Rame de métro à la station Érasme dans le Métro de Bruxelles (Belgique).

Station de métro Clapham Common du métro de Londres

Quais de la station Shinjuku du métro de Tokyo (Japon).

VAL de Rennes, longtemps plus petite ville du monde à avoir un métro

Le métro (apocope de métropolitain, pour « chemin de fer métropolitain »), est un moyen de transport en commun urbain, souterrain le plus souvent, mais qui peut également reposer sur des infrastructures aériennes, et plus rarement au sol (qui est un terrain prédestiné au tram). Il s'apparente au chemin de fer.

Le plus grand réseau de métro par la longueur des voies et le nombre de stations est celui de New York. Par la longueur des lignes, les plus importants sont cependant ceux de Shanghai et de Pékin. Les métros les plus fréquentés dans le monde (nombre d'usagers quotidiens et annuels) sont ceux de Tokyo, Séoul et Pékin.

Définition

En 1981, le Comité des Métropolitains de l’UITP définit « le chemin de fer métropolitain » comme « un chemin de fer conçu pour constituer un réseau permettant le transport d’un grand nombre de voyageurs à l’intérieur d’une zone urbaine au moyen de véhicules sur rails avec contrôle externe, dans un espace totalement ou partiellement en tunnel et entièrement réservé à cet usage. »

La définition nord-américaine du métro est plus synthétique : « c’est un transport public urbain de masse en mode guidé sur site propre intégral, sans croisement avec tout autre mode de transport ni accès piétonnier. »

Histoire

Débuts

Premier métro électrique d’Europe continentale, à Budapest (Hongrie).

Aux débuts du métro, les véhicules sont tirés par des locomotives à vapeur, ce qui pose des problèmes de ventilation, notamment à l'intérieur des tunnels. Le problème est amplifié par le plan urbain de l’époque, riche en rues tortueuses et étroites, ce qui est d'autant plus vrai à Londres, qui est la première ville à obtenir un réseau. Toutefois, la ligne londonienne transporte 30 000 passagers dès le premier jour.

À la suite de Londres, quelques villes décident de créer des chemins de fer métropolitains comme Athènes dont la « ligne verte » est mise en service en 1869, ou Istanbul qui ouvre son tünel en 1875. Cependant, c'est en 1896 qu'est ouvert le métro de Budapest, la première véritable ligne de métro avec 11 stations. Il est bientôt suivi du métro de Vienne en 1898, année où commencent les travaux de celui de Paris.

Métro de Londres

Le premier métro est le « Metropolitan Railway » de Londres, qui s'appelle aujourd'hui London ***********. Il est imaginé par Charles Pearson et inauguré le 10 janvier 1863 ; le premier tronçon fait 6,5 km de long (quatre miles). Il relie Farringdon Street à la Gare de Paddington et son tunnel est constitué d'une tranchée couverte. La construction du métro de Londres est décidée pour régler les énormes problèmes de circulation que connaissait la métropole à l’époque, avec ses 2 500 000 habitants sur 90 km.

Malgré les difficultés techniques et les problèmes de confort, le métro connait un grand succès populaire, et le nombre de lignes augmente assez rapidement sur l'élan de la curiosité que l'invention suscite.

Toutes les lignes du métro de Londres sont électrifiées entre 1890 et 1900.

Métro de Paris

Le métro de Paris, dont la construction débute le 4 octobre 1898, est directement conçu à traction électrique. Il est adopté par Édouard Empain et emploie 2 000 ouvriers qui travaillent sans relâche. Paris voit sa première ligne mise en service pour l’exposition universelle de 1900, le 19 juillet, au terme de 17 mois de travaux sous la direction de Fulgence Bienvenüe, alors ingénieur des ponts et chaussées. La première ligne, qui relie la porte Maillot à la porte de Vincennes, connait un succès immédiat : au 31 décembre 1900, on estime que 16 000 000 de passagers ont pris le métro.

Le 10 août 1903, à cause d'un court-circuit, un incendie se déclenche sur la ligne 2 à la station Couronnes ; 84 décès sont déplorés. À la suite de cet accident, des mesures de sécurité strictes sont prises.

Aujourd'hui, le métro parisien compte 16 lignes et 200 km de voies.

Essor

En 1890 est inaugurée la première ligne électrique, à Londres, ce qui règle le problème de la vapeur, et donc de la ventilation.

En 1902, le métro de Berlin est inauguré.

Le 27 octobre 1904, c'est au tour de New York de présenter sa première ligne. Ce dernier compte aujourd'hui 28 lignes et 400 km de voies.

En 1913, le métro de Buenos Aires est le premier métro mis en service dans l'hémisphère sud et comporte six lignes. Le métro de São Paulo est le second inauguré dans l'hémisphère sud. Achevé en 1972, il comporte cinq lignes.

Le 30 décembre 1927 est inauguré le premier métro d'Asie, celui de Tokyo. La ligne de 2,2 km relie le quartier d'Ueno à celui d'Asakusa.

Le 27 avril 1935, le métro de Moscou est présenté ; la première ligne relie Sokolniki à Koultoury. Jusqu'en 1955, il est baptisé du nom de « Kaganovitch », en l'honneur de Lazare Kaganovitch, homme d'État soviétique. Depuis 1955, il porte le nom de « Lénine ».

De petites zones urbaines possèdent également un métro, comme Serfaus, en Autriche, qui dispose d'une ligne de 3,2 km : la Dorfbahn Serfaus, construit en 1985.

Période contemporaine

Technique

Métro de Lille : premier métro automatique léger (VAL) au monde (1983)

Rame du métro automatique de Lausanne (Suisse), dernier métro mis en service.

Locomotive à vapeur

Technique actuelle

Dans les années 1970, des villes allemandes, ainsi que Bruxelles, Charleroi et Anvers, ont choisi de réaliser un métro léger ou un prémétro, en enterrant certaines sections de leurs lignes de tramway. C’est un mode hybride, le métro-tram. À Bruxelles, les lignes en question sont conçues dès le départ pour être transformées plus tard en métros lourds à peu de frais, d’où le terme pré-métro. En France, la ville de Rouen opte pour ce type de matériel en 1994.

En 2008, le métro de Lausanne, qui est une ville à forte pente, a été inauguré. Ce métro, majoritairement souterrain gravit des pentes à 12%. C’est un métro sur pneus automatique (sans conducteur) doté de freins d’urgence à patins magnétiques.

Certains métros sont construits pour résister à des froids intenses. C'est le cas de la ligne mise en service à Harbin, capitale de la province du Heilongjiang, fin 2012, conçue pour fonctionner jusqu'à -38 °C d'après son constructeur.

La plupart des métros roulent sur des rails classiques à écartement standard.

Métro sur pneumatiques

Le métro sur pneumatiques est une technologie d’origine française, développée à partir des années 1950 par la RATP. Le premier système de métro entièrement sur pneus est celui de Montréal, construit en collaboration avec des ingénieurs français. Le métro de Mexico et celui de Santiago du Chili utilisent aussi cette technologie.

Automatisation

La conduite de certains métros est automatisée à partir de la même époque. À partir du début des années 1980 apparaissent les métros entièrement automatiques, sans conducteur, à petit gabarit (VAL), à Lille (1983), Toulouse (1993) et à Rennes en 2002, ou à grand gabarit : le premier fut la ligne D à Lyon (1991), suivie de la ligne 14 à Paris en 1998. Les premiers métros automatiques japonais et les SkyTrains apparaissent également à cette époque.

Nombre de trajets annuels en métro

Plus d'un milliard de trajets annuels

Métro de Pékin : 3,410 milliards (9 340 000 par jour) 2014

Métro de Tokyo : 3,334 milliards (9 100 000 par jour) 2013

Métro de Shanghai : 3.068 milliards ( 8 400 000par jour) 2015

Métro de Séoul : 2,619 milliards (7 170 000 par jour) 2013

Métro de Moscou : 2,491 milliards (6 820 000 par jour) 2013

Métro de Guangzhou : 2,05 milliards (5 610 000 par jour) 2013

Métro de Paris : 1,909 milliard (5 230 000 par jour) 2012

Métro de New York : 1,707 milliard (4 678 000 par jour) 2014

Métro de Mexico : 1,685 milliard (4 616 000 par jour) 2013

Métro de Hong Kong : 1 600 millions (4 483 000 par jour) 2013

Métro du Caire : 1,3733 milliard (3 760 000 par jour)

Métro de Londres : 1,229 milliard (3 370 000 par jour) 2012

Métro de Shenzhen : 1,122 milliard (3 070 000 par jour) 2015

Plus de 500 millions de trajets annuels

Métro de Madrid : 932,5 millions (2 553 000 par jour)

Métro de Saint-Pétersbourg : 829,8 millions (2 020 000 par jour)

Métro d'Ōsaka : 825,4 millions (2 260 000 par jour)

Métro de Téhéran : 670 millions (1 835 000 par jour) 2015

Métro de Buenos Aires : 620,9 millions (1 700 000 par jour)

Métro de Taipei : 566,4 millions (1 550 000 par jour)

Métro de Prague : 537,6 millions (1 472 000 par jour)

Métro de Kiev : 521,2 millions (1 429 000 par jour)

Métro de Vienne : 534,4 millions (1 463 000 par jour)

Plus de 200 millions de trajets annuels

Métro de Singapour : 488,7 millions (1 338 000 par jour)

Métro de Caracas : 474,8 millions (1 300 000 par jour)

Métro de Budapest : 463,8 millions (1 269 000 par jour)

Métro de Berlin : 457,5 millions (1 252 000 par jour)

Métro de Montréal : 412,6 millions (1 300 000 par jour)

Métro de Stockholm : 409,8 millions (1 122 000 par jour)

Métro de Barcelone : 405,1 millions (1 109 000 par jour)

Métro de Milan : 365 millions (1 000 000 par jour)

Métro de Munich : 361,5 millions (990 000 par jour)

Métro d'Athènes : 336 millions (919 000 par jour)

Métro de Rome : 331 millions (906 000 par jour)

Métro de Kharkiv : 293 millions (802 000 par jour)

Métro de Washington : 291,6 millions (798 000 par jour)

Métro de Chicago : 210,8 millions (577 000 par jour)

Métro de Lisbonne : 200 millions (550 000 par jour)

Moins de 200 millions de trajets annuels

Métro de Lyon : 190.4 millions (700 000 par jour)

Métro de Hambourg : 180 millions (492 000 par jour)

Métro de Naples : 171,6 millions (470 000 par jour)

Métro de Varsovie : 157 millions (430 000 par jour)

Métro de Bruxelles : 132,4 millions (362 000 par jour)

Métro de Lille Métropole: 125,6 millions (345 000 par jour)

Métro de Nuremberg : 117,5 millions (322 000 par jour)

Métro de Francfort: 114 millions (312 000 par jour)

Métro de Toulouse: 107 millions (293 000 par jour)

Métro d'Oslo : 97,8 millions (268 000 par jour)

Métro de Bilbao : 86,3 millions (236 000 par jour)

Métro d'Amsterdam : 78,1 millions (214 000 par jour)

Métro de Marseille : 74,5 millions ( 186 000 par jour)

Métro de Valence : 66,4 millions (181 000 par jour)

Métro de Rotterdam : **,8 millions (177 000 par jour)

Métro de Porto : 51,5 millions (141 000 par jour)

Métro de Rennes : 47,4 millions (130 000 par jour)

Métro de Copenhague : 42 millions (115 000 par jour)

Métro de Kaohsiung : 47 millions (130 000 par jour)

Métro de Lausanne : 36,2 millions (99 000 par jour)

Métro de Turin : 32 millions (87 000 par jour)

Métro de Gênes : 8 millions (22 000 par jour)

Ancêtres du métro

Funiculaire de Lyon : 1862 (si l'on s'en réfère à la définition du terme « métropolitain » donnée par différents dictionnaires de la langue française : « chemin de fer à traction électrique, partiellement ou totalement souterrain, qui dessert une grande agglomération urbaine », Lyon peut se targuer d'avoir eu la première ligne de métropolitain au monde puisque la ligne de funiculaire de la rue Terme (qui répond à ces caractéristiques) fut ouverte 6 mois avant la première ligne du métro de Londres.

Métro de Londres : 10 janvier 1863 (il s'agissait d'un réseau de trains à vapeur en partie enfoui : la première ligne électrifiée et souterraine fut ouverte en 1890).

Métro de New York : 1868 (à l'origine, il s'agissait d'un métro léger, la première ligne de métro lourd y a été ouverte en 1904).

Métro d'Athènes : 1869 (il s'agissait d'une ligne de trains à vapeur en partie enfouie : la ligne fut électrifiée en 1904).

Tünel d'Istanbul : 1875 (il s'agit à l'origine d'un funiculaire souterrain marchant à la vapeur, il ne fut électrifié qu'en 1990).

Meyrseyrail : 1886 (il s'agissait d'un réseau de trains en partie souterrain circulant dans l'agglomération de Liverpool).

Métro souterrain

Métro de Chicago : 1892 (métro léger).

Métro de Budapest : 1896

Métro de Glasgow, Métro de Boston : 1897

Métro de Vienne, Métro de Londres (première ligne souterraine à Londres) et Métro d'Oslo (métro léger) : 1898

Métro de Paris : 1900

Métro de Berlin : 1902

Métro de New York : 1904 (première ligne de métro électrifiée et souterraine à New York).

Métro de Philadelphie : 1907

Métro de Hambourg : 1912

Métro de Buenos Aires : 1913 (premier réseau ouvert dans l'Hémisphère Sud).

Métro de Madrid : 1919

Métro de Barcelone : 1924

Métro de Tokyo : 1927 (c'est aujourd'hui le réseau le plus fréquenté au Monde).

Métro d'Osaka : 1933

Métro de Moscou : 1935

Métro de Stockholm : 1950

Métro de Toronto : 1954

Métro de Rome, Métro de Saint-Pétersbourg : 1955

Métro de Nagoya : 1957

Métro de Lisbonne : 1959

Métro de Kiev : 1960

Métro de Milan : 19**

Métro de Montréal, Métro de Tbilissi : 1966

Métro de Bakou : 1967

Métro de Francfort : 1968

À partir de 1969, le nombre de villes possédant des lignes de métro explose, avec l'ouverture de réseaux dans des villes moins peuplées (Métro de Lyon : 1974 et Métro de Bruxelles en 1976, deux villes comptant environ 1 million d'habitants) et dans des pays moins développés (Métro de Pékin et Métro de Mexico : 1969) notamment des pays de l'hémisphère sud (ouverture du métro de Sao Paulo en 1974 : ce n'est alors que le second réseau de tout l'hémisphère Sud).

地铁为铁路运输的一种形式，目前在中文的词意上有两种理解，但均与城市轨道交通系统相关：

指在地下运行为主的城市轨道交通系统，即“地下铁道”或“地下铁”（Subway、tube、underground）的简称；许多此类系统为了配合修筑的环境，并考量建造及营运成本，可能会在城市中心以外地区转成地面或高架路段。

指涵盖了各种地下与地上的路权专有、高密度、高运量的城市轨道交通系统（Metro），**则称为「捷运」（Rapid transit）；除了定义1之外，也包括高架铁路（Elevated railway）或路面上铺设的铁路。因此，地铁是路权专有的、无平交的，这也是地铁有别于轻轨运输系统的主要特色。

智利圣地牙哥地铁

美国纽约地铁车厢内

台北捷运中和新芦线的行车隧道。(位于忠孝新生站南侧)

上海地铁8号线老西门站

深圳地铁2号线车厢内景

北韩平壤地铁

定义

在城市内部运行的大客流量、主要以电力驱动的轨道交通，换言之，该系统须主要在城市内部运行，服务城市；

拥有独立路权，与其他形式的交通没有平交；

班次密集，在白天的频率一般在10分钟以内一趟。

历史

世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的伦敦大都会铁路（Metropolitan Railway），是为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建。当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。 到了1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地铁，位在伦敦塔附近、穿越泰晤士河的伦敦塔地铁（Tower Subway）。但这条铁路并不算成功，在营运数个月后便因新通车的伦敦塔桥取代了大部分的旅运量而废线。现存最早的钻挖式地下铁路则在1890年开通，亦位于伦敦，连接市中心与南部地区。最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法，但最后用了电力机车，使其成为第一条电气化地铁，即现时北线的一部分。早期在伦敦市内开通的地下铁亦于1905年全数电气化。 1896年，当时奥匈帝国的城市布达佩斯开通了欧洲大陆的第一条地铁，共有5公里，11站，至今仍在使用。 法国巴黎的巴黎地铁在1900年开通，最初的法文名字「Chemin de Fer Métropolitain」（法文直译意指「大都会铁路」）是从Metropolitan Railway直接译过去的，后来缩短成「métro」，所以现在很多城市轨道系统都称Metro。苏联的地铁也顺理成章，称作метрополитен，简称Метро。

地铁施工

明挖回填法的案例——台北捷运松山线。（并非全线皆使用明挖回填，此段因有袋型轨仅可使用明挖回填法。） 在地底下挖隧道并不是一件容易的事，而且需要极大量的金钱和时间，至少也要好几年才能完成。 明挖回填 最简单直接的方法是明挖随填（明挖回填）。这种方法一般是在街道上挖掘一条大沟渠，然后在其内铺设轨道、建造隧道结构，隧道有足够的承托力后才把路面重新铺上。 除了道路被掘开，其他地下结构如电线、电话线、水管等都需要重新配置。 建这种隧道的物料一般是混凝土或钢，但较旧的系统也有使用砖块和铁的。 钻挖法 另一种方法是先在地面某处挖一个竖井，再在井底挖掘隧道。最常见的方法为使用钻挖机（潜盾机，盾构机），一面挖掘一面把预先准备好的组件安装在隧道壁上。对于建筑物高度密集的地方或无法进行明挖法的区域（如水域），钻挖法甚至是唯一可行的建造方法。 这种方法的优点是对街道交通或其他地下设施的影响非常小，甚至可在水底建造（伦敦、纽约、东京、香港、首尔和广州等都市的城市轨道系统都有很多越过河流或海港的隧道）；隧道的设计也有较多的创作空间，例如车站会比站与站之间的隧道高一些，有助列车离站时加速以及进站时减速。此外，当要挖掘较深的隧道时也常采用此法。 但这种挖法也不是没有缺点的，除了成本较高之外，也经常需要留意地下水的影响；另外在一些较硬的岩层开挖，可能需要炸药。地下空气供应问题甚至隧道坍塌亦有可能造成工人伤亡。此外，对于建筑高度密集的地方，挖掘时除了要留意避免对工地四周的建筑结构造成影响以外，有时亦要统筹所在的公用事业，把地底的输水、输电管线迁移，以便腾出地方来兴建列车信道。

供电方式

全世界绝大多数地铁均为电气化地铁。一般而言，为减低隧道建造成本，地铁隧道必须尽可能小，对于明挖法时代修建的地铁，由于隧道断面多呈方形，因此为了减少开挖面积，此时期地下铁会选择使用第三轨供电方式以缩小隧道断面。对于现代常用的盾构法建造而言，则多用刚性接触网系统，因为隧道呈现圆形断面，使用刚性接触网并不增加隧道直径，反而是使用三轨系统可能增加隧道直径。当今世界地铁系统总的来说，接触网系统属于后发致胜，逐渐成为主流系统。 地铁的供电方式主要如下： 轨道供电 轨道供电主要为第三轨供电，少数采用第四轨供电。第三轨在原有两轨路线侧边添加轨道带电，车辆则利用集电靴获得电力；电流经车轮和运行轨道回到发电厂。第四轨除了原有车轮支撑导引用轨道外，另外增设两条轨道各供应直流电正负两极，或者供应三相交流电，但不如第三轨式经济，故不常见。 架空电缆 电力由架空电缆提供，车辆则利用集电弓获得电力，有时亦会以车轮经过轨道将电流带回发电厂。使用架空电缆供电的地下铁，电缆设置会非常低，几乎触及车顶，以减少隧道高度，从而减低建造成本。 由于上述原因，地下铁均会使用直流供电，减少绝缘距离，隧道可以造得较低。相同等效电压的交流电需要√2倍的绝缘距离。 常见的直流供电有600V、750V、1500V及3kV。交流供电则有15kV及25kV。因此，直流供电需要建造更多的变压站。但对比整条铁路采用较大的隧道，建造更多变压站成本较低。

优点和缺点

节省土地：由于一般大都市的市区地皮价值高昂，将铁路建于地底，可以节省地面空间，令地面地皮可以作其他用途；

减少噪音：如果是经过精确设计的地铁系统，无论在地下还是地面，其车外噪音均低于一般公路。

减少干扰：由于地铁的行驶路线不与其他运输系统（如地面道路）重叠、交叉，路权专有（不专有的城市轨道交通系统称为轻轨或者有轨电车），因此行车受到的交通干扰较少，可节省大量通勤时间。

节约能源：在全球暖化问题下，地铁是最佳大众交通运输工具。由于地铁行车速度稳定，大量节省通勤时间，使民众乐于搭乘，也取代了许多开车所消耗的能源。此项原则上不包含全部或者大部分区间建于地下的地铁系统，地下线路车站的通风环控照明等消耗巨大，一般来说是列车运行能耗的4-6倍。

建造成本较高：由于要钻挖地底，铁路的建造成本比建于地面高昂。

速度受限：地下隧道如高速行驶会因风阻产生活塞效应，必须控制速度、设置地铁通风口（通风竖井）、或者是隧道内抽成真空才行，后者因成本过高故尚无实例；也因如此，高速铁路几乎很少有地下化车站，以**的北部地下化路段为例，最高速度仅为时速160公里，若是以时速300公里的最高营运速度来行走该路段，活塞效应所造成的风阻力量足以能造成桃园车站的所有玻璃碎裂。

安全性

台北捷运在纳莉台风侵袭时发生的淹水事件。

名古屋市营地下铁在2000年9月11日东海豪雨时的淹水事件。

纽约地铁在2012年飓风珊迪时的淹水事件。

深圳地铁2014年3月大雨时机场东站发生淹水。

1995年3月20日在日本东京地铁站，奥姆真理教发动了沙林毒气袭击。

2001年9月11日在美国纽约的****中，地铁虽然不是****者直接攻击的目标，但是倒塌了的纽约世贸大楼的正下方有地铁车站，而地铁车站也因为建筑的倒塌而被破坏，站内部分乘客因此死亡。

2005年7月7日在英国伦敦地铁发生了爆炸事件。地铁正式成为****者攻击的目标。

2010年3月29日，在俄罗斯莫斯科地铁发生炸弹袭击，导致40人死亡。

2014年5月21日，在**台北捷运发生**，造成4死24伤。

2014年9月9日，在智利圣地亚哥地铁发生炸弹袭击，造成14伤。

2016年3月，比利时布鲁塞尔机场及两个地铁站发生炸弹袭击。

地铁之最

最深的地铁 有些城市的土质不稳，或者为了战略需要，隧道要挖得特别深。俄罗斯圣彼得堡地铁有很多车站埋深超过50米，包揽全俄最深的10个地铁站里面的9个（只有第2深的站点是莫斯科的胜利公园站）。 然而，世界最深的地铁车站并没有定论。根据公开的数据，乌克兰基辅地铁1号线军械厂站因为设在山体当中，距离地表足足105.5米，是全球最深的地铁站。然而，有传朝鲜平壤地铁最深处达地下200公尺，平均深度亦达100公尺。