控制导向磁铁中的电流，从而达到控制列车的运行。
虽然上海磁悬浮列车时速高达430千米，然而在一个供电区内，却只能运行一辆列车。而在轨道两旁25米之处均有隔离网，上下两侧同样设有防护设备。轨道全线两边50米的范围之内，设有国际上最先进的隔离装置。在列车转弯处半径为8千米，看上去几乎是一条直线；半径最小的为1300米。在乘坐这样的列车时，人们根本不会产生不舒适的感觉。
磁悬浮列车，是21 世纪理想的超级特快列车，现已引起世界各国的重视与观注。现如今，我国和日本、德国、英国、美国都在进行积极的研究工作。其中日本的超导磁悬浮列车，已经试验成功，时速超过500千米。
3.城市新干线——地铁
中国古代神魔小说《封神演义》中的土行孙，身怀钻地绝技，而我们生活中的地铁，也具有这样的特性，这似乎与“土行孙”极为相似，让我们共同来了解一下现代新版土行孙吧！
地铁通常指地下铁路，故也有人将其称之为地下铁路。从狭义的角度来讲，专指以在地底下运行为主的城市铁路系统或捷运系统；如从广义上来讲，由于许多此类的系统为了配合修筑的环境，可能存在地面化的路段，所以地铁涵盖了各种地底与地面上的高密度交通运输系统。
1863年，伦敦大都会铁路，为了解决当时伦敦的交通堵塞问题，开通了世界上首条地下铁路系统。由于那时电力还未普及，所以即便是地下铁路，也只能使用蒸汽机车。此外，机车释放出的废气会危害人体，因此那时的隧道每隔一段距离，便要有一个与地面打通的通风槽。
伦敦于1870年开办了第一条客运的钻挖式地铁，从伦敦塔附近越过泰晤士河。由于这条铁路存在许多问题，几个月之后就关闭了。1890年，开通了现存最早的钻挖式地下铁路，位于伦敦，与市中心及南部地区相连接。起初，铁路的建造者计划使用与缆车类似的推动方法，然而后来却用了电力机车，于是就成了第一条电动化地下铁路。
1905年，伦敦市内开通的地下铁路，已完全实现电气化。奥匈帝国的城市布达佩斯于1896年，开通了欧洲大陆首条地下铁路，全程为5千米，途经11站，直到今天仍然在使用。
1900年，法国巴黎开通了巴黎地铁，最初的名字是法文的，译意指“大都会铁路”，是直译过来的，后来简写成“metro”，这就是为什么现在会有许多城市轨道系统，都称metro的原因。顺理成章，俄罗斯的地铁，同样采用了西里尔字母。
通常情况下，大多数城市轨道交通系统，都是用来运载市内通勤的乘客。然而在很多场合下，城市轨道交通系统都是城市交通的骨干。不过它们有一个共同点，城市轨道交通系统，大多是用来解决交通堵塞问题的。
美国芝加哥，曾有用来运载货物的地下铁路；英国伦敦，曾有专门运载邮件的地下铁路。不过，这两条地下铁路在1959年与2003年相继停用。
在战争时期，例如第二次世界大战，地下铁路也可当作工厂或防空洞。其中有许多国家，例如韩国的地铁系统，在设计时都将战争发生的可能性设计在内，因此无论从铁路的深度方面，还是人群控制方面来说，都同时肩负着日常交通及国防的双重重要任务。
此外，一些地方的地下铁路建筑在地底下，不仅是为了避开地面的繁忙交通及房屋，更重要的是为了避免铁路系统受到外界恶劣天气的影响，莫斯科地铁地面线就是一个典型例子：4号线及L1号线。此铁路线，在极端寒冷的天气下，维修费比地下线的建造费用要多得多。
不仅如此，城市轨道交通系统，也会用来展示国家的经济、社会以及技术上的优势地位。其中最为著名的是，前苏联的地下铁路系统以及朝鲜首都平壤的地下铁路系统，二者都以华丽的装饰而蜚声中外。
早期的城市轨道系统车厢，是木制的。后来，成了钢制的，这主要是为了减少发生火灾造成的多种危险。于1953年开通的多伦多地下铁路，车厢改良为铝制，不仅大大降低了维修成本，而且还大大减少了重量。
与主要干线上的铁路比起来，很多地下铁路行走的隧道相对较小。因此通常情况下，地下铁路的列车体积相对要小。在一些条件下，隧道甚至能够对列车的形状设计造成影响，如伦敦地铁的部分列车。
对于大多数的城市轨道系统来说，使用较多的是动力分布式（即使用动车车厢，每一节车厢都拥有自己的动力），却不采用动力集中式。如果使用动力集中式的话，用到的往往是推拉运作。
更为先进的是，部分地下铁路系统，已开始引入列车自动操作系统。例如伦敦、巴黎、新加坡和我国台湾、香港等地，都不需要对列车进行控制。世界上最先进的，是位于温哥华的自动化LRT系统，整个LRT所有的车站及列车实施的都是“无人管理”。在我国，上海轨道交通10号线也将试行无人驾驶，司机只需进行一些简单的监控。
地铁适应时代应运而生，这是由于它有以下几个优点：
（1）节省土地。
一般情况下，大都市的市区地价昂贵，如果将铁路建于地底下，不仅可以节省地面空间，而且剩下的地皮还可用在其他重要的方面。
（2）减少噪音。
由于铁路建于地底下，所以列车运行时，会大大降低地面噪音。
（3）减少干扰。
地铁的行驶路线，不与其他运输系统（如地面道路）交叉、混杂在一起，因而行车受到的交通干扰就相对要少，同时也能够节省大量时间。
（4）节约能源。
现如今，环境问题日趋严重，地铁便成了最佳的大众交通运输工具。地铁在运行时，不仅稳定，同时能够节省大量时间，乐于搭乘的民众非常多，取代了许多开车所消耗的能源。
任何事情都具有两面性，因此在民众乐于接受的同时，它也有着很多难以避免的缺点：
（1）建造成本高。
钻挖地铁通道时，耗资较大，因此铁路的建造成本，比建于地面要昂贵得多。
（2）地铁虽然对雪灾和冰雹有着很强的抵御能力，但对于地震、水灾、火灾及恐怖主义袭击等抵御的能力却相对较弱。
地铁的特殊构造，往往容易导致悲剧的发生。为此，自地铁出现以来，工程师们就不断地研究如何提高地铁的安全性。发生地震时，行进中的车辆容易出轨，因此地铁的设计者将其设计成遇有地震马上便会停驶的功能。与此同时，为了避免地铁通道坍塌，特别坚固了地震地带的地铁结构。有水灾发生时，由于地铁系统要比地平线低，地上的雨水就非常容易流入地铁内。所以在设计地铁时，要充分规划防水排水设施。即便如此，地铁站淹水事件也时有发生。早期，人们对地铁站内的防火设施并不重视。由于车站内一有火灾发生，马上便会烟雾弥漫，引发严重的灾祸。例如英国伦敦于1987年11月18日在一个地铁站发生的火灾，其中有31人死亡。伦敦地铁内采用了大量木质建筑，这是产生火灾的重要原因之一，有鉴于此，日本地铁部门，规定在地铁站内禁烟。
4.科技时尚化——各种特殊的列车
随着社会的发展，人们对于列车的需求也越来越多样化了，为了更好地满足人们的需求，于是便研制出了各种特殊的列车。
（1）城市轨道车辆
在城市中运行于地下、地面或高架铁路上的公共交通运输工具被称为城市轨道车辆。通常情况下，城市轨道车辆是电力牵引，一般可分为：城市快速列车、地铁车辆、轻轨车辆和有轨电车等。
世界上最早的城市轨道车辆于1832年，出现在美国纽约。当时，城市轨道车辆还是马拉式的。18世纪后期，蒸汽或电力牵引的城市轨道车辆始出现，1965年，第一列采用铝合金车体的轻型车辆在国际交通博览会上展出，交流传动技术于20世纪80年代中期，开始在城市轨道车辆上得到广泛应用。20世纪90年代早期，独立车轮和低地板车辆被成功研制出来了。现如今，一列车可以由一个或几个牵引单元共同连接构成。
（2）长钢轨车组
该车组是由各种功能、结构不同的特种车辆组成的，是专门用来运输焊接长钢轨的车组。由于出现了铁路无缝线路，因此长钢轨车组肩负装轨、运输长钢轨以及卸轨和旧轨回收的重任。20世纪50年代末期，我国运输长钢轨时，多为平车稍加改装而来的，而且还是人力操作。
自1964年以来，出现了多种不同类型的长钢轨车组，这是由各铁路局自行改装的。现如今，其主要型号为：T11、T11A和T11B型。我们所见到的现代新型的长钢轨车组，主要是由13种车型以及43辆车组合而成的。
如按可装载轨型来划分，长钢轨车组分可分为：50千克/米、60千克/米和75千克/米长钢轨车组；若按装轨长度来划分，一般分为：200米、250米、500米长钢轨车组；如按装车层数来分，可分为：二层、四层长钢轨车组；如按动力性能来划分，分为人力输送、机械输送、液压输送和微机控制自动输送长钢轨车组四种。
（3）自动倾翻车
该特殊列车是一种把运输和倾翻卸货两个功能结合在一起的铁路专用车。自动倾翻车用来运输矿石、砂砾、煤块、建材等较大密度的块粒状货物，同时也用于露天煤矿、冶金矿山、石油开采等大型建筑作业。
20世纪30年代，我国就开始研制自动倾翻车，按载重分类，自动倾翻车包括的车种有：60吨、65吨、70吨、100吨，如果按倾翻动力源来划分归类的话，主要分为两种：压缩空气和液压。
5.城际风景线——“中华之星”
我国自行设计的“中华之星”电动车组，拥有完全自主知识产权，并且是高速电动车组，时速为270千米，载客量多达726名。2003年初，该电动车组在秦沈客运专线进行正线试验时，时速为321.5千米，因此被称为“中国铁路第一速”。“中华之星”号列车从外形来看，与“鸭嘴兽”极为相似，机车头为双拱流线型，密封性能良好。那么，为什么会将其车头设计成“鸭嘴兽”呢？事实上，“中华之星”动车组的车头外形，是根据空气动力学原理而设计的，有利于空气阻力的减小。自“八五”以来，我国对高速列车动力学问题进行了大量的理论和实验探究，例如风洞实验、弹射实验、线路实验等，而“中华之星”的成功研制，则集中体现了这些研究成果。
该高速列车是为京秦沈快速客运通道研制的主型列车，运行于广深铁路的“蓝箭号”是它的前身。研究来自于铁道部、全国机车车辆制造工厂、科研院所、高等院校，而株洲电力机车厂、大同机车车辆厂、长春客车厂和四方机车车辆厂是研制的主机厂。在研制这一高速列车时，采用了交直交传动技术、计算机网络控制技术等相当多的国际先进技术。这一高速列车的诞生，体现了我国机车车辆制造技术的最高水平。
目前为止，“中华之星”共有两辆机车：由南车集团株洲电力机车厂生产的DJJ2—0001A；由北车集团大同机车厂生产的DJJ2—0001B。由于两车使用的图纸是同一张，所以两车的设计是非常相似的，仅在局部出现细微差别，是因为各厂工艺条件有所差异造成的。另外，其拖车分别由四方和长客两厂生产出来的。
“中华之星”与其前身“蓝箭”号，二者的基础都是欧洲高速铁路技术模式，属于动力集中型动车组。2000年，中国通过技贸结合和国际合作，将牵引变流器（国外核心技术部件）引进我国，完成了时速为200千米的“蓝箭”电动车组。后来，在正线试验中时速高达236千米。2001年，我国完成了8列动车组的生产工作，而且正式投入广深线商业运营。8列动车组的生产工作的完成，说明我国已经掌握和具备了时速为200千米的电动车组产业化的条件及能力。专家于2000年初做了多次论证，与此同时，铁道部也拿出270千米/时高速列车产业化项目报告，一起提交给国家计划委员会。
就在2000年的下半年，国家计委以2458号文件正式批准立项，并将其列入国家高新技术产业化发展计划项目之内。从此之后，此高速列车被正式命名为“中华之星”。
铁道部于2001年4月下达“270千米/小时高速列车设计任务书”，列车的总参数便由此确定了，自此，“中华之星”自主研发的序幕便拉开了。该项目的总设计师由中国工程院院士、南车集团株洲电力机车厂高速研究所所长刘友梅所担任。在下达的这一任务书中，对“中华之星”明确说明了其用途：京沈快速客运通道主型列车，未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。“中华之星”明确立项的目标为“产业化”，估计大约用两年的时间，生产能力达到每年15列“中华之星”。
“中华之星”项目于2001年8月通过了技术设计审查，然后便进入了试制阶段。在大约为一年的试制阶段内，四个主机厂制造的动力车和拖车，分别在西南交通大学国家牵引动力重点实验室的滚动试验台上，通过了时速为330千米、400千米的模拟动力学试验。
在北京东郊的中国铁道科学研究院环行铁道试验基地，“中华之星”动车组于2002年9月，开始进行列车编组调试。试验期间，动力车头完成了各项功能的测试，例如牵引、制动、电空联合制动等基本功能。后来，又完成了机车调试。
“中华之星”于2002年11月分别在北京环行铁道试验基地和秦沈客运专线上，进行了高速综合性能试验。
同年11月27日，“中华之星”在秦沈客运专线的冲刺试验时速高达321.5千米，这是中国铁路试验速度的最高记录。
2005年1月，“中华之星”完成了53.6万千米的线路运行考核。随后，两节动力车和9节拖车，分别返回四大主机厂进行“解体拆检”，并未发现任何问题，确认“中华之星”状态良好。可是万万没有想到的是，后来发生的一些事情，“中华之星”的发展不再一帆风顺，也不会实现最初的产业化。
2002年11月27日，“中华之星”冲刺试验，并创造了最高时速312.5千米的次日，时任铁道部部长、几位副部长亲自在车上体验一下“中华之星”的神速。
本来“中华之星”正式试验时间是9点，但是试验人员为了稳妥，大清早就先在线路上跑了一趟，最高时速高达285千米。然而就在快要到达基地的前17秒钟，在“中华之星”上安装的转向架故障诊断系统，发出了警报。于是，列车只好回到基地。工作人员对其进行了检查，发现B动力车有一个根轴的托架轴承座冒烟了。
一听出现了故障，在场的南车、北车集团领导和技术人员都非常焦急，急忙叫人上车去查看，发现轴承温度已经高达109摄氏度，属于一级报警，完全超标。后来，用红外线测温计对其进行检查，轴承座温度高达90多度。
由于部长们都在等着登车，应该继续试验？还是马上停止？看完数据，对现场进行分析之后，总设计师找来南北车的两位领导进行商议，认为接下来的试验应该马上停止。
后来，故障转向架便被拉回大同厂解体。检查之后，是由于进口轴承出现了质量问题。只好与国外制造商进行协调，轴承才得以退换。刘友梅介绍，现在替换的轴承质量没有任何问题，与此同时，证明了“中华之星”的故障诊断系统是有效的。然而，万万没有想到的是，人们却把这件事情当作“中华之星”安全性不可靠的重要依据之一。
2003年9月19日～20日，在长春召开了“高速动车组专家研讨会”。“中华之星”在会上被评价为“与国外先进水平相比，在技术水平、产品成熟程度和可靠性等方面还存在较明显的差距”。会议上还做出了说明：要从国外引进时速为200千米的动车组和进速为300千米以上高速动车组，但专家们在“建议综合”里仍然强调，“中华之星”高速动车组的试验，需要进一步完善。
铁道部于2005年7月11日至12日，主持召开了“中华之星“阶段验收总结会，虽然铁道部对国家自主研发的高速列车表示支持，但实质上完全否定了“中华之星”。
“中华之星”在200千米/时动车组项目采购招标中完全出局，重蹈当年大飞机项目“运十“的覆辙。自2003年4月，“中华之星”载客试运营；自2005年8月1日，首次载客运营，每天沿秦沈客运专线往返沈阳北—山海关之间，车次为L517/8次，全程400千米，仅用3个小时既可到达，然而对于“中华之星”来说，这样的时速，仅用了一半的力气。
“中华之星”于2006年8月2日完成了最后一次营运任务，成为辽沈大地一颗陨落的流星。
6.“新概念”——轻轨列车
对于轻轨，可能有很多人并不熟悉。事实上，它的确是一种“新概念”铁路。在其他一些国家，轻轨铁路被人们称为“快速有轨电车”或“准地铁”。
其实，“地铁”与“轻轨”是有区别的。人们常常以地上地下来区分地铁与轻轨，其实这是错误的，因为地上地下只是从实施条件来考虑的，包括用地条件、环境要求、开发强度等等。不过，建在地上的轨道造价，相对要低得多。
在我国，有许多大中型城市已开通或正在建设地铁和轻轨。由于人们对城市轨道交通系统认识时间短、接触少，难免会出现一些认识上的误区。通常情况下，有下面几种观点：在地面以下行驶的被称为地铁，而在地面或高架上行驶的则是轻轨；轻轨的钢轨重量比地铁轻，其实这两种认识全是错误的。
城市轨道交通，一般分为两种制式：地铁和轻轨。地铁和轻轨都可以建在地下、地面或高架之上。事实上，地铁和轻轨都是1435毫米的轨距，与国际标准双轨相符，与国铁列车选用的轨道规格是一样的，钢轨重量并没有轻重之分。这样做，是为了增强轨道的稳定性以及乘客的安全性，增大回流断面和减少杂散电流，更为重要的是，降低养护和维修的费用。
城市轨道交通列车按照国际标准，可分为A、B、C三种型号，其列车宽度分别为3米、2.8米、2.6米。地铁选用的是A型或B型列车的轨道交通线路，而编组列车采用的则是5～8节编组列车；轻轨选用的是C型列车的轨道交通线路，不仅如此，而且还采用2～4节编组列车，列车的车型和编组，是决定车轴重量和站台长度的重要因素。
上海轨道交通3号线有90%的线路建在高架之上，而且选用的是6节编组A型列车，然而按车型分类标准来划分，仍然不属于轻轨线路；上海轨道交通6号线大约有70%的线路铺设在隧道内，采用的多为4节编组C型列车，如按车型分类标准来划分，仍然不是地铁。到目前为止，A型车是最高端的城市轨道交通列车，车体宽（宽度为3米）、编组大是其主要特点。而上海轨道交通10号线，采用的是宽度多达3.2米的阿尔斯通地铁列车；一般说来，6节编组A型地铁列车最多可载2460人。
现如今，地铁已经不再仅仅出现于地下隧道中，而是泛指采用高规格电客列车在高峰小时单向运输能力大约为3万～7万人的大容量城市轨道交通系统。地铁轨道运行线路多种多样，地面、地下、高架三者进行有机结合。到目前为止，有许多城市已经不再称之为“地铁”，而换成“轨道交通”了。
关于城市轨道交通的发展历史，大致经历了以下几个阶段：
英国于1863年建成第一条地铁线路，美国于1888年建成第一条有轨电车线路，这一有轨电车线路的建成，标志着城市交通已经进入轨道交通时代。
1863～1924年，是城市轨道交通诞生和初始发展阶段；1924～1949年，是萎缩阶段；1949～1969年，是再发展阶段；1970年代以后，则是高速发展阶段。
今天，世界各大城市和特大城市，都确立了公交优先、轨道交通是公交骨干这一重要政策。
由于轨道交通有着许多优点，因此得到人们的广泛采用，为使人们更好地了解与掌握轨道交通，下面简要列出了几个重大的优点：
其一，城际快速轨道交通网的建设，标志着区域综合运输系统走向现代化。由于快速轨道交通输送量大、速度快、准时、节约能源及土地、污染较少等特点，为走可持续发展道路，提供了一个重要条件。
其二，与公路占地相比较，是它的1/8.
其三，运量大，用地少。一条复线轨道交通线路，与一条16车道的公路运输能力是所差无几的。区域城际快速轨道交通网，以高架和地面为主要铺设方式，与同等运量的高速公路相比，效益大大提高。铺设城际快速轨道交通系统，能够节约不少土地资源。
其四，城际快速轨道的运行时速高达160～200千米，要比地铁时速快1倍。以珠三角地区为例，以广州为出发点，抵达珠三角的各城市用时均不超过1小时。相比而言，地铁每千米的造价高达4亿～6亿元，而轻轨修建一千米的造价只有1.5亿元，仅仅是地铁造价的1/3.采用地面或高架铺设，是区域城际之间的最经济实惠的快速轨道联络方式。例如比利时在建设城市轨道时，并没有首先想到去投资建设昂贵的地铁，而是以旧轨道交通为基础，逐渐建设了新型轨道交通。迄今为止，布鲁塞尔、安特卫普和夏罗瓦等五个城市，均有轻轨铁路的建设。与此同时，还在比利时建设了一条濒临大西洋北海的沿海轻轨线路。
其五，能源消耗仅是公共汽车的3/5.现如今，节约能源，减少大气污染已经成为时代的主题，越来越受到人们的观注，正由于此，轻轨列车的发展前景较为广阔。轨道交通系统每一单位运输量能源消费量，是私人用车的1/6，仅为公共汽车的3/5.不仅如此，轻轨列车使用的能源是电能，不会像燃气机车那样，产生许多废油废渣。
其六，噪音小。随着人们对生活质量需求的提高，减少噪音，也日渐受到人们的观注。对于轨道交通而言，虽然也产生噪音，但大多易于治理，通过采取技术措施，例如采用超长无缝钢轨，能够使列车运行中的冲击噪音大为减少；采用弹性轮，能够使摩擦噪音大大减小，此外，合理的城市规划以及必要的隔音遮挡，也可使噪音大大降低。据有关部门监测：行驶在公路上的大卡车的噪音高达94分贝，而轻轨列车能将运行噪音大约减低至70分贝。不仅如此，城际快速轨道交通，除了示警等特殊情况外，鸣笛是很少使用的。
其七，不易发生事故。轨道交通大多都采用了高技术标准和严格的管理措施，其安全性能要比公路交通高，因此，发生城市轨道交通的事故是极其少见的。
7.人性化设计——摆式列车
摆式列车种类很多，例如倾斜式列车，摆锤式列车，摇摆式列车，振子列车等。该列车是一种车体在转弯时，能够进行侧向摆动的列车。对于摆式列车而言，行驶在普通的路轨上的弯曲路段，仍然能够高速行驶。
通常情况下，飞机和自行车都能够进行高速转弯，这是因为它们在转弯时，都能够向侧面倾斜。而对于汽车或铁路列车来说，其车轮必须着地。此外，其本身也不能倾斜。因此，为了使它们能够像摆式列车一样进行高速转弯，那些高速公路及高速铁路在转弯处的路轨都被建成向内倾斜的弧形。这样一来，向内的重力，就可以抵消乘客所受到的向外离心力。
对于任何一辆列车而言，在进行高速转弯时，车内的物件以及乘客都会受到离心力的影响。这是为什么呢？车内的物体保持原来的惯性直线前进，与车辆的转弯方向不相同，这样一来，就会产生相对的加速和力。在普通的铁路列车上，“离心力”使得车上的物体以及行李倾侧滑行，座位上的乘客同样也会压向一旁，那些站着的乘客甚至于失去重心而跌倒。
汽车在转弯时，如果速度太快，便会出现汽车打滑的现象，因此这种倾斜对于汽车使用的道路来说，起着非常重要的作用。重心较高的列车以极高的速度在铁路上驶过急转弯时，也有可能发生翻侧。因此，我们看到的路轨通常是弧形的，这能够有效地避免车体发生翻侧。
此外，由于列车还未接近足以翻侧的速度和急弯时，乘客就会产生非常严重的不适感。为此，在设计铁路时，所想到的并非是为了避免车辆翻侧，而是从乘客的不适感出发考虑的。
预计车辆经过行驶时的速度，是计算弧形路轨所需要的倾斜角大小的标准。二者之间通常成正比，车速越快，倾斜角越大。于1960～1970年建成的高速铁路，曾经出现过这样一个问题：同样一个倾斜角度，虽然适合高速客运列车行驶，却不适合普通客车和货车行驶。为了最大限度减少弯曲路线，法国与日本的高速铁路都建造了专线。而其他国家，多半是因为地形、空间、资金等原因未建成新的路线，大多通过其他手段提高铁路的营运速度。英国绝大多数的铁路，差不多都是在车速较低时建造的。现如今，这些路线所处的地区建筑极为密集，重建难度非常大。而意大利由于山多，路线修建的必然趋势就是多弯。于是，这些国家便大力投资摆式列车。
关于摆式列车的历史，得先从意大利说起，意大利国家铁路局在1960年与菲亚特轨道车辆集团进行合作，成功测试了一套可以倾斜单一座位的特殊系统。随后，便将其安装在Aln688车型上。后来，第一台摆式列车YO16问世，而且还被人们称为“小摆钟—Pendolino”。
意大利国铁在经过多次路测之后，于1974年订购了四车一组的摆式原型列车ETR401.然后，对其进行了深入的研究与测试，进一步改进了倾斜控制装置、悬承系统以及反偏驶阻尼器设计。1976年，成功研制出安全性能好、舒适度高和行车速度快的摆式列车，并顺利交车。
据悉，15组9车一组的ETR450自动摆式电联车，是意大利于1985年开始制造的，1988年，开始在米兰至罗马之间行驶，行车时间大大缩短了。后来，其他铁路网中也有运行。现如今，ETR460和ETR480虽然已经过不少改进，但ETR450目前仍然未被淘汰。
对于摆式列车的构造，以常见的ETR450最为典型，其建造概念为“块状组合”。流线型车头及驾驶室，在该列车头尾各有一个，车厢是用轻合金属打造而成的，经久耐用，每节车厢的底部，纵向悬挂着两个转向架以及两组牵引马达，这样的话，分布在整节车厢的动力也就均衡了。而对于垂直与水平悬承系统来说，主要是为了减少倾向加速度以及车轮与轨道的作用力，使乘客更加舒适。回转仪及加速度计，是用来控制车体在弯道的倾斜度的。
主控制单元，安装在第一节车中，是用来处理车身的倾斜度的。位于最前方转向架之上的回转迅号电测转换器，能够获取弯道的起始与形态，及由加速度感应器传来的迅号，车身的离心加速度，就是通过获取的这些信息来决定的。
主控制单元控制各车辆中的的子系统，是按照从上而下的顺序而进行的。然后，再以油压引动器（每车四台）来控制各车的子系统，能够对各车的倾斜角进行即时的控制。由于此列车行车速度极快，列车控制反应时间通常为0.1秒，为了不让乘客产生不适感，车身多采取渐进式倾斜。此外，因车轮磨损或反偏阻尼器的偏差所造成的不稳定性，子控制系统能够通过这种途径，来调整主动侧向悬承系统的气压装置。双轴转向架，两垂直与水平悬承系统，均装有反偏驶阻尼器以及一个创意的转向架安定性量测装置，只有这样，才能更好地保障其安全。列车中每辆车，因为路线曲率半径和每辆的实际车速不同，因此倾斜控制系统针对它们的特点，能够做出不同的倾斜角。
第三代摆式列车的特别的设计，能够使火车车轴的负荷（平均每轴14吨）大大减轻，这样一来，火车的载重就可以平均分布在整节火车上了。通常情况下，每辆车转向架的轮距只有2.7米，所以在列车急转弯时，能够减少车轮的受力。在这种情况下，就会大大减小转向架受到离心力作用的质量。
除此之外，摆式列车在国际上，也得到了广为应用。例如意大利摆式列车，为瑞士装配了最高速度每小时行驶200千米的24组ICN摆式列车，为西班牙装配了速度为每小时220千米的Alaris摆式列车，为英国装配了速度为每小时225千米的Virgin摆式列车，为葡萄牙装配了速度为每小时220千米的CPA4000系列摆式列车。
在非常舒适和安全的条件下，摆式列车行时速可达到250千米。因此，对于一般的摆式列车而言，有以下几个特点：
（1）旅途舒适度极高
乘客所感受到的离心加速度会大大减少，多向悬乘系统设计复杂而精密，再加上高科技隔音、加压和空调系统，使摆式列车具有环境概念设计的列车，使得舒适度达到最高。
（2）对环境影响最小
摆式列车不仅不需要另外新建的轨道，而且对现在的轨道造成的损害也特别小。由于摆式列车并不需要额外的施工建设，因此对环境造成的影响最小。
（3）使用灵活
该列车采取的发展方案是：模组式转向架，动力和辅助系统设计以及中空挤压式铝型材加工的新概念。其动力不仅可以采用柴油引擎（电力或油压式）或多伏电力马达，同时也可以安装各种冷暖气设备，而不会受到任何气候条件的影响。
（4）高效能和绝对安全的刹车系统
由于该列车的任何一个系统都配有电气、电子以及辅助系统，达到严格的国际惯用安全标准。摆式列车通常有两种刹车系统：其一，时速为250千米到45千米时，采用的是电动及气压式系统，时速低于45千米的，采用的是气压式圆盘刹车装置。不仅如此，该列车为了更好地避免不同的车轮与轨道作用力而产生不同的刹车距离，还配有一个感应点的止滑装置。
8.环保列车——清洁能源列车
随着时代的进步，科技的发展，出现了各种各样的新式列车，让我们目不暇接。近年来，人们又提出了设计重力列车的想法。那么，此种想法是从何而来的？那就是以“重力能量”为基础，对其加以利用。
当今社会，电子计算机技术、生动控制技术和各种新兴动力系统技术齐头并进，如果人们能够对地球的重力能量，加以控制和有效利用，再加之其他新兴清洁能源、现代化动力技术，进行有效结合，地球上也许就会有许多取之不尽、用之不竭的清洁能源，能够为人类服务。
为了实现以上的想法，人们一直在苦苦探寻着重力列车。不过，要想开行重力列车，必须具有下坡路轨和上坡路轨这两个基本条件，换言之也就是列车前进的动力。众所周知，我国的基本地形是西部高、东部低，在这样的情况下，为开发重力列车提供了一个重要的条件。
在设计重力列车时，首先要解决的是重力列车“下坡容易，上坡难”的问题。
在列车下坡时，最为关键的是一定要对下坡的运行速度进行控制。
在日常生活中，我们常常会发现，坡度越大、斜面越长，重力加速度也就越大，物体运行的速度也就越来越快，因此需要对其进行有效的控制。与此同时，要将剩下的重力能源转变为能够储存下来的能源，在列车上坡或加速时，能够起到一个推动的作用。而现代计算机技术和现代动力技术，是解决这个关键问题的基础条件之一。这是因为计算机能够根据速度、曲线半径等条件，准确地计算出列车速度的最佳值，然后将其与现时速度进行比较，继而推断出加速或减速。
在列车上坡时，最为重要的就是需要提供上坡的动力。
刚开始，列车可依靠自身所具有的惯性来“闯坡”。不过，值得注意的是，这种由重力加速度转化而来的动能并不是无限的，如果想推动列车继续运行，就需要重力能源之外的能源来推动。
此外，人们还从节能的动机出发，一般有以下几种情况：
列车下坡时，利用多余的重力来带动限速发电机，从而控制列车速度。这样一来，就能够将重力能转化为电能，然后将一部分能量储存起来；另外，风速与车速产生的速度差也可用来带动风力发电机发电，从而推动列车的前进；除此之外，也可利用航空技术，带动限速负载风洞发电机发电，然后带动列车前进，这同样也是一种可行的方式；还有一种方式，将太阳能电池安装在车身上，在列车某些部位设置温差发电装置，产生的太阳能也能够转化为电能。
如果上述的驱动能源仍然不能够满足上坡所需的能量的话，还可以利用地面站向列车输送清洁能源。如果有必要的话，还可采用“气垫”、“磁浮”等新兴技术，同样也可以减少上坡时轮轨之间的摩擦力，从而将驱动能源节约下来。
重力列车是未来的一种新型列车，集现代化高科技于一身。更为重要的是，它是一种清洁能源列车，在不久的将来必有广阔的发展前景。