قطار شهری از دیرباز به عنوان یکی از کارآمدترین وسایل نقلیه عمومی شناخته شده است.
با پیشرفت تکنولوژی بیش از 100 سال است که قطارهای شهری در حال تغییر و تحول بوده و وظیفه حمل و نقل مسافران در اغلب شهرهای مهم دنیا را به عهده گرفته است.
نزدیک به صد سال قبل اولین قطار شهری تهران به وسیله چند مهندس بلژیکی تحت عنوان «شرکت راه‌آهن و تراموای ایران» به طول 7800متر بین تهران و شهرری احداث شد که در بین مردم به ماشین دودی معروف بود. صرف نظر از مورد فوق، استفاده از قطارهای شهری و مترو در ایران نسبت به بسیاری از کشورهای جهان از قدمت کمتری برخوردار است.
پیشنهاد استفاده از این وسیله نقلیه برای اولین بار در طرح جامع تهران مصوب سال1349 شمسی به عنوان یک سند رسمی مطرح شد. طراحی و احداث مسیرهای مترو در اواخر عمر نظام پیشین و اوائل پیروزی انقلاب اسلامی به آهستگی انجام می‌گرفت و در دهه70 از سرعت بیشتری برخوردار شد، تا آنجا که در حال حاضر مسیرهای اصلی مترو در محدوده شهر تهران مورد بهره‌برداری قرار گرفته است.
براساس طرح جامع حمل و نقل و ترافیک شهر تهران، خطوط مترو استخوانبندی حمل و نقل مسافر را در شهر تهران به عهده خواهند داشت و سایر وسائل نقلیه عمومی نظیر مونوریل و اتوبوس به عنوان سیستم‌های مکمل مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
قطارهای شهری برحسب اهداف و وظایفی که برای آنها برنامه‌‌ریزی شده به سه گروه اصلی تقسیم شده‌اند: مترو، تراموا و مونوریل که از آن زمان تاکنون مترو از بهره‌وری بیشتری برخوردار بوده‌است.
تاریخچه استفاده از مترو به نیمه دوم قرن نوزدهم میلادی برمی‌گردد؛ زمانی که شکوفایی صنعتی در کشورهای اروپایی به اوج خود رسیده بود و هر روز طرح‌ها و ایده‌های بسیاری برای توسعه و پیشرفت زندگی شهری جوامع مطرح می‌شد.
مترو نیز در همین راستا مدیون پیشرفت تکنولوژی در عرصه راه‌آهن و همچنین توسعه فیزیکی شهرهای اروپایی است. ایده احداث مترو اولین بار بطور جدی در کشورهای انگلستان و آلمان مطرح شد که این ایده اولیه به این صورت بود که دو ایستگاه اصلی راه‌آهن در دو سوی شهر توسط یک محور زیرزمینی به هم متصل شود.
اولین طرحی که در این زمینه اجرایی شد، در سال 1863 میلادی در شهر لندن بود که یک قطار زیرزمینی به کمک نیروی لوکوموتیو بخاری، مسافران را جابجا می‌کرد.
پیشرفت واقعی در این زمینه وقتی آغاز شد که از نیروی الکتریسیته برای حرکت قطارهای زیرزمینی استفاده شد. در سال 1890 میلادی در شهر برلین اولین قطار زیرزمینی که به کمک الکتریسیته حرکت می‌کرد، به کار افتاد.
تا زمان جنگ جهانی اول (1917 میلادی) بحث و اختلاف در خصوص اینکه آیا سیستم حمل و نقل ریلی شهری در زیرزمین احداث شود و یا روی زمین، بین کارشناسان ادامه داشت، اما پس از جنگ جهانی اول، کفه طرفداران احداث مترو در زیرزمین سنگین‌تر شد و امروزه در کلیه کلانشهرهای دنیا احداث و یا توسعه شبکه مترو صرف نظر از اینکه در زیرزمین، در سطح زمین و یا در ارتفاع پیش‌بینی کردند در اولویت طرح‌های حمل و نقل شهری قرار دارد و از سایر وسائل حمل و نقل شهری نظیر اتوبوس و ... به عنوان سیستم مکمل مترو استفاده می‌شود.
پتانسیل و حجم جابجایی مسافر توسط مترو در شهرها آنچنان عظیم است که وسایل نقلیه ریلی دیگر را یارای رقابت با آن نیست و از این رو شهرهای بزرگ محور اصلی حمل و نقل عمومی را روی این وسیله نقلیه ریلی بنا نموده‌اند.
البته از سال 1980 میلادی با توجه به هزینه سنگین ساخت مترو، آهنگ احداث آن در کشورهای اروپایی آهسته و برعکس در کشورهای آسیایی شتاب بیشتری به خود گرفت. در اروپا پرحجم‌ترین برنامه توسعه متعلق به کشور اسپانیا است.
در اروپا اولین مترو در سال1863 میلادی در انگلستان به کار گرفته شد. البته بد نیست بدانید که اولین مترو در آسیا در سال 1927 میلادی در ژاپن مورد بهره‌برداری قرار گرفت.
در آمریکا اولین مترو در سال1892 میلادی در شهر شیکاگو ساخته شد که بیشترین مسیر آن روی زمین احداث شد و اولین مترویی که مسیر حرکت آن کاملاً در زیرزمین قرارداشت در شهرهای بوستن در سال1897 میلادی و نیویورک 1904 میلادی ساخته شدند.
تراموا
قطار خیابانی است که ریل‌گذاری آن روی سطح خیابان‌های شهر انجام شده و معمولاً در محدوده داخل شهرها، کار جابجایی مسافر را انجام می‌دهند. تراموا در صورت استفاده از تونل‌ها در حقیقت عملکرد مترو را خواهد داشت.
پیدایش و تکمیل تراموا به سال 1832 میلادی برمی‌گردد که اولین بار در نیویورک واگن‌های اسبی به کار افتاد، اتاقک این واگن‌ها به کمک چرخ و با نیروی اسب روی ریل حرکت می‌کرد.
در آلمان برای اولین بار در سال 1865 میلادی واگن‌های ریلی اسب‌کش در برلین مورد بهره‌برداری قرار گرفتند. اولین تراموا در جهان که با نیروی الکتریسیته کار می‌کرد در سال1881 میلادی در برلین به حرکت درآمد.
اوج شکوفایی تراموا در سالهای 1920 میلادی به بعد ثبت گردیده که در قاره اروپا، آمریکای شمالی و آمریکای جنوبی و استرالیا، در مجموع بیش از 3هزار شهر به این وسیله نقلیه ریلی مجهز شدند. در قاره آفریقا و آسیا از این وسیله نقلیه عمومی چندان استقبال نگردید.
از خصوصیات خوب تراموا قدرت جابجایی زیاد مسافر و نزدیکی ایستگاه‌های آن به یکدیگر است. ضمناً برای تعویض سریع مسافر در‌های ورودی بسیار و با عرض زیاد تعبیه شده، ضمن اینکه برای مسیرهای نزدیک صندلی کم و فضای زیاد برای ایستادن و به عکس برای مسیرهای طولانی صندلی بیشتر برای نشستن و فضای کمتری برای ایستادن پیش‌بینی شده است.
از سال 1980 میلادی تغییر محسوس و مثبتی در استفاده از تراموا در آمریکا و اروپا گزارش شده که حاکی از اقبال عمومی و علاقه‌مندی به این وسیله نقلیه ریلی است.
این تغییر روند ناشی از سیاست‌های جدید شهرسازی و ترافیک است که در آمریکا و اروپا و استرالیا اتخاذ شده است به این ترتیب که در طراحی شبکه‌های شهری، خصوصاً در مراکز و هسته شهرها سطح مورد استفاده برای خودروهای شخصی کاهش و در عوض سطح مورد استفاده برای تراموا، دوچرخه و پیاده‌رو افزایش یافته است.
اجرای این سیاست‌ها در بین کشورهای اروپایی در فرانسه نمود بیشتری داشته و همچنین در آمریکا نیز آثار مثبت آن به تدریج ظاهر شده است. امکانات تراموا عبارت است از راحتی و سرعت بیشتر آن نسبت به اتوبوس در صورتی که هنگام حرکت با ترافیک جاری در خیابان‌ها تداخل نداشته باشد و گنجایش بیشتر مسافر آن نسبت به اتوبوس بطوری که طبق قوانین آلمان طول تراموا تا 75 متر قانونی است.
نقاط ضعف تراموا بیشتر در وابستگی آن به ریل است که امکان مانور آن را در ترافیک محدود می‌کند و همچنین قیمت گران واگن‌ها در سالهای اخیر نیز مزید بر علت شده است. از طرف دیگر تأسیسات برقی و دکل‌های برق بالای ریل‌ها که جهت تغذیه از برق نصب می‌شوند، می‌توانند در بعضی نقاط جلوی دید ساختمان‌های با ارزش قدیمی را گرفته و در حقیقت آلودگی بصری برای آنها بوجود آورند.
یکی از موفق‌ترین مدل‌ها در حمل و نقل ریلی در شهرها از سال 1980 میلادی در آلمان به اجرا در آمده است. به این ترتیب که در شهر لسروهه کار، ادارات ذیربط در امر ترافیک موفق شدند سیستم تراموای شهری که در داخل شهر و در سطح خیابان حرکت می‌کرد را به خطوط ریل راه‌آهن دولتی آلمان متصل نمایند و به این ترتیب محدوده حمل و نقل شهری را تا دورترین نقاط در حومه شهر افزایش دهند.
واگن‌های جدیدی که با توافق متخصصان دو طرف ساخته شد قادر هستند از دو سیستم برق راه‌آهن دولتی آلمان و همچنین سیستم برق ویژه تراموا تغذیه نمایند و به این ترتیب از هزینه جدید برای ریل‌گذاری نیز خودداری گردید. اکنون مسافران تراموا می‌توانند از خطوط راه‌آهن جهت دسترسی به شهرهای اطراف استفاده نمایند. این ایده اکنون در سایر کشورهای اروپایی نیز مورد استقبال قرار گرفته است.
در همین ارتباط پیشنهاد می‌گردد شرکت راه‌آهن شهری (مترو) و راه‌آهن دولتی ایران، نحوه استفاده مترو از خطوط راه‌آهن ایران را مورد بررسی قرار دهند و با ساخت واگن‌های مناسب بجای قطارهای فعلی محلی راه‌آهن دولتی ایران از واگن‌های مترو جهت حرکت روی ریل‌های راه‌آهن دولتی ایران و حمل مسافــر به ایستگــاه‌های اطــراف شهر تهران مانند مسیرهای تهران- مشهد، تهران- تبریز، تهران- اهواز استفاده شود.
در این صورت از طریق احداث خطوط ارتباطی بین مترو و راه‌آهن دولتی ایران مسافران مترو می‌توانند به راحتی به شهرهای حومه تهران تا فاصله 150 کیلومتری مسافرت کنند. شهرهای اطراف تهران نظیر فیروزکوه، گرمسار - شهریار و ... نیز زیر پوشش مترو قرار خواهند گرفت.
ایده جدید از این جهت اهمیت دارد که خطوط فعلی راه‌آهن دولتی ایران از بین بافت بسیار فشرده جنوب و جنوب شرق و جنوب غرب شهر تهران عبور کرده و نهایتاً در مسیر مشهد، اهواز و تبریز ادامه می‌یابد و در صورت عملی شدن این طرح، صرفه‌جویی زیادی در احداث خطوط مترو جدید خواهد شد. در این صورت مسافران مترو می‌توانند از واگن‌های جدید با قابلیت‌های فوق‌الذکر که جایگزین قطارهای محلی راه‌آهن دولتی ایران خواهد شد، استفاده نمایند.
مونوریل
مونوریل قطار شهری است که روی تک ریل حرکت می‌کند و برای جابجایی مسافر در شهرها و حمل بار در کارخانجات خصوصاً معادن استفاده می‌شود. این وسیله نقلیه عمومی در ابعاد و اشکال مختلف ساخته شده است.
سیستم حرکت مونوریل در حال حاضر براساس یکی از تکنولوژی‌های ذیل استوار است.
الف- سیستم آلوگ که کابین حمل مسافر روی چرخ‌های از جنس لاستیک فشرده حرکت می‌کند.
ب- سیستم ترانس راپید که کابین بدون چرخ و تنها به وسیله نیروی مغناطیس به صورت معلق و بدون اصطکاک با بستر مسیر یا ریل حرکت می‌کند.
اختراع مونوریل در سال1821 میلادی در اروپا به ثبت رسید و براساس نقشه‌های ثبت شده این اختراع اولین مونوریل جهت حمل آجر و موزائیک در 25 ژوئن 1825 میلادی در انگلستان مورد بهره‌برداری قرار گرفت. بهره‌برداری واقعی از سیستم مونوریل پس از چند دهه آزمایش و کاربرد در صنایع و معادن، نهایتاً از دهه 50 میلادی به بعد در شهرها آغاز شد و در دهه 80 و 90 میلادی به اوج خود رسید.
از مشخصه‌های مثبت مونوریل می‌توان به عدم برخورد با ترافیک شهری و یا توقف در تقاطع خیابان‌ها، امکان اتوماسیون سیستم تا هر اندازه‌ای که صلاح است، شکل ظاهری مناسب و زیبا و هزینه ساخت که بطور نسبی پایین است، اشاره کرد.
احداث مطلوب آن در اراضی ناهموار یا صعب‌العبور، با توجه به قطعات پیش ساخته، در زمان نسبتاً کوتاهی میسر است.
کارشناسان از جمله مشخصه‌های منفی مونوریل را گران بودن سیستم تغییر مسیر (سوزن) و همچنین سرعت محدود مونوریل‌ها خصوصاً سیستمی که از چرخ‌های لاستیکی جهت حرکت استفاده می‌کنند، نام می‌برند.
این محدودیت‌ها باعث شده که از این وسیله نقلیه برای مسیرهای نسبتاً کوتاه و به عنوان یکی از سیستم‌های مکمل برای مترو استفاده شود.
طولانی‌ترین مسیر مونوریل در اروپا مسیر 3/13 کیلومتری شهر وپرتال (آلمان)، در آسیا مسیر 8/23 کیلومتری شهر اوزاکا (ژاپن) و در آمریکا مسیر 7 کیلومتری شهر جکسون ویل است.
البته مسیر 30 کیلومتری ترانس راپید در شانگهای جزء طولانی‌ترین مسیر قطارهای تک‌ریلی محسوب می‌شود ولی به خاطر تکنولوژی خاص آن و اهداف دیگری که برای آن در نظر گرفته شده، در فرصت دیگری به آن پرداخته شد.
برخی از خطوط مونوریل برای مدت خاصی نصب و سپس جمع‌آوری شده‌اند. این خطوط بیشتر در محوطه وسیع پارک‌ها و نمایشگاه‌ها و... احداث شده‌اند، نظیر نمایشگاه گل و گیاه گلزکرشن آلمان در سال1997 میلادی، نمایشگاه گل و گیاه مانهایم در سال 1975، بازل سوئیس در سال 1980 میلادی و ... که برای مدت کوتاهی نصب و استفاده شدند.